[發(fā)明專利]具有自對比功能的甲烷傳感器及其測量值冗余處理方法

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• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113109511A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設計）人: 王璐;紀亞強;郝葉軍;陳向飛;張煒;吳浩然;高文平;程一峰;席宇軒;顧仁勇
• 申請（專利權）人: 天地（常州）自動化股份有限公司;中煤科工集團常州研究院有限公司
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G08B7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種具有自對比功能的甲烷傳感器，其特征在于：包括傳感器主板及與傳感器主板電性連接的多個檢測模塊，所述檢測模塊通過TTL信號處理模塊與傳感器主板電性連接。

2.根據權利要求1所述的具有自對比功能的甲烷傳感器，其特征在于：所述傳感器主板包括主板MCU及與主板MCU電性連接的光報警模塊、聲報警模塊、數碼管顯示模塊、外部存儲模塊、復位電路模塊、RS485/頻率模塊、開出/頻率模塊、紅外遙控模塊，所述主板MCU與TTL信號處理模塊電性連接。

3.根據權利要求2所述的具有自對比功能的甲烷傳感器，其特征在于：所述檢測模塊包括檢測MCU及與檢測MCU電性連接的外部存儲模塊、LDO模塊、檢測元件模塊，所述檢測MCU與TTL信號處理模塊電性連接，所述LDO模塊與檢測元件模塊電性連接。

4.根據權利要求1所述的具有自對比功能的甲烷傳感器，其特征在于：所述檢測模塊為三個，各檢測模塊采用獨立氣室。

5.一種對權利要求1-4任一項所述的具有自對比功能的甲烷傳感器的測量值冗余處理方法，其特征在于，基于基本誤差判斷后采用投票機制和中位值平均濾波算法冗余，包括如下步驟：

(1)首先對各模塊初始化；

(2)然后判斷各檢測模塊采集輸出的極值是否超出規(guī)定的基本誤差；

(3)若沒有超出基本誤差，采用投票機制輸出最終的檢測值；

(4)若采用投票機制無法輸出最終值，則通過中位值平均濾波投票機制的算法輸出最終檢測值；

(5)若其中一個檢測模塊超出基本誤差，則將該檢測模塊數據剔除，再采用投票機制輸出最終的檢測值；

(6)若超過一個檢測模塊超出基本誤差，則輸出傳感器故障，提示工作人員作相關措施。

6.根據權利要求5所述的測量值冗余處理方法，其特征在于，所述中位值平均濾波投票機制的算法包括如下步驟：

(1)各檢測模塊定時將采集甲烷濃度值分別放入數組S1[n]、S2[n]和S3[n]；

S1[n]＝{p1,p2,p3,p4,....}；

S2[n]＝{q1,q2,q3,q4,....}；

S3[n]＝{r1,r2,r3,r4,....}；

(2)將這三個數組的值隨機的放在數組S[m]中，并給定近鄰閾值k；

S[m]＝{p1,p2,p3,p4,....,q1,q2,q3,q4,....,r1,r2,r3,r4,....}；

(3)在數組S[m]采用投票算法找出小于近鄰閾值k的元素放在數組W[j]，不符合的元素進行剔除；

(4)再對數組W[j]中的元素采用中位值平均濾波作為最終值輸出，最終輸出值：

其中：1≤i₁≤j₁≤j。