[发明专利]故障状况期间的信号处理

说明书

背景技术

常规传感器装置通常被用来测量环境状况。通过由这些传感器装置产生的信号信息，使得电监测环境状况以及执行或制止执行一个或多个功能成为可能。

一种常规的传感器装置是压力换能器。举例来说，通常压力换能器产生诸如随被该传感器装置检测的当前压力状况而在工作范围内变化的电压的输出信号。如果在监测区域内检测到的压力比较高，则压力换能器将会产生输出信号以指示较高压力。如果在监测区域内由该传感器装置检测到的当前压力比较低，则压力换能器将会调整该输出信号以指示较低压力。

在某些情况下，由压力换能器产生的输出信号的幅值随检测到的压力的相应水平而成比例变化(例如通过幅度调整，频率调整，等等)。相应地，传统监测系统可以仅仅通过将该传感器装置产生的输出信号转换为相应压力值来确定监测区域的当前压力状况。

换能器容易出现故障。许多不同的因素都可以引起故障并且产生错误的输出信号(即，信号与预期的传递函数不一致)。在可能的和适当的时候，传感器被设计成检测并且报告故障。常常将输出信号的一个范围指定用于故障报告通常所说的故障带。

产生模拟电压输出的换能器常常被对接到接收“系统”低通滤波器。该“系统”低通滤波器主要用于在信号采样前减少传感器输出信号噪声，但是还必须提供足够的响应带宽以保持对应用关键的信号变化的可观测性。

虽然已经公开了避免噪音干扰故障报告(例如，消除尖峰脉冲(deglitch)电路)的现有技术，但是对于某些故障表现形式——特别地是重复故障，其足够长时间以满足抗尖峰脉冲电路“经过确认的故障”要求但与接收系统低通滤波器的响应相比时间周期足够短，如图1所示，在低通滤波器之后有可能会以可以产生错误的范围内信号的方式报告故障。换句话说，在重复报告故障状况期间，输出信号的幅值可能不会精确地反映当前环境状况或者实际报告的故障状态。如果系统假定该错误的测量数据有效，则在该故障重复报告期间的输出信号采样可能导致非预期的或者严重的后果。

假定在如图1所示的例子中相应换能器的输出量在0到1.0倍的Vpwr(传感器的供电电压)之间。进一步假定在该例子中传感器被配置为当输出量110在0.96＊Vpwr以上时指示出错状况。因此，传感器的常规工作范围在0到0.96＊Vpwr之间以指示传感器装置正常工作。0.96＊Vpwr到Vpwr之间(例如，在最小故障阈值120以上)的值的产生表示与该传感器相关的故障。

在如图1所示的例子中，该传感器间歇性地发生故障。亦即，随时间推移，该传感器在时刻T0和T1之间、时刻T2和T3之间等时间内产生代表所监测环境的正确的电压输出(例如，输入105)。然而，由于故障，该传感器在时刻T1到T2之间、时刻T3到T4之间等时间内产生错误的输出值(例如，到低通滤波器的输入110)。如在图1中可以看到的一样，信号(105)与特定低通滤波器的性能相结合，产生错误值(110)，其产生如图1所示的大约0.22＊Vpwr的锯齿形输出电压值。亦即，代替产生故障信号或者0.1＊Vpwr的值，其会正确的反映所监测的环境，低通滤波器的输出110在出错状况期间产生绕大约0.22＊Vpwr的值摆动的值。因为该低通滤波器的输出110不会高于0.96＊Vpwr，接收低通滤波器输出的系统不会在时刻T1到T2之间、时刻T3到T4之间等时间内知晓该换能器的间歇故障。因此，接收低通滤波器输出的系统可能在有故障的数据上操作。亦即，该系统可能检测到传感器的电压为大约0.2＊Vpwr，并不是检测到采样时出现出错状况。

图2为使用对数时标指示运行状况范围的示例性图表，其中，监测低通滤波器输出的下游资源没有检测到换能器间歇性故障。如图所示，当间歇故障的持续时间低于11毫秒时，监测低通滤波器输出的下游资源并不知晓出错了，因为低通滤波器输出处于0.0＊Vpwr到0.96＊Vpwr之间的工作范围内。亦即，即使出错了，低通滤波器的故障输出对采样低通滤波器输出的系统而言仍以正确信号出现。

发明内容

此处的实施例不同于用于处理信号的常规系统。例如，与常规系统相比，此处某些实施例的目的为在将向相应的系统通知故障状况方面提供更大的可能性。