CN114829879A - 用于监控传感器系统的方法、计算机程序、电子存储介质和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于监控传感器系统的方法(100)，其中该传感器系统包括至少三个传感器，其中该至少三个传感器检测相同的测量变量，该方法包括以下步骤：检测(101)该至少三个传感器的传感器信号；确定(102)所检测的传感器信号的最小值和最大值；根据所确定的比率中的比率来识别(103)有故障的传感器。

Description

用于监控传感器系统的方法、计算机程序、电子存储介质和 装置

技术领域

本发明涉及一种用于监控传感器系统的方法、计算机程序、电子存储介质和装置。

背景技术

监控概念在工业中早已为人所知，其有多种应用，例如在核电站或飞机中。对于许多应用，人类是观察者和决策者。在文献中对这些系统也已进行了一般性说明。

如在伦敦斯普林格出版的作者为Isermann,R.(2010)的“Fault-DiagnossiSystems:An Introduction from Fault Detection”(故障诊断系统：故障检测简介)。

发明内容

在此背景下，本发明提出了一种用于监控传感器系统的方法，其中该传感器系统包括至少三个传感器，其中该至少三个传感器检测相同的测量变量。该方法包括以下步骤：

检测至少三个传感器的传感器信号；

确定所检测的传感器信号的最小值和最大值；

根据所确定的比率的比率来识别有故障的传感器。

本发明可以用于监控具有至少三个传感器的传感器系统。可以容易地扩展到具有三个以上传感器的系统。

根据本发明，被监控的传感器系统包括至少三个检测相同测量变量的传感器。这些传感器可以相同地被构造。然而，这对于本发明并不是绝对必要的。

重要的是，这些传感器检测相同的测量变量，并且所检测的测量变量中的差异主要归因于传感器特定的容差。

本发明基于以下认知，即在具有至少三个传感器的传感器系统中，必须在由传感器特定的容差所设定的界限内找到所检测的测量变量的传感器信号。当至少三个传感器中的一个传感器有故障时，则会出现偏差。如果所有所检测的传感器信号都位于所设定的界限内，则所有传感器都正常。

按照根据本发明的方法的一个实施方式，在识别步骤中，如果所确定的比率超过预定阈值，则成对地比较所检测的传感器信号，其中根据预定阈值进行成对比较。

根据该实施方式，本发明的监控方法分为两个阶段。在第一阶段，确定当前所检测的传感器信号的最小值和最大值之间的比率。基本上由被监控的传感器系统的至少三个传感器的容差来定义该比率。

如果该比率超过在所检测的最小值和所检测的最大值之间的比率的预定阈值，则该方法进入第二阶段。

在第二阶段进行所检测的传感器信号的成对比较。

在有三个传感器的情况下，可能会出现三种情况，其中分别有一个传感器信号位于传感器容差的预定阈值之外。在多于三个传感器的情况下，可能会相应地出现更多的情况。因此，需要进行更多的成对比较。

本发明的另一方面是一种计算机程序，其被设置为执行根据本发明的方法的所有步骤。

本发明的另一方面是一种电子存储介质，在该电子存储介质上存储有根据本发明的计算机程序。

本发明的另一方面是一种用于监控传感器系统的装置，该传感器系统包括至少三个传感器。在此，该至少三个传感器检测相同的测量变量。在此，该装置被设置为执行根据本发明的方法的所有步骤。

附图说明

下面参照附图更详细地解释本发明的实施方式。

图1示出了本发明的方法的一个实施方式的流程图。

具体实施方式

图1示出了本发明的方法100的一个实施方式的流程图。

在步骤101中，检测传感器系统的至少三个传感器的传感器信号。对于本发明来说重要的是，至少三个传感器检测相同的测量变量。在此，三个传感器不一定必须构造相同。在此，至少三个传感器提供所检测的测量变量的至少三个传感器信号。假设这些传感器的传感器信号仅在传感器特定的容差范围内相互偏离，则可以随后进行对传感器信号的评估，以用于监控传感器系统，更确切地说以用于识别有故障的传感器。

在步骤102中，首先确定所检测的传感器信号的最小值和最大值，然后设置为相对于彼此的比率。用于确定最小值和最大值的有效方法对于本领域相关技术人员是已知的并且不是本发明的核心内容。相对于彼此的比率的确定可以通过除法进行。由此，所确定的比率代表传感器信号的差异的量度。

在步骤103中，根据所确定的比率进行对故障传感器的识别。为此，可以将所确定的比率与比率的预定容差阈值进行比较。可以一方面通过考虑传感器特定的容差并且另一方面通过考虑随后使用所检测的测量变量或传感器信号的精度要求来预定容差阈值。

如果所确定的比率以及传感器信号的差异在容差界限范围之外，从而高于容差阈值，则表明传感器有故障。

然后，在识别故障传感器的步骤103的范畴中，可以进行所检测的传感器信号的成对比较，目的在于识别位于预定容差界限之外的传感器信号，从而识别有故障的传感器。

本发明的方法可以借助于软件或硬件来实现。下面给出了呈伪代码形式的可能实现方式，其一方面再现了比率的确定，另一方面再现了传感器信号的成对比较。

THD：＝10％；//(传感器容差，在此10％是示例性的)

Sensor_variation:＝min(|a|,|b|,|c|)/max(|a|,|b|,|c|))；

If(Sensor_variation≤THD)

{return Sensoren-OK；//所有传感器都在预定的容差界限内

}

Else

{//通过查询预定容差界限进行成对比较

Case_a:((min(|a|,|b|)/max(|a|,|b|)>THD)|((min(|a|,|c|)/max(|a|,|c|)>THD))&((min(|b|,|c|)/max(|a|,|c|)≤THD)；//传感器a在传感器界限之外

Case_b:(((min(|a|,|b|)/max(|a|,|b|)>THD)|((min(|b|,|c|)/max(|a|,|c|)>THD))&((min(|a|,|c|)/max(|a|,|c|)≤THD)；//传感器b在传感器界限之外

Case_c:(((min(|b|,|c|)/max(|a|,|c|)>THD)|((min(|a|,|c|)/max(|a|,|c|)>THD))&((min(|a|,|b|)/max(|a|,|b|)≤THD)；//传感器c在传感器限制之外

}

Claims (5)

1.一种用于监控传感器系统的方法(100)，其中所述传感器系统包括至少三个传感器，其中所述至少三个传感器检测相同的测量变量，所述方法包括以下步骤：

检测(101)所述至少三个传感器的传感器信号；

确定(102)所检测的传感器信号的最小值和最大值的比率；

根据所确定的比率来识别(103)有故障的传感器。

2.根据权利要求1所述的方法(100)，其中在识别步骤中，如果所确定的比率超过预定阈值，则成对地相互比较所检测的传感器信号，其中根据所述预定阈值进行成对比较。

3.一种计算机程序，被配置为执行根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)的所有步骤。

4.一种电子存储介质，在所述电子存储介质上存储有根据权利要求3所述的计算机程序。

5.一种用于监控传感器系统的装置，所述传感器系统包括至少三个传感器，其中所述至少三个传感器检测相同的测量变量，所述装置被配置为执行根据权利要求1或2所述的方法(100)的所有步骤。

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