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龍圖騰網(wǎng)獲悉中國計量大學(xué)申請的專利一種中紅外傳感器的性能監(jiān)測方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN120352033B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-26發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202510850310.0，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G01J5/90；該發(fā)明授權(quán)一種中紅外傳感器的性能監(jiān)測方法是由陳亮;杜思意;孟飛;王貴師;呂全超;徐睿;楊凱;黃帥;張鵬;張雄;李方浩;沈洋設(shè)計研發(fā)完成，并于2025-06-24向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種中紅外傳感器的性能監(jiān)測方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明屬于傳感器監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種中紅外傳感器的性能監(jiān)測方法，該方法包括以下步驟：S100集成校準(zhǔn)：集成FBG和輔助傳感器至中紅外系統(tǒng)，完成連接并校準(zhǔn)；S200采集分析：采集數(shù)據(jù)，分析FBG波長變化推斷溫度形變，判斷狀態(tài)；S300融合評估：融合多源數(shù)據(jù)，算法處理并計算性能指標(biāo)；S400閾值分級：設(shè)定動態(tài)閾值，劃分性能等級；S500響應(yīng)調(diào)整：執(zhí)行應(yīng)急響應(yīng)，故障后調(diào)整策略并重啟監(jiān)測。本發(fā)明通過集成多種傳感器并結(jié)合數(shù)據(jù)融合與智能分析，實現(xiàn)了對中紅外傳感器性能的全面、精確監(jiān)測，提高了監(jiān)測準(zhǔn)確性和實時性，有效消除了環(huán)境因素干擾，更精確地反映了所述中紅外傳感器的實際工作狀態(tài)。

本發(fā)明授權(quán)一種中紅外傳感器的性能監(jiān)測方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種中紅外傳感器的性能監(jiān)測方法，其特征在于，該監(jiān)測方法的具體步驟為： S100，傳感器集成與校準(zhǔn)：調(diào)研中紅外傳感器的工作原理、使用場景以及過往故障反饋，挑選適配中紅外傳感器工作環(huán)境的光纖布拉格光柵FBG，依據(jù)中紅外傳感器結(jié)構(gòu)與工況特性選擇封裝材料，將FBG貼合至中紅外傳感器上，同步在中紅外傳感器附近安裝濕度傳感器和氣壓傳感器，所有傳感器經(jīng)屏蔽線纜接入中控系統(tǒng)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議完成線路連接，并校準(zhǔn)各單元零點與量程； S200，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集與分析：設(shè)定光譜分析儀每秒10次采集FBG反射光譜，濕度、氣壓監(jiān)測單元分別按3分鐘每次、5分鐘每次的頻率采集，中控系統(tǒng)同步啟動所有傳感器工作，經(jīng)校驗無誤后將采集的數(shù)據(jù)傳入中控系統(tǒng)，中控系統(tǒng)內(nèi)置數(shù)據(jù)處理軟件從中提取出中心波長變化量，并分析中紅外傳感器當(dāng)下溫度變化量、形變量，判斷中紅外傳感器是否處于正常物理狀態(tài)，超出正常范圍觸發(fā)預(yù)警； 所述S200，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集與分析中通過參量換算公式從FBG反射光譜與中紅外傳感器物理參量中提取出中心波長變化量，設(shè)光纖布拉格光柵FBG反射光的中心波長變化量為，中紅外傳感器的溫度變化量為，形變量為，引入溫度敏感系數(shù)和應(yīng)變敏感系數(shù)，公式為：，其中，溫度敏感系數(shù)取值范圍為0.01-0.02nm℃，應(yīng)變敏感系數(shù)的取值范圍為0.78-1.2pmμε，為環(huán)境綜合干擾量，涵蓋電磁干擾、微弱化學(xué)侵蝕難以直接測量的因素，為環(huán)境干擾修正因子，取值范圍為0.01-0.1； 所述S200，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集與分析中紅外傳感器物理狀態(tài)的正常范圍閾值的確定，設(shè)中紅外傳感器工作溫度范圍到，形變量耐受范圍到，工況修正系數(shù)為和，其取值范圍為0.1-0.5，計算公式為：，，，，其中，、是根據(jù)歷史故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計出的因工況因素致使溫度下限、上限需額外調(diào)整的量，是形變量需調(diào)整的量； S300，數(shù)據(jù)融合與性能評估：中控系統(tǒng)開辟專用數(shù)據(jù)庫，將濕度、氣壓監(jiān)測單元實時采集的數(shù)據(jù)，和經(jīng)FBG換算出的溫度、應(yīng)變數(shù)據(jù)，進(jìn)行儲存，收集過往的歷史數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)平臺與機(jī)器學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練基礎(chǔ)關(guān)聯(lián)函數(shù)和，結(jié)合確定的交叉耦合系數(shù)，代入公式進(jìn)行各參量交叉補(bǔ)償，公式為：，其中，表示初步性能關(guān)聯(lián)值，計算公式為：，表示中紅外傳感器的溫度變化量，表示中紅外傳感器的形變量，表示濕度，表示氣壓，表示各參量變量，指代溫度、應(yīng)變、濕度、氣壓參與運算的物理量，表示基礎(chǔ)關(guān)聯(lián)函數(shù)，最終輸出中紅外傳感器性能指標(biāo)量化值； 所述S300，數(shù)據(jù)融合與性能評估中交叉耦合系數(shù)的確定，采用基于梯度下降的迭代優(yōu)化算法，結(jié)合歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)集，，代表某次的中紅外傳感器的溫度變化量，以此類推，為對應(yīng)中紅外傳感器性能指標(biāo)，構(gòu)建損失函數(shù)，公式為：，其中是基于當(dāng)前值預(yù)測的中紅外傳感器性能指標(biāo)，由公式計算，公式為：，迭代過程中，按如下公式更新，公式為：，是學(xué)習(xí)率，取值范圍為0.001-0.1，是損失函數(shù)對的偏導(dǎo)數(shù)表示基礎(chǔ)關(guān)聯(lián)函數(shù)，每次迭代計算后，驗證模型的性能，直至損失函數(shù)值收斂到極小值，確定最優(yōu)的交叉耦合系數(shù)； 所述S300，數(shù)據(jù)融合與性能評估中通過引入高階多項式擬合與高斯過程回歸相結(jié)合的方式對關(guān)聯(lián)函數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練，收集實驗數(shù)據(jù)，涵蓋溫度、應(yīng)變、濕度和氣壓的相關(guān)參量，對數(shù)據(jù)清洗并采用最小-最大歸一化處理，然后進(jìn)行高階多項式擬合，對于基礎(chǔ)關(guān)聯(lián)函數(shù)和，公式為：，，其中表示中紅外傳感器的溫度變化量，表示中紅外傳感器的形變量，表示濕度，表示氣壓，使用最小二乘法求解系數(shù)和，進(jìn)行高斯過程回歸，選擇徑向基函數(shù)RBF核作為核函數(shù)，公式為：，通過最大化邊緣似然函數(shù)估計超參數(shù)和，公式為：，利用訓(xùn)練好的模型對新數(shù)據(jù)點進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測均值為：，方差為：，將高階多項式擬合的結(jié)果和高斯過程回歸的結(jié)果進(jìn)行加權(quán)組合，得到最終的基礎(chǔ)關(guān)聯(lián)函數(shù)； S400，閾值動態(tài)設(shè)定與等級劃分：收集中紅外傳感器的應(yīng)用場景和故障案例的數(shù)據(jù)，計算中紅外傳感器性能指標(biāo)量化值，根據(jù)中紅外傳感器性能指標(biāo)量化值確定安全、輕度異常、中度風(fēng)險、嚴(yán)重故障四個性能邊界值，對實時采集數(shù)據(jù)進(jìn)行計算輸出風(fēng)險等級； S500，應(yīng)急響應(yīng)與策略調(diào)整：中控系統(tǒng)實時接收預(yù)警報告針對不同預(yù)警報告采取不同預(yù)警處理：輕度異常時，后臺記錄詳情，推送低優(yōu)先級提示及排查指南；中度風(fēng)險時，調(diào)高采集頻率，運維界面彈窗警示；嚴(yán)重故障時，即刻觸發(fā)120分貝聲光警報、發(fā)送緊急短信，聯(lián)動周邊設(shè)備應(yīng)急關(guān)停；故障修復(fù)后，依情況動態(tài)調(diào)整閾值，重啟監(jiān)測流程。

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