【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超声波流速测量，具体涉及一种适用于多声道超声波气体流速测量装置的数据质量控制方法、系统、设备及介质。
技术介绍
1、当前，在工业生产中，多声道超声波气体流速测量装置被广泛应用于气体流量监测。
2、然而，传统校准方式通常依赖于工业现场的维保人员依据校准计划定期进行，这种校准方式存在以下不足：一是受限于人员操作，校准效率和准确性难以保证；二是仅能进行数据质量的事后评价，无法实时监控仪器的运行状态；三是难以及时发现仪器测量结果漂移问题，容易出现因校准不及时导致的测量偏差，影响生产过程的稳定性和安全性。
3、基于以上问题，本专利技术开发一种低成本、高质量的应用于多声道超声波气体流速测量装置的动态校准算法，全程质量跟踪保证观测数据的可靠性，最大限度地减少人力投入成本。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就在于提供一种适用于多声道超声波气体流速测量装置的数据质量控制方法、系统、设备及介质，以解决
技术介绍
中提出的问题。
2、本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
3、第一方面、本专利技术提出了一种适用于多声道超声波气体流速测量装置的数据质量控制方法，所述多声道超声波气体流速测量装置包括布设于同一区域内不同测点若干超声波传感器，所述方法包括：
4、s1、调取各传感器历史时序数据，采用滑动窗口策略将所述历史时序数据切片分类；
5、s2、计算各传感器历史时序数据切片的原始数据概率密度函数，并选择概率最大的原始数据
6、s3、基于数据融合和聚类分析对初始值归零化后的原始数据基线进行处理，判定传感器数据正常和漂移区间，根据预设的漂移阈值标记漂移区间内待校准数据和待校准传感器；
7、s4、识别待校准数据中漂移点，计算校正值，基于校正值对待待校准传感器进行补充校正，实现动态校准。
8、进一步的，所述s1包括：
9、s101、获取m个小时内所有传感器输出的原始信号群，原始信号群由m个传感器的历史时序数据组成，第i个传感器输出的历史时序数据记为xi，如下式：
10、xi＝{x1,x2,x3,…,xn}
11、其中n为m小时内原始数据数量，i＝1,2,…,m；
12、s102、以尺寸l小时为窗口，从将所述第i个传感器的m小时内历史时序数据初始时刻开始，随时间轴首尾相连依次滑动，分为h个时序数据切片集合，第h个时序数据切片集合记为xh，如下式：
13、xh＝{xhl+1,xhl+2,xhl+3,…,xhl+l}
14、其中h＝0,1,,…,m/l。
15、进一步的，所述s2包括：
16、s201、获取所述传感器历史时序数据切片的原始数据概率密度函数：将第i个传感器原始信号输出量程均匀划分成j个区间，统计时序数据切片集合中的元素在第j区间分布个数，记为nj，时序数据切片集合中的元素总数为n，传感器原始信号输出为第j区间的概率计算公式为：
17、
18、s202、历史时序数据切片的数据基值为该历史时序数据切片中出现概率最大的原始数据，第i个传感器第h个时序数据切片的数据基值ai,h计算公式为：
19、ai,h＝f-1(max{fj})
20、s203、所述原始数据基线为h个时序数据切片的数据基值集合，具体基于传感器历史时序数据，通过概率统计学获取的m小时内测点附近流速场的基准值，第i个传感器的原始数据基线ai表示为：
21、ai＝{ai,1,ai,2,…,ai,h}。
22、进一步的，所述s3包括：
23、s301、将第i个传感器的原始数据基线中每一个数据均减去初始值得到初始值归零化后的原始数据基线，计算公式为：
24、bi,l＝ai,l-ai,1
25、其中，l＝0,1,,…,h；起始值归零化处理后的第i个传感器的原始数据基线bi表示为：
26、bi＝{bi,1,bi,2,…,bi,h}；
27、s302、所述数据融合与密度聚类分析，采用dbscan算法对初始值归零化后的原始数据基线进行数据区域划分，预设数据点领域半径ε和最小邻域点数目阈值minpts，以识别传感器数据正常和漂移区间；
28、s303、根据预设的漂移阈值标记漂移区间内待校准数据和待校准传感器。
29、进一步的，所述s302包括：
30、s3021、输入起始值归零化处理后的第i个传感器的原始数据基线bi，以数据产生时间为横坐标，数据测值为纵坐标，构建二维数据点集合，记为：
31、ci＝{(t1,bi,1),(t2,bi,2),…,(th,bi,h)}
32、定义数据点领域半径ε，最小邻域点数目阈值minpts；
33、s3022、依次遍历ci所有数据点，确定数据点(th,bi,h)的领域半径ε内的其他数据点数量，若领域半径ε内的其他数据点数量不小于最小邻域点数目阈值minpts，则标记数据点(th,bi,h)为核心点，整合所有核心点及其领域半径ε内的其他数据点集合为ω；
34、s3023、初始化两个聚类簇d，e，依次遍历ω内未标记为核心的数据点，将该数据点及其领域半径ε内的其他数据点添加至中d，直到d中不再存在未被访问的核心点；将所有未被标记的点，即为漂移点，添加至e＝{(to,ei,o)}中，其中to为该漂移点原始数据产生时间，ei,o为第i个传感器的漂移点历史时序数据切片的数据基值，聚类簇e中元素个数为p，令聚类簇d为所述传感器数据正常区间，令聚类簇e为所述传感器数据漂移区间。
35、进一步的，所述s4包括：
36、s401、设定所述待校准数据校正值具体为所述漂移区间内数据点(to,ei,o)与相同时间内正常区间传感器数据(tn,di,n)差值的均值，公式为：
37、
38、s402、重新建立待校准传感器原始信号与气体流速的对应关系，通过以下方式获取：
39、
40、其中，x检测值为待校准传感器原始信号，x校正值为校正后的待校准传感器原始信号。
41、第二方面、本专利技术提出了一种适用于多声道超声波气体流速测量装置的数据质量控制系统，应用于执行上述任一项所述数据质量控制方法，系统包括：
42、数据调取切片模块，用于调取各传感器历史时序数据，采用滑动窗口策略将所述历史时序数据切片分类；
43、基线概率计算模块，用于计算各传感器历史时序数据切片的原始数据概率密度函数，并选择概率最大的原始数据作为对应切片的数据基值，统计并重构各传感器原始数据基线；
44、聚类漂移检测模块，用于基于数据融合和聚类分析对初始值归零化后的原始数据基线进行处理，判定传感器数据正常和漂移区间，根据预设的漂移阈值标记漂移区间内待校准本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于多声道超声波气体流速测量装置的数据质量控制方法，其特征在于，所述多声道超声波气体流速测量装置包括布设于同一区域内不同测点若干超声波传感器，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种适用于多声道超声波气体流速测量装置的数据质量控制方法，其特征在于：所述S1包括：
3.根据权利要求1所述的一种适用于多声道超声波气体流速测量装置的数据质量控制方法，其特征在于：所述S2包括：
4.根据权利要求3所述的一种适用于多声道超声波气体流速测量装置的数据质量控制方法，其特征在于：所述S3包括：
5.根据权利要求4所述的一种适用于多声道超声波气体流速测量装置的数据质量控制方法，其特征在于：所述S302包括：
6.根据权利要求5所述的一种适用于多声道超声波气体流速测量装置的数据质量控制方法，其特征在于：所述S4包括：
7.一种适用于多声道超声波气体流速测量装置的数据质量控制系统，其特征在于，应用于执行权利要求1-6任一项所述数据质量控制方法，系统包括：
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
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【技术特征摘要】
1.一种适用于多声道超声波气体流速测量装置的数据质量控制方法，其特征在于，所述多声道超声波气体流速测量装置包括布设于同一区域内不同测点若干超声波传感器，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种适用于多声道超声波气体流速测量装置的数据质量控制方法，其特征在于：所述s1包括：
3.根据权利要求1所述的一种适用于多声道超声波气体流速测量装置的数据质量控制方法，其特征在于：所述s2包括：
4.根据权利要求3所述的一种适用于多声道超声波气体流速测量装置的数据质量控制方法，其特征在于：所述s3包括：
5.根据权利要求4所述的一种适用于...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁文科，李旸，梁龙杨，芦志强，
申请(专利权)人：合肥固泰自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：
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