[发明专利]随机噪声信号的检测和滤波方法

说明书

技术领域

本发明涉及随机噪声信号检测和滤波(filtering)方法；更具体地，本发明涉及随机噪声信号检测和滤波方法，其中在通过使用通用的模拟信号输出的传感器所测量的、被分析的信号的分析结果超出预先确定的临界值(critical value)的情况下，所述被分析的信号被看作随机信号并且被过滤，从而使得精确的监测和状态分析(condition analysis)成为可能。

背景技术

一般来说，根据传感器在测量长度、重量、速度、加速度、温度、压力等方面的用途，存在各种类型的传感器。

另外，借助于传感器所测量的数据可以被用在目标设备处的监测和状态分析中，并且还可以被用在自动化工业性作业中以借助于被输出的传感器信号来实时地控制其它系统。

通常来说，大多数通过传感器同时流入的噪声信号具有规定的周期(prescribed cycle)；具有这种规定的周期的噪声信号可以使用涉及经典滤波方法的滤波器，诸如低通滤波器、高通滤波器或者带通滤波器。但是，取决于传感器所使用的周围环境，不具有特定周期的噪声信号的流入有时可能与具有规定周期的噪声信号一起出现。

如果特定的噪声使在这种时候所测量的传感器信号失真，那么不正确的判读或者控制可能被进行，这可能会引起有关产品质量或者生产率的问题。

具体地，非常难以对不具有规定形式或者周期的噪声信号使用处理方法，并且为了处理这样的信号需要无节制的时间量(inordinateamount of time)；因此，它们在需要实时控制的生产工作中更加成问题。

图1是相对于随机信号与正常信号一起的流入每次采样(persampling)的按小时(per hour)的速度计算结果的图表。参考图1，随机信号和正常信号之间的区分是模糊的，并且可看出检测不规则信号的困难。这些结果是高频噪声的结果，这样的高频噪声接受(accept)各种输出传感器信号，并且通过计算被接受的数据的均值(代表值(representative value))，这样的噪声可以被消除。

发明内容

因此，为了解决这些问题的目的而产生了本发明。随机噪声信号检测和滤波方法的目的是在利用传感器的通用模拟信号输出形式的时候通过在传感器信号被测量时恰当地过滤(filter)与传感器信号一起流入的噪声信号而得到所需的信号。

根据本发明的随机噪声信号检测和滤波方法的特征在于该方法包括以下步骤：计算当前从传感器被输入的数据与被存储在寄存器中的先前的数据相比较的差值(difference value)(速度(speed))的步骤；将上述计算结果与临界值相比较的步骤；进行关于被比较的结果(thecompared results)是大于最大临界值还是小于最小临界值的比较的步骤；以及如果被比较的结果大于所述最大临界值或者小于所述最小临界值，所述结果作为随机信号被调整(regulated as a random signal)，并且用当前的数据替换先前的数据的步骤。

此外，根据本发明的随机噪声信号检测和滤波方法的特征在于该方法包括以下步骤：计算当前从传感器被输入的数据与被存储在寄存器中的先前的数据相比较的差值(速度)的步骤；将上述计算结果与临界值相比较的步骤；进行关于被比较的结果是大于最大临界值还是小于最小临界值的比较的步骤；如果被比较的结果大于所述最大临界值或者小于所述最小临界值，上述信号是规定的(the above signal isprescribed)，上述步骤被重复，根据所获取的数据计算均值(mean value)并且将这个均值存储在所述寄存器中的步骤；以及将被存储在所述寄存器中的均值作为下面的{公式1}的数据(N)的值输入，数据(1)在N个单元的数据的平均(average)再次被计算的同时被丢弃，这个平均取代先前被存储在专用存储器(specific memory)或者缓冲器中的均值并且被用于下一次计算所述速度的步骤。

{公式1}均值＝{数据(1)+数据2+，....数据(N)}/N。

此外，在所述计算当前从传感器被输入的数据与被存储在寄存器中的先前的数据相比较的差值(速度)的步骤中，以被存储在所述寄存器中的先前的数据的预先确定的频率使用当前从所述传感器被输入的数据的均值。

另外，在所述进行关于被比较的结果是大于最大临界值还是小于最小临界值的比较的步骤中，如果被比较的结果大于所述最大临界值或者小于所述最小临界值，当前输入的数据被先前的数据或者预先确定的数据取代。

如上所述，根据本发明的随机噪声信号检测和滤波方法能够得到以下效果：