[发明专利]一种用于工业炉、锅炉的传感器自检方法及系统

说明书

本发明涉及一种用于工业炉、锅炉的传感器自检方法，其包括建模和自检，所述建模从整个传感器系统出发，构建数据上的关系网，不同检测点的数据有与整个锅炉运行状态相关的和不相关的，不同检测点之间存在数据的关联性和非关联性，建立四类数学模型；所述自检包括：将需要自检的传感器实际检测到的检测值与所述四类数学模型中的至少一类数学模型内的检测理论值进行实时比对，若两者差异超出容忍范围，则判断该传感器发生漂移或损坏。本发明还涉及一种用于工业炉、锅炉的传感器自检系统。本发明无需配置多个同类传感器，解决了现有通过多个同类传感器比对自检方法造成的设备成本高且受制于现场安装布置的问题。

技术领域

本发明涉及工业窑炉及锅炉，具体是一种用于工业炉、锅炉的传感器自检方法及系统。

背景技术

我国的工业窑炉及工业锅炉是典型的高耗能、高排放、高污染设备，多年来且未来相当长的一段时间内，工业窑炉及工业锅炉仍将是我国工业行业及民用行业的主要用能提供设备。随着行业竞争的加剧和国家日益严格的节能环保要求，为提高工业窑炉及工业锅炉的运行能效，使其在燃烧效率、运行安全、节能环保等方面具有较好的可控性，促进了工业炉、锅炉行业物联网技术及人工智能技术的快速发展。传感器作为支撑物联网及人工智能技术的基础，在工业窑炉及工业锅炉设备上将会大量布置多种用于检测不同参数的传感器，但由于传感器的内部因素以及所处的外部条件的干扰下，传感器工作过程中几乎都会出现精度漂移的现象，目前的处理方式都是每隔一段时间人工对传感器进行校准及标定，但是该处理方式存在非常大的隐患，如果传感器在两次人工校准间隔中出现了较大的精度漂移、损坏等问题却没有及时发现，将可能会对物联网及人工智能设备带来灾难性的损害，因此传感器的精度是否可控、完好性是否可控等将决定物联网及人工智能技术的成败。

现有技术中已有针对传感器漂移进行校正的方法，如CN 202083655U公开的催化燃烧式甲烷气体探测器的自动校准装置，其由MCU、多路模拟开关、电阻网络和惠斯通电桥等组成，其特征在于电阻网络与多路模拟开关的数据输入端连接，多路模拟开关的输出端与惠斯通电桥连接，多路模拟开关的地址输入端与MCU连接；其采用MCU智能化技术进行传感器输出非线性校正、零点漂移和灵敏度自动校准及零点调整，提高了整机的测量精度。

上述专利文献虽然提出了一种有效的自动校准装置，但其针对的对象为特定的一个或一类传感器，通用性较差且只能自检出零点漂移，对发生的曲线漂移没有可靠的自检技术。而在检查是否发生曲线漂移时，现有技术通常采用增加一定数量的相同类别的传感器，通过对比同类别的多个传感器的实测值的差值来判断漂移；或者是采用不同类别但针对同一检测参数的具有明确的强关联性的多个传感器，通过对比不同类别的传感器检测同一参数的实测值的差值来判断漂移。这些方式虽然具有一定效果，但需要成倍增加传感器的数量，对现场环境的安装布置以及设备成本都提出了更高的要求，尤其对于已经投产的工业窑炉及工业锅炉来说，增加一组传感器往往需要改装现场结构，既不利于现场生产，也面临着新的结构安全问题，特别是有些价格昂贵的传感器，成倍增加传感器造成的成本大幅上升是企业难以承受的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于锅炉的传感器自检系统及方法，其无需增加额外的传感器，能够解决现有传感器自检对现场环境的安装布置以及设备成本较高的问题。

本发明的技术方案如下：

一种用于工业炉、锅炉的传感器自检方法，包括建模和自检，其中，所述建模包括建立如下四类数学模型：1、建立工业炉、锅炉的运行状态与各传感器检测理论值应该处于的正常值范围之间对应关系的第一数学模型；2、建立个别传感器与其他传感器之间检测理论值变化关系的第二数学模型；3、建立传感器之间检测理论值逻辑关系的第三数学模型，该第三数学模型与锅炉运行状态相关联；4、建立传感器之间检测理论值逻辑关系的第四数学模型，该第四数学模型与锅炉运行状态无关联；所述自检包括：将需要自检的传感器实际检测到的检测值与所述四类数学模型中的至少一类数学模型内的检测理论值进行实时比对，若两者差异超出容忍范围，则判断该传感器发生漂移或损坏。