基于虚拟传感的海上稠油热采蒸汽泄漏监测方法

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作者 葛伟凤 何睿 +2 位作者 王金江 蔡秀全 谷睿 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第21期8879-8888,共10页

海上稠油热采平台具有空间小、注汽温度高、注汽压力高等特点,温度高达300℃,一旦高温高压蒸汽发生泄漏将导致严重后果,对设备及巡检人员造成巨大威胁,亟需一种有效的蒸汽泄漏监测方法。为解决该问题,综合考虑热力学、流体力学等因素影... 海上稠油热采平台具有空间小、注汽温度高、注汽压力高等特点,温度高达300℃,一旦高温高压蒸汽发生泄漏将导致严重后果,对设备及巡检人员造成巨大威胁,亟需一种有效的蒸汽泄漏监测方法。为解决该问题,综合考虑热力学、流体力学等因素影响,研究了海上稠油热采蒸汽泄漏监测机理,提出了基于机理与推理相结合的虚拟传感监测方法,首次将蒸汽泄漏间接测量方法应用到海上稠油热采蒸汽泄漏监测,搭建了蒸汽泄漏监测模型,形成了适用于海上稠油热采蒸汽泄漏监测的混合传感技术,进行蒸汽泄漏实时在线监测。结果表明:该方法可以实现基于运行数据的泄漏判别、泄漏量估计,对蒸汽泄漏失效状态在线直接表征,能监测的泄漏率最小可达到0.5%,泄漏判别准确率在96.49%以上,与传统方法相比,能监测的最小泄漏率提升了90%,泄漏判别率至少提升了1.6%。该方法解决了现场物理传感器安装受限多、有效的监测数据难以获取且准确性受限于人员经验的问题,弥补了热采平台现场监测手段的不足,为海上稠油开发提供安全保障。 展开更多

关键词 海上稠油 虚拟传感 蒸汽泄漏 机器学习 数据驱动

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基于虚拟传感技术的工业数据错误诊断方法 被引量：7

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作者 胡瑾秋 郝笑笑 张来斌 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期29-36,共8页

由于传感装置失效导致的工业过程数据错误会严重威胁系统的安全平稳运行。虚拟传感技术能够推断、解释和预测系统的真实行为,实现过程变量观测值的冗余输出。为了提高工业系统的安全性,提出了基于虚拟传感技术的工业过程数据错误诊断方... 由于传感装置失效导致的工业过程数据错误会严重威胁系统的安全平稳运行。虚拟传感技术能够推断、解释和预测系统的真实行为,实现过程变量观测值的冗余输出。为了提高工业系统的安全性,提出了基于虚拟传感技术的工业过程数据错误诊断方法。首先针对系统中的各个观测变量,构建基于高斯过程自回归（GPAR）模型的虚拟传感器,通过监测各虚拟传感器预测残差的波动变化,辨识、区分由于传感器故障导致的观测值错误和由于过程扰动引起的数据异常。一旦检测到过程数据出现错误,隔离发生数据错误的过程变量,并构造基于高斯过程多变量回归（GPMR）模型的虚拟传感器,实现过程数据错误值的修复。最后通过连续搅拌釜式加热器（CSTH）仿真实验与某炼厂闪蒸塔现场应用案例验证了本文所提方法的有效性。 展开更多

关键词 工业过程 错误数据诊断 虚拟传感 传感器故障 过程扰动

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基于半马尔科夫决策过程的虚拟传感网络资源分配策略 被引量：2

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作者 王汝言 李宏娟 +1 位作者 吴大鹏 李红霞 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期3014-3021,共8页

针对传统无线传感网络(WSN)中资源部署与特定任务的耦合关系密切,造成较低的资源利用率,进而给资源提供者带来较低的收益问题,根据虚拟传感网络请求(VSNR)的动态变化情况,该文提出虚拟传感网络(VSN)中基于半马尔科夫决策过程(SMDP)的资... 针对传统无线传感网络(WSN)中资源部署与特定任务的耦合关系密切,造成较低的资源利用率,进而给资源提供者带来较低的收益问题,根据虚拟传感网络请求(VSNR)的动态变化情况,该文提出虚拟传感网络(VSN)中基于半马尔科夫决策过程(SMDP)的资源分配策略。定义VSN的状态集、行为集、状态转移概率,考虑传感网能量受限以及完成VSNR的时间,给出奖赏函数的表达式,并使用免模型强化学习算法求解特定状态下的行为,从而最大化网络资源提供者的长期收益。数值结果表明,该文的资源分配策略能有效提高传感网资源提供者的收益。 展开更多

关键词 虚拟传感网络 资源分配 半马尔科夫决策过程

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基于统计假设检验的虚拟传感网容错策略 被引量：1

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作者 宋欣 王翠荣 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期361-364,共4页

为了减少多应用目标的传感器网络的能量消耗和实现较高的故障传感器节点识别率,在基于簇树的虚拟传感器网络框架上,通过检验本地数据采集序列与事件统计特征的符合程度来判断错误是否发生,充分利用了随机过程描述事件的时间相关性,提出... 为了减少多应用目标的传感器网络的能量消耗和实现较高的故障传感器节点识别率,在基于簇树的虚拟传感器网络框架上,通过检验本地数据采集序列与事件统计特征的符合程度来判断错误是否发生,充分利用了随机过程描述事件的时间相关性,提出了一种基于统计假设检验的虚拟传感器网络容错策略.实验结果表明,在任意节点能量耗尽之前,多事件监测比单事件监测产生更少的单播消息量,却分发更多的多播消息.而且,随着传感器节点错误概率的增加,系统能保持较理想的节点错误识别率和事件区域监测概率. 展开更多

关键词 无线传感器网络 统计假设检验 容错策略 虚拟传感网 事件监测

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一种基于虚拟传感的无需误差传声器的自适应有源降噪方法 被引量：4

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作者 李楠 杨飞然 杨军 《应用声学》 CSCD 北大核心 2019年第1期85-92,共8页

该文基于虚拟传感技术引入了一种用于耳机的无需误差传声器的自适应有源降噪方法。该算法仅使用一个参考传声器实现了一种前馈和反馈自适应算法结合的有源降噪算法,提高了有源降噪稳定性,简化了耳机硬件结构。利用DSP平台实现了该文提... 该文基于虚拟传感技术引入了一种用于耳机的无需误差传声器的自适应有源降噪方法。该算法仅使用一个参考传声器实现了一种前馈和反馈自适应算法结合的有源降噪算法,提高了有源降噪稳定性,简化了耳机硬件结构。利用DSP平台实现了该文提出的方案,并通过实验验证了其良好的降噪性能和实用价值。 展开更多

关键词 自适应有源降噪算法 虚拟传感技术 滤波-x最小均方算法 内部模型控制

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一种基于虚拟传感的双通道主动降噪方法 被引量：2

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作者 冯智睿 马令坤 黄苑玉 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第6期2242-2247,共6页

在主动噪声控制系统中,有效降噪范围受通道数量的影响很大,传统方式主要是通过增加系统通道数量来扩大有效降噪范围(3 dB以上),成本较高,且对计算能力要求极高。为实现在不增加通道数、误差传感器及扬声器数量的情况下,扩大有效降噪范围... 在主动噪声控制系统中,有效降噪范围受通道数量的影响很大,传统方式主要是通过增加系统通道数量来扩大有效降噪范围(3 dB以上),成本较高,且对计算能力要求极高。为实现在不增加通道数、误差传感器及扬声器数量的情况下,扩大有效降噪范围,使用了一种基于虚拟误差传感的方法,在FxLMS双通道主动噪声控制系统中研究虚拟传感器设置的位置与有效降噪范围的关系。结果表明:在虚拟传感器设置为不同位置时,有效降噪范围由12 cm增加到26 cm。 展开更多

关键词 主动噪声控制 虚拟传感 双通道

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基于振动信号的柴油机NO_(x)排放虚拟传感研究

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作者 胡桂诚 李国兴 +2 位作者 沈亮 和超亮 杨甜甜 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2022年第6期141-148,共8页

对行驶过程中车辆的NO_(x)排放进行实时监测有助于缸内燃烧过程的控制和改善,实现对排放的闭环控制和瞬态排放的有效评估,从而满足日益严苛的排放要求。提出了一种基于结构振动信号的NO_(x)虚拟传感方法。基于振动信号和缸压信号的时频... 对行驶过程中车辆的NO_(x)排放进行实时监测有助于缸内燃烧过程的控制和改善,实现对排放的闭环控制和瞬态排放的有效评估,从而满足日益严苛的排放要求。提出了一种基于结构振动信号的NO_(x)虚拟传感方法。基于振动信号和缸压信号的时频图谱相似性分析方法实现了缸压信号的重构并从中提取与排放相关的信息,建立了用于预测NO_(x)的主成分回归(principal component regression,PCR)模型。在单缸柴油机试验台架上对预测模型进行了验证。结果表明:所提出的PCR模型对各种工况下的NO_(x)排放都能较好预测,与红外光谱式排放测量系统相比具有更快的响应速度。 展开更多

关键词 虚拟传感 NO_(x)排放 振动分析 实时驾驶排放 PCR分析

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基于虚拟误差传感的大尺度空间有源降噪性能研究 被引量：1

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作者 代海 陈克安 +1 位作者 李荣 玉昊昕 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期677-685,共9页

针对大尺度空间有源降噪系统误差传声器布放位置受限问题,本文使用虚拟误差传感在降噪目标区域放置多个虚拟误差传声器,将静音区由物理误差传声器点转移至虚拟误差传声器点,扩大降噪目标区域中静音区范围。为了对降噪性能及影响因素进... 针对大尺度空间有源降噪系统误差传声器布放位置受限问题,本文使用虚拟误差传感在降噪目标区域放置多个虚拟误差传声器,将静音区由物理误差传声器点转移至虚拟误差传声器点,扩大降噪目标区域中静音区范围。为了对降噪性能及影响因素进行分析与研究,给出多通道虚拟误差传感的原理和算法,对降噪性能及物理与虚拟误差传声器的数量和布放等因素进行仿真分析,在飞机模型舱内进行实验验证。仿真及实验结果表明:使用虚拟误差传感有利于增大降噪目标区域降噪量及静音区;物理与虚拟误差传声器的布放影响静音区的分布;合理的物理与虚拟误差传声器数量及布放可以扩大静音区使其100%覆盖降噪目标区域,最优数量与初级声场频率特性相关。 展开更多

关键词 有源噪声控制 虚拟误差传感 静音区 空间降噪 误差传声器

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热交换器泄漏故障虚拟感知方法研究 被引量：2

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作者 明迁 高逸 +2 位作者 胡剑 李盛杰 王金江 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期1836-1846,共11页

核电行业工艺复杂程度与日俱增,而电站热交换器设备的安全监测仍停留在对性能参数的直接监测和间接表征,难以实现故障的准确诊断与预警。提出了一种热交换器泄漏故障虚拟感知方法,首先通过分析热交换器的泄漏机理及泄漏对性能指标和监... 核电行业工艺复杂程度与日俱增,而电站热交换器设备的安全监测仍停留在对性能参数的直接监测和间接表征,难以实现故障的准确诊断与预警。提出了一种热交换器泄漏故障虚拟感知方法,首先通过分析热交换器的泄漏机理及泄漏对性能指标和监测参数的影响规律,构建了针对换热管泄漏和法兰泄漏两种工况的虚拟传感推理模型,不仅能对泄漏状态、泄漏类型进行判断,还能实现对泄漏量的虚拟感知和对性能参数的直接表征。为了验证所提模型,搭建了热交换器泄漏故障实验装置,结果表明,该模型能够诊断出泄漏率1.80%的小泄漏量,对于不同的工况,其诊断误差不超过11.32%,具有较高的准确性和可靠性。 展开更多

关键词 热交换器 泄漏 虚拟传感 状态监测 故障诊断

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管壳式热交换器结垢故障虚拟感知方法

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作者 王金江 孙佳正 +2 位作者 高逸 张凤丽 张来斌 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期277-284,共8页

随着核电、石油化工等行业需求的增长以及工艺复杂程度的提升,其关键设备状态的安全监测缺少直接、实时、在线的监测手段,难以实现故障的准确诊断与预警。本文选取石化和核电行业关键设备管壳式热交换器作为研究对象,通过分析热交换器... 随着核电、石油化工等行业需求的增长以及工艺复杂程度的提升,其关键设备状态的安全监测缺少直接、实时、在线的监测手段,难以实现故障的准确诊断与预警。本文选取石化和核电行业关键设备管壳式热交换器作为研究对象,通过分析热交换器换热管外结垢机理及对换热性能影响,应用总传热系数建立换热效率、传热平均温差与结垢厚度间的表征关系,提出了一种管壳式热交换器结垢故障虚拟感知方法,利用热交换器的温度、压力、流量等高精度、易获取运行数据,实现热交换器结垢厚度在线准确感知。最后,通过在热态功能试验台架回路上采用高压容器试验件开展了测试验证。结果表明,基于总传热系数的热交换器结垢虚拟感知模型能够在30%误差范围内实现在管径2.2%以上的垢层厚度监测。 展开更多

关键词 管壳式热交换器 结垢 虚拟传感 状态监测 总传热系数

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基于虚实融合的变压器油中气体输运过程数字孪生方法研究

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作者 段舒帆 成立 +4 位作者 罗豪 杨丽君 廖瑞金 高萌 李戈琦 《智慧电力》 北大核心 2025年第6期68-77,共10页

由于变压器内部结构复杂,无法分布式安装传感器。基于数字孪生技术实现变压器的“虚拟传感”,补充实体传感器数据量,可支撑电网数字化的智能运维。为此,以油中气体这一典型故障特征参量为研究目标,首先构建了简易油道中气体输运的数字... 由于变压器内部结构复杂,无法分布式安装传感器。基于数字孪生技术实现变压器的“虚拟传感”,补充实体传感器数据量,可支撑电网数字化的智能运维。为此,以油中气体这一典型故障特征参量为研究目标,首先构建了简易油道中气体输运的数字孪生模型,计算发现气体输运过程分为3个阶段,且具有“中心-四周”与“垂直扩散”的双重特征。随后,在变压器真机强迫油循环条件下构建数字孪生模型并进行试验验证,揭示了主油道与死油区不同的输运规律,验证了所提模型的有效性。最后,通过虚实融合传感方法,实现了故障位置的溯源分析。 展开更多

关键词 数字孪生 智能运维 虚拟传感 气体输运

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