專利名稱：瓦斯傳感器故障智能診斷裝置的制作方法
技術領域：
本發明專利涉及一種對瓦斯監測系統中瓦斯傳感器故障智能診斷裝置，尤其涉及一種利用信息融合技術、徑向基函數網絡非線性擬合能力，構造高精度RBF網絡逼近器，實現瓦斯傳感器智能故障診斷。
背景技術：
煤礦瓦斯傳感器在井下高溫、高濕、大粉塵的惡劣環境下容易發生故障，一般是通過人工定期巡查查找故障進行排除，這種人工做法費時費力，同時還會影響生產。目前還沒有一種可以自動檢測故障瓦斯傳感器，并能給出故障原因，形成簡便快速效果，快速排出故障、提高瓦斯預報可靠性的檢測裝置。

發明內容
本發明專利針對現有技術的不足，提供了瓦斯傳感器故障智能診斷裝置。為實現以上目的，本發明專利采用的技術方案為瓦斯傳感器故障智能診斷裝置，由傳感器、高精度RBF網絡逼近器、故障診斷系統、被檢瓦斯傳感器組成，相關數量(風速、風量、溫度、CO2)通過傳感器輸出信號作為向高 精度RBF網絡逼近器信號輸入，高精度RBF網絡逼近器與故障診斷系統相連，輸出診斷結 果，形成信號輸出輸入回路，測點瓦斯與被檢瓦斯傳感器相連，并且向故障診斷系統輸出信號，形成信號傳輸回路。所述的高精度RBF網絡逼近器根據各相關參量值計算出高精度的瓦斯逼近值，以逼近值作為監測瓦斯傳感器狀態的參考基準，來實現對瓦斯傳感器有效的故障診斷。本發明專利利用徑向基函數(Radial Basis Function,RBF)網絡強大的非線性擬合能力，將基于RBF網絡的信息融合技術應用于瓦斯傳感器的故障診斷，通過對影響測點瓦斯濃度的各種相關信息融合，利用高精度RBF網絡逼近器輸出和被測瓦斯傳感器實際輸 出之差與設定的閾值比較，檢測瓦斯傳感器故障診斷，改變人工分離出瓦斯傳感器各自檢驗的費工費時的舊方法，增加了瓦斯監測系統數據的可靠性，實現煤礦安全生產，具有廣泛的應用前景。


圖1為發明專利故障診斷結構原理圖。圖2為某采煤工作面瓦斯傳感器的設置圖。圖3為發明專利RBF網絡訓練原理圖。
具體實施例方式如圖1所示，瓦斯傳感器故障智能診斷裝置，由傳感器1、高精度RBF網絡逼近器 2、故障診斷系統3、被檢瓦斯傳感器4組成，相關數量(風速、風量、溫度、CO2)通過傳感器1輸出信號作為向高精度RBF網絡逼近器2信號輸入，高精度RBF網絡逼近器2與故障診斷 系統4相連，輸出診斷結果，形成信號輸出輸入回路；測點瓦斯與被檢瓦斯傳感器4相連，并 且向故障診斷系統4輸出信號，形成信號傳輸回路。如圖2所示，T0上隅角瓦斯傳感器，T1^T2為回風巷瓦斯傳感器，T3、T4為進風巷瓦 斯傳感器，同時還有風速、溫度、CO2等傳感器(未在圖中明示)。可以看出，瓦斯傳濃度與 環境中的風速、風量、溫度、CO2及Tp T2的參數有關，當風速、風量變化時，瓦斯傳感器T1及 T0> T2都將發生改變，進而影響到溫度值和CO2含量值，可見，在風速、風量、瓦斯濃度、溫度 值和CO2含量等相關因素的共同作用下決定了瓦斯傳感器1\。如圖3所示，RBF網絡以這些對應傳感器的輸出信號作為輸入，通過對這些相關參量實測數據樣本的離線學習而達到預期的訓練目標后，便建立了瓦斯傳感器T1高精度RBF 網絡逼近模型，構成高精度RBF網絡逼近器。然后使高精度RBF網絡逼近器進行在線工作， 根據風速、風量、溫度、CO2及TpT2等傳感器測得的這些影響瓦斯傳感器T1的各相關參量值 計算出高精度的瓦斯逼近值y'，1’被故障診斷系統作為監視T1傳感器測量值y的參考基 準來實現對瓦斯傳感器T1狀態的有效監測，當瓦斯傳感器T1沒有發生故障時，y'與y的殘 差很小；當瓦斯傳感器T1發生故障時，y不能準確反映測點瓦斯濃度了，此時，y'和y的殘 差也相應會發生很大變化；設計的故障診斷系統由y和y'的殘差變化情況，依據一定的診 斷策略便能做出故障診斷。設計的故障診斷系統中，設定閾值θ，當y'與y的殘差絕對值|y-y' |彡θ時， 就可以判定瓦斯傳感器出現了故障，閾值θ在實際確定中需要經驗性知識和實際數據的 驗證，本文則首先根據經驗，采用了樣本離線訓練誤差和噪聲標準差的大小來確定閾值，即 用離線訓練誤差的最大值與瓦斯傳感器輸出噪聲標準差ο的3倍之和作為閾值，這樣選擇 閾值消除了由輸出噪聲和學習誤差造成的誤報警；然后在實際應用中檢驗核對該閾值，允 許根據實際情況進行相應調整。本發明專利可以自動檢測故障瓦斯傳感器，并能給出故障原因，形成簡便快速效 果，快速排出故障、提高瓦斯預報可靠性。
權利要求
瓦斯傳感器故障智能診斷裝置，其特征在于傳感器輸出信號作為向高精度RBF網絡逼近器信號輸入，高精度RBF網絡逼近器與故障診斷系統相連，輸出診斷結果，形成信號輸出輸入回路，測點瓦斯與被檢瓦斯傳感器相連，并且向故障診斷系統輸出信號，形成信號傳輸回路。
2.根據權利要求1所述的瓦斯傳感器故障智能診斷裝置，其特征在于高精度RBF網 絡逼近器根據各相關參量值計算出高精度的瓦斯逼近值，以逼近值作為監測瓦斯傳感器狀 態的參考基準，來實現對瓦斯傳感器有效的故障診斷。
全文摘要
本發明公開了瓦斯傳感器故障智能診斷裝置，相關數量(風速、風量、溫度、CO2)通過傳感器輸出信號作為向高精度RBF網絡逼近器信號輸入，高精度RBF網絡逼近器與故障診斷系統相連，輸出診斷結果，形成信號輸出輸入回路，測點瓦斯與被檢瓦斯傳感器相連，并且向故障診斷系統輸出信號，形成信號傳輸回路，高精度RBF網絡逼近器根據各相關參量值計算出高精度的瓦斯逼近值，以逼近值作為監測瓦斯傳感器狀態的參考基準，來實現對瓦斯傳感器有效的故障診斷，改變人工分離出瓦斯傳感器各自檢驗的費工費時的舊方法，增加了瓦斯監測系統數據的可靠性，實現煤礦安全生產，具有廣泛的應用前景。
文檔編號G01N33/00GK101799463SQ201010102110
公開日2010年8月11日 申請日期2010年1月28日 優先權日2010年1月28日
發明者李志偉, 王其軍, 胡俊平 申請人:無錫職業技術學院