CN116609052B - 基于无线传感器的蝶阀运行数据采集分析方法 - Google Patents
基于无线传感器的蝶阀运行数据采集分析方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于蝶阀运行管理技术领域，具体公开基于无线传感器的蝶阀运行数据采集分析方法，本发明在对蝶阀进行控制质量监测分析时通过将蝶阀旋转阀板的旋转角度范围进行划分，进而分别在各旋转角度下进行多次控制试验，使得控制试验对应的旋转角度能够覆盖到整个旋转阀板，得到各旋转角度下的多组运行数据，大大提高了蝶阀运行数据采集的全面性，很大程度上降低对后续控制质量分析准确性的影响，与此同时在基于蝶阀控制质量的监测分析评判出蝶阀控制质量不达标时继续挖掘蝶阀的控制优势，实现了蝶阀控制质量的深度分析，有效弥补了现有分析方式过于一刀切的问题，能够为控制质量未达标蝶阀的价值利用提供了可靠参照。
Description
技术领域
本发明属于蝶阀运行管理技术领域，涉及到基于无线传感器的蝶阀运行数据采集分析方法。
背景技术
蝶阀是一种常用的流体控制装置，其主要特点是结构简单、体积小、重量轻、操作灵活，凭借重量优化、低压损失、维护和操作便捷以及耐腐蚀性和密封性能，使其在工业流体控制领域具有非常重要的应用。鉴于蝶阀的应用重要性使得对蝶阀的控制质量具有一定的要求，蝶阀的控制质量越好，越有利于保障工业过程的稳定性、可靠性和高效性。在这种情况下，基于蝶阀的运行数据进行蝶阀控制质量监测分析显得尤为必要。
然而目前对蝶阀的控制质量监测分析大多冲着评判蝶阀控制是否达标的目的，使其分析方式基本都是将采集的蝶阀运行数据与标准运行数据进行对比，当监测到某项运行数据达不到标准运行数据，能够评判控制质量不达标时就停止对蝶阀的控制质量监测分析，导致分析结果过于定性化，致使存在一刀切的问题，没有考虑到即使蝶阀控制质量不达标，并不代表没有使用价值，可能因其具有的控制优势在其他条件下具有使用价值，但现有的分析方式很显示在评判蝶阀运行未达标时未对其进行进一步地控制优势挖掘，致使对其的处理缺乏针对性和适配性，无外乎就是报废处理，无形之中降低了蝶阀的利用率，从而无法发挥出未达标蝶阀的使用价值，在一定程度上造成了蝶阀的使用浪费。
另外鉴于蝶阀的运行数据是通过旋转阀板，在相应旋转角度下得到的，由此可见不同的旋转角度对应不同的运行数据，为了确保蝶阀控制质量的分析准确度需要采集多组运行数据，但目前对蝶阀运行数据的采集为了操作方便大多是选取固定的旋转角度进行多次试验，以此得到多组运行数据，这种运行数据的采集方式由于对旋转角度的覆盖范围过窄，导致运行数据采集不够全面，容易对后续的控制质量分析造成准确性的影响。
发明内容
为此，本申请实施例的一个目的在于提供基于无线传感器的蝶阀运行数据采集分析方法，该方法通过从各控制旋转角出发进行蝶阀运行数据采集分析，不仅能够提高蝶阀控制质量分析的准确度，还能够最大限度发挥未达标蝶阀的使用价值提供了可靠参照。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：基于无线传感器的蝶阀运行数据采集分析方法，包括：第一步、获取蝶阀执行机构的控制旋转角度范围，并将其按照设定的划分方式进行划定，得到若干控制旋转角，作为若干控制幅度。
第二步、将蝶阀执行机构依次进行各控制幅度的若干次控制试验，并在试验过程中由流体通过蝶阀，进而记录各控制幅度对应各次控制试验的控制时刻，与此同时在蝶阀上设置运行监测终端，进而利用其采集各控制幅度对应各次控制试验的蝶阀运行指征。
第三步、从蝶阀运行指征中提取蝶阀开度，并基于各控制幅度对应各次控制试验的蝶阀开度分析蝶阀在各控制幅度下的控制准确度。
第四步、从蝶阀运行指征中提取蝶阀响应时刻，并基于各控制幅度对应各次控制试验的控制时刻和蝶阀响应时刻，计算得到各控制幅度对应各次控制试验的蝶阀响应时长，由此分析蝶阀在各控制幅度下的控制灵敏度。
第五步、筛选出各控制幅度对应的重点检测点，进而从蝶阀运行指征中提取各控制幅度对应各次控制试验中蝶阀阀盘重点检测点的流体流量，据此分析蝶阀在各控制幅度下的控制密封度。
第六步、基于划定的控制幅度进行各控制幅度的持续控制试验，并设定持续运行时长，进而在各控制幅度对应的持续运行时长内按照设定的时刻间隔采集蝶阀开度，由此分析蝶阀在各控制幅度下的控制稳定度。
第七步、基于蝶阀在各控制幅度下的控制准确度、控制灵敏度、控制密封度和控制稳定度评判蝶阀控制质量是否达标，并在评判蝶阀控制质量不达标时识别蝶阀的优势控制特征。
作为本发明的进一步创新，所述在蝶阀上设置运行监测终端具体设置过程如下：在蝶阀的阀盘上设置触发传感器。
将蝶阀的阀盘圆周均匀进行布设检测点，进而在各检测点设置流量计。
作为本发明的进一步创新，所述蝶阀运行指征包括蝶阀开度、蝶阀响应时刻和蝶阀阀盘各检测点的流体流量。
作为本发明的进一步创新，所述分析蝶阀在各控制幅度下的控制准确度具体包括以下步骤：（1）从标准运行库中提取各控制旋转角对应的标准蝶阀开度，进而将各控制幅度对应的控制旋转角与各控制旋转角对应的标准蝶阀开度进行匹配，从中匹配出各控制幅度对应的标准蝶阀开度。
（2）将各控制幅度对应各次控制试验的蝶阀开度与各控制幅度对应的标准蝶阀开度进行对比，利用分析公式，得到各控制幅度对应各次控制试验的控制准确度/>，/>表示为第i控制幅度对应第j次控制试验的蝶阀开度，/>表示为第i控制幅度对应的标准蝶阀开度，i表示为控制幅度的编号，/>，j表示为控制试验的编号，，e表示为自然常数。
（3）将各控制幅度对应各次控制试验的控制准确度进行均值计算，得到各控制幅度对应的平均控制准确度。
（4）将各控制幅度对应各次控制试验的控制准确度按照由小到大的顺序进行排列，进而从中选取各控制幅度对应的中位控制准确度。
（5）将各控制幅度对应的平均控制准确度与中位控制准确度进行对比，利用表达式得到蝶阀在各控制幅度下的控制准确度/>，式中/>表示为设定的平均-中位区别度。
作为本发明的进一步创新，所述分析蝶阀在各控制幅度下的控制灵敏度具体包括以下步骤：从标准运行库中提取蝶阀控制对应的正常响应时长，进而将各控制幅度对应各次控制试验的蝶阀响应时长与蝶阀控制对应的正常响应时长进行对比，统计各控制幅度对应各次控制试验的控制灵敏度，统计公式为/>，式中/>表示为第i控制幅度对应第j次控制试验的蝶阀响应时长，/>表示为蝶阀控制对应的正常响应时长。
依据各控制幅度对应各次控制试验的控制灵敏度同理按照（3）-（5）得到蝶阀在各控制幅度下的控制灵敏度。
作为本发明的进一步创新，所述筛选出各控制幅度对应的重点检测点的具体筛选过程如下：基于各控制幅度的标准蝶阀开度获取各控制幅度对应蝶阀阀盘的偏转角度，并以此确定各控制幅度对应蝶阀阀盘的密封连接范围。
获取各控制幅度对应蝶阀阀盘的密封连接范围存在的检测点，作为各控制幅度对应的重点检测点。
作为本发明的进一步创新，所述分析蝶阀在各控制幅度下的控制密封度参见以下步骤：将各控制幅度对应各次控制试验中蝶阀阀盘重点检测点的流体流量导入公式计算出各控制/>幅度对应各次控制试验中蝶阀阀盘各重点检测点的漏流指数/>，k表示为各控制幅度对应的重点检测点编号，/>，表示为第i控制幅度对应第j次控制试验中蝶阀阀盘第k重点检测点的流体流量，/>表示为参考流体流量。
基于各控制幅度对应各次控制试验中蝶阀阀盘各重点检测点的漏流指数计算各控制幅度对应各次控制试验的控制密封度。
依据各控制幅度对应各次控制试验的控制密封度同理按照（3）-（5）得到蝶阀在各控制幅度下的控制密封度。
作为本发明的进一步创新，所述分析蝶阀在各控制幅度下的控制稳定度包括下述步骤：将各控制幅度对应的持续运行时长内各采集时刻的蝶阀开度与各控制幅度对应的标准蝶阀开度进行对比，得到各控制幅度对应的蝶阀开度标准对比差，t表示为采集时刻编号，/>，y表示为持续运行时长内存在的采集时刻数量。
将各控制幅度对应的持续运行时长内各采集时刻的蝶阀开度与下一采集时刻的蝶阀开度进行对比，得到各控制幅度对应的蝶阀开度相邻对比差。
将和/>代入表达式/>，得到蝶阀在各控制幅度下的控制稳定度/>，R表示为设定常数，且R>1。
作为本发明的进一步创新，所述评判蝶阀控制质量是否达标具体评判过程如下：S1、以控制幅度为横坐标，分别以控制准确度、控制灵敏度、控制密封度和控制稳定度为纵坐标构建二维坐标系，进而依据蝶阀在各控制幅度下的控制准确度、控制灵敏度、控制密封度和控制稳定度在所构建的二维坐标系内形成蝶阀控制准确度散点图、蝶阀控制灵敏度散点图、蝶阀控制密封度散点图和蝶阀控制稳定度散点图，与此同时绘制所述散点图的回归线，进而获取所述回归线的斜率，分别记为、/>、/>、/>。
S2、将导入模型/>得到蝶阀的有效控制准确度，/>表示为蝶阀的平均控制准确度，/>表示为设定的斜率阈值。
S3、将、/>、/>同理按照S2得到有效控制灵敏度、有效控制密封度、有效控制稳定度。
S4、将蝶阀对应的有效控制准确度、有效控制灵敏度、有效控制密封度、有效控制稳定度分别与标准运行库中蝶阀对应的标准控制质量参数进行对比，若能够达到标准控制质量参数，则评判蝶阀控制质量达标，反之则评判蝶阀控制质量不达标。
作为本发明的进一步创新，所述优势控制特征包括优势控制质量参数和优势控制幅度，其中识别蝶阀的优势控制特征参见下述过程：将蝶阀对应的有效控制准确度、有效控制灵敏度、有效控制密封度、有效控制稳定度进行相互对比，从中选取最大值对应的控制质量参数作为蝶阀的优势控制质量参数。
将蝶阀在各控制幅度下的控制准确度、控制灵敏度、控制密封度和控制稳定度利用表达式，计算出蝶阀在各控制幅度下的控制质量系数。
将蝶阀在各控制幅度下的控制质量系数进行相互对比，从中选取最大控制质量系数对应的控制幅度作为蝶阀的优势控制幅度。
相较于现有技术，本发明的有益效果如下：（1）本发明在对蝶阀进行控制质量监测分析时通过将蝶阀旋转阀板的旋转角度范围进行划分，进而分别在各旋转角度下进行多次控制试验，使得控制试验对应的旋转角度能够覆盖到整个旋转阀板，得到各旋转角度下的多组运行数据，相对于选取固定旋转角度进行试验，该试验方式大大提高了蝶阀运行数据采集的全面性，有利于规避采集误差，很大程度上降低对后续控制质量分析准确性的影响。
（2）本发明在基于蝶阀控制质量的监测分析评判出蝶阀控制质量不达标时继续挖掘蝶阀的控制优势，实现了蝶阀控制质量的深度分析，有效弥补了现有分析方式过于一刀切的问题，能够为控制质量未达标蝶阀的价值利用提供了可靠参照，使得对控制质量未达标蝶阀的处理更加具有针对性，更加适配相应的控制优势，有利于最大限度发挥未达标蝶阀的使用价值，避免造成蝶阀的使用浪费。
（3）本发明在监测蝶阀的控制质量时分别从控制精准度、控制灵敏度、控制密封度和控制稳定度四个维度出发，实现了蝶阀控制质量的多维度监测，能够获得更全面、更准确的控制质量分析，可以避免依赖单一指标而忽略其他重要因素的情况发生，从而为评判蝶阀控制质量是否达标提供更全面的评判依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明的方法步骤示意图。
图2为本发明中蝶阀阀盘圆周检测点的布设示意图。
附图标记：1——阀座，2——阀盘，3——管道轴线。
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做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。
请参阅图1所示，本发明提供基于无线传感器的蝶阀运行数据采集分析方法，包括：第一步、获取蝶阀执行机构的控制旋转角度范围，并将其按照设定的划分方式进行划定，得到若干控制旋转角，作为若干控制幅度。
需要说明的是，上述提到的蝶阀执行机构为阀板。
示例性地，控制旋转角的划分方式依据蝶阀执行机构的控制旋转角度范围，假设为360度，从蝶阀执行机构上设定初始划定点，作为0度，进而按照设定的角度间隔，假设为5度进行划分，得到若干控制旋转角，分别为5度、10度、15度、20度、25度......
第二步、将蝶阀执行机构依次进行各控制幅度的若干次控制试验，并在试验过程中由流体通过蝶阀，进而记录各控制幅度对应各次控制试验的控制时刻，与此同时在蝶阀上设置运行监测终端，进而利用其采集各控制幅度对应各次控制试验的蝶阀运行指征，其中蝶阀运行指征包括蝶阀开度、蝶阀响应时刻和蝶阀阀盘各检测点的流体流量。
作为上述方案的一个示例，在蝶阀上设置运行监测终端具体设置过程如下：在蝶阀的阀盘上设置触发传感器，其中触发传感器用于检测阀盘的开度。
需要提示的是，触发传感器可以检测蝶阀的角度，从而确定开度。常见的触发传感器包括光电传感器、磁簧开关等。
将蝶阀的阀盘圆周均匀进行布设检测点，参见图2所示，进而在各检测点设置流量计。
需要解释的是，上述中在进行各控制幅度的若干次控制试验对应的整个控制过程从控制试验开始时计时，在感应到蝶阀响应时，记录蝶阀响应时间，并在此时利用触发传感器检测蝶阀开度，利用流量计采集蝶阀阀盘圆周各检测点的流体流量后结束控制试验。
本发明在对蝶阀进行控制质量监测分析时通过将蝶阀旋转阀板的旋转角度范围进行划分，进而分别在各旋转角度下进行多次控制试验，使得控制试验对应的旋转角度能够覆盖到整个旋转阀板，得到各旋转角度下的多组运行数据，相对于选取固定旋转角度进行试验，该试验方式大大提高了蝶阀运行数据采集的全面性，有利于规避采集误差，很大程度上降低对后续控制质量分析准确性的影响。
第三步、从蝶阀运行指征中提取蝶阀开度，并基于各控制幅度对应各次控制试验的蝶阀开度分析蝶阀在各控制幅度下的控制准确度，具体包括以下步骤：（1）从标准运行库中提取各控制旋转角对应的标准蝶阀开度，进而将各控制幅度对应的控制旋转角与各控制旋转角对应的标准蝶阀开度进行匹配，从中匹配出各控制幅度对应的标准蝶阀开度。
（2）将各控制幅度对应各次控制试验的蝶阀开度与各控制幅度对应的标准蝶阀开度进行对比，利用分析公式，得到各控制幅度对应各次控制试验的控制准确度/>，/>表示为第i控制幅度对应第j次控制试验的蝶阀开度，/>表示为第i控制幅度对应的标准蝶阀开度，i表示为控制幅度的编号，/>，j表示为控制试验的编号，，e表示为自然常数，其中各次控制试验的蝶阀开度越接近标准蝶阀开度，控制准确度越大。
（3）将各控制幅度对应各次控制试验的控制准确度进行均值计算，得到各控制幅度对应的平均控制准确度。
（4）将各控制幅度对应各次控制试验的控制准确度按照由小到大的顺序进行排列，进而从中选取各控制幅度对应的中位控制准确度。
（5）将各控制幅度对应的平均控制准确度与中位控制准确度进行对比，利用表达式得到蝶阀在各控制幅度下的控制准确度/>，式中/>表示为设定的平均-中位区别度。
本发明在利用各控制幅度下多次控制试验的控制准确度进行蝶阀在各控制幅度下的控制准确度分析时不是简单地以多次控制试验下的均值作为分析基础，而是考虑到各控制幅度下多次控制试验的试验数据分布状态，均值适用于对数据总体的整体趋势进行描述，对正态分布的数据集具有更好的代表性，当试验数据分布不为正态分布时均值的代表性就会大大降低，在这种情况下本发明增加中位数，将其结合均值综合进行分析，通过将均值和中位数进行对比的方式能够在一定程度上识别试验数据的分布状态，当均值和中位数越接近时此时的试验数据分布状态越接近于对称分布，在这种情况下利用均值更具有代表性，当均值和中位数之间相差较大时此时的试验数据分布状态在很大程度上呈现偏态分布，在这种情况下由于中位数对于描述数据集的中心位置更具鲁棒性，可以提供更加稳健的中心位置度量，因而利用中位数更具有代表性。
第四步、从蝶阀运行指征中提取蝶阀响应时刻，并基于各控制幅度对应各次控制试验的控制时刻和蝶阀响应时刻，计算得到各控制幅度对应各次控制试验的蝶阀响应时长，由此分析蝶阀在各控制幅度下的控制灵敏度，具体包括以下步骤：从标准运行库中提取蝶阀控制对应的正常响应时长，进而将各控制幅度对应各次控制试验的蝶阀响应时长与蝶阀控制对应的正常响应时长进行对比，统计各控制幅度对应各次控制试验的控制灵敏度，统计公式为/>，式中/>表示为第i控制幅度对应第j次控制试验的蝶阀响应时长，/>表示为蝶阀控制对应的正常响应时长。
依据各控制幅度对应各次控制试验的控制灵敏度同理按照（3）-（5）得到蝶阀在各控制幅度下的控制灵敏度。
第五步、筛选出各控制幅度对应的重点检测点，进而从蝶阀运行指征中提取各控制幅度对应各次控制试验中蝶阀阀盘重点检测点的流体流量，据此分析蝶阀在各控制幅度下的控制密封度。
在上述方案基础上，筛选出各控制幅度对应的重点检测点的具体筛选过程如下：基于各控制幅度的标准蝶阀开度获取各控制幅度对应蝶阀阀盘的偏转角度，并以此确定各控制幅度对应蝶阀阀盘的密封连接范围。
需要理解的是，蝶阀的开度是指阀盘相对于管道轴线的偏转角度或阀盘开启的百分比，当蝶阀处于关闭状态下蝶阀的开度为0度，即代表蝶阀阀盘未相对管道轴线偏转，此时蝶阀阀盘与阀座整个圆周都是密封连接的，但蝶阀的开度大于0度时蝶阀阀盘相对管道轴线存在偏转，此时蝶阀阀盘与阀座不是完全密封的，存在一部分区域呈打开状态，即蝶阀阀座与阀盘未连接区域，具体为偏转角对应的区域，在这个区域范围内是流体流出的通道，存在一部分区域依旧呈密封状态，即蝶阀阀座与阀盘连接区域。
获取各控制幅度对应蝶阀阀盘的密封连接范围存在的检测点，作为各控制幅度对应的重点检测点。
进一步地，分析蝶阀在各控制幅度下的控制密封度参见以下步骤：将各控制幅度对应各次控制试验中蝶阀阀盘重点检测点的流体流量导入公式计算出各控制幅度对应各次控制试验中蝶阀阀盘各重点检测点的漏流指数/>，k表示为各控制幅度对应的重点检测点编号，/>，/>表示为第i控制幅度对应第j次控制试验中蝶阀阀盘第k重点检测点的流体流量，/>表示为参考流体流量。
基于各控制幅度对应各次控制试验中蝶阀阀盘各重点检测点的漏流指数计算各控制幅度对应各次控制试验的控制密封度。
依据各控制幅度对应各次控制试验的控制密封度同理按照（3）-（5）得到蝶阀在各控制幅度下的控制密封度。
需要解释的是，正常情况下在蝶阀阀盘与阀座连接范围内是不存在流体流出的，当密封不严的情况下会存在流体流出，且流体流量越大，漏流指数越大。
第六步、基于划定的控制幅度进行各控制幅度的持续控制试验，并设定持续运行时长，进而在各控制幅度对应的持续运行时长内按照设定的时刻间隔采集蝶阀开度，由此分析蝶阀在各控制幅度下的控制稳定度，具体包括下述步骤：将各控制幅度对应的持续运行时长内各采集时刻的蝶阀开度与各控制幅度对应的标准蝶阀开度进行对比，得到各控制幅度对应的蝶阀开度标准对比差，t表示为采集时刻编号，/>，y表示为持续运行时长内存在的采集时刻数量。
将各控制幅度对应的持续运行时长内各采集时刻的蝶阀开度与下一采集时刻的蝶阀开度进行对比，得到各控制幅度对应的蝶阀开度相邻对比差。
将和/>代入表达式/>，得到蝶阀在各控制幅度下的控制稳定度/>，R表示为设定常数，且R>1。
本发明在监测蝶阀的控制质量时分别从控制精准度、控制灵敏度、控制密封度和控制稳定度四个维度出发，实现了蝶阀控制质量的多维度监测，能够获得更全面、更准确的控制质量分析，可以避免依赖单一指标而忽略其他重要因素的情况发生，从而为评判蝶阀控制质量是否达标提供更全面的评判依据。
第七步、基于蝶阀在各控制幅度下的控制准确度、控制灵敏度、控制密封度和控制稳定度评判蝶阀控制质量是否达标，并在评判蝶阀控制质量不达标时识别蝶阀的优势控制特征。
在本发明的具体实施例中，评判蝶阀控制质量是否达标具体评判过程如下：S1、以控制幅度为横坐标，分别以控制准确度、控制灵敏度、控制密封度和控制稳定度为纵坐标构建二维坐标系，进而依据蝶阀在各控制幅度下的控制准确度、控制灵敏度、控制密封度和控制稳定度在所构建的二维坐标系内形成蝶阀控制准确度散点图、蝶阀控制灵敏度散点图、蝶阀控制密封度散点图和蝶阀控制稳定度散点图，与此同时绘制所述散点图的回归线，进而获取所述回归线的斜率，分别记为、/>、/>、/>。
S2、将导入模型/>得到蝶阀的有效控制准确度，/>表示为蝶阀的平均控制准确度，且/>，/>表示为设定的斜率阈值。
S3、将、/>、/>同理按照S2得到有效控制灵敏度、有效控制密封度、有效控制稳定度。
S4、将蝶阀对应的有效控制准确度、有效控制灵敏度、有效控制密封度、有效控制稳定度分别与标准运行库中蝶阀对应的标准控制质量参数进行对比，若能够达到标准控制质量参数，其中标准控制质量参数包括标准控制准确度、标准控制灵敏度、标准控制密封度、标准控制稳定度，则评判蝶阀控制质量达标，反之则评判蝶阀控制质量不达标。
上述中提到的达到标准控制质量参数是指蝶阀对应的有效控制准确度、有效控制灵敏度、有效控制密封度、有效控制稳定度均能够达到蝶阀对应的标准控制准确度、标准控制灵敏度、标准控制密封度、标准控制稳定度。
优选地，优势控制特征包括优势控制质量参数和优势控制幅度，其中识别蝶阀的优势控制特征参见下述过程：将蝶阀对应的有效控制准确度、有效控制灵敏度、有效控制密封度、有效控制稳定度进行相互对比，从中选取最大值对应的控制质量参数作为蝶阀的优势控制质量参数。
将蝶阀在各控制幅度下的控制准确度、控制灵敏度、控制密封度和控制稳定度利用表达式，计算出蝶阀在各控制幅度下的控制质量系数。
将蝶阀在各控制幅度下的控制质量系数进行相互对比，从中选取最大控制质量系数对应的控制幅度作为蝶阀的优势控制幅度。
本发明在基于蝶阀控制质量的监测分析评判出蝶阀控制质量不达标时继续挖掘蝶阀的控制优势，实现了蝶阀控制质量的深度分析，有效弥补了现有分析方式过于一刀切的问题，能够为控制质量未达标蝶阀的价值利用提供了可靠参照，使得对控制质量未达标蝶阀的处理更加具有针对性，更加适配相应的控制优势，有利于最大限度发挥未达标蝶阀的使用价值，避免造成蝶阀的使用浪费。
本发明在实施过程中还用到了标准运行库，用于存储各控制旋转角对应的标准蝶阀开度，存储蝶阀控制对应的正常响应时长，并存储蝶阀对应的标准控制质量参数。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本发明所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.基于无线传感器的蝶阀运行数据采集分析方法，其特征在于：包括：
第一步、获取蝶阀执行机构的控制旋转角度范围，并将其按照设定的划分方式进行划定，得到若干控制旋转角，作为若干控制幅度；
第二步、将蝶阀执行机构依次进行各控制幅度的若干次控制试验，并在试验过程中由流体通过蝶阀，进而记录各控制幅度对应各次控制试验的控制时刻，与此同时在蝶阀上设置运行监测终端，进而利用其采集各控制幅度对应各次控制试验的蝶阀运行指征；
第三步、从蝶阀运行指征中提取蝶阀开度，并基于各控制幅度对应各次控制试验的蝶阀开度分析蝶阀在各控制幅度下的控制准确度；
第四步、从蝶阀运行指征中提取蝶阀响应时刻，并基于各控制幅度对应各次控制试验的控制时刻和蝶阀响应时刻，计算得到各控制幅度对应各次控制试验的蝶阀响应时长，由此分析蝶阀在各控制幅度下的控制灵敏度；
第五步、筛选出各控制幅度对应的重点检测点，进而从蝶阀运行指征中提取各控制幅度对应各次控制试验中蝶阀阀盘重点检测点的流体流量，据此分析蝶阀在各控制幅度下的控制密封度；
第六步、基于划定的控制幅度进行各控制幅度的持续控制试验，并设定持续运行时长，进而在各控制幅度对应的持续运行时长内按照设定的时刻间隔采集蝶阀开度，由此分析蝶阀在各控制幅度下的控制稳定度；
第七步、基于蝶阀在各控制幅度下的控制准确度、控制灵敏度、控制密封度和控制稳定度评判蝶阀控制质量是否达标，并在评判蝶阀控制质量不达标时识别蝶阀的优势控制特征；
所述分析蝶阀在各控制幅度下的控制准确度具体包括以下步骤：
（1）从标准运行库中提取各控制旋转角对应的标准蝶阀开度，进而将各控制幅度对应的控制旋转角与各控制旋转角对应的标准蝶阀开度进行匹配，从中匹配出各控制幅度对应的标准蝶阀开度；
（2）将各控制幅度对应各次控制试验的蝶阀开度与各控制幅度对应的标准蝶阀开度进行对比，利用分析公式，得到各控制幅度对应各次控制试验的控制准确度/>，/>表示为第i控制幅度对应第j次控制试验的蝶阀开度，/>表示为第i控制幅度对应的标准蝶阀开度，i表示为控制幅度的编号，/>，j表示为控制试验的编号，，e表示为自然常数；
（3）将各控制幅度对应各次控制试验的控制准确度进行均值计算，得到各控制幅度对应的平均控制准确度；
（4）将各控制幅度对应各次控制试验的控制准确度按照由小到大的顺序进行排列，进而从中选取各控制幅度对应的中位控制准确度；
（5）将各控制幅度对应的平均控制准确度与中位控制准确度进行对比，利用表达式得到蝶阀在各控制幅度下的控制准确度/>，式中/>表示为设定的平均-中位区别度；
所述分析蝶阀在各控制幅度下的控制灵敏度具体包括以下步骤：
从标准运行库中提取蝶阀控制对应的正常响应时长，进而将各控制幅度对应各次控制试验的蝶阀响应时长与蝶阀控制对应的正常响应时长进行对比，统计各控制幅度对应各次控制试验的控制灵敏度，统计公式为/>，式中/>表示为第i控制幅度对应第j次控制试验的蝶阀响应时长，/>表示为蝶阀控制对应的正常响应时长；
依据各控制幅度对应各次控制试验的控制灵敏度同理按照（3）-（5）得到蝶阀在各控制幅度下的控制灵敏度；
所述筛选出各控制幅度对应的重点检测点的具体筛选过程如下：
基于各控制幅度的标准蝶阀开度获取各控制幅度对应蝶阀阀盘的偏转角度，并以此确定各控制幅度对应蝶阀阀盘的密封连接范围；
获取各控制幅度对应蝶阀阀盘的密封连接范围存在的检测点，作为各控制幅度对应的重点检测点；
所述分析蝶阀在各控制幅度下的控制密封度参见以下步骤：
将各控制幅度对应各次控制试验中蝶阀阀盘重点检测点的流体流量导入公式计算出各控制幅度对应各次控制试验中蝶阀阀盘各重点检测点的漏流指数/>，k表示为各控制幅度对应的重点检测点编号，/>，/>表示为第i控制幅度对应第j次控制试验中蝶阀阀盘第k重点检测点的流体流量，/>表示为参考流体流量；
基于各控制幅度对应各次控制试验中蝶阀阀盘各重点检测点的漏流指数计算各控制幅度对应各次控制试验的控制密封度；
依据各控制幅度对应各次控制试验的控制密封度同理按照（3）-（5）得到蝶阀在各控制幅度下的控制密封度；
所述分析蝶阀在各控制幅度下的控制稳定度包括下述步骤：
将各控制幅度对应的持续运行时长内各采集时刻的蝶阀开度与各控制幅度对应的标准蝶阀开度进行对比，得到各控制幅度对应的蝶阀开度标准对比差，t表示为采集时刻编号，/>，y表示为持续运行时长内存在的采集时刻数量；
将各控制幅度对应的持续运行时长内各采集时刻的蝶阀开度与下一采集时刻的蝶阀开度进行对比，得到各控制幅度对应的蝶阀开度相邻对比差；
将和/>代入表达式/>，得到蝶阀在各控制幅度下的控制稳定度/>，R表示为设定常数，且R>1；
所述评判蝶阀控制质量是否达标具体评判过程如下：
S1、以控制幅度为横坐标，分别以控制准确度、控制灵敏度、控制密封度和控制稳定度为纵坐标构建二维坐标系，进而依据蝶阀在各控制幅度下的控制准确度、控制灵敏度、控制密封度和控制稳定度在所构建的二维坐标系内形成蝶阀控制准确度散点图、蝶阀控制灵敏度散点图、蝶阀控制密封度散点图和蝶阀控制稳定度散点图，与此同时绘制所述散点图的回归线，进而获取所述回归线的斜率，分别记为、/>、/>、/>；
S2、将导入模型/>得到蝶阀的有效控制准确度，/>表示为蝶阀的平均控制准确度，/>表示为设定的斜率阈值；
S3、将、/>、/>同理按照S2得到有效控制灵敏度、有效控制密封度、有效控制稳定度；
S4、将蝶阀对应的有效控制准确度、有效控制灵敏度、有效控制密封度、有效控制稳定度分别与标准运行库中蝶阀对应的标准控制质量参数进行对比，若能够达到标准控制质量参数，则评判蝶阀控制质量达标，反之则评判蝶阀控制质量不达标；
所述优势控制特征包括优势控制质量参数和优势控制幅度，其中识别蝶阀的优势控制特征参见下述过程：
将蝶阀对应的有效控制准确度、有效控制灵敏度、有效控制密封度、有效控制稳定度进行相互对比，从中选取最大值对应的控制质量参数作为蝶阀的优势控制质量参数；
将蝶阀在各控制幅度下的控制准确度、控制灵敏度、控制密封度和控制稳定度利用表达式，计算出蝶阀在各控制幅度下的控制质量系数；
将蝶阀在各控制幅度下的控制质量系数进行相互对比，从中选取最大控制质量系数对应的控制幅度作为蝶阀的优势控制幅度。
2.如权利要求1所述的基于无线传感器的蝶阀运行数据采集分析方法，其特征在于：所述在蝶阀上设置运行监测终端具体设置过程如下：
在蝶阀的阀盘上设置触发传感器；
将蝶阀的阀盘圆周均匀进行布设检测点，进而在各检测点设置流量计。
3.如权利要求1所述的基于无线传感器的蝶阀运行数据采集分析方法，其特征在于：所述蝶阀运行指征包括蝶阀开度、蝶阀响应时刻和蝶阀阀盘各检测点的流体流量。
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