一种船舶主机气缸温度传感器故障诊断方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种船舶主机气缸温度传感器故障诊断方法及系统，该方法包括信号采集步骤、信号异常识别步骤和信号异常诊断步骤，通过对船舶主机气缸的温度传感器采集的同一时刻下多个气缸不同位置的温度信号进行计算，判断同一时刻下各气缸任一相同位置的最低温度信号和最高温度信号是否出现异常，再结合计算出的当前时间段内各气缸该位置温度信号的关键参数对异常信号进行识别，判断当前时间段内的温度信号是否出现异常，进而判断传感器是否存在故障，能够快速准确的找出故障传感器，从而及时提醒船员进行快速检修。而及时提醒船员进行快速检修。而及时提醒船员进行快速检修。

A fault diagnosis method and system for temperature sensor of main engine cylinder of ship

【技术实现步骤摘要】
一种船舶主机气缸温度传感器故障诊断方法及系统


[0001]本专利技术涉及温度信号检测
，具体涉及一种船舶主机气缸温度传感器故障诊断方法及系统。

技术介绍

[0002]在船舶日常管理过程中，船员利用机舱监测报警系统提供的温度实时数据来监测主机各个气缸的运行状况。主机各个气缸温度传感器包含气缸排气出口温度、气缸活塞滑油出口温度、气缸缸套、缸盖冷却水出口温度等等，这些由滑油系统、排气系统、冷却系统组成的气缸温度监测传感器可以帮助船舶管理人员及时了解气缸的运行情况，遇到异常时，可以发出报警来提醒船员及时关注气缸运行过程中遇到紧急故障，因此众多温度传感器组成的气缸温度监测集群是船员监测主机运行状态的最直接方法。但随着温度传感器使用时间的增加，这些复杂且众多的气缸温度监测传感器十分容易发生损害，一旦发生损坏，则无法正常监测气缸的运行状况，降低船员对主机维护管理的能力。
[0003]因此，快速诊断和排除气缸温度传感器是否发生故障具有至关重要的意义。其可以帮助船员及时判断温度传感器是否出现了故障，尽早处理故障现象。
[0004]而现有的气缸温度传感器故障诊断方法诊断速度慢，准确度低，不能满足船舶主机各个气缸的传感器故障诊断的需求，因此，亟需一种主机气缸温度传感器故障诊断方法及系统。

技术实现思路

[0005]为解决现有对主机各个气缸的温度传感器故障诊断中存在的准确度和效率低下等问题，本专利技术提供了一种船舶主机气缸温度传感器故障诊断方法，通过对船舶主机各个气缸对应的温度传感器所采集的温度信号进行计算，并结合温度信号的关键参数对异常信号进行故障诊断判断传感器是否存在故障，能够快速准确的找出故障传感器，从而及时提醒船员对主机各个气缸的温度传感器进行快速检修。本专利技术还涉及一种船舶主机气缸温度传感器故障诊断系统。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种船舶主机气缸温度传感器故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0008]信号采集步骤：通过船舶主机气缸的多个温度传感器分别采集同一时刻下多个气缸不同位置的温度信号；
[0009]信号异常识别步骤：对多个气缸当前时刻任一相同位置的温度信号进行筛选，分别剔除温度信号中最低温度信号和最高温度信号，再计算剔除后的剩余温度信号的平均值，得到第一平均值，根据最低温度信号、最高温度信号以及第一平均值构建的第一关系式与第一预设阈值的比对结果，判断相同位置的最低温度信号和最高温度信号是否异常，若第一关系式的计算结果大于第一预设阈值，则判断该位置的最低温度信号和/或最高温度信号出现异常；
[0010]信号异常诊断步骤：在该位置的温度信号出现异常后，根据温度信号的采集点数目计算当前时间段内各气缸该位置历史温度信号的关键参数，得到关键参数值，分别剔除各气缸该位置对应的关键参数值中同种参数的最低值和最高值，再计算剔除后的剩余气缸该位置对应的关键参数值的平均值，得到第二平均值，根据关键参数值和第二平均值构建的第二关系式与第二预设阈值的比对结果判断该位置的温度信号是否异常，若第二关系式的计算结果小于第二预设阈值，则判断该位置的温度信号当前时刻出现异常。
[0011]优选地，在所述信号异常识别步骤之前，还包括传感器通讯故障诊断步骤：
[0012]S1：根据温度信号的采集点数目计算得到每个位置温度信号的采集频率，根据采集频率计算得到每个气缸不同位置对应的温度传感器采集的温度信号的最低采集频率；
[0013]S2：根据最低采集频率和采集频率的比值与第三预设阈值的比对结果，判断某一位置采集的温度信号是否出现异常，若最低采集频率与采集频率的比值大于第三预设阈值，则判断该位置的传感器通讯出现异常。
[0014]优选地，所述信号采集步骤中，所述不同位置包括气缸排气出口、气缸活塞滑油出口、气缸缸套冷却水出口位置和气缸缸盖冷却水出口四个位置；
[0015]同一气缸下一个位置的温度信号当前时刻出现异常后，其它三个位置温度信号仍然通过信号异常识别步骤和信号异常诊断步骤进行异常判别和诊断，若其它位置温度信号无异常，则判断该位置的温度信号的采集点故障。
[0016]优选地，所述关键参数包括温度平均值和标准差两种参数。
[0017]优选地，在传感器通讯故障诊断步骤的S2中，若最低采集频率大于采集频率的二倍时，则判断该位置的传感器通讯出现异常。
[0018]一种船舶主机气缸温度传感器故障诊断系统，其特征在于，包括依次连接的信号采集模块、信号异常识别模块和信号异常诊断模块，
[0019]信号采集模块：通过船舶主机气缸的多个温度传感器分别采集同一时刻下多个气缸不同位置的温度信号；
[0020]信号异常识别模块：对多个气缸当前时刻任一相同位置的温度信号进行筛选，分别剔除温度信号中最低温度信号和最高温度信号，再计算剔除后的剩余温度信号的平均值，得到第一平均值，根据最低温度信号、最高温度信号以及第一平均值构建的第一关系式与第一预设阈值的比对结果，判断相同位置的最低温度信号和最高温度信号是否异常，若第一关系式的计算结果大于第一预设阈值，则判断该位置的最低温度信号和/或最高温度信号出现异常；
[0021]信号异常诊断模块：在该位置的温度信号出现异常后，根据温度信号的采集点数目计算当前时间段内各气缸该位置历史温度信号的关键参数，得到关键参数值，分别剔除各气缸该位置对应的关键参数值中同种参数的最低值和最高值，再计算剔除后的剩余气缸该位置对应的关键参数值的平均值，得到第二平均值，根据关键参数值和第二平均值构建的第二关系式与第二预设阈值的比对结果判断该位置的温度信号是否异常，若第二关系式的计算结果小于第二预设阈值，则判断该温度信号当前时刻出现异常。
[0022]优选地，在所述信号采集模块和信号异常识别模块之间，还包括传感器通讯故障诊断模块，所述传感器通讯故障诊断模块包括依次连接的频率计算模块和诊断处理模块，所述信号采集模块与频率计算模块相连，所述诊断处理模块与信号异常识别模块相连；
[0023]频率计算模块：根据温度信号的采集点数目计算得到每个位置温度信号的采集频率，进而计算出每个位置温度信号的最低采集频率；
[0024]诊断处理模块：根据最低采集频率和采集频率的比值与第三预设阈值的比对结果，判断某一位置采集的温度信号是否出现异常，若最低采集频率与采集频率的比值大于第三预设阈值，则判断该位置的传感器通讯出现异常。
[0025]优选地，所述不同位置包括气缸排气出口、气缸活塞滑油出口、气缸缸套冷却水出口位置和气缸缸盖冷却水出口四个位置。
[0026]优选地，所述关键参数包括温度平均值和标准差两种参数。
[0027]优选地，在传感器通讯故障诊断模块的诊断处理模块中，若最低采集频率大于采集频率的二倍时，则判断该位置的传感器通讯出现异常。
[0028]本专利技术的有益效果为：
[0029]本专利技术提供的一种船舶主机气缸温度传感器故障诊断方法，通过采用特定的计算方式对同一时刻下多个气缸不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船舶主机气缸温度传感器故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：信号采集步骤：通过船舶主机气缸的多个温度传感器分别采集同一时刻下多个气缸不同位置的温度信号；信号异常识别步骤：对多个气缸当前时刻任一相同位置的温度信号进行筛选，分别剔除温度信号中最低温度信号和最高温度信号，再计算剔除后的剩余温度信号的平均值，得到第一平均值，根据最低温度信号、最高温度信号以及第一平均值构建的第一关系式与第一预设阈值的比对结果，判断相同位置的最低温度信号和最高温度信号是否异常，若第一关系式的计算结果大于第一预设阈值，则判断该位置的最低温度信号和/或最高温度信号出现异常；信号异常诊断步骤：在该位置的温度信号出现异常后，根据温度信号的采集点数目计算当前时间段内各气缸该位置历史温度信号的关键参数，得到关键参数值，分别剔除各气缸该位置对应的关键参数值中同种参数的最低值和最高值，再计算剔除后的剩余气缸该位置对应的关键参数值的平均值，得到第二平均值，根据关键参数值和第二平均值构建的第二关系式与第二预设阈值的比对结果判断该位置的温度信号是否异常，若第二关系式的计算结果小于第二预设阈值，则判断该位置的温度信号当前时刻出现异常。2.根据权利要求1所述的船舶主机气缸温度传感器故障诊断方法，其特征在于，在所述信号异常识别步骤之前，还包括传感器通讯故障诊断步骤：S1：根据温度信号的采集点数目计算得到每个位置温度信号的采集频率，根据采集频率计算得到每个气缸不同位置对应的温度传感器采集的温度信号的最低采集频率；S2：根据最低采集频率和采集频率的比值与第三预设阈值的比对结果，判断某一位置采集的温度信号是否出现异常，若最低采集频率与采集频率的比值大于第三预设阈值，则判断该位置的传感器通讯出现异常。3.根据权利要求1所述的船舶主机气缸温度传感器故障诊断方法，其特征在于，所述信号采集步骤中，所述不同位置包括气缸排气出口、气缸活塞滑油出口、气缸缸套冷却水出口位置和气缸缸盖冷却水出口四个位置；同一气缸下一个位置的温度信号当前时刻出现异常后，其它三个位置温度信号仍然通过信号异常识别步骤和信号异常诊断步骤进行异常判别和诊断，若其它位置温度信号无异常，则判断该位置的温度信号的采集点故障。4.根据权利要求1所述的船舶主机气缸温度传感器故障诊断方法，其特征在于，所述关键参数包括温度平均值和标准差两种参数。5.根据权利要求2所述的船舶主机气缸温度传感器故障诊断方法，其特征在于，在传感器通讯故障诊断步骤的S2中，若最低采集频率大于采集频率的二倍时，则判断该位置的传感器通讯出现异常。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙潇潇，张焱飞，丁琦，
申请(专利权)人：上海船舶运输科学研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：