CN101776212A - 一种管道温度检测和异常温度数据剔除的方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明是一种管道整体温度检测和异常温度数据剔除的方法和***。(1)利用热电偶采集管道内部温度，并将温度数据传输到计算机，运用计算机内编写的格拉布斯法程序来对这些温度数据进行处理，判断温度数据是否有异常数据，若出现异常数据则删除；(2)再运用计算机内编写的交叉式排列分组和分批估计程序将经格拉布斯法剔除误差后得到的一致性温度数据进行处理，按其传感器安装位置分为两组(交叉式排列分组)，对这两组数据的平均值采用分批估计法，估计出接近管道整体温度真实值的融合值。该检测方法和***简单易行，可以灵敏、快速、可靠、实时地检测管道内整体温度状况，为各种类型的管道提供了一种可靠实用的检测方案。本发明主要应用于管道内部的实时监测及过程与安全控制技术。
Description
技术领域
本发明涉及一种管道内部整体温度实时检测和异常温度数据剔除的方法和***。
背景技术
近年来，随着传感器技术的发展，传感器的种类不断翻新，性能不断的提高，多传感器数据融合技术也越来越受到人们的重视。该项技术的研究来源于军事领域，目前的数据融合技术已经广泛应用于工业过程监控、机器人、天气预报、海洋监视、综合导航和生物医学工程等诸多领域。多传感器数据融合是将来自多个或多种传感器的信息和数据加以综合处理，与只利用单一传感器进行测量获得的结果相比，可以更精确地估计出被测参数的值，从而减少在信息处理中可能出现的失误。由于传感器所处的方位不同、传感器自身质量的差异以及实际环境中一些无法控制的随机因素的作用，使得各传感器的测量数据不能完全反映事物的真实情况，因此数据融合的关键是对各个传感器所得数据的真实性进行判别，找出不同传感器数据之间的相互关系，从而决定对哪些传感器的数据进行融合。
管道中的温度测量对于整个***的运行状况分析、防止由于传热工质压力过大而引发的管道爆裂等起着重要的作用。由于管道各处保温效果不同，加上外界环境随时变化，导致整个传热管道温度分布不均匀，因此需要多点采集样本给出一个相对准确的温度测量值。然而，以往的方法大都是取所有传感器所测温度的平均值，使得当部分传感器的数据不正确或者受到某种干扰时，测量结果不能正确地反映实际状态。
发明内容
本发明的目的是克服了上述管道温度测量中的不足，提供一种具有较高的应用价值的、简单易行的管道内部整体温度检测和异常温度数据剔除的方法和***。
本发明是采用统计学中的格拉布斯法判断异常数据，然后将剔除异常数据后的一致性数据交叉排列分组，并运用分批估计法来估算较为接近真实值的数据。本发明将该方法用于管道内部整体温度检测***。具体的技术方案如下：
(1)利用热电偶采集管道内部温度，并将温度数据传输到计算机，运用计算机内编写的格拉布斯法程序来对这些温度数据进行处理，判断温度数据是否有异常数据，若出现异常数据则删除。
(2)再运用计算机内编写的交叉式排列分组和分批估计程序将经格拉布斯法删除误差后得到的一致性温度数据进行处理，按其传感器安装位置分为两组(相对和相邻的传感器不在同一组，即交叉式排列分组)，对这两组数据的平均值采用分批估计法，估计出接近管道整体温度真实值的融合值。
本发明的***构成：热电偶等间距点对点式布置于管道内，多路巡检控制仪与热电偶连接，多路巡检控制仪通过RS485总线与RS232/RS485变换器连接，RS232/RS485变换器再连接计算机。热电偶的点对点式布置是将两个热电偶上、下或者左、右放置，形成一条线的对齐形式来进行管道温度测量。
热电偶用于测量管道温度信号；多路巡检控制仪(即A/D转换模块，模拟量/数据量转换模块)，用于与热电偶配合使用对多路温度进行巡回检测、数据采集及通讯；RS485总线，用于实现A/D转换模块与计算机连接。RS232/RS485变换器，用于将RS485信号转换为RS232信号；并将所采集到的管道温度数据进行处理来剔除异常温度数据并估计准确的管道整体温度值。
本发明的有益效果是：
1、解决了在管道检测中由于传感器失效或者传感器受到干扰使得检测值产生很大的误差的不足之处；
2、管道整体温度实时检测方法简单易行，能够及时、灵敏、可靠地检测管道内温度状况，并迅速给出比较准确的管道整体温度值，***响应速度快、实时性较高。
本发明的检测方法对于很多领域都有可参考和应用的价值，比如温室内的温度采集，水平管、垂直管温度测量和矿井瓦斯监测等。
附图说明
图1为本发明的***总体框图；
图2为本发明的热电偶传感器分布图和编号；(A-管道，B-上排热电偶，C-下排热电偶。)
图3为本发明的检测程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实例进一步说明本发明的实质内容，但本发明的内容并不限于此。
实施例：某厂一段流体管道，按照附图1的方式来布置检测***，对管道内流体传热过程进行实时检测。***包括：12个热电偶按照附图2的方式等间距点对点式布置(两个热电偶上、下或者左、右放置，形成一条线的对齐形式)，热电偶用于测量管道温度信号；多路巡检控制仪(即A/D转换模块，模拟量/数据量转换模块)与热电偶连接，用于与热电偶配合使用对多路温度进行巡回检测、数据采集及通讯；多路巡检控制仪通过RS485总线与RS232/RS485变换器连接，RS485总线用于实现A/D转换模块与计算机相连，RS232/RS485变换器用于将RS485信号转换为RS232信号；计算机将所采集到的管道温度数据进行处理来删除异常温度数据并估计准确的管道整体温度值。
按照附图3所示的检测程序流程，通过热电偶和多路巡检控制仪，采集某时刻的温度数据(利用热电偶和多路巡检控制仪获得)如表1所示：
表1多个热电偶测量温度数据(单位：℃)
然后运用计算机内编写的格拉布斯法程序来删除温度数据的异常值(格拉布斯法程序是运用VC，即Microsoft Visual C++软件进行编程开发的)，若发现温度异常数据则将其删除，如表2所示：
表2温度数据剔除异常值后的交叉排列分组结果(单位：℃)
再运用计算机内编写的交叉式排列分组和分批估计法程序来交叉式排列分组和估计剔除异常数据后的一致性数据(交叉式排列分组和分批估计法程序是运用VC，即Microsoft VisualC++软件进行编程开发的)，最终得到管道温度融合值，如表3所示，进而检测到管道内部状况，整个过程一直重复下去。该检测方法和***简单易行，可以灵敏、快速、可靠、实时地检测管道内整体温度状况，为各种类型的管道提供了一种可靠实用的检测方案。
表3温度数据最终融合结果(单位：℃)
Claims (2)
1.一种管道整体温度检测和异常温度数据剔除的方法，其特征在于：
(1)利用热电偶采集管道内部温度，并将温度数据传输到计算机，运用计算机内编写的格拉布斯法程序来对这些温度数据进行处理，判断温度数据是否有异常数据，若出现异常数据则删除；
(2)运用计算机内编写的交叉式排列分组和分批估计程序将经格拉布斯法删除误差后得到的一致性温度数据进行处理，热电偶分为交叉式排列两组安装，对这两组数据的平均值采用分批估计法，估计出接近管道整体温度真实值的融合值。
2.一种管道温度检测和异常温度数据剔除的***，其特征在于：热电偶等间距点对点式布置于管道内，多路巡检控制仪与热电偶连接，多路巡检控制仪通过RS485总线与RS232/RS485变换器连接，RS232/RS485变换器再连接计算机。
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