[發明專利]一種用于工業爐、鍋爐的傳感器自檢方法及系統

有效

• 申請號: 201611110846.6
• 申請日: 2016-12-02
• 公開（公告）號: CN108151834B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 趙征鵬;彭俊;楊鋼;彭海洋;官文鴻;陳洋;劉琪;王文恬;丁朝陽
• 申請（專利權）人: 重慶川然節能技術有限公司
• 主分類號: G01F25/00
• 分類號: G01F25/00;G01L27/00;G01K15/00;G01N33/00
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

本發明涉及一種用于工業爐、鍋爐的傳感器自檢方法，其包括建模和自檢，所述建模從整個傳感器系統出發，構建數據上的關系網，不同檢測點的數據有與整個鍋爐運行狀態相關的和不相關的，不同檢測點之間存在數據的關聯性和非關聯性，建立四類數學模型；所述自檢包括：將需要自檢的傳感器實際檢測到的檢測值與所述四類數學模型中的至少一類數學模型內的檢測理論值進行實時比對，若兩者差異超出容忍范圍，則判斷該傳感器發生漂移或損壞。本發明還涉及一種用于工業爐、鍋爐的傳感器自檢系統。本發明無需配置多個同類傳感器，解決了現有通過多個同類傳感器比對自檢方法造成的設備成本高且受制于現場安裝布置的問題。

技術領域

本發明涉及工業窯爐及鍋爐，具體是一種用于工業爐、鍋爐的傳感器自檢方法及系統。

背景技術

我國的工業窯爐及工業鍋爐是典型的高耗能、高排放、高污染設備，多年來且未來相當長的一段時間內，工業窯爐及工業鍋爐仍將是我國工業行業及民用行業的主要用能提供設備。隨著行業競爭的加劇和國家日益嚴格的節能環保要求，為提高工業窯爐及工業鍋爐的運行能效，使其在燃燒效率、運行安全、節能環保等方面具有較好的可控性，促進了工業爐、鍋爐行業物聯網技術及人工智能技術的快速發展。傳感器作為支撐物聯網及人工智能技術的基礎，在工業窯爐及工業鍋爐設備上將會大量布置多種用于檢測不同參數的傳感器，但由于傳感器的內部因素以及所處的外部條件的干擾下，傳感器工作過程中幾乎都會出現精度漂移的現象，目前的處理方式都是每隔一段時間人工對傳感器進行校準及標定，但是該處理方式存在非常大的隱患，如果傳感器在兩次人工校準間隔中出現了較大的精度漂移、損壞等問題卻沒有及時發現，將可能會對物聯網及人工智能設備帶來災難性的損害，因此傳感器的精度是否可控、完好性是否可控等將決定物聯網及人工智能技術的成敗。

現有技術中已有針對傳感器漂移進行校正的方法，如CN 202083655U公開的催化燃燒式甲烷氣體探測器的自動校準裝置，其由MCU、多路模擬開關、電阻網絡和惠斯通電橋等組成，其特征在于電阻網絡與多路模擬開關的數據輸入端連接，多路模擬開關的輸出端與惠斯通電橋連接，多路模擬開關的地址輸入端與MCU連接；其采用MCU智能化技術進行傳感器輸出非線性校正、零點漂移和靈敏度自動校準及零點調整，提高了整機的測量精度。

上述專利文獻雖然提出了一種有效的自動校準裝置，但其針對的對象為特定的一個或一類傳感器，通用性較差且只能自檢出零點漂移，對發生的曲線漂移沒有可靠的自檢技術。而在檢查是否發生曲線漂移時，現有技術通常采用增加一定數量的相同類別的傳感器，通過對比同類別的多個傳感器的實測值的差值來判斷漂移；或者是采用不同類別但針對同一檢測參數的具有明確的強關聯性的多個傳感器，通過對比不同類別的傳感器檢測同一參數的實測值的差值來判斷漂移。這些方式雖然具有一定效果，但需要成倍增加傳感器的數量，對現場環境的安裝布置以及設備成本都提出了更高的要求，尤其對于已經投產的工業窯爐及工業鍋爐來說，增加一組傳感器往往需要改裝現場結構，既不利于現場生產，也面臨著新的結構安全問題，特別是有些價格昂貴的傳感器，成倍增加傳感器造成的成本大幅上升是企業難以承受的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于鍋爐的傳感器自檢系統及方法，其無需增加額外的傳感器，能夠解決現有傳感器自檢對現場環境的安裝布置以及設備成本較高的問題。

本發明的技術方案如下：

一種用于工業爐、鍋爐的傳感器自檢方法，包括建模和自檢，其中，所述建模包括建立如下四類數學模型：1、建立工業爐、鍋爐的運行狀態與各傳感器檢測理論值應該處于的正常值范圍之間對應關系的第一數學模型；2、建立個別傳感器與其他傳感器之間檢測理論值變化關系的第二數學模型；3、建立傳感器之間檢測理論值邏輯關系的第三數學模型，該第三數學模型與鍋爐運行狀態相關聯；4、建立傳感器之間檢測理論值邏輯關系的第四數學模型，該第四數學模型與鍋爐運行狀態無關聯；所述自檢包括：將需要自檢的傳感器實際檢測到的檢測值與所述四類數學模型中的至少一類數學模型內的檢測理論值進行實時比對，若兩者差異超出容忍范圍，則判斷該傳感器發生漂移或損壞。