[發(fā)明專利]暖通設(shè)備工作狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810141000.1
• 申請(qǐng)日: 2018-02-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108361557A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郎俊;彭杰文;張果
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川德頓郎陳暖通設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): F17D5/02
• 分類號(hào): F17D5/02;G01N21/31
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 楊春

1.一種暖通設(shè)備工作狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，用于通過(guò)濕度檢測(cè)的方式監(jiān)控供暖系統(tǒng)的供暖溫度異常情況，所述供暖系統(tǒng)的管道存在埋設(shè)于地下的地下管道，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括：

分布式監(jiān)測(cè)設(shè)備，用于對(duì)選定區(qū)域的地下管道所處環(huán)境進(jìn)行土質(zhì)采樣；對(duì)土質(zhì)采樣物進(jìn)行處理；對(duì)土質(zhì)采樣物進(jìn)行光譜掃描；對(duì)光譜信號(hào)進(jìn)行處理；

異常狀態(tài)確定設(shè)備，用于將處理后的信號(hào)與預(yù)設(shè)濕度閾值進(jìn)行比較，當(dāng)超過(guò)預(yù)設(shè)濕度閾值時(shí)，表示出現(xiàn)滲漏且溫度出現(xiàn)異常。

2.如權(quán)利要求1的暖通設(shè)備工作狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，

所述分布式監(jiān)測(cè)設(shè)備包括：

采樣單元，用于在采樣前確定采樣數(shù)量P，其由方差值和平均值與真值的差值計(jì)算采樣數(shù)量，且P為≥4且不超過(guò)8的自然數(shù)；根據(jù)采樣區(qū)域的面積大小，采用蛇形采樣，采樣深度選擇為30CM，根據(jù)計(jì)算出的采樣數(shù)量進(jìn)行采樣，采樣時(shí)，先采出一個(gè)采樣剖面，在平行于剖面進(jìn)行采樣，采土方向垂直于地面，將采樣后的土質(zhì)混合在一起，再將混合厚度土質(zhì)采樣物破碎，去除石頭、植物根系，混合并展成四邊形，劃分對(duì)角線分成四份，取其中的對(duì)角的兩份，反復(fù)進(jìn)行多次后，將土質(zhì)采樣物的重量控制在需要的重量，接著對(duì)將采樣物經(jīng)鹽酸、硝酸、高氯酸進(jìn)行處理；

采樣物處理單元，用于將土質(zhì)采樣物放置于樣品容器中，搖動(dòng)使其上表面基本平坦地分布，然后將樣品放置于石英窗口上；

光譜掃描及光譜信號(hào)處理單元，用于使土質(zhì)采樣物隨著樣品容器儀器旋轉(zhuǎn)以獲取多次旋轉(zhuǎn)掃描分析后得到平均光譜，樣品容器的旋轉(zhuǎn)速度是4cm/s，土質(zhì)采樣物在40s內(nèi)會(huì)被掃描64次，算數(shù)平均后的光譜作為一個(gè)采樣光譜；每個(gè)樣品放置于不同樣品容器中，測(cè)量?jī)纱危俅纹骄蟮墓庾V數(shù)據(jù)用于信號(hào)處理；

其中所述信號(hào)處理還包括：采集參比信號(hào)，采集被測(cè)信號(hào)，獲取原始吸收光譜，確定校正參考基準(zhǔn)波長(zhǎng)，利用校正參考基準(zhǔn)波長(zhǎng)校正吸收光譜；所述校正參考基準(zhǔn)波長(zhǎng)通過(guò)如下計(jì)算得到：

光譜矩陣記為X(M*K)，其中第i個(gè)波長(zhǎng)變量代表光譜矩陣X中第i個(gè)列向量，記N＝min(m-1,k),在進(jìn)行第一次迭代運(yùn)算前n＝1,任意選擇光譜矩陣的某一列，記為變量x_k(0)；把沒(méi)有被選入的列向量位置集合記為T，

分別計(jì)算x_k(n-1)對(duì)剩下列變量的投影，記為：

記k(n-1)＝arg(max(||P_j||),j∈T)；n＝n+1，如果n＝N,令x_k(n-1)作為被選入的列變量，回到上述列向量位置計(jì)算步驟再進(jìn)行計(jì)算，采用多元線性回歸法對(duì)新選擇的變量集合{x_k(0),x_k(1),…,x_k(n-1)}進(jìn)行評(píng)估，得到校正參考基準(zhǔn)波長(zhǎng)值；

獲得土質(zhì)采樣物的光譜掃描輸出值后，為了去除背景干擾獲得更高信噪比的土質(zhì)光譜數(shù)據(jù)，以提高后期所建立的土質(zhì)成分預(yù)測(cè)模型的穩(wěn)健性和預(yù)測(cè)能力，需要對(duì)P個(gè)樣本的數(shù)據(jù)進(jìn)行如下處理：

計(jì)算采樣物的光譜均值：

對(duì)未知樣品光譜x(1×m),通過(guò)下列式子得到處理后的光譜x_centered：

接著計(jì)算光譜標(biāo)準(zhǔn)差值:

對(duì)光譜采樣值進(jìn)行如下處理：

對(duì)整個(gè)光譜采樣信號(hào)值進(jìn)行如下處理，得到處理后值X：

其中，n為采樣樣品數(shù)，為波長(zhǎng)點(diǎn)數(shù),Xn對(duì)應(yīng)于作為第N個(gè)樣本的采樣物的光譜均值；

得到光譜信號(hào)后，所述光譜信號(hào)處理還包括，等間隔光譜采樣，進(jìn)行二維小波變換，接著進(jìn)行小波系數(shù)矩陣固定窗口橫向掃描，獲取非平穩(wěn)噪聲方差估計(jì)向量和信號(hào)方差估計(jì)向量，對(duì)窗口寬度進(jìn)行逐點(diǎn)調(diào)整，再進(jìn)行二次掃描，獲取精確噪聲方差估計(jì)向量和精確信號(hào)方差估計(jì)向量，然后通過(guò)貝葉斯閾值收縮去噪，最后進(jìn)行二維小波反變換取中心行向量作為信號(hào)輸出值；

所述對(duì)窗口寬度進(jìn)行逐點(diǎn)調(diào)整包括：首先進(jìn)行固定窗口的噪聲方差估計(jì)，定義固定窗口W_m×n，寬度m設(shè)定為經(jīng)驗(yàn)值，高度n為系數(shù)矩陣高度，將窗口寬度沿對(duì)角高頻系數(shù)矩陣中心行向量上逐點(diǎn)橫向滑動(dòng)，其中使用窗口內(nèi)小波系數(shù)估算中心行的噪聲方差向量，根據(jù)所述噪聲方差向量的變化率，動(dòng)態(tài)調(diào)整窗口寬度，具體為根據(jù)噪聲在所有小波系數(shù)中近似均勻分布的性質(zhì)，以及小波基的線性相位性質(zhì)，高層小波系數(shù)的噪聲方差向量可由上一層的噪聲方差向量中將相鄰兩個(gè)方差求平均得到，對(duì)信號(hào)方差向量進(jìn)行估算，其估算方法與上述噪聲方差向量估算方法類似，但由于信號(hào)方差集中在部分小波系數(shù)中，各小波分解層上有較大差異，需要進(jìn)行分層估算，在所計(jì)算的層的各方向系數(shù)矩陣的中心行向量上分別橫向滑動(dòng)，利用該層窗口內(nèi)各分解方向上的所有小波系數(shù)，估算該層的信號(hào)方差向量，根據(jù)信號(hào)方差向量的變化率動(dòng)態(tài)設(shè)置，重新設(shè)置串口寬度，設(shè)定信號(hào)窗口調(diào)整閾值，利用新窗口再次估算每層的信號(hào)方差向量，再求得每層小波系數(shù)矩陣的閾值向量，對(duì)于高頻橫向系數(shù)矩陣、縱向高頻系數(shù)矩陣、對(duì)角高頻系數(shù)矩陣的每一行，均使用閾值向量進(jìn)行收縮降噪，將降噪后的小波系數(shù)反變換到光譜矩陣，取光譜矩陣的中心行向量作為降噪后的光譜信號(hào)；將處理后的信號(hào)與預(yù)設(shè)濕度閾值進(jìn)行比較，當(dāng)超過(guò)預(yù)設(shè)濕度閾值時(shí)，表示所述供暖系統(tǒng)在被監(jiān)測(cè)區(qū)域的地下管道出現(xiàn)滲漏且所述供暖系統(tǒng)的供暖溫度出現(xiàn)異常。