CN112487052B - 一种高稳定性燃油密度数据处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种高稳定性燃油密度数据处理方法，划分两个时段对密度实时结算值Den进行处理。在第一个时段结合工程应用经验，为密度传感器工作的不稳定时期，此时对密度数据只进行限幅处理，实时输出，保证测量灵敏度及测量快速恢复；在第二个时段为密度传感器稳定工作期，对密度实时测量值进行限幅、限变化幅度及变化速度处理。其中变化幅度及变化速度可根据实际工程要求及测量灵敏度进行适当调整。本发明通过对常规的数据处理发明加以改进，提高了密度传感器在振动、强电磁干扰环境下的测量性能，使其测量更佳稳定。

Description

一种高稳定性燃油密度数据处理方法
技术领域
本发明属于传感器数据采集处理领域，具体地说，涉及一种高稳定性燃油密度数据处理方法。
背景技术
密度传感器广泛用于飞机燃油测量***，但是目前广泛应用的的密度传感器抗干扰能力较差，在正常测量的过程中，容易受到外部电磁干扰和被测液体中气泡的影响，致使测量输出结果偏离正常值。目前普遍与密度传感器配合使用的密度测量软件对密度数据或无处理直接输出测量值，或简单滚动滤波再输出密度测量值。简单滚动滤波的操作流程图如图1所示。此类数据处理易于实现，但是测量稳定性较差，易受外界干扰。
发明内容
本发明针对现有技术测量方法简陋、数据稳定性差，容易受外界干扰的问题，提出了一种高稳定性燃油密度数据处理方法，紧密结合被测量目标的固有特性进行数据处理，分阶段进行处理，在保证实时性和精确性的基础上，还保证；了测量的稳定性。
本发明具体实现内容如下：
本发明提出了一种高稳定性燃油密度数据处理方法，在使用密度传感器对飞机燃油进行密度数据的测量，并对测量值进行了实时解算，得到密度实时结算值Den后，本方法结合被测量目标的固有特性对密度实时结算值Den进行数据处理；对密度实时结算值Den进行数据处理的过程分为两个时段：依次包括快速处理阶段和限幅、限速追逐处理阶段；
对密度实时结算值Den设置幅度上限阈值Dmax和幅度下限阈值Dmin；
首先进入快速处理阶段，对测量的密度数据进行处理并输出结果，然后进入限幅、限速追逐处理阶段，继续对实时测量的数据进行处理并输出当前输出值Dout；
在所述快速处理阶段，对测量的密度数据只进行限幅处理，并实时输出数据处理后的当前输出值Dout；
在所述限幅、限速追逐处理阶段，对实时测量的密度数据进行限幅、限变化幅度及变化速度处理，并实时输出数据处理后的当前输出值Dout。
为了更好地实现本发明，进一步地，在所述快速处理阶段，实时判断得到的密度实时结算值Den是否超过所述幅度上限阈值Dmax或幅度下限阈值Dmin；
若超过，则根据超过的幅度上限阈值Dmax或幅度下限阈值Dmin将***的故障位PU_WrongStatus置1；
若未超过，则直接实时输出密度实时结算值Den作为数据处理后的当前输出值Dout。
为了更好地实现本发明，进一步地，当在整个快速处理阶段中，若判断得到的密度实时结算值Den超过了幅度上限阈值Dmax或幅度下限阈值Dmin，但密度实时结算值Den在快速处理阶段结束前恢复到幅度上限阈值Dmax和幅度下限阈值Dmin范围内，则将故障位PU_WrongStatus置0，并直接实时输出密度实时结算值Den作为当前输出值Dout。
为了更好地实现本发明，进一步地，为所述快速处理阶段设置运行时间t，当处于快速处理阶段的时间t1大于运行时间t之后，结束快速处理阶段，进入限幅、限速追逐处理阶段。
为了更好地实现本发明，进一步地，当进入所述限幅、限速追逐处理阶段时，首先判断***的故障位PU_WrongStatus，若故障位PU_WrongStatus的置位为1，则将快速处理阶段输出的密度实时结算值Den作为本阶段的当前输出值Dout，直至故障位PU_WrongStatus的置位变为0，才将当前的密度实时结算值Den作为本阶段的初始值进行数据处理，并输出当前输出值Dout；
若进入限幅、限速追逐处理阶段后，故障位PU_WrongStatus的置位为0，则直接将当前的密度实时结算值Den作为本阶段的初始值进行数据处理。
为了更好地实现本发明，进一步地，设置变化间隔时间t2，在限幅、限速追逐处理阶段对密度实时结算值Den的数据变化时间间隔进行判定，若数据变化时间间隔满足变化间隔时间t2，且密度实时结算值Den不等于当前输出值Dout，则根据密度实时结算值Den的相对变化趋势，进行步长变化处理后再输出当前输出值Dout；所述步长变化处理包括以下几种：
（1）对密度实时结算值Den进行增加变化步长Dstep处理；
（2）对密度实时结算值Den进行减少变化步长Dstep处理；
（3）保持当前步长不变进行输出。
为了更好地实现本发明，进一步地，若数据变化时间间隔不满足设置的变化间隔时间t2，则不对当前输出值Dout进行补偿变化处理，并直接输出。
为了更好地实现本发明，进一步地，在所述限幅、限速追逐处理阶段稳定测量一段时间后，对限幅、限速追逐处理阶段中密度实时结算值Den超出所述幅度上限阈值Dmax或幅度下限阈值Dmin的超界次数Den_wrong进行统计，并设置超界次数Den_wrong的上限阈值；
当出现了密度实时结算值Den超出所述幅度上限阈值Dmax或幅度下限阈值Dmin的情况，且所述超界次数Den_wrong达到超界次数Den_wrong的上限阈值，将当前输出值Dout固定为上一周期的当前输出值Dout；
在密度实时结算值Den恢复到所述幅度上限阈值Dmax或幅度下限阈值Dmin范围内后，将超界次数Den_wrong清零，回到限幅、限速追逐处理阶段对密度实时结算值Den的正常数据处理。
本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：
（1）通过对常规的密度数据处理方法加以改进，提高了密度传感器在振动、强电磁干扰环境下的测量性能，使其在上述环境中的测量更佳稳定；
（2）本方法逻辑合理，思路清晰，适宜性强，广泛适用于各种电容式油量测量***。
附图说明
图1为现有技术采用滚动滤波方式进行数据处理的流程框图；
图2为本发明总流程示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作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。
实施例1：
本实施例提出了一种高稳定性燃油密度数据处理方法，在使用密度传感器对飞机燃油进行密度数据的测量，并对测量值进行了实时解算，得到密度实时结算值Den后，本方法结合被测量目标的固有特性对密度实时结算值Den进行数据处理；对密度实时结算值Den进行数据处理的过程分为两个时段：依次包括快速处理阶段和限幅、限速追逐处理阶段；
对密度实时结算值Den设置幅度上限阈值Dmax和幅度下限阈值Dmin；其中，幅度上限阈值Dmax和幅度下限阈值Dmin大小与被测量物质特性、测量环境条件有关；如航空煤油PR-3，通常设置幅度限制为0.700kg/L~0.900kg/L；
首先进入快速处理阶段，对测量的密度数据进行处理并输出结果，然后进入限幅、限速追逐处理阶段，继续对实时测量的数据进行处理并输出当前输出值Dout；
在所述快速处理阶段，对测量的密度数据只进行限幅处理，并实时输出数据处理后的当前输出值Dout；
在所述限幅、限速追逐处理阶段，对实时测量的密度数据进行限幅、限变化幅度及变化速度处理，并实时输出数据处理后的当前输出值Dout。
1、在所述快速处理阶段：
（1）实时判断得到的密度实时结算值Den是否超过所述幅度上限阈值Dmax或幅度下限阈值Dmin；
若超过，则根据超过的幅度上限阈值Dmax或幅度下限阈值Dmin将***的故障位PU_WrongStatus置1；
若未超过，则直接实时输出密度实时结算值Den作为数据处理后的当前输出值Dout。
（2）当在整个快速处理阶段中，若判断得到的密度实时结算值Den超过了幅度上限阈值Dmax或幅度下限阈值Dmin，但密度实时结算值Den在快速处理阶段结束前恢复到幅度上限阈值Dmax和幅度下限阈值Dmin范围内，则将故障位PU_WrongStatus置0，并直接实时输出密度实时结算值Den作为当前输出值Dout。
（3）为所述快速处理阶段设置运行时间t，当处于快速处理阶段的时间t1大于运行时间t之后，结束快速处理阶段，进入限幅、限速追逐处理阶段。其中快速处理阶段的时间t1与测量***特性相关，也可由其它测量输入量辅助判定。如采用振动筒式测量原理的密度传感器通常将时间t1设置为15S。
2、进入所述限幅、限速追逐处理阶段：
（1）首先判断***的故障位PU_WrongStatus，若故障位PU_WrongStatus的置位为1，则将快速处理阶段输出的密度实时结算值Den作为本阶段的当前输出值Dout，直至故障位PU_WrongStatus的置位变为0，才将当前的密度实时结算值Den作为本阶段的初始值进行数据处理，并输出当前输出值Dout；
若进入限幅、限速追逐处理阶段后，故障位PU_WrongStatus的置位为0，则直接将当前的密度实时结算值Den作为本阶段的初始值进行数据处理。
（2）设置变化间隔时间t2，在限幅、限速追逐处理阶段对密度实时结算值Den的数据变化时间间隔进行判定，若数据变化时间间隔满足变化间隔时间t2，且密度实时结算值Den不等于当前输出值Dout，则根据密度实时结算值Den的相对变化趋势，进行步长变化处理后再输出当前输出值Dout；所述步长变化处理包括以下几种：
1）对密度实时结算值Den进行增加变化步长Dstep处理；
2）对密度实时结算值Den进行减少变化步长Dstep处理；
3）保持当前步长不变进行输出。
若数据变化时间间隔不满足设置的变化间隔时间t2，则不对当前输出值Dout进行补偿变化处理，并直接输出。
（3）在所述限幅、限速追逐处理阶段稳定测量一段时间后，对限幅、限速追逐处理阶段中密度实时结算值Den超出所述幅度上限阈值Dmax或幅度下限阈值Dmin的超界次数Den_wrong进行统计，并设置超界次数Den_wrong的上限阈值；
当出现了密度实时结算值Den超出所述幅度上限阈值Dmax或幅度下限阈值Dmin的情况，且所述超界次数Den_wrong达到超界次数Den_wrong的上限阈值，将当前输出值Dout固定为上一周期的当前输出值Dout；
在密度实时结算值Den恢复到所述幅度上限阈值Dmax或幅度下限阈值Dmin范围内后，将超界次数Den_wrong清零，回到限幅、限速追逐处理阶段对密度实时结算值Den的正常数据处理。
注：本发明主要适用于密度传感器，但也可推广至其它具有特性值变换缓慢的特性测量。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高稳定性燃油密度数据处理方法，使用密度传感器对飞机燃油进行密度数据的测量，并对测量值进行了实时解算，得到密度实时结算值Den，其特征在于，对密度实时结算值Den设置幅度上限阈值Dmax和幅度下限阈值Dmin，然后对密度实时结算值Den进行数据处理；对密度实时结算值Den进行数据处理的过程分为快速处理阶段和限幅、限速追逐处理阶段两个时段，在不同时段进行不同的处理，具体为：
在所述快速处理阶段，对测量的密度数据只进行限幅处理，并实时输出数据处理后的当前输出值Dout；
在所述限幅、限速追逐处理阶段，对实时测量的密度数据进行限幅、限变化幅度及变化速度处理，并实时输出数据处理后的当前输出值Dout；
在所述快速处理阶段，实时判断得到的密度实时结算值Den是否超过所述幅度上限阈值Dmax或幅度下限阈值Dmin；
若超过，则根据超过的幅度上限阈值Dmax或幅度下限阈值Dmin将***的故障位PU_WrongStatus置1；
若未超过，则直接实时输出密度实时结算值Den作为数据处理后的当前输出值Dout；
当进入所述限幅、限速追逐处理阶段时，首先判断***的故障位PU_WrongStatus，若故障位PU_WrongStatus的置位为1，则将快速处理阶段输出的密度实时结算值Den作为本阶段的当前输出值Dout，直至故障位PU_WrongStatus的置位变为0，才将当前的密度实时结算值Den作为本阶段的初始值进行数据处理，并输出当前输出值Dout；
若进入限幅、限速追逐处理阶段后，故障位PU_WrongStatus的置位为0，则直接将当前的密度实时结算值Den作为本阶段的初始值进行数据处理。
2.如权利要求1所述的一种高稳定性燃油密度数据处理方法，其特征在于，当在整个快速处理阶段中，若判断得到的密度实时结算值Den超过了幅度上限阈值Dmax或幅度下限阈值Dmin，但密度实时结算值Den在快速处理阶段结束前恢复到幅度上限阈值Dmax和幅度下限阈值Dmin范围内，则将故障位PU_WrongStatus置0，并直接实时输出密度实时结算值Den作为当前输出值Dout。
3.如权利要求2所述的一种高稳定性燃油密度数据处理方法，其特征在于，为所述快速处理阶段设置运行时间t，当处于快速处理阶段的时间t1大于运行时间t之后，结束快速处理阶段，进入限幅、限速追逐处理阶段。
4.如权利要求1所述的一种高稳定性燃油密度数据处理方法，其特征在于，设置变化间隔时间t2，在限幅、限速追逐处理阶段对密度实时结算值Den的数据变化时间间隔进行判定，若数据变化时间间隔满足变化间隔时间t2，且密度实时结算值Den不等于当前输出值Dout，则根据密度实时结算值Den的相对变化趋势，进行步长变化处理后再输出当前输出值Dout；所述步长变化处理包括以下几种：
对密度实时结算值Den进行增加变化步长Dstep处理；
对密度实时结算值Den进行减少变化步长Dstep处理；
保持当前步长不变进行输出。
5.如权利要求4所述的一种高稳定性燃油密度数据处理方法，其特征在于，若数据变化时间间隔不满足设置的变化间隔时间t2，则不对当前输出值Dout进行补偿变化处理，并直接输出。
6.如权利要求1-5任一项所述的一种高稳定性燃油密度数据处理方法，其特征在于，在所述限幅、限速追逐处理阶段稳定测量一段时间后，对限幅、限速追逐处理阶段中密度实时结算值Den超出所述幅度上限阈值Dmax或幅度下限阈值Dmin的超界次数Den_wrong进行统计，并设置超界次数Den_wrong的上限阈值；
当出现了密度实时结算值Den超出所述幅度上限阈值Dmax或幅度下限阈值Dmin的情况，且所述超界次数Den_wrong达到超界次数Den_wrong的上限阈值，将当前输出值Dout固定为上一周期的当前输出值Dout；
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