CN100529672C - 一种基于传感器的信息检测控制装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明的所述的基于传感器的信息检测控制装置及其检测方法，在设备中需要检测的位置设置至少三个传感器；控制装置根据传感器的检测值按照多数原则判定传感器是否正常，然后选择正常的传感器的检测值作为检测结果。并且将不正常工作的传感器屏蔽。通过采用至少三个低价格低可靠性传感器来代替原来的一个高价格高可靠性传感器。实现了以通过低可靠性传感器实现高可靠性的检测方法，而且成本较低。由于采用了至少三个传感器；当其中一个传感器出现故障时，不用设备停止工作，可以使设备在出现传感器故障时也可以正常工作。

Description

一种基于传感器的信息检测控制装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及移动工业自动化的控制技术领域，尤其涉及一种基于传感器的信息检测控制装置及其检测方法。

背景技术

随着工业上的机电一体化进程的加快，传感器技术在通信，工业控制设备中大量使用，主要用于收集设备的工作状态与环境的信号，并进行自动化的控制，保护等。

人们通常将能把非电量转换为电量的器件称为传感器，传感器实质上是一种功能块，其作用是将来自外界的各种信号转换成电信号。它是实现测试与自动控制系统的首要环节。如果没有传感器对原始参数进行精确可靠的测量，那么，无论是信号转换或信息处理，或者最佳数据的显示和控制都将无法实现。传感器技术是现代信息技术的主要内容之一，信息技术包括计算机技术、通信技术和传感器技术。计算机和通信技术发展极快，相当成熟，对此运用自如的工程技术人员也非常多，但精通而灵活使用传感器技术的工作者却很少，这是因为传感器应用技术都需要使用模拟技术，而模拟技术有很多问题难以解决。为了适应现代科学技术的发展，世界众多国家都把传感器技术列为现代的关键技术之一。

传感器的检测对象非常多，主要有数量、长度、面积、立体、位置、含量、线性变位、旋转变位、畸变、压力、转矩、流量、流速、加速度、振动、成分配比、水分、离子浓度、混浊度、粒状体、比重/密度、伤痕、湿度、热量、温度、火灾、烟、有害气体和气味等。

按检测功能可分为检测温度、压力、湿度、流量、流速、磁场等，其中最常用的是温度传感器，其次是压力、流量传感器。

现在，在设备中通常使用单个的传感器对检测对象进行检测。一旦这个传感器损坏，可能导致不希望出现的后果出现。例如，传感器故障，控制设备得到错误信息，可能将本不该下电的设备下电，引起设备不能正常工作。这时就需要对不能正常工作的设备进行维修。设备就需要停止工作。为了解决这个问题，可以选用高可靠性传感器，但是，传感器的可靠性增加一个数量级其成本往往在增加十几倍至几十倍，这样又极大增加了成本。

这就需求有一种可以通过低可靠性传感器实现高可靠性的检测方法，而且成本应较低。可以减少设备停止工作的次数与时间，甚至可以使设备在出现传感器故障时也可以正常工作。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种基于传感器的信息检测控制装置及其检测方法。可以通过低可靠性传感器实现高可靠性的检测方法，而且成本较低。可以减少设备停止工作的次数与时间，甚至可以使设备在出现传感器故障时也可以正常工作。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种基于传感器的信息检测控制装置，包括传感器及与其相连的信息检测控制模块，所述的信息检测控制模块用于根据传感器传递来的信息输出检测结果信息，所述装置包括至少三个传感器，在需要检测的位置设置所述至少三个传感器，各传感器分别与信息检测控制模块连接，信息检测控制模块检测所述至少三个传感器的信息经处理后输出检测结果；所述的信息检测控制模块包括：判断处理模块，用于采用多数原则判断选取各个传感器中正常工作的传感器的检测值。

本发明所述的装置中还包括以下优选技术特征：

所述的传感器优选为三个。

所述的传感器可以为温度传感器、压力传感器、湿度传感器、流量传感器、流速传感器或磁场传感器。

所述的信息检测控制模块包括：

判断处理模块，用于采用多数原则判断选取各个传感器中正常工作的传感器的检测值。

本发明还提供了一种基于上述信息检测装置的检测方法，包括：

在需要检测的位置设置至少三个传感器，信息检测控制模块检测至少三个传感器的检测值，并根据所述的至少三个传感器的检测值确定检测结果；

其中，所述的确定检测结果包括：所述的信息检测控制模块根据每个传感器的检测值并结合多数原则选择至少两个传感器的检测值，之后，根据所述的至少两个传感器的检测值确定检测结果。

所述的信息检测控制模块采用所述的至少两个相应的传感器的检测值的平均值作为检测结果。

所述的多数原则具体包括：

选择检测值最高和/或最低的那个传感器，求出其检测值与其它传感器的检测值的差值，如均超过设定门限值，则认定该传感器工作不正常，否则，认定该传感器工作正常；

根据判断过程中认定的工作正常的传感器的检测值获得检测结果。

所述的方法还包括：将判断过程中认定工作不正常的传感器屏蔽。

所述的方法还包括：根据传感器的额定故障率与设备允许的工作故障率来选择确定传感器的数量。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的一种基于传感器的信息检测控制装置及其检测方法，在设备中需要检测的位置设置至少三个传感器；控制装置根据传感器的检测值按照多数原则判定传感器是否正常，然后选择正常的传感器的检测值作为检测结果。并且将不正常工作的传感器屏蔽。

假设高可靠性的传感器故障几率为0.1％，低可靠性传感器的故障几率为1％，如使用3个传感器，有两个传感器同时出现故障时，才可能引起误操作，而2个传感器同时故障的几率则为1％×1％＝0.01％，可见可靠性比单个的低可靠性的传感器高了两个数量级，比单个高可靠性传感器的故障几率还低。而3个低可靠性传感器的成本比1个高可靠性传感器成本还要低得多。这就实现了以通过低可靠性传感器实现高可靠性的检测方法，而且成本较低。由于采用了至少3个传感器；当其中1个传感器出现故障时，不用设备停止工作，可以使设备在出现传感器故障时也可以正常工作。

附图说明

图1为本发明所述的装置的具体实现结构示意图。

具体实施方式

本发明提供的一种基于传感器的信息检测控制装置，其具体实施方式如图1所示，其结构具体包括：

传感器，以及与其相连的信息检测控制模块，所述的信息检测控制模块用于根据传感器传递来的信息输出相应的检测结果信息，其中，所述的传感器包括至少三个，且各传感器分别与信息检测控制模块连接，信息检测控制模块检测至少三个传感器的信息经处理后输出检测结果。

而且，本发明所述的信息检测控制模块中可以包括判断处理模块，该模块用于采用多数原则判断选取各个传感器中正常工作的传感器的检测值，以便于所述的信息检测控制模块可以根据正常工作的传感器的检测值确定相应的准确的检测结果。

本发明中，所述的传感器具体可以优选为三个，即通常选择三个传感器就可以满足实际的检测要求；当然，在实际应用本发明的过程中也可以根据实际的需要采用四个、五个或更多的传感器实现本发明。

而且，本发明中，所述的传感器可以为温度传感器、压力传感器、湿度传感器、流量传感器、流速传感器或磁场传感器等。比较常用的可以为温度传感器、压力传感器与流量传感器。

本发明中，具体可以根据传感器的额定故障率与设备允许的工作故障率来选择具体采用的传感器的数量，该操作可以人工执行，也可以由相应的检测设备自动实现。

本发明还提供了一种检测方法，所述的检测方法的具体实施方式包括：

信息检测控制模块检测至少三个传感器的检测值，并选择所述的至少三个传感器中的正常工作的传感器的检测值作为检测结果；具体为：信息检测控制模块按照多数原则根据所述的至少三个传感器中的每个传感器的检测值判定该传感器是否正常，然后，选择正常的传感器的检测值作为检测结果。

其中，所述的多数原则具体可以为：

根据所检测的所有的传感器的检测值，判断出检测值最高和/或最低的传感器。选择检测值最高和/或最低的那个传感器，求出其检测值与其它传感器的检测值的差值，如均超过设定门限值，则认定该传感器工作不正常，并将所述认定工作不正常的传感器屏蔽(即不再采用该传感器采集的检测数据)，否则，认为该传感器工作正常。

本发明中，所述的信息检测控制模块具体可以选择正常工作的两个以上的传感器的检测值的平均值作为检测结果，当然，也可以任意选择其中一个传感器的检测值作为检测结果，或者，采用其他的方式确定检测结果，如根据各个传感器的权值进行加权平均后获得相应的检测结果。

下面将以采用三个温度传感器为例对本发明提供的所述装置及方法进行详细说明。

本发明提供的基于传感器的信息检测控制装置，在具体实现过程中可以包括三个温度传感器及与其相连的信息检测控制模块。设所用的温度传感器的允许误差为ΔT＝0.1℃，一般的门限值要大于允许误差的两倍，本例选取门限会值ΔT₀＝0.3℃。

基于所述的装置，本发明提供的方法包括：

根据所检测的三个温度传感器的检测温度值例如：传感器1的检测温度T1＝19.97℃，传感器2的检测温度T2＝20.02℃，传感器3的检测温度T3＝15℃。判断出检测值温度最高和/或最低的温度传感器。检测温度最高的是传感器2，其检测温度为T2；检测温度最低的是传感器3，其检测温度为T3。

选择检测温度值最高的传感器2，其检测温度为T2，求出传感器2的检测温度T2与传感器1的检测温度T1的差值ΔT_2-1＝0.05℃；再求出传感器2的检测温度T2与传感器3的检测温度T3的差值ΔT_2-3＝5.02℃。这里ΔT₀＞ΔT_2-1而ΔT₀＜ΔT_2-3；可以确定传感器2是正常工作的。

选择检测温度值最低的传感器3，其检测温度为T3，求出传感器3的检测温度T3与传感器1的检测温度T1的差值ΔT_3-1＝4.97℃；再求出传感器3的检测温度T3与传感器2的检测温度T2的差值ΔT_3-1＝5.02℃。这里ΔT₀＜ΔT_2-1而ΔT₀＜ΔT_2-3；可以确定传感器3是的工作是不正常的，将工作不正常的传感器3屏蔽。

最后选择工作正常的传感器1或传感器2的检测温度值作为检测结果输出；也可以取传感器1与传感器2的检测温度值和平均值作为检测结果输出。

由于本发明采用了至少三个传感器；当其中一个传感器出现故障时，不用设备停止工作，可以使设备在出现传感器故障时也可以正常工作。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1、一种基于传感器的信息检测控制装置，包括传感器及与其相连的信息检测控制模块，所述的信息检测控制模块用于根据传感器传递来的信息输出检测结果信息，其特征在于，所述装置包括至少三个传感器，在需要检测的位置设置所述至少三个传感器，各传感器分别与信息检测控制模块连接，信息检测控制模块检测所述至少三个传感器的信息经处理后输出检测结果；所述的信息检测控制模块包括：判断处理模块，用于采用多数原则判断选取各个传感器中正常工作的传感器的检测值。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的传感器为三个。

3、根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述的传感器包括：温度传感器、压力传感器、湿度传感器、流量传感器、流速传感器或磁场传感器。

4、一种基于权利要求1或3所述的装置的检测方法，其特征在于，包括：

在需要检测的位置设置至少三个传感器，信息检测控制模块检测所述传感器的检测值，并根据所述的至少三个传感器的检测值确定检测结果；

其中，所述的确定检测结果包括：

信息检测控制模块根据每个传感器的检测值并采用多数原则选择至少两个传感器的检测值，之后，根据所述的至少两个传感器的检测值确定检测结果。

5、根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述的信息检测控制模块采用所述至少两个传感器的检测值的平均值作为检测结果。

6、根据权利要求4或5所述的检测方法，其特征在于，所述的多数原则具体包括：

选择检测值最高和/或最低的传感器，求出其检测值与其它传感器的检测值的差值，如均超过设定门限值，则认定该传感器工作不正常，否则，认定该传感器工作正常；

根据判断过程中认定的工作正常的传感器的检测值获得检测结果。

7、根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述的方法还包括：

将判断过程中认定工作不正常的传感器屏蔽。

8、根据权利要求4或5所述的检测方法，其特征在于，所述的方法还包括：

根据传感器的额定故障率与设备允许的工作故障率来选择确定采用的传感器的数量。

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