专利名称：瓦斯传感器故障智能诊断装置的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及一种对瓦斯监测系统中瓦斯传感器故障智能诊断装置，尤其涉及一种利用信息融合技术、径向基函数网络非线性拟合能力，构造高精度RBF网络逼近器，实现瓦斯传感器智能故障诊断。
背景技术：
煤矿瓦斯传感器在井下高温、高湿、大粉尘的恶劣环境下容易发生故障，一般是通过人工定期巡查查找故障进行排除，这种人工做法费时费力，同时还会影响生产。目前还没有一种可以自动检测故障瓦斯传感器，并能给出故障原因，形成简便快速效果，快速排出故障、提高瓦斯预报可靠性的检测装置。

发明内容
本发明专利针对现有技术的不足，提供了瓦斯传感器故障智能诊断装置。为实现以上目的，本发明专利采用的技术方案为瓦斯传感器故障智能诊断装置，由传感器、高精度RBF网络逼近器、故障诊断系统、被检瓦斯传感器组成，相关数量(风速、风量、温度、CO2)通过传感器输出信号作为向高 精度RBF网络逼近器信号输入，高精度RBF网络逼近器与故障诊断系统相连，输出诊断结 果，形成信号输出输入回路，测点瓦斯与被检瓦斯传感器相连，并且向故障诊断系统输出信号，形成信号传输回路。所述的高精度RBF网络逼近器根据各相关参量值计算出高精度的瓦斯逼近值，以逼近值作为监测瓦斯传感器状态的参考基准，来实现对瓦斯传感器有效的故障诊断。本发明专利利用径向基函数(Radial Basis Function,RBF)网络强大的非线性拟合能力，将基于RBF网络的信息融合技术应用于瓦斯传感器的故障诊断，通过对影响测点瓦斯浓度的各种相关信息融合，利用高精度RBF网络逼近器输出和被测瓦斯传感器实际输 出之差与设定的阈值比较，检测瓦斯传感器故障诊断，改变人工分离出瓦斯传感器各自检验的费工费时的旧方法，增加了瓦斯监测系统数据的可靠性，实现煤矿安全生产，具有广泛的应用前景。


图1为发明专利故障诊断结构原理图。图2为某采煤工作面瓦斯传感器的设置图。图3为发明专利RBF网络训练原理图。
具体实施例方式如图1所示，瓦斯传感器故障智能诊断装置，由传感器1、高精度RBF网络逼近器 2、故障诊断系统3、被检瓦斯传感器4组成，相关数量(风速、风量、温度、CO2)通过传感器1输出信号作为向高精度RBF网络逼近器2信号输入，高精度RBF网络逼近器2与故障诊断 系统4相连，输出诊断结果，形成信号输出输入回路；测点瓦斯与被检瓦斯传感器4相连，并 且向故障诊断系统4输出信号，形成信号传输回路。如图2所示，T0上隅角瓦斯传感器，T1^T2为回风巷瓦斯传感器，T3、T4为进风巷瓦 斯传感器，同时还有风速、温度、CO2等传感器(未在图中明示)。可以看出，瓦斯传浓度与 环境中的风速、风量、温度、CO2及Tp T2的参数有关，当风速、风量变化时，瓦斯传感器T1及 T0> T2都将发生改变，进而影响到温度值和CO2含量值，可见，在风速、风量、瓦斯浓度、温度 值和CO2含量等相关因素的共同作用下决定了瓦斯传感器1\。如图3所示，RBF网络以这些对应传感器的输出信号作为输入，通过对这些相关参量实测数据样本的离线学习而达到预期的训练目标后，便建立了瓦斯传感器T1高精度RBF 网络逼近模型，构成高精度RBF网络逼近器。然后使高精度RBF网络逼近器进行在线工作， 根据风速、风量、温度、CO2及TpT2等传感器测得的这些影响瓦斯传感器T1的各相关参量值 计算出高精度的瓦斯逼近值y'，1’被故障诊断系统作为监视T1传感器测量值y的参考基 准来实现对瓦斯传感器T1状态的有效监测，当瓦斯传感器T1没有发生故障时，y'与y的残 差很小；当瓦斯传感器T1发生故障时，y不能准确反映测点瓦斯浓度了，此时，y'和y的残 差也相应会发生很大变化；设计的故障诊断系统由y和y'的残差变化情况，依据一定的诊 断策略便能做出故障诊断。设计的故障诊断系统中，设定阈值θ，当y'与y的残差绝对值|y-y' |彡θ时， 就可以判定瓦斯传感器出现了故障，阈值θ在实际确定中需要经验性知识和实际数据的 验证，本文则首先根据经验，采用了样本离线训练误差和噪声标准差的大小来确定阈值，即 用离线训练误差的最大值与瓦斯传感器输出噪声标准差ο的3倍之和作为阈值，这样选择 阈值消除了由输出噪声和学习误差造成的误报警；然后在实际应用中检验核对该阈值，允 许根据实际情况进行相应调整。本发明专利可以自动检测故障瓦斯传感器，并能给出故障原因，形成简便快速效 果，快速排出故障、提高瓦斯预报可靠性。
权利要求
瓦斯传感器故障智能诊断装置，其特征在于传感器输出信号作为向高精度RBF网络逼近器信号输入，高精度RBF网络逼近器与故障诊断系统相连，输出诊断结果，形成信号输出输入回路，测点瓦斯与被检瓦斯传感器相连，并且向故障诊断系统输出信号，形成信号传输回路。
2.根据权利要求1所述的瓦斯传感器故障智能诊断装置，其特征在于高精度RBF网 络逼近器根据各相关参量值计算出高精度的瓦斯逼近值，以逼近值作为监测瓦斯传感器状 态的参考基准，来实现对瓦斯传感器有效的故障诊断。
全文摘要
本发明公开了瓦斯传感器故障智能诊断装置，相关数量(风速、风量、温度、CO2)通过传感器输出信号作为向高精度RBF网络逼近器信号输入，高精度RBF网络逼近器与故障诊断系统相连，输出诊断结果，形成信号输出输入回路，测点瓦斯与被检瓦斯传感器相连，并且向故障诊断系统输出信号，形成信号传输回路，高精度RBF网络逼近器根据各相关参量值计算出高精度的瓦斯逼近值，以逼近值作为监测瓦斯传感器状态的参考基准，来实现对瓦斯传感器有效的故障诊断，改变人工分离出瓦斯传感器各自检验的费工费时的旧方法，增加了瓦斯监测系统数据的可靠性，实现煤矿安全生产，具有广泛的应用前景。
文档编号G01N33/00GK101799463SQ201010102110
公开日2010年8月11日 申请日期2010年1月28日 优先权日2010年1月28日
发明者李志伟, 王其军, 胡俊平 申请人:无锡职业技术学院