一種氣體流量計的數(shù)據(jù)檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種氣體流量計的數(shù)據(jù)檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 對于戶外的小容量電池供電的超聲波氣體流量計，電量消耗主要在數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和 采集上，故對由于干擾產(chǎn)生的異常數(shù)據(jù)的處理不能采用傳統(tǒng)的非實時監(jiān)控、大樣本容量估 計的方法。
[0003] 由于氣體的可壓縮性、粘性及管道內(nèi)壁的表面粗趟度、管道的截面形狀等因素。氣 體流量數(shù)據(jù)呈現(xiàn)W下兩個特點；一方面當氣體W-定流速在管道中通過時，儀表正常情況 下檢測到的氣體流量數(shù)據(jù)是在實際流量的一定范圍內(nèi)正常波動；另一方面由于氣體的上述 特性，使氣體流速在管道中也不可能出現(xiàn)階躍式的變化而是一個緩慢的上升和下降過程。 氣體流量的變化對應用戶旋轉(zhuǎn)閥口的開閉大小，該些數(shù)據(jù)都要通過顯示設(shè)備直觀的呈現(xiàn)給 用戶。所W對于氣體流量計的流量數(shù)據(jù)的檢測，一方面要很好的反映當前流量的狀態(tài)，即用 戶加大閥口減小閥口都要得到及時響應，另一方面也要檢測到流量數(shù)據(jù)中的異常數(shù)據(jù)，避 免給用戶造成儀表損壞的錯覺。
[0004] 現(xiàn)在超聲波流量計對采集到的數(shù)據(jù)只做簡單的數(shù)據(jù)累加和平均，傳統(tǒng)的氣體流量 計數(shù)據(jù)檢測方法有；限幅濾波法，中位值濾波法，滑動平均濾波法，加權(quán)滑動平均濾波法。對 于數(shù)據(jù)中因偶然因素出現(xiàn)的波動或環(huán)境噪聲引起的脈沖干擾，限幅濾波法和中位值濾波法 都是一種有效的處理算法，但是該兩種方法不能處理數(shù)據(jù)的正常的波動變化。而對于滑動 平均濾波法，能對數(shù)據(jù)的波動響應，但延遲會很大，同時對于數(shù)據(jù)中因偶然因素出現(xiàn)的波動 或采樣不穩(wěn)定引起的脈沖干擾無法識別。而加權(quán)滑動平均濾波法，雖然在靈敏度和平穩(wěn)相 對于上述算法有很大改觀，但是由于對數(shù)據(jù)正常上升和下降的正常波動中可能出現(xiàn)的異常 數(shù)據(jù)沒有進行處理，加權(quán)系數(shù)不好設(shè)定，尤其是異常數(shù)據(jù)相對于正常數(shù)據(jù)偏差很大時，加權(quán) 作用就微乎其微，造成的誤差不可忽略。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種能實時跟蹤、數(shù)據(jù)測量 誤差小，精度高的氣體流量計的數(shù)據(jù)檢測方法。
[0006] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為；一種氣體流量計的數(shù)據(jù)檢測方 法，其特征在于：將氣體流量在管道中的狀態(tài)分為水平平穩(wěn)狀態(tài)和跳變狀態(tài)，提取氣體流 量計采集的數(shù)據(jù)，W化1個數(shù)據(jù)為一組，設(shè)町為i時刻氣體流量計采集的數(shù)據(jù)，并且D i為當 前時刻正在處理的數(shù)據(jù)，Di+w為i+N時刻氣體流量計采集的數(shù)據(jù)，X i為當前時刻處理完后輸 出的數(shù)據(jù)，預設(shè)氣體流量變化闊值S，預設(shè)水平平穩(wěn)狀態(tài)的累加次數(shù)q = 0,預設(shè)跳變狀態(tài) 數(shù)據(jù)個數(shù)j = 0,預設(shè)水平平穩(wěn)狀態(tài)的累加最大值Q，預設(shè)參數(shù)k，且k<N ;初始默認氣體流量 在管道中的狀態(tài)為水平平穩(wěn)狀態(tài)；
[0007] 水平平穩(wěn)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)處理包括：
[000引 （1-1)、如果當前時刻正在處理的數(shù)據(jù)Di與上次處理完后輸出的數(shù)據(jù)Xy之間的相 對變化率小于等于氣體流量變化闊值S，即。產(chǎn)《，則將當前時刻正在處理的數(shù)據(jù) 術(shù)-1 Di進行累加平均，累加次數(shù)q二q+1，
[0009] 如果累加次數(shù)q<Q，則處理完后輸出的數(shù)據(jù)為= A + …+ ; 4
[0010] 如果q = Q，采用先進后出，隊尾進一個數(shù)據(jù)，隊首丟棄一個數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)做Q次累加 〇, + X-. + X.n, + ... + X-rs, 平均得到處理完后輸出的數(shù)據(jù)，即^^ =----言--；
[0011] (1-2)、如果當前時刻正在處理的數(shù)據(jù)Di與上次處理完后輸出的數(shù)據(jù)Xy之間的相 D,_X一 二 對變化率大于氣體流量變化闊值S，即--^ ？并且之后的N個數(shù)據(jù)中沒有大 于k個正在處理的數(shù)據(jù)與上次處理完后輸出的數(shù)據(jù)之間的相對變化率均大于氣體流量變 化闊值S，則判定當前時刻正在處理的數(shù)據(jù)町為一個異常數(shù)據(jù)，將該正在處理的數(shù)據(jù)Di舍 棄，而當前時刻處理完后輸出的數(shù)據(jù)用前一個處理完后輸出的數(shù)據(jù)Xy替代，即；X 1= X H， 同時，將水平平穩(wěn)狀態(tài)的累加次數(shù)清零，q = 0 ;
[0012] (1-3)、如果當前時刻正在處理的數(shù)據(jù)Di與上次處理完后輸出的數(shù)據(jù)Xy之間的相 對變化率大于氣體流量變化闊值S，即>《，并且之后的N個數(shù)據(jù)中有大于或等于k 個正在處理的數(shù)據(jù)與上次處理完后輸出的數(shù)據(jù)之間的相對變化率均大于氣體流量變化闊 值S，且變化方向一致，則判斷氣體流量在管道中的狀態(tài)發(fā)生改變，即氣體流量在管道中的 狀態(tài)進入跳變狀態(tài)，此時，當前時刻處理完后輸出的數(shù)據(jù)為：
[001引 Xi= (1-a)巧H+a蝴1，其中，a為預設(shè)的第一加權(quán)系數(shù)，0<a<l ;
[0014] 跳變狀態(tài)下的數(shù)據(jù)處理包括：
[0015] (2-1)、將當前時刻正在處理的數(shù)據(jù)Di前面所有處于跳變狀態(tài)下的r-1個處理完 后輸出的數(shù)據(jù)和最后一個水平平穩(wěn)狀態(tài)下處理完后輸出的數(shù)據(jù)，一共r個數(shù)據(jù)做最小二 乘法一階曲線擬合，得到函數(shù)f化-1，Xi_2, . . .，Xi_r) = A*i+B，根據(jù)f 0(…Xi_2, . . .，Xi_r)= A*i+B對i時刻氣體流量計采集的數(shù)據(jù)做出預測，得出預測值
[0016] (2-2)、若當前時刻正在處理的數(shù)據(jù)與預測值之間的相對變化率小于等于氣體 流量變化闊值S，即<晏，則將跳變狀態(tài)數(shù)據(jù)個數(shù)加1，即j = j+i，而當前時刻處 乂測 理完后輸出的數(shù)據(jù)為：
[0017] Xi= (1-b)巧測+b蝴1，其中，b為預設(shè)的第二加權(quán)系數(shù)，第二加權(quán)系數(shù)b為一個動 態(tài)的跳變值，〇<b ￡1，且b = b+w，而W為預設(shè)的步進加權(quán)系數(shù)，0<w<l ;
[0018] (2-3)、若當前時刻正在處理的數(shù)據(jù)與預測值之間的相對變化率大于氣體流量 變化闊值S，即>《，如果之后的N個數(shù)據(jù)中沒有大于k個正在處理的數(shù)據(jù)與上次 乂測 處理完后輸出的數(shù)據(jù)Xh之間的相對變化率均大于氣體流量變化闊值S，則判定當前時刻 正在處理的數(shù)據(jù)町為一個異常數(shù)據(jù)，將該正在處理的數(shù)據(jù)D i舍棄，而當前時刻處理完后輸 出的數(shù)據(jù)用當前時刻的預測值替代，即；Xi = X ;如果之后的N個數(shù)據(jù)有大于或等于k 個數(shù)據(jù)與上次處理完后輸出的數(shù)據(jù)Xh之間的相對變化率均大于氣體流量變化闊值S，貝。 判斷氣體流量在管道中的狀態(tài)發(fā)生改變，即氣體流量在管道中的狀態(tài)進入水平平穩(wěn)狀態(tài)， 此時，當前時刻處理完后輸出的數(shù)據(jù)為Xi= D 1。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于；能有效識別氣體流量計采集的數(shù)據(jù)中出現(xiàn) 的異常數(shù)據(jù)，當氣體流量計采集的數(shù)據(jù)變化時，本發(fā)明的方法能及時跟進并做平滑處理，當 氣體流量計采集的數(shù)據(jù)在一個固定的點上下振蕩時，本發(fā)明的方法能使數(shù)據(jù)趨于平穩(wěn)，使 經(jīng)過處理的輸出數(shù)據(jù)穩(wěn)定性好，靈敏度高，誤差小。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明實施例中水平平穩(wěn)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)處理流程圖。 圖2為本發(fā)明實施例中氣體流量計采集的數(shù)據(jù)組結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021] W下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0022] 本實施例提供了一種氣體流量計的數(shù)據(jù)檢測方法，該方法將氣體流量在管道中的 狀態(tài)分為水平平穩(wěn)狀態(tài)和跳變狀態(tài)，提取氣體流量計采集的數(shù)據(jù)，W N+1個數(shù)據(jù)為一組，設(shè) 町為i時刻氣體流量計采集的數(shù)據(jù)，并且D i為當前時刻正在處理的數(shù)據(jù)，D i+w為i+N時刻氣 體流量計采集的數(shù)據(jù)，Xi為當前時刻處理完后輸出的數(shù)據(jù)，參見圖2所示；
[0023]
[0024] 預設(shè)氣體流量變化闊值S，預設(shè)水平平穩(wěn)狀態(tài)的累加次數(shù)q = 0,預設(shè)跳變狀態(tài)數(shù) 據(jù)個數(shù)j = 0,預設(shè)水平平穩(wěn)狀態(tài)的累加最大值Q，預設(shè)參數(shù)k，且k<N ;初始默認氣體流量在 管道中的狀態(tài)為水平平穩(wěn)狀態(tài)；
[0025] 本實施例中，氣體流量計的數(shù)據(jù)檢測方法主要分成兩個部分，第一部分為；水平平 穩(wěn)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)處理，該部分主要完成在水平平穩(wěn)狀態(tài)下的氣體流量計采集的數(shù)據(jù)做滑動 累加平均使數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定，判別與處理出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)W及識別流量狀態(tài)從水平平穩(wěn)狀態(tài) 到跳變狀態(tài)的切換；第二部分為跳變狀態(tài)下的數(shù)據(jù)處理，該部分主要完成；及時跟進數(shù)據(jù) 的變化；判別與處理在跳變狀態(tài)中出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)W及流量狀態(tài)從跳變狀態(tài)到水平平穩(wěn)狀 態(tài)的切換；
[0026] 其中第一部分的水平平穩(wěn)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)處理包括，參見圖1所示：
[0027] (1-1)、如果當前時刻正在處理的數(shù)據(jù)Di與上次處理完后輸出的數(shù)據(jù)Xy之間的相 對變化率小于等于氣體流量變化闊值S，即巧"乂'-1 ，則將當前時刻正在處理的數(shù)據(jù) 乂 M Di進行累加平均，累加次數(shù)q = q+l，
[002引如果累加次數(shù)q<