CN110413953B - 物质数量确定方法、系统、装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物质数量的确定方法，在无法直接测量物质数量时，可以先获取该物质数量对应生产过程中的源供给参数与源消耗参数，通过预设的函数对两种参数进行转换，得到源供给转换因子与源消耗转换因子，从而可以通过转换因子之间的差值确定一个基于转换因子的增量数据，该增量数据即能够反映物质数量，再根据增量数据与物质数量的对应关系，即可确定出实际的物质数量，从而能够使工作人员及时的掌控无法测量的物质数量。本申请还提供一种物质数量的确定系统、装置及计算机可读存储介质，同样可以实现上述效果。

Description

物质数量确定方法、系统、装置及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及工业生产领域，更具体地说，涉及一种物质数量确定方法、 系统、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

目前，在生活、生产中都需要对一些物质的数量进行及时的掌控，但是， 对于一些不方便直接测量的物质，工作人员却无法及时获取其数量数据。例 如，在锅炉行业，锅炉随着使用会在内壁结垢，锅炉结垢达到一定程度会造 成浪费燃料、使受热面损坏、破坏锅炉的正常水循环、降低锅炉使用寿命等 问题，因此工作人员需要及时的掌控锅炉结垢情况，并采取相应措施。然而 锅炉结垢的量并不能直接的进行测量，这就导致了无法及时对锅炉进行清理 维护，对锅炉造成一定的损害。

因此，如何确定无法直接测量的物质数量，是本领域技术人员需要解决 的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物质数量确定方法、系统、装置及计算机可 读存储介质，以确定无法直接测量的物质数量。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种物质数量确定方法，包括：

获取源供给参数与源消耗参数；

利用第一预设转换系数函数确定所述源供给参数的源供给转换因子；

利用第二预设转换系数函数计算所述源消耗参数的源消耗转换因子；

利用所述源供给转换因子与所述源消耗转换因子确定增量数据；

利用所述增量数据和物质数量的对应关系确定所述物质数量。

可选地，所述利用所述增量数据确定目标物质数量的对应关系确定所述 物质数量之后，还包括：

获取所述物质数量对应的预设阈值；

判断所述物质数量是否大于或等于所述预设阈值；

若是，则发送告警信息。

可选地，所述第一预设转换系数函数服从正态分布。

可选地，所述第二预设转换系数函数服从泊松分布。

可选地，所述利用所述增量数据和目标物质数量的对应关系确定所述物 质数量，包括：

利用所述增量数据与预设零增量参考线确定目标增量数据；

利用所述目标增量数据与所述目标物质数量的对应关系确定所述物质数 量。

可选地，所述预设零参考线为第一个周期的增量。

可选地，所述源供给参数包括：

锅炉行业源供给参数；

所述源消耗参数包括：

锅炉行业源消耗参数。

为实现上述目的，本申请还提供一种物质数量确定系统，包括：

参数获取模块，用于获取源供给参数与源消耗参数；

第一转换模块，用于利用第一预设转换系数函数确定所述源供给参数的 源供给转换因子；

第二转换模块，用于利用第二预设转换系数函数计算所述源消耗参数的 源消耗转换因子；

增量数据确定模块，用于利用所述源供给转换因子与所述源消耗转换因 子确定增量数据；

物质数量确定模块，用于利用所述增量数据和目标物质数量的对应关系 确定所述物质数量。

为实现上述目的，本申请还提供一种物质数量确定装置，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如任一项所述物质数量确定方 法的步骤。

为实现上述目的，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机 可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如 任一项所述物质数量确定方法的步骤。

由此可见，本申请提供的一种物质数量的确定方法，在无法直接测量物 质数量时，可以先获取该物质数量对应生产过程中的源供给参数与源消耗参 数，通过预设的函数对两种参数进行转换，得到源供给转换因子与源消耗转 换因子，从而可以通过转换因子之间的差值确定一个基于转换因子的增量数 据，该增量数据即能够反映物质数量，再根据增量数据与物质数量的对应关 系，即可确定出实际的物质数量，从而能够使工作人员及时的掌控无法测量 的物质数量。本申请还提供一种物质数量的确定系统、装置及计算机可读存储介质，同样可以实现上述效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种物质数量的确定方法流程图；

图2为本发明实施例公开的一种物质数量的确定系统结构示意图；

图3为本发明实施例公开的一种物质数量的确定装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种物质数量确定方法、系统、装置及计算机可读 存储介质，以确定无法直接测量的物质数量。

参见图1，本发明实施例提供的一种物质数量确定方法，具体包括：

S101，获取源供给参数与源消耗参数。

需要说明的是，源供给参数既可以理解为原料，源消耗参数即可理解由 原料产生的产品。本申请实施例中的物质是受源供给参数与源消耗参数影响 的数据，换句话说，本申请实施例的物质可以理解为输入到输出过程中，被 产生的不属于产品的物质。例如，对于点燃天然气这个过程来说，最理想的 状态是燃料全部转换成能量，但是，实际上燃料还有一部分被消耗转换成了 积碳，在该例中，积碳量即为本申请实施例中所要确定的物质数量。

S102，利用第一预设转换系数函数确定所述源供给参数的源供给转换因 子。

需要说明的是，由于物质数量是源供给参数到源消耗参数过程中，产生 的不属于源消耗参数的物质的数量，因此，物质数量即为源供给参数与源消 耗参数的差。

但是实际上，源供给参数与源消耗参数并不是同一物质，即并不是同一 度量单位，无法直接通过做差运算来得到物质数量。

因此，在本方案中，需要对源供给参数与源消耗参数分别进行转换，使 转换后的结果可以计算物质数量。

具体地，首先利用第一预设转换系数函数确定源供给参数的源供给转换 因子。

在一个具体的实施方式中，第一预设转换系数函数服从正态分布。

S103，利用第二预设转换系数函数计算所述源消耗参数的源消耗转换因 子。

在一个具体的实施方式中，第二预设转换系数函数服从泊松分布。

S104，利用所述源供给转换因子与所述源消耗转换因子确定增量数据。

在确定了转换因子后，即可通过转换因子之间的差值确定一个增量数据。 该增量数据在此处还不是实际的物质数量，而是一个基于转换因子的差值， 但是可以利用增量数据确定实际的物质数量。

在一个具体的实施方式中，所述源供给参数包括：

锅炉行业源供给参数；

所述源消耗参数包括：

锅炉行业源消耗参数。

其中，锅炉行业源供给参数在本方案中不做具体限定，可以根据实际情 况确定，例如可以是冷水量、供氧量和进风量；

锅炉行业源消耗参数在本方案中同样不做具体限定，可以根据实际情况 确定，例如可以是蒸汽温度、蒸汽压力和锅炉水位。

在本方案中，物质数量具体为锅炉结垢量，对于锅炉结垢量来说，源供 给参数即可为向锅炉中添加的冷水量、供氧量以及进风量，而源消耗参数即 可为锅炉通过上述源供给参数产出的蒸汽温度、蒸汽压力以及当前的锅炉水 位。

S105，利用所述增量数据和物质数量的对应关系确定所述物质数量。

具体的，预先可以通过实验确定增量数据与实际物质数量的对应关系， 并利用该对应关系即可通过增量数据确定实际的物质数量。

在一个优选的实施方式中，所述利用所述增量数据确定物质数量的对应 关系确定所述物质数量之后，还包括：

获取所述物质数量对应的预设阈值；

判断所述物质数量是否大于或等于所述预设阈值；

若是，则发送告警信息。

需要说明的是，在一些可能的场景中，当物质数量较高时，就需要采取 相应的措施，如锅炉结垢达到一定量时，就需要及时的清理，因此，为了能 够及时采取相应的措施，本方案中在确定物质数量后，获取与物质数量对应 的预设阈值，当物质数量大于或等于预设阈值时，发送告警信息，需要说明 的是，告警信息的接收端在本方案中不做具体限定，可以是本地的前端用户 可视化界面，也可以是通过网络连接的用户终端。

在一个具体的实施方式中，所述利用所述增量数据和目标物质数量的对 应关系确定所述物质数量，包括：

利用所述增量数据与预设零增量参考线确定目标增量数据；

利用所述目标增量数据与所述目标物质数量的对应关系确定所述物质数 量。

需要说明的是，预设零增量参考线即预设的没有增量产生的情况，将增 量数据与预设零增量参考线进行运算可以确定相对于预设的零增量参考线来 说，其增量是多少。

为了便于计算，本申请中预设零增量参考线选为第一个周期的增量，即， 后续每个周期以及每个周期中每个采样点的增量数据均可以将第一个周期的 增量作为参考值来计算相对增量。

由此可见，本申请实施例提供的一种物质数量的确定方法，在无法直接 测量物质数量时，可以先获取该物质数量对应生产过程中的源供给参数与源 消耗参数，通过预设的函数对两种参数进行转换，得到源供给转换因子与源 消耗转换因子，从而可以通过转换因子之间的差值确定一个基于转换因子的 增量数据，该增量数据即能够反映物质数量，再根据增量数据与物质数量的 对应关系，即可确定出实际的物质数量，从而能够使工作人员及时的掌控无 法测量的物质数量。

下面对本申请实施例提供的一种具体的物质数量确定方法进行介绍，下 文描述的一种具体的物质数量确定方法与上述任一实施例可以相互参照。

在本申请实施例中，W(t₀,t_k)为在t₀到t_k时刻产生的物质数量，也即物质的 增量。Y(t)是源消耗参数，X(t)是源供给参数，可以确定：

由于Y(t)也无法直接确定，因此做进一步的转换：

其中，λ(t_k)是跟周期有关的转换系数，Z(t)为源消耗参数转换成的其他 形式的能量。

源供给参数的转换系数函数，即，第一预设转换系数函数为服从正态分 布的函数：

源消耗参数的转换系数函数，即，第二预设转换系数函数为服从泊松分 布的函数：

基于第一预设转换系数函数与第二预设转换系数函数，(t₀,t_k)时间段的增量 模型为

式中，

是源供给参数，/>

为多个源消耗参数。

在该式中，需要确定σ，μ和各自的α_i，β_i，忽略t₀，增量模型可以变成

给这个等式两边对t_k求导数，得到

W(t_k)即是增量估算值，如果把这个增量估算值当做是一个增加的量，

即为这个量值的变化速度。

需要说明的是，“增量不是常态”。也就是说，如果在一个时间段中，有一 个恒定的关系：一小时内，输入X＝10，输出是Z₁＝20，Z₂＝30，那么，应该将 基准线定在W＝0；但是，在这个基准线上，又有另一个恒定关系：一小时内， 输入X＝15，出来是Z₁＝30，Z₂＝50，此时算出来W＝2(或者接近一个常数)， 我们仍然不能算有“增量”。但是，在3分钟内，进来X＝12，出来是 Z₁＝25，Z₂＝40，此时算出来W＝1，虽然比W＝2小，但是，这确是一个增量。

因此需要通过微分的方法，把“常态”都过滤掉。

具体地，将(t₀,t_k)的周期看的很短，t_k无限逼近t₀，也就是说，假定只有 一次采样机会k＝1，而且t₀＜t＜t_k，此时，上述公式分别变为：

给等式两边对t_k求导数

V(t)也是一个增量估计值的“量值” 的变化加速度。也就是说，只留下V(t)＞0的当做增量，忽略U(t)＝C(常数) 和V(t)≤0。

本方案中物质数量的具体确定步骤如下：

步骤一：确认项目的计算周期，如12小时；

步骤二：确认周期内的平均采样次数，如60次；

步骤三：根据源供给参数的转换系数函数服从正态分布的假设，计算当 前周期下，源供给参数的转换因子；

步骤四：根据源消耗参数的转换系数函数服从泊松分布的假设，计算当 前采样时刻下，源消耗参数的转换因子；

步骤五：计算第一个周期的增量，将其作为“零增量参考线”；

步骤六：在周期末，判断周期过程中的采样时刻的增量变化是否符合增 量定义，即非负递增，决定周期末的增量是否为本周期的最终增量，若为增 量，则将其与零增量参考线做运算，将其映射为相对增量，并计算截止到本 周期的总相对增量。

下面对本申请实施例提供的一种物质数量确定系统进行介绍，下文描述 的一种物质数量确定系统与上述实施例可以相互参照。

参见图2，本申请实施例提供的一种物质数量确定方法，具体包括：

参数获取模块201，用于获取源供给参数与源消耗参数。

第一转换模块202，用于利用第一预设转换系数函数确定所述源供给参数 的源供给转换因子。

第二转换模块203，用于利用第二预设转换系数函数计算所述源消耗参数 的源消耗转换因子。

增量数据确定模块204，用于利用所述源供给转换因子与所述源消耗转换 因子确定增量数据。

物质数量确定模块205，用于利用所述增量数据和目标物质数量的对应关 系确定所述物质数量。

可选地，所述系统还包括：

预设阈值获取模块，用于获取所述物质数量对应的预设阈值；

告警判断模块，用于判断所述物质数量是否大于或等于所述预设阈值； 若是，则发送告警信息。

可选地，所述第一预设转换系数函数服从正态分布。

可选地，所述第二预设转换系数函数服从泊松分布。

可选地，所述物质数量确定模块205包括：

目标增量数据确定单元，用于利用所述增量数据与预设零增量参考线确 定目标增量数据；

物质数量确定单元，用于利用所述目标增量数据与所述目标物质数量的 对应关系确定所述物质数量。

可选地，所述预设零参考线为第一个周期的增量。

可选地，所述源供给参数包括：

锅炉行业源供给参数；

所述源消耗参数包括：

锅炉行业源消耗参数。

本实施例的物质数量确定系统用于实现前述的物质数量确定方法，因此 物质数量确定系统中的具体实施方式可见前文中的物质数量确定方法的实施 例部分，例如，参数获取模块201，第一转换模块202，第二转换模块203， 增量数据确定模块204，物质数量确定模块205，分别用于实现上述物质数量 确定方法中步骤S101，S102，S103，S104和S105，所以，其具体实施方式 可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再赘述。

下面对本发明实施例提供的一种物质数量确定装置进行介绍，下文描述 的一种物质数量确定装置与上述任一实施例可以相互参照。

参见图3，本发明实施例提供的一种物质数量确定装置，具体包括：

存储器100，用于存储计算机程序；

处理器200，用于执行所述计算机程序时实现上述任一物质数量确定方法 的步骤。

具体的，存储器100包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存 储介质存储有操作系统和计算机可读指令，该内存储器为非易失性存储介质 中的操作系统和计算机可读指令的运行提供环境。处理器200为物质数量确 定装置提供计算和控制能力，可以实现上述任一实施例所述的物质数量确定 方法。

进一步的，本实施例中的物质数量确定装置，还可以包括：

输入接口300，用于获取外界导入的计算机程序，并将获取到的计算机程 序保存至所述存储器100中，还可以用于获取外界终端设备传输的各种指令和 参数，并传输至处理器200中，以便处理器200利用上述各种指令和参数展开 相应的处理。本实施例中，所述输入接口300具体可以包括但不限于USB接口、 串行接口、语音输入接口、指纹输入接口、硬盘读取接口等。

输出接口400，用于将处理器200产生的各种数据输出至与其相连的终端 设备，以便于与输出接口400相连的其他终端设备能够获取到处理器200产生 的各种数据。本实施例中，所述输出接口400具体可以包括但不限于USB接口、 串行接口等。

通讯单元500，用于完成当前设备与其他设备的通讯。

键盘600，用于获取用户通过实时敲击键帽而输入的各种参数数据或指 令。

显示器700，用于对物质数量确定过程的相关信息进行实时显示，以便于 用户及时地了解当前物质数量确定情况。

鼠标800，可以用于协助用户输入数据并简化用户的操作。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所 述计算机程序被处理器执行时可以实现上述实施例所提供的步骤。该存储介 质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、 随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种 可以存储程序代码的介质。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都 是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用 本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种物质数量确定方法，其特征在于，包括：

获取源供给参数与源消耗参数；

利用第一预设转换系数函数确定所述源供给参数的源供给转换因子；

利用第二预设转换系数函数计算所述源消耗参数的源消耗转换因子；

利用所述源供给转换因子与所述源消耗转换因子确定增量数据；

利用所述增量数据和物质数量的对应关系确定所述物质数量；

所述源供给参数包括：

锅炉行业源供给参数，所述锅炉行业源供给参数包括冷水量、供氧量和进风量；

所述源消耗参数包括：

锅炉行业源消耗参数，所述锅炉行业源消耗参数包括蒸汽温度、蒸汽压力和锅炉水位；

其中，t时刻的所述源供给参数为X(t)，t时刻的所述源消耗参数为Y(t)，在t₀到t_k时刻产生的物质数量为

所述第一预设转换系数函数为/>

所述第一预设转换系数函数服从正态分布，σ为方差，μ为均值，所述第二预设转换系数函数为/>

所述第二预设转换系数函数服从泊松分布，α_i及β_i为所述第二预设转换系数函数的参数，m为非负整数值；所述增量数据为

Z(t)为t时刻的所述源消耗参数转换成的其他形式的能量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述增量数据确定目标物质数量的对应关系确定所述物质数量之后，还包括：

获取所述物质数量对应的预设阈值；

判断所述物质数量是否大于或等于所述预设阈值；

若是，则发送告警信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述增量数据和目标物质数量的对应关系确定所述物质数量，包括：

利用所述增量数据与预设零增量参考线确定目标增量数据；

利用所述目标增量数据与所述目标物质数量的对应关系确定所述物质数量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设零增量参考线为第一个周期的增量。

5.一种物质数量确定系统，其特征在于，包括：

参数获取模块，用于获取源供给参数与源消耗参数；

第一转换模块，用于利用第一预设转换系数函数确定所述源供给参数的源供给转换因子；

第二转换模块，用于利用第二预设转换系数函数计算所述源消耗参数的源消耗转换因子；

增量数据确定模块，用于利用所述源供给转换因子与所述源消耗转换因子确定增量数据；

物质数量确定模块，用于利用所述增量数据和目标物质数量的对应关系确定所述物质数量；

所述源供给参数包括：

锅炉行业源供给参数，所述锅炉行业源供给参数包括冷水量、供氧量和进风量；

所述源消耗参数包括：

锅炉行业源消耗参数，所述锅炉行业源消耗参数包括蒸汽温度、蒸汽压力和锅炉水位；

其中，t时刻的所述源供给参数为X(t)，t时刻的所述源消耗参数为Y(t)，在t₀到t_k时刻产生的物质数量为

所述第一预设转换系数函数为/>

所述第一预设转换系数函数服从正态分布，σ为方差，μ为均值，所述第二预设转换系数函数为/>

所述第二预设转换系数函数服从泊松分布，α_i及β_i为所述第二预设转换系数函数的参数，m为非负整数值；所述增量数据为

Z(t)为t时刻的所述源消耗参数转换成的其他形式的能量。

6.一种物质数量确定装置，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述物质数量确定方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述物质数量确定方法的步骤。

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