Способ диагностирования датчика измерения



 


Владельцы патента RU 2587635:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации (RU)
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" (RU)

Изобретение относится к способам диагностирования датчиков измерения. Предложенный способ заключается в том, что сигнал с выхода диагностируемого датчика сравнивают с контрольными типичными сигналами. При этом физическую величину, измеряемую посредством диагностируемого датчика, дополнительно измеряют не менее чем тремя датчиками, осуществляющими измерения разными способами. Далее для каждой пары датчиков рассчитывают значение критерия проверки гипотезы о равенстве центров распределения двух независимых выборок, состоящих из полученных результатов многократных измерений физической величины. Полученное значение критерия сравнивают с нормированным значением, и при наличии существенного расхождения в показаниях пары датчиков делают вывод о наличии метрологического отказа датчика. Техническим результатом изобретения является повышение метрологической надежности и достоверности результатов диагностирования датчиков измерения.

 

Изобретение относится к области измерения, а более конкретно к области диагностирования датчиков измерения.

Известен способ диагностирования, заключающийся в получении результата диагностирования после преобразования измеренного электрического сигнала в механические колебания и сравнения преобразованного сигнала с характеристиками типичного контрольного сигнала, определенного ранее.

Способ описан в патенте РФ №2378623 «Самодиагностирование вибрационного уровнемера». Начало действия патента 01.08.2005 г., публикация осуществлена 10.01.2010 г.

Этот способ является наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению, он принят за прототип.

Все существенные признаки предлагаемого способа совпадают с существенными признаками прототипа.

Однако известный способ имеет следующие недостатки: диагностирование вибрационного уровнемера осуществляется путем использования некоторых передаточных характеристик электромеханического преобразователя и сравнения по меньшей мере одной из характеристик электрического гармонического сигнала с типичными характеристиками сигнала, определенными заранее, что недостаточно достоверно.

Задачей заявляемого изобретения является устранение указанного недостатка.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении метрологической надежности и достоверности измерений с сохранением универсальности алгоритма диагностирования при технологической адаптации, учитывающей свойства объекта измерения.

Указанный технический результат, позволяющий решить поставленную задачу, заключается в том, что в предлагаемом способе диагностирования датчика измерения физического параметра используется избыточная информация, получаемая после проведения многократных прямых измерений параметров объекта предусмотренными известными различными способами, включая косвенные измерения этих параметров посредством использования функции взаимосвязи между измеряемыми величинами объекта измерения.

Отличительными признаками предлагаемого способа является то, что физическую величину измеряемого параметра дополнительно измеряют некоторое количество раз несколькими (не менее чем тремя) датчиками, осуществляющими измерение разными способами, из полученных результатов формируют попарно результаты измерений различных пар датчиков, затем сформированные результаты измерений проверяют на соответствие гипотезе математической статистики о равенстве центров распределения двух независимых выборок, состоящих из полученных результатов многократных измерений физической величины, рассчитывают значение критерия проверки гипотезы для каждой пары и сравнивают полученное рассчитанное значение критерия с пороговым нормированным критерием проверки гипотезы, найденным по таблице нормированной функции Лапласа, при наличии существенного расхождения в показаниях пары датчиков и превышении расчетного значения критерия относительно порогового нормированного значения критерия делают вывод о наличии метрологического отказа датчика измерения физической величины.

Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными, указанными в ограничительной части, уменьшается вероятность ошибки измерения физического параметра с выдачей своевременной информации о неисправности датчика.

Сущность изобретения способа диагностирования датчиков заключается в том, что в качестве критерия для выявления отказов используется гипотеза математической статистики о равенстве центров распределения двух независимых выборок объемом n из генеральных совокупностей значений xi и xj параметров в выборках. Значения относятся к одной и той же физической величине, измеренной различными способами (приборами): дублирующими друг друга датчиками, используемыми как для прямых, так и для косвенных измерений.

Значение критерия после серии проведенных измерений вычисляется по формуле

где - средние значения измеренной физической величины, полученные путем многократных измерений i-м и j-м способами (датчиками),

- среднеквадратическое отклонение разности

Значение порогового нормированного значения критерия проверки гипотезы находят по таблице нормированной функции Лапласа. При заданном значении доверительной вероятности p=0,95 оно должно быть равно zp=1,96.

Производят сопоставление расчетного и порогового значений критерия и получают вывод о проверке гипотезы для каждой пары из возможных пар:

если , то расхождение в показаниях пары приборов (датчиков) существенно, и, следовательно, один из них имеет метрологический отказ,

если , то приборы показывают один результат.

Для установления отказавшего датчика необходимо повторить операцию с другими парами датчиков, измеряющих ту же физическую величину. Для этого необходимо иметь не менее 3-х способов измерения этой величины.

Например, при наличии 3-х способов формируется три пары:

1) 1 сп - 2 сп, 2) 1 сп - 3 сп, 3) 2 сп - 3 сп.

Датчик, имеющий метрологический отказ, определяют простым перебором результатов проверки гипотезы: отказа не имеет та пара датчиков (способов, приборов), которая показывает один и тот же результат. Например, если отказал датчик (1 сп), то только для пары (2 сп - 3 сп) выполняется условие гипотезы.

В случае обнаружения отказа датчика, дополнительно подключенные средства, например логическое устройство, контролирующее выходные сигналы, формируют с учетом выходного сигнала датчика сигнал, несущий дополнительную информацию об отказе или работоспособности датчика.

Таким образом, предлагаемый описанный способ позволяет сделать заключение о том, что заявляемый способ обладает новизной, отличаясь от прототипа такими существенными отличительными признаками, которые позволят обеспечивать без демонтажа контрольные проверки работоспособности датчиков в период межповерочного интервала; выявлять отказавшие датчики без демонтажа их с места установки на объекте измерения; выявлять отказавшие датчики, использующиеся в составе информационно-измерительных систем, контролирующие взаимосвязанные параметры, позволяющие кроме прямого измерения физической величины производить ее косвенное измерение, а также предлагаемое изобретение промышленно применимо.

Способ диагностирования датчика измерения физической величины, заключающийся в том, что сигнал с выхода датчика измерения, соответствующий измеренной величине, сравнивают с контрольными типичными сигналами, определенными заранее, отличающийся тем, что с целью повышения метрологической надежности и достоверности измерений физическую величину измеряемого параметра дополнительно измеряют некоторое количество раз несколькими (не менее чем тремя) датчиками, осуществляющими измерение разными способами, включая прямые и косвенные измерения, из полученных результатов формируют попарно результаты измерений различных пар датчиков, затем сформированные результаты измерений проверяют на соответствие гипотезе математической статистики о равенстве центров распределения двух независимых выборок, состоящих из полученных результатов многократных измерений физической величины, рассчитывают значение критерия проверки гипотезы для каждой пары и сравнивают полученное рассчитанное значение с пороговым нормированным критерием проверки гипотезы, найденным по таблице нормированной функции Лапласа, при наличии существенного расхождения в показаниях пары датчиков и превышении расчетного значения критерия относительно порогового нормированного значения критерия выделяют этот датчик, делают вывод об имеющемся метрологическом отказе данного датчика и формируют информационный сигнал на дополнительно подключенных средствах о потере работоспособности выделенного датчика.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике. Заявленная установка для испытания расходомеров-счетчиков газа содержит трубопровод, запорную арматуру, компрессор, эластичный резервуар, входную испытательную магистраль, испытательный коллектор, испытательные участки, выходную испытательную магистраль, фильтр, датчик температуры, датчик абсолютного давления и датчик дифференциального давления, причем устройство задания расхода выполнено в виде двух вращающихся друг относительно друга плотно прилегающих отполированных соосных диска с отверстиями, при этом в одном из дисков отверстия калиброванные.

Предоставляется вибрационный расходомер (5, 300). Вибрационный расходомер (5, 300) включает в себя сборку (10, 310) расходомера, включающую в себя, по меньшей мере, два вибрационных датчика (170L и 170R, 303 и 305), которые создают, по меньшей мере, два вибрационных сигнала, и измерительную электронику (20, 320), которая принимает, по меньшей мере, два вибрационных сигнала, создает новую временную разность (Δt), используя многократные измерения временной разности, полученные для текущего материала, и определяет, находится ли новая временная разность (Δt) в пределах заданных границ старой временной разности (Δt0).

Изобретение относится к устройству и способу для поверки (калибровки) расходомера, объемного счетчика, массового счетчика. Устройство содержит калиброванный участок трубопровода, поршень-вытеснитель, движущийся в калиброванном участке под действием потока измеряемой среды, детекторы начального и конечного положений поршня-вытеснителя в калиброванном участке трубопровода, вторичный прибор, осуществляющий накопление и математическую обработку измерительной информации, поступающей от поверяемого (калибруемого) расходомера, объемного счетчика, массового счетчика в виде последовательностей импульсов, ограниченных во времени моментами срабатывания детекторов начального и конечного положений поршня-вытеснителя в калиброванном участке трубопровода.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в составе автоматизированных систем учета при приеме нефти или НП на базах топлива, в частности на нефтебазах и АЭС.

Предлагается способ поверки электромагнитного расходомера жидких металлов с помощью проливного расходомерного стенда, работающего на водопроводной воде при комнатной температуре.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к генераторам переменного расхода, предназначенным для формирования импульсного давления и/или расхода рабочей среды при исследовании метрологических характеристик средств измерений давления и расхода жидкости, и может найти применение в приборостроительной промышленности при метрологической аттестации этих средств измерений.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к генераторам переменного расхода, предназначенным для формирования импульсного давления и/или расхода рабочей среды при исследовании метрологических характеристик средств измерений давления и расхода жидкости, и может найти применение в приборостроительной промышленности при метрологической аттестации этих средств измерений.

Изобретение предназначено для калибровки скважинных приборов, применяемых для контроля над разработкой газовых месторождений и эксплуатацией подземных хранилищ газа.

Использование: для определения времени задержки ультразвуковых расходомеров. Изобретение ваключает систему и способ калибровки ультразвукового расходомера.

Представленное устройство для определения положения вытеснителя в калибровочном устройстве для расходомера, а также способ его использования и система, содержащая данное устройство, относятся к измерительной технике, а именно, к устройствам для калибровки аппаратуры для измерения расхода жидкости.
Наверх