CN117890821B - 一种三重四极杆用快速逆转高压电源故障监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测量电变量技术领域，具体涉及一种三重四极杆用快速逆转高压电源故障监测方法，包括：采集每个四极杆结构中每个极杆的电压信号，计算每个电压模态分量的原始信号置信系数，划分原始电压信号以及干扰信号分量，获取相对共源特征因子，计算共源突变传递系数、第一反源突变传递系数、第二反源突变传递系数，结合相对共源特征因子，获取杆间电源串扰因子，计算电源干扰离轨系数，确定三重四极杆电源故障指数，对三重四极杆用快速逆转高压电源进行故障监测。本发明旨在解决三重四极杆中极杆之间互相影响且故障信号可能会被其他信号或噪音所掩盖导致难以对三重四极杆用快速逆转高压电源进行故障监测的问题。

Description

一种三重四极杆用快速逆转高压电源故障监测方法

技术领域

本发明涉及测量电变量技术领域，具体涉及一种三重四极杆用快速逆转高压电源故障监测方法。

背景技术

质谱仪器的工作原理是将物质电离成为离子，在质量分析器中施加交变的电磁场，从而筛选出具有特定质荷比的离子，通常包括离子源、质量分析器、检测器三部分结构，三重四极杆质谱仪是最典型的串联质谱技术，通过一极质谱获得较强的待测物的准分子离子峰后，利用二极质谱将准分子离子碰撞裂解，由串极质谱获得更加丰富的化合物碎片信息，以判断化合物结构，从而实现对目标化合物的定性定量分析，三重四极杆质谱仪正迅速成为食品安全和临床检测的重要工具。

四极杆作为三重四极杆质谱仪的核心部件，采用两段四极杆质量分析器构成，四极杆质量分析器上加载含有直流电压和交流电压分量的射频电压，通过射频电压动态扫描，使特定质量离子通过四极杆到达检测器，四极杆质谱仪在进行离子扫描时，对四极杆的射频电压及直流电压的控制决定了四极杆对离子的选择和传输，因此，对三重四极杆用快速逆转高压电源进行故障监测具有极其重要的现实意义。

但是由于三重四极杆中高压电源的特殊性和复杂性，极杆之间互相影响且故障信号可能会被其他信号或噪音所掩盖，导致难以对三重四极杆用快速逆转高压电源进行故障监测。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种三重四极杆用快速逆转高压电源故障监测方法，以解决现有的问题。

本发明的一种三重四极杆用快速逆转高压电源故障监测方法采用如下技术方案：

本发明一个实施例提供了一种三重四极杆用快速逆转高压电源故障监测方法，该方法包括以下步骤：

采集每个四极杆结构中每个极杆的电压信号；

根据每个极杆的电压信号获取每个电压模态分量的原始信号置信系数；根据每个极杆的所有电压模态分量的原始信号置信系数，获取每个极杆的原始电压信号以及干扰信号分量；

根据每个四极杆结构中各极杆的位置，获取每个极杆的共源极杆、第一反源极杆、第二反源极杆；根据每个极杆与其共源极杆、第一反源极杆、第二反源极杆的原始电压信号获取每个极杆的相对共源特征因子；根据每个极杆与其共源极杆、第一反源极杆、第二反源极杆的原始电压信号获取每个极杆的共源突变传递系数、第一反源突变传递系数、第二反源突变传递系数；根据每个极杆的共源突变传递系数、第一反源突变传递系数、第二反源突变传递系数以及相对共源特征因子，获取杆间电源串扰因子；

根据每个极杆的所有干扰信号分量获取电源干扰离轨系数；根据所有极杆的杆间电源串扰因子以及电源干扰离轨系数，获取三重四极杆电源故障指数；根据三重四极杆电源故障指数对三重四极杆用快速逆转高压电源进行故障监测。

可选的，所述根据每个极杆的电压信号获取每个电压模态分量的原始信号置信系数，包括：

使用VMD变分模态分解算法将每个极杆的电压信号分解为第一预设数量个电压模态分量；

使用sin和函数拟合算法对每个电压模态分量进行拟合，作为每个电压模态分量的交流拟合结果，采用最小二乘法估计每个电压模态分量的振幅、频率；

原始信号置信系数的表达式为：

其中，为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的第/>个电压模态分量的原始信号置信系数，/>为以自然常数为底数的指数函数，/>和/>为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的第/>个电压模态分量的电压交流拟合差异、频率和振幅，/>为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的第/>个电压模态分量，/>为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的第/>个电压模态分量的交流拟合结果，/>、/>分别为采集周期的开始时刻、结束时刻。

可选的，所述获取每个极杆的原始电压信号以及干扰信号分量，包括：

将每个极杆的原始信号置信系数最大的电压模态分量判定为每个极杆的原始电压信号，将除原始电压信号以外的电压模态分量判定为每个极杆的干扰信号分量。

可选的，所述获取每个极杆的共源极杆、第一反源极杆、第二反源极杆，包括：

对每个四极杆结构中的各极杆，将与每个极杆相对的极杆记为每个极杆的共源极杆，沿着顺时针方向，将与每个极杆相邻的前一个极杆记为每个极杆的第一反源极杆，将与每个极杆相邻的后一个极杆记为每个极杆的第二反源极杆。

可选的，所述获取每个极杆的相对共源特征因子，包括：

将两个极杆的原始电压信号之间的皮尔逊相关系数记为两个极杆的电压共源系数；

将每个极杆与其第一反源极杆、第二反源极杆的电压共源系数的绝对值之和记为每个极杆的邻杆反源相关因子；

将每个极杆与其共源极杆的电压共源系数的绝对值乘以邻杆反源相关因子，作为每个极杆的相对共源特征因子。

可选的，所述获取每个极杆的共源突变传递系数、第一反源突变传递系数、第二反源突变传递系数，包括：

使用pettitt突变检验算法获取每个极杆的原始电压信号中的所有突变点，作为每个极杆的电压突变点；

对于每个极杆的各电压突变点，在其共源极杆的所有电压突变点中选取与每个电压突变点时间间隔最小且小于预设最小匹配时间的电压突变点作为共源匹配突变点，将每个电压突变点与其共源匹配突变点之间的时间间隔记为每个电压突变点的共源突变传递时间；

将每个极杆的所有电压突变点的共源突变传递时间的平均值的相反数记为反比共源传递时间；将以自然常数为底数，以反比共源传递时间为指数的指数函数的计算结果记为每个极杆的共源突变传递系数；

对于每个极杆与其第一反源极杆、第二反源极杆中的所有电压突变点，采用与共源突变传递系数相同的获取方法得到每个极杆的第一反源突变传递系数、第二反源突变传递系数。

可选的，所述获取杆间电源串扰因子，包括：

将每个极杆的第一反源突变传递系数与第二反源突变传递系数之和除以数值2，作为综合反源突变传递系数；

将共源突变传递系数与综合反源突变传递系数之和乘以相对共源特征因子，作为每个极杆的杆间电源串扰因子。

可选的，所述根据每个极杆的所有干扰信号分量获取电源干扰离轨系数，包括：

计算干扰信号分量中每个极值点与其后一个极值点的信号强度之差的绝对值，获取所述绝对值与两个极值点的时间间隔的比值作为每个极值点的干扰电压强度；

将每个极杆的所有干扰信号分量中所有极值点的干扰电压强度之和记为每个极杆的电源干扰离轨系数。

可选的，所述获取三重四极杆电源故障指数，包括：

将所有极杆的电源干扰离轨系数之和记为整体干扰离轨系数，将每个极杆的电源干扰离轨系数与整体干扰离轨系数的比值记为相对干扰离轨系数，将数值1与相对干扰离轨系数的差值记为故障评估置信权重；

将每个极杆的杆间电源串扰因子与故障评估置信权重的乘积记为电源故障系数；将以自然常数为底数，以所有极杆的电源故障系数之和的相反数为指数的指数函数的计算结果记为三重四极杆电源故障指数。

可选的，所述根据三重四极杆电源故障指数对三重四极杆用快速逆转高压电源进行故障监测，包括：

当三重四极杆电源故障指数大于预设故障阈值时，判定三重四极杆用快速逆转高压电源出现故障，否则，判定三重四极杆用快速逆转高压电源正常运行。

本发明的有益效果是：

先根据每个极杆的电压信号，获取电压模态分量及其交流拟合结果，分析电压模态分量与其交流拟合结果的差异，将无规律的噪声剔除，再根据每个极杆的所有电压模态分量的频率、振幅，获取原始信号置信系数，筛选出振幅相对较大、频率相对较低即周期相对较长的原始电压信号，获取干扰信号分量，提高了原始电压信号获取的可靠性；然后对极杆之间原始电压信号变化的整体关联性进行分析，获取每个极杆的相对共源特征因子，用以衡量每个极杆与其余极杆电压变化的相似程度，再对原始电压信号的异常程度以及极杆之间异常的传递进行分析，获取每个极杆的共源突变传递系数，综合考虑四个极杆之间的宏观关联特征、微观关联特征以及电压的异常程度，获取每个极杆的杆间电源串扰因子，用以评估每个极杆电压的异常程度，提高了对每个极杆异常程度评估的准确性；根据干扰信号分量，获取每个极杆的电源干扰离轨系数，综合考虑每个极杆的电压异常程度以及受到干扰的程度，根据三重四极杆质谱仪中所有极杆的杆间电源串扰因子以及电源干扰离轨系数，对受到干扰程度不同的极杆设置不同的故障评估置信权重，计算三重四极杆电源故障指数，用以判断三重四极杆用快速逆转高压电源是否出现故障，提高了对三重四极杆用快速逆转高压电源故障监测的可靠性。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例所提供的一种三重四极杆用快速逆转高压电源故障监测方法流程示意图；

图2为三重四极杆质谱原理结构图；

图3为三重四极杆离子路径图；

图4为四极杆结构电源横截面示意图；

图5为噪声和纹波的示意图；

图6为共源极杆、第一反源极杆、第二反源极杆的示意图。

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，其示出了本发明一个实施例所提供的一种三重四极杆用快速逆转高压电源故障监测方法流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S001、采集每个四极杆结构中每个极杆的电压信号。

四极杆质量分析器通常由四根经过精密加工的金属杆组成，施加在金属杆上的直流电压和射频电压产生磁场，使离子沿着金属棒之间的轴呈螺旋轨道运动，三重四极杆质谱原理结构图如图2所示，三重四极杆离子路径图如图3所示。

为了便于后续描述，将每段四极杆质量分析器记为四极杆结构，每个四极杆结构包括四个极杆，三重四极杆质谱仪中共有两个四极杆结构，四极杆结构电源横截面示意图如图4所示，其中，U为四极杆电极上的最大直流电压，V是四极杆电极上的最大射频交流电压。

示波器是显示被测量的瞬时值轨迹变化情况的仪器，将示波器连接到三重四极杆质谱仪中每个极杆的两端，将三重四极杆质谱仪接通电源，采集每个极杆在采集周期内的电压信号，本实施例中采集周期/>取值为10分钟。

步骤S002、根据每个极杆的电压信号，计算每个电压模态分量的原始信号置信系数，划分原始电压信号以及干扰信号分量，获取相对共源特征因子，计算共源突变传递系数、第一反源突变传递系数、第二反源突变传递系数，结合相对共源特征因子，获取杆间电源串扰因子，计算电源干扰离轨系数，确定三重四极杆电源故障指数。

射频是高频交流变化电磁波的简称，正常情况下，极杆两端的电压受到输入的直流电压与射频电压的影响，呈现规律的周期性变化。但是当高压电源出现故障或者受到外界环境的干扰时，会出现噪声或者纹波，使得四个极杆之间的磁场发生变化，导致离子的运动轨迹发生变化，无法通过四极杆结构，最终影响到质谱仪的检测结果，噪声和纹波的示意图如图5所示。

为了对极杆两端电压中的纹波和噪声进行检测，使用VMD变分模态分解算法将每个极杆的电压信号分解为个电压模态分量，每个电压模态分量的长度与电压信号的长度相同，本实施例中/>取值为6，将电压信号进行模态分解的过程中，不同的电压模态分量表示电压信号中的不同成分，其中，VMD变分模态分解算法为公知技术，本实施例在此不做赘述。

由于原始电压信号的变化具有较强的规律性和周期性且周期较长，而纹波虽然也具有一定的规律性，但是相对于原始电压信号的振幅较小、周期较短。为了将原始电压信号与噪声、波纹相区分，使用sin和函数拟合算法对每个电压模态分量进行拟合，得到每个电压模态分量的交流拟合结果，本实施例采用最小二乘法估计每个电压模态分量的振幅、频率和相位，其中，sin和函数拟合算法为公知技术，本实施例在此不做赘述。对每个电压模态分量进行分析，获取原始信号置信系数，用以衡量电压模态分量为原始电压信号的置信程度，根据所有电压模态分量的拟合结果，将每个电压模态分量的原始信号置信系数表示如下：

其中，为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的第/>个电压模态分量的原始信号置信系数，/>为以自然常数为底数的指数函数，/>和/>为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的第/>个电压模态分量的电压交流拟合差异、频率和振幅，/>为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的第/>个电压模态分量，/>为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的第/>个电压模态分量的交流拟合结果，/>、/>分别为采集周期的开始时刻、结束时刻。

当电压模态分量的振幅越小，同时频率越高时，越可能是电压信号中掺杂的纹波，原始信号置信系数值越小；当电压模态分量与其交流拟合结果之间的误差越小时，说明电压模态分量越符合周期性的交流特征，电压交流拟合差异值越小，原始信号置信系数值越大。

将每个极杆的原始信号置信系数最大的电压模态分量判定为原始电压信号，将除原始电压信号以外的电压模态分量判定为干扰信号分量。

每个四极杆结构由四根平行排列的金属棒组成，四个极杆均匀分布在圆周上，相对的极杆施加相同的射频电压，相邻的极杆施加极性相反的射频电压，施加在棒上的直流电压和射频电压产生磁场，使离子沿着金属棒之间的轴呈螺旋运动。根据施加在电极上的电压，特定质荷比的离子会产生稳定的振荡，并在特定参数设置下通过四极杆结构，其他质荷比更大或更小的离子将向外飞行，无法通过四极杆结构。因此，当三重四极杆用快速逆转高压电源没有出现故障时，相对的两个极杆之间电压的变化是相同的，相邻的两个极杆之间电压的变化是相反的。

为了对同一个四极杆结构的四个极杆之间电压变化的关系进行分析，对每个四极杆结构中的各极杆，将与每个极杆相对的极杆记为每个极杆的共源极杆，沿着顺时针方向，将与每个极杆相邻的前一个极杆记为每个极杆的第一反源极杆，将与每个极杆相邻的后一个极杆记为每个极杆的第二反源极杆。共源极杆、第一反源极杆、第二反源极杆的示意图如图6所示。

将两个极杆的原始电压信号之间的皮尔逊相关系数记为两个极杆的电压共源系数，进而获取每个极杆的相对共源特征因子，用以衡量每个极杆与其余极杆电压变化的相似程度，其中，皮尔逊相关系数的获取为公知技术，本实施例在此不做赘述。根据每个极杆与其共源极杆、第一反源极杆、第二反源极杆的电压共源系数，将每个极杆的相对共源特征因子表示如下：

其中，为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的相对共源特征因子，/>为第/>个四极杆结构的第/>个极杆，/>为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的共源极杆，/>为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的邻杆反源相关因子，/>、/>分别为第/>个四极杆结构的第个极杆的第一反源极杆、第二反源极杆，/>表示两个极杆的电压共源系数。

当每个极杆与其共源极杆、第一反源极杆、第二反源极杆之间的电压共源系数越大时，说明每个极杆与其余极杆之间电压变化的相似程度越高，共用一个电源的特征越明显，相对共源特征因子值越大。

三重四极杆用快速逆转高压电源出现故障时，会导致每个极杆两端的电压出现异常，为了对每个极杆电压变化的异常程度进行分析，使用pettitt突变检验算法获取每个极杆的原始电压信号中的所有突变点，得到每个极杆的电压突变点，其中，pettitt突变检验算法为公知技术，本实施例在此不做赘述。

由于磁场和电场之间的相互转化，某一极杆两端电压的突变会导致其它极杆两端电压的变化，对于每个极杆的各电压突变点，在其共源极杆的所有电压突变点中选取与每个电压突变点时间间隔最小且小于最小匹配时间的电压突变点作为共源匹配突变点，本实施例中最小匹配时间/>取值为3分钟，根据每个极杆中的所有电压突变点与其共源匹配突变点之间的时间间隔，将每个极杆的共源突变传递系数表示如下：

其中，为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的共源突变传递系数，/>为以自然常数为底数的指数函数，/>为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的第/>个电压突变点，/>为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的第/>个电压突变点的共源匹配突变点，/>为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的电压突变点的个数，/>表示两个时间点之间的时间间隔。

当每个极杆的各电压突变点与其共源匹配突变点之间的时间间隔越小时，说明每个极杆上电源的突变传递得越快，对其共源极杆的影响越大，共源突变传递系数值越大。

根据每个极杆与其第一反源极杆、第二反源极杆中的所有电压突变点，按照共源突变传递系数的计算方法获取第一反源突变传递系数、第二反源突变传递系数，结合每个极杆的相对共源特征因子，将每个极杆的杆间电源串扰因子表示如下：

其中，为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的杆间电源串扰因子，/>为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的相对共源特征因子，/>为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的共源突变传递系数，/>、/>分别为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的第一反源突变传递系数、第二反源突变传递系数。

当极杆的相对共源特征因子越大时，说明极杆之间电压变化的相似程度越高，杆间电源串扰因子值越大；当极杆的共源突变传递系数、第一反源突变传递系数、第二反源突变传递系数越大时，说明极杆之间的异常传递得越快，杆间电源串扰因子值越大。

由于在电压的采集过程中可能会受到外界环境以及人为因素的干扰，导致每个极杆电压的异常程度并不一定能真实反映三重四极杆用快速逆转电源是否出现故障，为了提高对三重四极杆用快速逆转电源故障监测的可靠性，获取每个极杆的电源干扰离轨系数，对每个极杆的电压受到的干扰程度进行评估，根据每个极杆的所有干扰信号分量中的极值点，将每个极杆的电源干扰离轨系数表示如下：

其中，为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的电源干扰离轨系数，/>、分别为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的第/>个干扰信号分量的第/>个极值、第/>个极值，/>为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的第/>个干扰信号分量中极值点的个数，/>为每个极杆的电压模态分量的个数，/>、/>分别为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的第/>个干扰信号分量的第/>个极值点、第/>个极值点，/>表示两个时间点之间的时间间隔。

当干扰信号分量中各个极值点与其后一个极值点的时间间隔越短，信号强度的差值越大时，说明原始电压信号受到噪声干扰越严重，电源干扰离轨系数值越大。

综合考虑每个极杆的电压异常程度以及受到干扰的程度，根据三重四极杆质谱仪中所有极杆的杆间电源串扰因子以及电源干扰离轨系数，将三重四极杆电源故障指数表示如下：

其中，为三重四极杆电源故障指数，/>为以自然常数为底数的指数函数，为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的故障评估置信权重，/>为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的杆间电源串扰因子，/>为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的电源干扰离轨系数。

当极杆的电源干扰离轨系数越大时，说明极杆的电压受到干扰的程度越高，在对三重四极杆用快速逆转高压电源的异常程度进行评估时，应该给予较低的置信度，故障评估置信权重值越小；当极杆的杆间电源串扰因子越大时，说明极杆的电压异常程度越高，且异常传递得越快，三重四极杆用快速逆转高压电源的异常程度越高，三重四极杆电源故障指数值越大。

步骤S003、根据三重四极杆电源故障指数，对三重四极杆用快速逆转高压电源进行故障监测。

当三重四极杆电源故障指数大于故障阈值时，判定三重四极杆用快速逆转高压电源出现故障，否则，判定三重四极杆用快速逆转高压电源正常运行，本实施例中故障阈值取值为0.5。

需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种三重四极杆用快速逆转高压电源故障监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

采集每个四极杆结构中每个极杆的电压信号；

根据每个极杆的电压信号获取每个电压模态分量的原始信号置信系数；根据每个极杆的所有电压模态分量的原始信号置信系数，获取每个极杆的原始电压信号以及干扰信号分量；

根据每个四极杆结构中各极杆的位置，获取每个极杆的共源极杆、第一反源极杆、第二反源极杆；根据每个极杆与其共源极杆、第一反源极杆、第二反源极杆的原始电压信号获取每个极杆的相对共源特征因子；根据每个极杆与其共源极杆、第一反源极杆、第二反源极杆的原始电压信号获取每个极杆的共源突变传递系数、第一反源突变传递系数、第二反源突变传递系数；根据每个极杆的共源突变传递系数、第一反源突变传递系数、第二反源突变传递系数以及相对共源特征因子，获取杆间电源串扰因子；

根据每个极杆的所有干扰信号分量获取电源干扰离轨系数；根据所有极杆的杆间电源串扰因子以及电源干扰离轨系数，获取三重四极杆电源故障指数；根据三重四极杆电源故障指数对三重四极杆用快速逆转高压电源进行故障监测；

所述根据每个极杆的电压信号获取每个电压模态分量的原始信号置信系数，包括：

使用VMD变分模态分解算法将每个极杆的电压信号分解为第一预设数量个电压模态分量；

使用sin和函数拟合算法对每个电压模态分量进行拟合，作为每个电压模态分量的交流拟合结果，采用最小二乘法估计每个电压模态分量的振幅、频率；

原始信号置信系数的表达式为：

其中，为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的第/>个电压模态分量的原始信号置信系数，/>为以自然常数为底数的指数函数，/>和/>为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的第/>个电压模态分量的电压交流拟合差异、频率和振幅，/>为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的第/>个电压模态分量，/>为第/>个四极杆结构的第/>个极杆的第/>个电压模态分量的交流拟合结果，/>、/>分别为采集周期的开始时刻、结束时刻；

所述获取每个极杆的共源极杆、第一反源极杆、第二反源极杆，包括：

对每个四极杆结构中的各极杆，将与每个极杆相对的极杆记为每个极杆的共源极杆，沿着顺时针方向，将与每个极杆相邻的前一个极杆记为每个极杆的第一反源极杆，将与每个极杆相邻的后一个极杆记为每个极杆的第二反源极杆；

所述获取每个极杆的相对共源特征因子，包括：

将两个极杆的原始电压信号之间的皮尔逊相关系数记为两个极杆的电压共源系数；

将每个极杆与其第一反源极杆、第二反源极杆的电压共源系数的绝对值之和记为每个极杆的邻杆反源相关因子；

将每个极杆与其共源极杆的电压共源系数的绝对值乘以邻杆反源相关因子，作为每个极杆的相对共源特征因子；

所述获取每个极杆的共源突变传递系数、第一反源突变传递系数、第二反源突变传递系数，包括：

使用pettitt突变检验算法获取每个极杆的原始电压信号中的所有突变点，作为每个极杆的电压突变点；

对于每个极杆的各电压突变点，在其共源极杆的所有电压突变点中选取与每个电压突变点时间间隔最小且小于预设最小匹配时间的电压突变点作为共源匹配突变点，将每个电压突变点与其共源匹配突变点之间的时间间隔记为每个电压突变点的共源突变传递时间；

将每个极杆的所有电压突变点的共源突变传递时间的平均值的相反数记为反比共源传递时间；将以自然常数为底数，以反比共源传递时间为指数的指数函数的计算结果记为每个极杆的共源突变传递系数；

对于每个极杆与其第一反源极杆、第二反源极杆中的所有电压突变点，采用与共源突变传递系数相同的获取方法得到每个极杆的第一反源突变传递系数、第二反源突变传递系数；

所述获取杆间电源串扰因子，包括：

将每个极杆的第一反源突变传递系数与第二反源突变传递系数之和除以数值2，作为综合反源突变传递系数；

将共源突变传递系数与综合反源突变传递系数之和乘以相对共源特征因子，作为每个极杆的杆间电源串扰因子；

所述根据每个极杆的所有干扰信号分量获取电源干扰离轨系数，包括：

计算干扰信号分量中每个极值点与其后一个极值点的信号强度之差的绝对值，获取所述绝对值与两个极值点的时间间隔的比值作为每个极值点的干扰电压强度；

将每个极杆的所有干扰信号分量中所有极值点的干扰电压强度之和记为每个极杆的电源干扰离轨系数。

2.根据权利要求1所述的一种三重四极杆用快速逆转高压电源故障监测方法，其特征在于，所述获取每个极杆的原始电压信号以及干扰信号分量，包括：

将每个极杆的原始信号置信系数最大的电压模态分量判定为每个极杆的原始电压信号，将除原始电压信号以外的电压模态分量判定为每个极杆的干扰信号分量。

3.根据权利要求1所述的一种三重四极杆用快速逆转高压电源故障监测方法，其特征在于，所述获取三重四极杆电源故障指数，包括：

将所有极杆的电源干扰离轨系数之和记为整体干扰离轨系数，将每个极杆的电源干扰离轨系数与整体干扰离轨系数的比值记为相对干扰离轨系数，将数值1与相对干扰离轨系数的差值记为故障评估置信权重；

将每个极杆的杆间电源串扰因子与故障评估置信权重的乘积记为电源故障系数；将以自然常数为底数，以所有极杆的电源故障系数之和的相反数为指数的指数函数的计算结果记为三重四极杆电源故障指数。

4.根据权利要求1所述的一种三重四极杆用快速逆转高压电源故障监测方法，其特征在于，所述根据三重四极杆电源故障指数对三重四极杆用快速逆转高压电源进行故障监测，包括：

当三重四极杆电源故障指数大于预设故障阈值时，判定三重四极杆用快速逆转高压电源出现故障，否则，判定三重四极杆用快速逆转高压电源正常运行。