[发明专利]一种热量表耐久性冷热冲击试验异常点检测方法

摘要

本发明涉及一种热量表耐久性冷热冲击试验异常点检测方法，其是通过以采样周期ts为间隔对热量表耐久性试验过程状态参数进行采集，建立试验过程状态参数数据集，提取状态参数特征，建立4000次冷热冲击试验的状态特征参数模型，根据所提取的各状态参数的特征值，结合各个温度状态的特征参数模型进行异常判定，即完成异常点检测，本发明能够对热量表耐久性冷热冲击试验过程监控故障异常点进行实时在线检测，有效提高了对试验过程的全程监控能力，提升了对故障异常点的精细化检测水平，检测过程自动化控制，节约人力成本，操作方便、可靠性高、使用寿命长、安全性好、检测结果可靠性高。

主权项

一种热量表耐久性冷热冲击试验异常点检测方法，其特征在于由以下步骤组成：(1)以采样周期ts为间隔对热量表耐久性试验过程状态参数进行采集，热量表耐久性试验过程状态参数包括被检热量表的瞬时流量、累积流量、累积热量以及标准流量计的瞬时流量、累积流量以及前管路温度、前管路压力、后管路温度、后管路压力、前后管路温差、水箱温度、水箱液位；(2)根据步骤(1)所采集的热量表耐久性试验过程状态参数，建立试验过程状态参数数据集，记当前采样次数为k，k≥1；采样时间t＝kts，单位：s；2.1)瞬时流量数据集qc＝{qce1(i),qce2(i)}，单位：L/h；其中，qce1(i)为当前采集到的标准流量计的瞬时流量，qce2(i)为当前采集到的被检热量表的瞬时流量，1≤i≤k；2.2)累积流量数据集qL＝{qLe1(i),qLe2(i)}，单位：m3；其中，1≤i≤k，qLe1(i)为当前采集到的标准流量计的累积流量，qLe2(i)为当前采集到的被检热量表的累积流量；2.3)温度数据集T＝{Tc11(i),Tc12(i),TΔ1c(i),Tc21(i),Tc22(i),TΔ2c(i),Tc31(i)，Tc32(i)}，单位：℃；其中，1≤i≤k，Tc11(i)为当前采集到的被检热量表进口温度，Tc12(i)为当前采集到的被检热量表的出口温度；TΔ1c(i)当前采集到的被检热量表的进出口温差，Tc21(i)为当前采集到的前管路温度，Tc22(i)为当前采集到的后管路温度；TΔ2c(i)当前采集到的前后管路温差，Tc31(i)为当前采集到的热水箱温度，Tc32(i)为当前采集到的冷水箱温度；2.4)累积热量数据集QL＝{QLe1(i‑j),QLe2(i‑j)}其中，1≤j≤i≤k，QLe1(i‑j)为t(i)～t(j)时间段内根据采集到的标准流量计的累积流量及供回水端的温差所计算得到的标准累积热量，QLe2(i‑j)为t(i)～t(j)时间段内采集到的被检热量表的累积热量；2.5)管路压力数据集P＝{Ph1(i),Ph2(i)}，单位：MPa；其中，1≤i≤k，Ph1(i)为当前采集到的前管路压力，Ph2(i)为当前采集到的后管路压力；2.6)液位数据集L＝{L1(i),L2(i)}，单位：m；其中，1≤i≤k，L1(i)为当前采集到的热水箱液位，L2(i)为当前采集到的冷水箱液位；2.7)软件流量某阶段设定值为qyushe，单位：L/h；水温的某阶段设定值Tyushe，单位：℃；管路中水温的设定最大值θmax，单位：℃；管路中水温的设定最小值θmin，单位：℃；系统运行时管路中压力的允许最大值Phigh，单位：MPa；系统运行时管路中压力的允许最小值Plow，单位：MPa；水箱中水位的最大允许值Lhigh，单位：m；水箱中水位的最小允许值Llow，单位：m；(3)对步骤(2)的各试验过程状态参数数据集进行状态参数特征提取，即：最大值max＝{qcmax，qLmax,QLmax，Tmax，Pmax，Lmax}；最小值min＝{qcmin，qLmin，QLmin，Tmin，Pmin，Lmin}；平均值中位值方差σ＝{σ(qc)，σ(qL)，σ(QL)，σ(T)，σ(P)，σ(L)}；(4)当选择4000次冷热冲击试验时，流量恒定，温度周期变化，先是θmax的高温水以qs流量对被检热量表进行热冲击试验2.5分钟，接着是θmin的低温水以qs流量对被检热量表进行冷冲击试验2.5分钟，如此循环进行4000个周期，每个周期持续5分钟，总耗时20000分钟；(5)建立4000次冷热冲击试验的状态特征参数模型管路压力P满足集合OGYmax∩OGYmin，其中:集合OGYmax：Pmax≤Phigh集合OGYmin：Pmin≥Plow水箱液位L满足集合OSWmax∩OSWmin，其中：集合OSWmax：Lmax≤Lhigh集合OSWmin：Lmin≥Llowqyushe＝qs，瞬时流量qc满足集合OCLSmax∩OCLSmin∩OLELS1∩OLELS2，则供水系统处于稳定状态；集合OCLSmax：qcmax≤qyushe集合OCLSmin：qcmin≥qyushe(1‑5％)集合OLELS1：σ(qce1)≤0.5％×qyushe集合OLELS2：被检热量表的累积流量qLe2满足集合OLJ，集合OLJ为：当Tyushe＝θmax时，管路中水流温度T满足集合OGLGWG∩OGLGWD∩OGLGWC，则水温正常；集合OGLGWG1：(Tc2max≤θmax)∪(Tc3max≤θmax)集合OGLGWD1：(Tc2min≥θmax‑5℃)∪(Tc3min≥θmaxx‑5℃)集合OGLGWC1：|Tc21(i)‑Tc22(i)|≤5℃当Tyushe＝θmin时，管路中水流温度T满足集合OGLDWG∩OGLDWD∩OGLDWC，认为水温正常集合OGLDWG2：(Tc2max≤θmin)∪(Tc3max≤θmin)集合OGLDWD2：(Tc2min≥θmin+5℃)∪(Tc3min≥θmin+5℃)集合OGLDWC2：|Tc21(i)‑Tc22(i)|≤5℃(6)根据步骤(3)所提取的各状态参数的特征值，结合步骤(5)建立的各个温度状态的特征参数模型进行异常判定，即：其中：f(μ,σ，max，min,Med，Desc，Asc)为异常点检测函数，1表示正常，0表示异常，E3为试验方法3，即4000次冷热冲击试验下的所有特征参数集合，X3为试验方法3下的当前特征参数集合；E3＝(OGYmax∩OGYmin)∩(OSWmax∩OSWmin)∩(OCLPmax∩OCLPmin∩OLELP1∩OLELP2)∩(OLJ)∩((OGLGWG∩OGLGWD∩OGLGWC)∪(OGLDWG∩OGLDWD∩OGLDWC))若检测数据结果为异常，则获取其异常点的所有特征值，加入到异常数据集中，异常数据集记录了过程状态参数在不同工况状态下采用不同特征提取方法所检测出的异常点的集合，并对异常点进行验证。