【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及光聲池，具體涉及一種基于掃頻調(diào)制的光聲池共振特性測量分類方法。
技術(shù)介紹
1、光聲光譜系統(tǒng)是一種基于光聲效應(yīng)的氣體檢測技術(shù)，其核心組件是光聲池，光聲池的設(shè)計(jì)和加工裝配效果直接決定了氣體檢測的準(zhǔn)確性和檢測限，而掃頻調(diào)制技術(shù)是一種通過改變調(diào)制信號的頻率來測量系統(tǒng)響應(yīng)的方法，在基于掃頻調(diào)制的光聲池共振特性測量中，掃頻正弦信號被用于對激光器輸出的激光進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制，這種調(diào)制方式可以使得激光器的輸出光強(qiáng)隨著掃頻正弦信號的頻率變化而變化，從而實(shí)現(xiàn)對光聲池的激勵，該技術(shù)還應(yīng)用于在變壓器油中溶解氣體的檢測技術(shù)上，變壓器油作為電力變壓器的絕緣和冷卻介質(zhì)，其性能直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全運(yùn)行，變壓器內(nèi)部由于過載或制造缺陷，可能會出現(xiàn)放電和過熱等故障，這些故障會導(dǎo)致絕緣油中的碳?xì)浠衔锓肿渔I發(fā)生斷裂，產(chǎn)生小分子特征氣體溶解在油中。這些特征氣體的濃度和類型不同，通過分析油中溶解氣體的種類和濃度，可以判斷變壓器的運(yùn)行狀態(tài)及老化狀態(tài)。
2、現(xiàn)有技術(shù)中，光聲池及其測量系統(tǒng)可能會受到環(huán)境噪聲、振動等外部因素的干擾，導(dǎo)致測量結(jié)果的準(zhǔn)確性下降，如溫度變化、濕度變化、電磁干擾等均會對光聲池的共振特性產(chǎn)生不利影響且影響測量結(jié)果，并且在其共振特性發(fā)生變化時(shí)，其對目標(biāo)參數(shù)的預(yù)測準(zhǔn)確性也將大打折扣，為此，降低外部因素的干擾，提高測量的準(zhǔn)確性是我們現(xiàn)在所要解決的問題，為此，提出一種基于掃頻調(diào)制的光聲池共振特性測量分類方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)目的在于提供一種基于掃頻調(diào)制的光聲池共振特性測量分
2、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：
3、一種基于掃頻調(diào)制的光聲池共振特性測量分類方法，步驟1，采集光聲信號數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)管理中心，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院蛯?shí)時(shí)性，其中光聲信號數(shù)據(jù)包括歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；
4、步驟2，對采集到的光聲信號數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和分析，提取共振特性干擾因子，其中共振特性干擾因子包括溫度干擾因子、濕度干擾因子和電磁干擾因子，并分析光聲池的共振幅度以及共振頻率的變化曲線；
5、步驟3，對預(yù)處理的光聲信號數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并結(jié)合共振干擾因子，建立共振特性分析模型，并獲取溫度干擾指數(shù)、濕度干擾指數(shù)和電磁干擾指數(shù)，量化各因素對光聲池共振特性的影響程度；
6、步驟4，基于溫度干擾指數(shù)、濕度干擾指數(shù)、電磁干擾指數(shù)以及歷史數(shù)據(jù)，分析對光聲池共振特性影響的因素，并生成異常因素分析列表，列出各因素的潛在影響，同時(shí)獲取光聲池異常評估系數(shù)，評估光聲池當(dāng)前狀態(tài)的健康程度，量化光聲池性能的偏差程度；
7、步驟5，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸入至共振特性分析模型，分析共振特性的變化曲線以及影響規(guī)律，并獲取分析結(jié)果，同時(shí)結(jié)合光聲池異常評估系數(shù)的數(shù)值，輸出對應(yīng)的校正與補(bǔ)償方案，如調(diào)整溫度、濕度控制參數(shù)或電磁屏蔽措施等。
8、本專利技術(shù)技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述步驟1中，光聲信號數(shù)據(jù)的采集過程為：
9、步驟101，部署光聲信號采集設(shè)備并調(diào)試校準(zhǔn)，包括傳感器、放大器、數(shù)據(jù)采集和光聲探測器卡等，確保其靈敏度、準(zhǔn)確性符合實(shí)驗(yàn)要求，同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，設(shè)置采樣率、采樣深度和信號增益參數(shù)，實(shí)時(shí)采集光聲信號，采樣率應(yīng)根據(jù)信號頻率特性進(jìn)行設(shè)置，采樣深度應(yīng)足夠記錄信號的完整波形，信號增益應(yīng)調(diào)整到適當(dāng)?shù)乃揭源_保信號清晰且不過載；
10、步驟102，對光聲信號采集設(shè)備設(shè)定時(shí)間間隔，自動記錄光聲信號數(shù)據(jù)，并將采集到光聲信號數(shù)據(jù)分為歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)通常用于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析、模型訓(xùn)練等；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)則用于實(shí)時(shí)監(jiān)測和決策支持；
11、步驟103，建立的數(shù)據(jù)傳輸通道，將采集到的光聲信號數(shù)據(jù)加密并傳輸至數(shù)據(jù)管理中心，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)臓顟B(tài)，確保數(shù)據(jù)的完整性和實(shí)時(shí)性；
12、步驟104，數(shù)據(jù)管理中心對傳送的聲信號數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，同時(shí)對光聲信號數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、標(biāo)記和索引，包括按時(shí)間、實(shí)驗(yàn)條件、信號類型等進(jìn)行分類，以方便后續(xù)的數(shù)據(jù)檢索和分析，并定期對數(shù)據(jù)進(jìn)行備份和恢復(fù)測試，以確保數(shù)據(jù)的可靠性和安全性。
13、本專利技術(shù)技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述步驟2中，共振特性干擾因子的提前過程為：
14、步驟201，對采集到的光聲信號數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗、降噪、信號增強(qiáng)和標(biāo)準(zhǔn)化處理，以突出組織結(jié)構(gòu)信息并減少噪聲的影響；其中，降噪可以應(yīng)用低通、高通或帶通濾波器去除高頻噪聲或低頻背景信號，保留感興趣頻段內(nèi)的信號，并利用小波變換進(jìn)行多尺度分析，分離并增強(qiáng)信號中的有用成分，同時(shí)根據(jù)信號和噪聲的統(tǒng)計(jì)特性，自適應(yīng)調(diào)整濾波器參數(shù)，達(dá)到更好的降噪效果；
15、步驟202，采用頻譜分析技術(shù)識別光聲信號的共振頻率，通過觀察頻譜圖中的峰值來確定共振頻率，并在共振頻率處測量信號的幅度，得到共振幅度，共振幅度反映了光聲池在共振頻率下的響應(yīng)強(qiáng)度。
16、步驟203，從預(yù)處理的歷史數(shù)據(jù)中提取特征，分別針對溫度狀況、濕度狀況和電磁狀況進(jìn)行特征提取，得到溫度干擾因子、濕度干擾因子和電磁干擾因子；
17、步驟204，根據(jù)提取的共振幅度和共振頻率，分別繪制共振幅度、共振頻率隨溫度干擾因子、濕度干擾因子和電磁干擾因子變化的曲線，分析對應(yīng)曲線的趨勢并輸出分析結(jié)果，如共振幅度是否隨溫度增加而減小，或共振頻率是否隨濕度增加而偏移等，總結(jié)溫度干擾因子、濕度干擾因子和電磁干擾因子對共振幅度和共振頻率的影響規(guī)律，如溫度對共振幅度的負(fù)相關(guān)性、濕度對共振頻率的正偏移效應(yīng)等，以了解這些因素對共振幅度的影響。
18、本專利技術(shù)技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述步驟3中，溫度干擾指數(shù)、濕度干擾指數(shù)和電磁干擾指數(shù)的獲取過程為：
19、步驟301，使用頻譜分析工具對預(yù)處理后的光聲信號數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，得到光聲信號數(shù)據(jù)的頻譜圖，在頻譜圖中識別共振頻率，并測量共振幅度；其中，共振幅度的測量方法為：在頻譜圖中觀察并分析信號的頻率分布，尋找明顯的峰值或共振點(diǎn)，使用峰值檢測算法或手動標(biāo)記方法來確定共振頻率，記錄每個(gè)共振頻率及其對應(yīng)的共振幅度；
20、步驟302，結(jié)合共振頻率、共振幅度和共振干擾因子的分析結(jié)果，建立共振特性分析模型，該模型將考慮溫度、濕度和電磁干擾對光聲池共振特性的影響，并將預(yù)處理的歷史數(shù)據(jù)中溫度干擾因子、濕度干擾因子和電磁干擾因子的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集；
21、步驟303，將整合后的數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集、驗(yàn)證集和測試集，使用訓(xùn)練集數(shù)據(jù)對共振特性分析模型進(jìn)行訓(xùn)練，并使用驗(yàn)證集和測試集的數(shù)據(jù)對訓(xùn)練好的共振特性分析模型進(jìn)行驗(yàn)證，評估共振特性分析模型的性能；
22、步驟304，根據(jù)構(gòu)建的共振特性分析模型，計(jì)算溫度干擾指數(shù)、濕度干擾指數(shù)和電磁干擾指數(shù)，分析不同干擾指數(shù)對共振特性的影響程度和趨勢，探討干擾指數(shù)與實(shí)驗(yàn)條件、設(shè)備性能等因素之間的關(guān)系。
23、本專利技術(shù)技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述溫度干擾指數(shù)的計(jì)算公式為：
24、
25、其中，ti為溫度本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于掃頻調(diào)制的光聲池共振特性測量分類方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于掃頻調(diào)制的光聲池共振特性測量分類方法，其特征在于：所述步驟1中，光聲信號數(shù)據(jù)的采集過程為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于掃頻調(diào)制的光聲池共振特性測量分類方法，其特征在于：所述步驟2中，共振特性干擾因子的提前過程為：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于掃頻調(diào)制的光聲池共振特性測量分類方法，其特征在于：所述步驟3中，溫度干擾指數(shù)、濕度干擾指數(shù)和電磁干擾指數(shù)的獲取過程為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于掃頻調(diào)制的光聲池共振特性測量分類方法，其特征在于：所述溫度干擾指數(shù)的計(jì)算公式為：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于掃頻調(diào)制的光聲池共振特性測量分類方法，其特征在于：所述步驟4中，光聲池異常評估系數(shù)的獲取過程為：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于掃頻調(diào)制的光聲池共振特性測量分類方法，其特征在于：所述光聲池異常評估系數(shù)的計(jì)算公式為：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于掃頻調(diào)制的光聲池共振特性測量分類
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于掃頻調(diào)制的光聲池共振特性測量分類方法，其特征在于：所述步驟5中，輸出對應(yīng)校正與補(bǔ)償方案的過程為：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于掃頻調(diào)制的光聲池共振特性測量分類方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于掃頻調(diào)制的光聲池共振特性測量分類方法，其特征在于：所述步驟1中，光聲信號數(shù)據(jù)的采集過程為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于掃頻調(diào)制的光聲池共振特性測量分類方法，其特征在于：所述步驟2中，共振特性干擾因子的提前過程為：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于掃頻調(diào)制的光聲池共振特性測量分類方法，其特征在于：所述步驟3中，溫度干擾指數(shù)、濕度干擾指數(shù)和電磁干擾指數(shù)的獲取過程為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于掃頻調(diào)制的光聲池共振特性測量分類方法，其特征在于：所述溫...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳前臣，蔣亞超，曹俊男，馬鋒，劉錫銀，黃延成，胡新宇，
申請(專利權(quán))人：武漢豪邁光電科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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