[发明专利]集成多种传感器的旋转血泵装置及运行状态监测方法

权利要求书

1.一种集成多种传感器的旋转血泵运行状态监测装置，其特征在于：装置采用安装有流量传感器(1-1)、加速度传感器(1-2)和电流传感器(1-3)的旋转血泵(1)；所述流量传感器(1-1)设置在旋转血泵(1)的出口管，所述加速度传感器(1-2)设置在旋转血泵(1)的底部，所述电流传感器(1-3)设置在旋转血泵(1)的控制器中；使得旋转血泵(1)根据流量传感器(1-1)、加速度传感器(1-2)和电流传感器(1-3)获得的信号判断旋转血泵(1)的运行状态。

2.根据权利要求1所述的一种集成多种传感器的旋转血泵运行状态监测装置，其特征在于：所述流量传感器(1-1)为非接触式超声波流量传感器；所述加速度传感器(1-2)为压电式加速度传感器；所述电流传感器(1-3)是在旋转血泵的控制器中集成的。

3.根据权利要求1所述的一种集成多种传感器的旋转血泵运行状态监测装置，其特征在于：所述流量传感器(1-1)、加速度传感器(1-2)和电流传感器(1-3)在同一时间轴进行信号同步采集并存储。

4.应用于权利要求1-3任一所述装置的一种集成多种传感器的旋转血泵运行状态监测方法，其特征在于，所述监测方法的监测过程具体为：

1.1)采集临床实验测量的旋转血泵(1)分别在四种运行状态下的流量信号、轴向加速度信号、径向加速度信号及电流信号，将采集到的四种运行状态下的流量信号、轴向加速度信号、径向加速度信号和电流信号作为训练集；

1.2)分别对训练集中所有的流量信号、轴向加速度信号、径向加速度信号及电流信号进行滤波预处理；

1.3)对滤波预处理后的不同种运行状态下的流量信号、轴向加速度信号、径向加速度信号及电流信号分别进行优化获得不同种运行状态下的N*4的信号组合数据矩阵；

1.4)将所有N*4的信号组合数据矩阵依次输入一维卷积神经网络进行特征提取分别获得不同种运行状态的一维向量；

1.5)将每个一维向量输入全连接层后获得该一维向量的状态一、状态二、状态三和状态四的输出概率；则具有最大输出概率的状态对应着该输入的N*4的信号组合数据矩阵所对应的运行状态，完成对状态一、状态二、状态三和状态四分别对应的运行状态的确定；

1.6)采集待测量旋转血泵同一运行状态下的流量信号、轴向加速度信号、径向加速度信号及电流信号并进行预处理，然后将预处理后的待测量旋转血泵的流量信号、轴向加速度信号、径向加速度信号及电流信号输入一维卷积神经网络进行特征提取获得待测量旋转血泵在该运行状态下的一维向量，再将一维向量输入全连接层获得四个输出概率，其中，最大的输出概率对应的运行状态即为该待测量旋转血泵的运行状态，完成对待测量旋转血泵的运行状态的监测。

5.根据权利要求4所述的一种集成多种传感器的旋转血泵运行状态监测方法，其特征在于：所述步骤1.3)具体为：将滤波预处理后的同一种运行状态下的流量信号、轴向加速度信号、径向加速度信号及电流信号均分别截取同一段时间间隔内的离散数据单元，以四段离散数据单元中具有最多离散数据点的离散数据单元的离散数据点数量N作为基准N，通过插值方法将另外三段离散数据单元的离散数据点扩增到离散数据点数量等于基准N，最后将扩增后的四段离散数据单元并行连接在一起，形成N*4的信号组合数据矩阵。