CN114166988B - 一种色谱仪集群故障检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明设计者设计了一种色谱仪集群故障检测方法及装置，应用于包括了多个在线色谱仪的色谱仪集群系统，在统一控制输入的情况下，从分析过程到分析结果，从两个不同的角度分别对在线色谱仪的工作状态进行检测，并且通过横向比较系统中的其他设备，排除环境产生的干扰，能够更加准确的判断出系统中出现故障的在线色谱仪。

Description

一种色谱仪集群故障检测方法及装置

技术领域

本发明涉及色谱仪控制技术领域，具体而言，涉及一种色谱仪集群故障检测方法及装置。

背景技术

随着计算机技术和现代通信技术的飞速发展，以及用户使用需求的不断变化，在线色谱仪的应用越来越广泛。例如在某些特殊环境中，需要仪器需要不间断的运行检测，或者操作人员无法进入或者停留的场景，都需要使用到在线色谱仪，通过远程控制的方式进行气体样品的分析。同样随着使用场景的不断增加，在一些场景中，因需要检测的样品较多，通过设置多台在线色谱仪构成色谱仪集群的方式来进行更大批量的样品分析。由于器件老化、分析条件和环境的改变，这些因素会影响色谱的定量和定性，甚至会导致色谱仪出现故障。目前，针对色谱仪集群的在线色谱仪，缺少有效的在线故障诊断手段。如何建立一种适用性广、且高效的色谱仪集群诊断体系，是目前亟待解决的问题。

发明内容

为了改善上述问题，本发明提供了一种色谱仪集群故障检测方法及装置。

本发明实施例的第一方面，提供了一种色谱仪集群故障检测方法，应用于色谱仪集群系统，所述色谱仪集群系统包括多个在线色谱仪，所述方法包括：

将用于检测的标准气体分配至各在线色谱仪的进样系统中；

控制各在线色谱仪按照相同且与标准气体相符的分析条件，对所述标准气体成分进行检测，所述分析条件包括设备温度、内部压强、载气类型；

记录各在线色谱仪分析过程中的内部参数对应的过程参数曲线，以及分别得到的分析色谱图；所述内部参数包括色谱柱温度、体积流量；

将分析色谱图与标准气体对应的标准色谱图进行比较，筛选出色谱数据明显偏离标准色谱图的在线色谱仪；

将过程参数曲线相互进行对比，筛选出过程参数曲线明显偏离平均水平的在线色谱仪；

综合两次筛选的结果，确定发生故障的在线色谱仪。

可选地，所述将分析色谱图与标准气体对应的标准色谱图进行比较，筛选出色谱数据明显偏离标准色谱图的在线色谱仪，具体的方式为：

计算分析色谱图中各项色谱数据，相对于标准色谱图各项色谱数据的偏离值；

计算各项色谱数据偏离值的标准偏差；

如果标准偏差大于预设的故障报警阈值，则将偏离值中最大的一个筛选出来，并再次计算的标准偏差，直到标准偏差小于预设的第一故障报警阈值；

记录筛选出的在线色谱仪，得到第一筛选列表。

可选地，所述将过程参数曲线相互进行对比，筛选出过程参数曲线明显偏离平均水平的在线色谱仪，具体的方式为：

分别计算多个在线色谱仪各项内部参数的过程参数曲线两两之间的皮尔逊相关系数；

当某个在线色谱仪的一项内部参数的过程参数曲线，与其他在线色谱仪的该项内部参数的过程参数曲线，计算得到的多个皮尔逊相关系数中，有超过预设比例个数的皮尔逊相关系数值大于预设的第二故障报警阈值，则将该在线色谱仪筛选出来；

记录筛选出的在线色谱仪，得到第二筛选列表。

可选地，所述综合两次筛选的结果，确定发生故障的在线色谱仪，具体的方式为：

如果某个在线色谱仪即同时列入所述第一筛选列表、第二筛选列表中，确定该在线色谱仪发生故障；

如果某个在线色谱仪列入所述第一筛选列表，未列入第二筛选列表，确定该在线色谱仪发生故障；

如果某个在线色谱仪未列入所述第一筛选列表，列入第二筛选列表，确定该在线色谱仪未发生故障。

可选地，所述方法还包括：

重复上述故障检测方法多次，如果超过1次判断某个在线色谱仪发生故障，则确定该在线色谱仪发生故障；

其中，重复上述故障检测方法时，选择相同的标准气体，或者选择不同类型的标准气体。

本发明实施例的第二方面，提供了一种色谱仪集群故障检测装置，应用于色谱仪集群系统，所述色谱仪集群系统包括多个在线色谱仪，所述装置包括：

样品分配单元，用于将用于检测的标准气体分配至各在线色谱仪的进样系统中；

设备控制单元，用于控制各在线色谱仪按照相同且与标准气体相符的分析条件，对所述标准气体成分进行检测，所述分析条件包括设备温度、内部压强、载气类型；

数据记录单元，记录各在线色谱仪分析过程中的内部参数对应的过程参数曲线，以及分别得到的分析色谱图；所述内部参数包括色谱柱温度、体积流量；

第一数据比对单元，将分析色谱图与标准气体对应的标准色谱图进行比对，筛选出色谱数据明显偏离标准色谱图的在线色谱仪；

第二数据比对单元，将过程参数曲线相互进行对比，筛选出过程参数曲线明显偏离平均水平的在线色谱仪；

故障确定单元，用于综合两次筛选的结果，确定发生故障的在线色谱仪。

可选地，所述第一数据比对单元，具体用于：

计算分析色谱图中各项色谱数据，相对于标准色谱图各项色谱数据的偏离值；

计算各项色谱数据偏离值的标准偏差；

如果标准偏差大于预设的故障报警阈值，则将偏离值中最大的一个筛选出来，并再次计算的标准偏差，直到标准偏差小于预设的第一故障报警阈值；

记录筛选出的在线色谱仪，得到第一筛选列表。

可选地，所述第二数据比对单元，具体用于：

分别计算多个在线色谱仪各项内部参数的过程参数曲线两两之间的皮尔逊相关系数；

当某个在线色谱仪的一项内部参数的过程参数曲线，与其他在线色谱仪的该项内部参数的过程参数曲线，计算得到的多个皮尔逊相关系数中，有超过预设比例个数的皮尔逊相关系数值大于预设的第二故障报警阈值，则将该在线色谱仪筛选出来；

记录筛选出的在线色谱仪，得到第二筛选列表。

可选地，所述，故障确定单元，具体用于：

如果某个在线色谱仪即同时列入所述第一筛选列表、第二筛选列表中，确定该在线色谱仪发生故障；

如果某个在线色谱仪列入所述第一筛选列表，未列入第二筛选列表，确定该在线色谱仪发生故障；

如果某个在线色谱仪未列入所述第一筛选列表，列入第二筛选列表，确定该在线色谱仪未发生故障。

可选地，所述故障确定单元，还用于：

重复故障检测多次后，如果超过1次判断某个在线色谱仪发生故障，则确定该在线色谱仪发生故障；

其中，在重复进行故障检测时，选择相同的标准气体，或者选择不同类型的标准气体。

综上所述，本发明提供了一种色谱仪集群故障检测方法及装置，应用于包括了多个在线色谱仪的色谱仪集群系统，在统一控制输入的情况下，从分析过程到分析结果，从两个不同的角度分别对在线色谱仪的工作状态进行检测，并且通过横向比较系统中的其他设备，排除环境产生的干扰，能够更加准确的判断出系统中出现故障的在线色谱仪。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例的色谱仪集群故障检测方法的应用场景示意图；

图2为本发明实施例的色谱仪集群故障检测方法的方法流程图；

图3为本发明另一实施例的色谱仪集群故障检测方法的方法流程图；

图4为本发明实施例的色谱仪集群故障检测装置的功能模块框图。

图标：

色谱仪集群系统100；色谱仪集群故障检测装置200；在线色谱仪300；样品分配单元110；设备控制单元120；数据记录单元130；第一数据比对单元140；第二数据比对单元150；故障确定单元160。

具体实施方式

随着计算机技术和现代通信技术的飞速发展，以及用户使用需求的不断变化，在线色谱仪的应用越来越广泛。例如在某些特殊环境中，需要仪器需要不间断的运行检测，或者操作人员无法进入或者停留的场景，都需要使用到在线色谱仪，通过远程控制的方式进行气体样品的分析。同样随着使用场景的不断增加，在一些场景中，因需要检测的样品较多，通过设置多台在线色谱仪构成色谱仪集群的方式来进行更大批量的样品分析。由于器件老化、分析条件和环境的改变，这些因素会影响色谱的定量和定性，甚至会导致色谱仪出现故障。目前，针对色谱仪集群的在线色谱仪，缺少有效的在线故障诊断手段。如何建立一种适用性广、且高效的色谱仪集群诊断体系，是目前亟待解决的问题。

鉴于此，本发明设计者设计了一种色谱仪集群故障检测方法及装置，应用于包括了多个在线色谱仪的色谱仪集群系统，在统一控制输入的情况下，从分析过程到分析结果，从两个不同的角度分别对在线色谱仪的工作状态进行检测，并且通过横向比较系统中的其他设备，排除环境产生的干扰，能够更加准确的判断出系统中出现故障的在线色谱仪。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1，本实施例提供的一种色谱仪集群故障检测方法的应用场景示意图。

如图1所示，本发明提供的一种色谱仪集群故障检测方法，应用于色谱仪集群系统100的色谱仪集群故障检测装置200，色谱仪集群系统100包括色谱仪集群故障检测装置200以及多个在线色谱仪300，通过色谱仪集群故障检测装置200实现对多个在线色谱仪300的故障检测。在线色谱仪300进行工作时，其工作过程中的参数信息，以及输出的分析结果都会发送至色谱仪集群故障检测装置200，用于故障检测的判断。

在上述基础上，如图2所示，为本发明提供的色谱仪集群故障检测方法，应用于上述色谱仪集群系统100，该方法包括：

步骤S101,将用于检测的标准气体分配至各在线色谱仪的进样系统中。

标准气体含有固定浓度的标准成分，常用于设备的检测过程中。情况标准气体根据其包含的气体组分数可区分为二元，三元和多元标准气体。在本方案的实施例中，不对标准气体的具体组分做要求，选择常规用于检测色谱仪功能的组分及浓度均可。在实际进行检测时，保证对各在线色谱仪分配的标准气体成分、浓度相同即可。

步骤S102，控制各在线色谱仪按照相同且与标准气体相符的分析条件，对所述标准气体成分进行检测，所述分析条件包括设备温度、内部压强、载气类型。

在确定了标准气体的成分以后，统一控制所有在线色谱按同样的工作参数进行分析，使得所有设备的环境条件保持一致，能够更加准确的检测出因为设备故障而带来的影响。

步骤S103，记录各在线色谱仪分析过程中的内部参数对应的过程参数曲线，以及分别得到的分析色谱图；所述内部参数包括色谱柱温度、体积流量。

在线色谱仪工作过程中各项参数的变化曲线。以及最终的分析结果都可以反馈出设备工作的状态是否正常，因此需要对上述两个方面的数据都进行记录。

步骤S104，将分析色谱图与标准气体对应的标准色谱图进行比较，筛选出色谱数据明显偏离标准色谱图的在线色谱仪。

分析结果，即得到的色谱图，能够直接反馈在线色谱仪是否工作正常，色谱图中可以得到的色谱数据比较多，可以选择其中比较典型的一些参数来进行比较，包括保留时间、死时间、分离度、基线位置、色谱峰高、色谱峰宽、峰面积等。通过对比分析色谱图与标准色谱图中，色谱数据明显出现偏离的在线色谱仪，可以初步判断其出现故障的可能性很大。

步骤S105，将过程参数曲线相互进行对比，筛选出过程参数曲线明显偏离平均水平的在线色谱仪。

除了分析结果，分析过程中的过程参数变化曲线，也一定程度能够对在线色谱仪是否工作正常进行反馈。考虑到属于同一系统内的多个在线色谱仪，其设备安置的位置通常非常靠近，如果周围环境对分析过程产生了影响，那么这些影响作用在多个在线色谱仪上时，产生的反馈应该是相似且非常接近的。因此将多个在线色谱仪的过程参数曲线相互进行对比，用于排除周围环境的统一影响，突出故障设备与其他正常设备之间的差别。

步骤S106，综合两次筛选的结果，确定发生故障的在线色谱仪。

在综合考虑了分析结果以及分析过程两个方面影响的基础上，再对在线色谱仪是否出现故障进行确认，提高了判断的准确度，减少了环境因素对误判的影响。

本实施例提供的色谱仪集群故障检测方法，应用于包括了多个在线色谱仪的色谱仪集群系统100，在统一控制输入的情况下，从分析过程到分析结果，从两个不同的角度分别对在线色谱仪的工作状态进行检测，并且通过横向比较系统中的其他设备，排除环境产生的干扰，能够更加准确的判断出系统中出现故障的在线色谱仪。

如图3所示，本发明另一实施例的色谱仪集群故障检测方法，应用于包括多个在线色谱仪的色谱仪集群系统100，该方法包括：

步骤S201，将用于检测的标准气体分配至各在线色谱仪的进样系统中。

步骤S202，控制各在线色谱仪按照相同且与标准气体相符的分析条件，对所述标准气体成分进行检测，所述分析条件包括设备温度、内部压强、载气类型。

步骤S203,记录各在线色谱仪分析过程中的内部参数对应的过程参数曲线，以及分别得到的分析色谱图；所述内部参数包括色谱柱温度、体积流量。

步骤S204，计算分析色谱图中各项色谱数据，相对于标准色谱图各项色谱数据的偏离值；计算各项色谱数据偏离值的标准偏差。

将各在线色谱仪的色谱数据直接与标准色谱图的色谱数据进行对比，计算偏离值，而不是相互之间进行对比，主要的原因还是在于需要直接判断设备的分析功能是否还在正常范围内，如果仅进行相互之间进行对比，在可能出现的极端情况时，无法进行有效的识别。例如由于环境的影响，所有设备均出现相同的问题，导致分析结果相互对比的结果偏离度很低，但是均与标准色谱图的色谱数据的偏离度很高。因此在对结果色谱数据进行分析对比时，对比的对象采用了与标准气体对应的标准色谱图。

计算偏离值的标准偏差，能够较为直观的反馈出分析结果与标准数据之间的差异。

步骤S205，判断标准偏差大于预设的故障报警阈值。如果是，则执行步骤S251。如果否，则执行步骤206。

故障报警阈值的设置对应了参与计算的色谱数据，其具体数值的设置通常与标准数据的数值相关。作为本发明的优选方式，故障报警阈值一般设置是在标准数据的数值的5%以内。以色谱数据选择保留时间计算为例，对应标准数据的保留时间T,其故障报警阈值可以设置为5%·T，当计算参与故障检测的多个在线色谱仪的保留时间，得到保留时间的标准偏差s后，判断其是否大于故障报警阈值。对于故障报警阈值的设置，可以根据实际使用的情况进行调整，如设置为固定的数字，或者是设置成其他合适的比例。

对色谱数据哪些参数参与计算时，可以根据实际情况灵活调整，选择计算一个或者多个。可以分别进行判断，即某一个参数计算标准偏差就判断筛选。也可以综合进行判断，即计算多个参数的标准偏差，当超过故障报警阈值的参数数量达到参与计算参数中一定的比例时，才进行筛选。例如选择了5个参数参与计算，其中至少有3个参数计算的标准偏差大于了故障报警阈值，才进行筛选。

步骤S251，将偏离值中最大的一个筛选出来。步骤S251执行完后，再次执行步骤S204，对各项色谱数据偏离值的标准偏差进行计算。

当标准偏差大于预设的故障报警阈值时，说明存在偏离值较高的在线色谱仪。将偏离值中最大的一个筛选出来，同时将该数值从计算的公式中剔除，再次计算剔除该在线色谱仪的数值后，剩下的色谱数据，是否在故障报警阈值。重复上述步骤，直到将影响标准偏差大于故障报警阈值的所有在线色谱仪的数值都筛选出来为止。

步骤S206，记录筛选出的在线色谱仪，得到第一筛选列表。

通过上述不断重复的过程，如果筛选出来一个及以上的在线色谱仪，将其作为第一筛选列表进行记录。

步骤S207，分别计算多个在线色谱仪各项内部参数的过程参数曲线两两之间的皮尔逊相关系数。

皮尔逊相关系数可以用于描述两个变量的相关性。在本方案的实施例中，通过计算参数曲线之间的皮尔逊相关系数，可以很直接的判断曲线之间的相似度。在计算曲线之间的皮尔逊相关系数之前，需要先对计算参数曲线的函数表达式，通过参数曲线计算函数表达式的方法较多，在此不再赘述，可以根据实际情况，选择合适的方式即可。

步骤S208，当某个在线色谱仪的一项内部参数的过程参数曲线，与其他在线色谱仪的该项内部参数的过程参数曲线，计算得到的多个皮尔逊相关系数中，有超过预设比例个数的皮尔逊相关系数值大于预设的第二故障报警阈值，则将该在线色谱仪筛选出来。

选择各个在线色谱仪，某个内部参数的过程参数曲线，将其两两之间进行对比，当某个在线色谱仪出现故障时，其过程参数曲线与正常在线色谱仪可能会存在更大的区别，即相似度更低。因此，在多数正常在线色谱仪正常时，与其他在线色谱仪的过程参数曲线相似度较低的那个在线色谱仪，其出现故障的概率更大。因此通过依次计算内部参数的过程参数曲线两两之间的皮尔逊相关系数，可以有效的找出那些可能有故障的在线色谱仪。对于可能出现的极端情况，例如多数在线色谱仪出现了故障，此时对比内部参数的过程参数曲线可能无法有效判断出是否出现故障，因此后续需要综合考虑结果对比和过程参数对比两个方面的筛选结果，才能进一步确定出现故障的在线色谱仪。

由于考虑到属于同一系统内的多个在线色谱仪，其设备安置的位置通常非常靠近，如果周围环境对分析过程产生了影响，其反馈到在线色谱仪的内部参数上是，产生的影响是一致的，因此在对比内部参数时，着重于色谱仪之间的两两比对，用于排除周围环境的影响。

其中，预设比例个数的设置，以及第二故障报警阈值，都可以根据实际情况灵活设置，可以开始先设置一个初始值，然后根据故障检测的准确率，对上述两个参数值进行调整，以提高故障检测的准确率和计算效率。

步骤S209，记录筛选出的在线色谱仪，得到第二筛选列表。

通过上述计算后两两比对的结果，如果筛选出来一个及以上的在线色谱仪，将其作为第二筛选列表进行记录。

步骤S210，综合两次筛选的结果，确定发生故障的在线色谱仪。

其中，具体的确定方式为：如果某个在线色谱仪即同时列入所述第一筛选列表、第二筛选列表中，确定该在线色谱仪发生故障；如果某个在线色谱仪列入所述第一筛选列表，未列入第二筛选列表，确定该在线色谱仪发生故障；如果某个在线色谱仪未列入所述第一筛选列表，列入第二筛选列表，确定该在线色谱仪未发生故障。

结合上面说到的内容，对于分析结果反馈的情况，相对更加直观，而分析过程中参数变化的情况，不一定能够直接反馈设备的故障情况。因此，需要采用这样的综合考虑的方式，以确保故障检测的准确性。

作为本发明实施例的优选实施方式，为了进一步排除偶然因素的影响，提高故障判断的准确率。可以进一步优化上述方案，在采用相同检测流程的基础上，重复上述故障检测方法多次，如果超过1次判断某个在线色谱仪发生故障，则确定该在线色谱仪发生故障。需要注意的是，重复上述故障检测方法时，既可以选择相同的标准气体，也可以选择不同类型的标准气体。

综上，本实施例提供的色谱仪集群故障检测方法，应用于包括了多个在线色谱仪的色谱仪集群系统100，在统一控制输入的情况下，从分析过程到分析结果，从两个不同的角度分别对在线色谱仪的工作状态进行检测，并且通过横向比较系统中的其他设备，排除环境产生的干扰，能够更加准确的判断出系统中出现故障的在线色谱仪。

如图4所示，本发明实施提供的谱仪集群故障检测装置，应用于色谱仪集群系统100，所述色谱仪集群系统100包括多个在线色谱仪，所述装置包括：

样品分配单元110，用于将用于检测的标准气体分配至各在线色谱仪的进样系统中；

设备控制单元120，用于控制各在线色谱仪按照相同且与标准气体相符的分析条件，对所述标准气体成分进行检测，所述分析条件包括设备温度、内部压强、载气类型；

数据记录单元130，记录各在线色谱仪分析过程中的内部参数对应的过程参数曲线，以及分别得到的分析色谱图；所述内部参数包括色谱柱温度、体积流量；

第一数据比对单元140，将分析色谱图与标准气体对应的标准色谱图进行比对，筛选出色谱数据明显偏离标准色谱图的在线色谱仪；

第二数据比对单元150，将过程参数曲线相互进行对比，筛选出过程参数曲线明显偏离平均水平的在线色谱仪；

故障确定单元160，用于综合两次筛选的结果，确定发生故障的在线色谱仪。

可选地，所述第一数据比对单元140，具体用于：

计算分析色谱图中各项色谱数据，相对于标准色谱图各项色谱数据的偏离值；

计算各项色谱数据偏离值的标准偏差；

如果标准偏差大于预设的故障报警阈值，则将偏离值中最大的一个筛选出来，并再次计算的标准偏差，直到标准偏差小于预设的第一故障报警阈值；

记录筛选出的在线色谱仪，得到第一筛选列表。

可选地，所述第二数据比对单元150，具体用于：

分别计算多个在线色谱仪各项内部参数的过程参数曲线两两之间的皮尔逊相关系数；

当某个在线色谱仪的一项内部参数的过程参数曲线，与其他在线色谱仪的该项内部参数的过程参数曲线，计算得到的多个皮尔逊相关系数中，有超过预设比例个数的皮尔逊相关系数值大于预设的第二故障报警阈值，则将该在线色谱仪筛选出来；

记录筛选出的在线色谱仪，得到第二筛选列表。

可选地，所述，故障确定单元160，具体用于：

如果某个在线色谱仪即同时列入所述第一筛选列表、第二筛选列表中，确定该在线色谱仪发生故障；

如果某个在线色谱仪列入所述第一筛选列表，未列入第二筛选列表，确定该在线色谱仪发生故障；

如果某个在线色谱仪未列入所述第一筛选列表，列入第二筛选列表，确定该在线色谱仪未发生故障。

可选地，所述故障确定单元160，还用于：

重复故障检测多次后，如果超过1次判断某个在线色谱仪发生故障，则确定该在线色谱仪发生故障；

其中，在重复进行故障检测时，选择相同的标准气体，或者选择不同类型的标准气体。

本发明实施例提供的色谱仪集群故障检测装置200，用于实现上述色谱仪集群故障检测方法，因此具体实施方式与上述方法相同，在此不再赘述。

综上所述，本发明提供了一种色谱仪集群故障检测方法及装置，应用于包括了多个在线色谱仪的色谱仪集群系统，在统一控制输入的情况下，从分析过程到分析结果，从两个不同的角度分别对在线色谱仪的工作状态进行检测，并且通过横向比较系统中的其他设备，排除环境产生的干扰，能够更加准确的判断出系统中出现故障的在线色谱仪。

在本申请所公开的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (4)

1.一种色谱仪集群故障检测方法，应用于色谱仪集群系统，其特征在于，所述色谱仪集群系统包括多个在线色谱仪，所述方法包括：

将用于检测的标准气体分配至各在线色谱仪的进样系统中；

控制各在线色谱仪按照相同且与标准气体相符的分析条件，对所述标准气体成分进行检测，所述分析条件包括设备温度、内部压强、载气类型；

记录各在线色谱仪分析过程中的内部参数对应的过程参数曲线，以及分别得到的分析色谱图；所述内部参数包括色谱柱温度、体积流量；

将分析色谱图与标准气体对应的标准色谱图进行比较，筛选出色谱数据明显偏离标准色谱图的在线色谱仪；其中，具体的方式为：计算分析色谱图中各项色谱数据，相对于标准色谱图各项色谱数据的偏离值；计算各项色谱数据偏离值的标准偏差；如果标准偏差大于预设的故障报警阈值，则将偏离值中最大的一个筛选出来，并再次计算的标准偏差，直到标准偏差小于预设的第一故障报警阈值；记录筛选出的在线色谱仪，得到第一筛选列表；

将过程参数曲线相互进行对比，筛选出过程参数曲线明显偏离平均水平的在线色谱仪；其中，具体的方式为：分别计算多个在线色谱仪各项内部参数的过程参数曲线两两之间的皮尔逊相关系数；当某个在线色谱仪的一项内部参数的过程参数曲线，与其他在线色谱仪的该项内部参数的过程参数曲线，计算得到的多个皮尔逊相关系数中，有超过预设比例个数的皮尔逊相关系数值大于预设的第二故障报警阈值，则将该在线色谱仪筛选出来；记录筛选出的在线色谱仪，得到第二筛选列表；

综合两次筛选的结果，确定发生故障的在线色谱仪；其中，具体的方式为：如果某个在线色谱仪即同时列入所述第一筛选列表、第二筛选列表中，确定该在线色谱仪发生故障；如果某个在线色谱仪列入所述第一筛选列表，未列入第二筛选列表，确定该在线色谱仪发生故障；如果某个在线色谱仪未列入所述第一筛选列表，列入第二筛选列表，确定该在线色谱仪未发生故障。

2.根据权利要求1所述的色谱仪集群故障检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

重复上述故障检测方法多次，如果超过1次判断某个在线色谱仪发生故障，则确定该在线色谱仪发生故障；

其中，重复上述故障检测方法时，选择相同的标准气体，或者选择不同类型的标准气体。

3.一种色谱仪集群故障检测装置，应用于色谱仪集群系统，其特征在于，所述色谱仪集群系统包括多个在线色谱仪，所述装置包括：

样品分配单元，用于将用于检测的标准气体分配至各在线色谱仪的进样系统中；

设备控制单元，用于控制各在线色谱仪按照相同且与标准气体相符的分析条件，对所述标准气体成分进行检测，所述分析条件包括设备温度、内部压强、载气类型；

数据记录单元，记录各在线色谱仪分析过程中的内部参数对应的过程参数曲线，以及分别得到的分析色谱图；所述内部参数包括色谱柱温度、体积流量；

第一数据比对单元，将分析色谱图与标准气体对应的标准色谱图进行比对，筛选出色谱数据明显偏离标准色谱图的在线色谱仪；所述第一数据比对单元，具体用于：计算分析色谱图中各项色谱数据，相对于标准色谱图各项色谱数据的偏离值；计算各项色谱数据偏离值的标准偏差；如果标准偏差大于预设的故障报警阈值，则将偏离值中最大的一个筛选出来，并再次计算的标准偏差，直到标准偏差小于预设的第一故障报警阈值；记录筛选出的在线色谱仪，得到第一筛选列表；

第二数据比对单元，将过程参数曲线相互进行对比，筛选出过程参数曲线明显偏离平均水平的在线色谱仪；所述第二数据比对单元，具体用于：分别计算多个在线色谱仪各项内部参数的过程参数曲线两两之间的皮尔逊相关系数；当某个在线色谱仪的一项内部参数的过程参数曲线，与其他在线色谱仪的该项内部参数的过程参数曲线，计算得到的多个皮尔逊相关系数中，有超过预设比例个数的皮尔逊相关系数值大于预设的第二故障报警阈值，则将该在线色谱仪筛选出来；记录筛选出的在线色谱仪，得到第二筛选列表

故障确定单元，用于综合两次筛选的结果，确定发生故障的在线色谱仪；所述故障确定单元，具体用于：如果某个在线色谱仪即同时列入所述第一筛选列表、第二筛选列表中，确定该在线色谱仪发生故障；如果某个在线色谱仪列入所述第一筛选列表，未列入第二筛选列表，确定该在线色谱仪发生故障；如果某个在线色谱仪未列入所述第一筛选列表，列入第二筛选列表，确定该在线色谱仪未发生故障。

4.根据权利要求3所述的色谱仪集群故障检测装置，其特征在于，所述故障确定单元，还用于：

重复故障检测多次后，如果超过1次判断某个在线色谱仪发生故障，则确定该在线色谱仪发生故障；

其中，在重复进行故障检测时，选择相同的标准气体，或者选择不同类型的标准气体。

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