一种基于制氧设备的氧气检测方法、设备及存储介质

1.一种基于制氧设备的氧气检测方法，其特征在于：包括如下步骤：获取检测室内氧气浓度引起的磁场变化数据，通过高稳定性磁场源减少外部干扰，得到磁场变化信号，再计算哑铃球的扭转角度，当扭转角度超出预设阈值，则判断气流扰动对哑铃球摆动的影响，在通过气流扰动数据分析气流扰动对哑铃球摆动的影响程度，再根据气流扰动数据和哑铃球扭转角度数据，采用卡尔曼滤波算法对哑铃球的摆动幅度进行评估，得到哑铃球摆动幅度的估计值，得到摆动幅度数据；根据摆动幅度数据，采用温度传感器和压力传感器实时采集检测室内温度和压力波动数据，根据历史温压及摆动幅度数据建立多元回归模型，将实时温压数据输入模型预测摆动幅度估计值，通过实际测量值与预测值比较得到温压引起的偏差量，得到温度和压力补偿参数，并结合预设的补偿算法，对滤波后的摆动幅度数据进行非线性补偿，通过建立哑铃球摆动幅度与扭转角度之间的非线性映射关系，利用查表法或插值法确定对应的补偿值，对摆动幅度数据进行修正，得到修正后的哑铃球扭转角度数据；根据修正后的哑铃球扭转角度数据，判断是否超出光电传感器的线性响应范围，当超出范围，则采用多个光电传感器组成阵列，得到分段线性拟合数据；根据分段线性拟合数据，结合预设的拟合算法，计算氧气浓度与扭转角度的对应关系，得到氧气浓度测量结果，并判断是否存在非线性失真，当存在失真，则通过传感器阵列的分段拟合数据重新计算，得到修正后的氧气浓度值。 2.根据权利要求1所述的一种基于制氧设备的氧气检测方法，其特征在于：获取检测室内氧气浓度引起的磁场变化数据，通过高稳定性磁场源减少外部干扰，得到磁场变化信号，具体包括：根据高稳定性磁场源，通过磁场源产生均匀稳定的磁场，减少外部环境磁场干扰对室内磁场变化的影响，在室内布置多个磁场传感器，获取不同位置的磁场变化数据，通过多点采样的方式提高磁场变化数据的空间分辨率和覆盖范围；对获取的磁场变化数据进行预处理，根据磁场变化数据的特征，采用小波变换信号处理方法，提取磁场变化信号中的特征信息，作为氧气浓度变化的指示量；再建立磁场变化信号与氧气浓度变化之间的映射关系模型，通过机器学习算法如支持向量机或神经网络，训练映射模型；在映射关系模型中，通过设计氧气浓度变化的实时监测算法，对磁场变化信号进行连续采集和分析，判断当前氧气浓度是否处于正常范围，当低于预设阈值则及时预警。 3.根据权利要求2所述的一种基于制氧设备的氧气检测方法，其特征在于：在得到磁场变化信号之后，还包括：获取哑铃球的磁场变化信号，通过磁场变化信号计算哑铃球的实时扭转角度，将计算得到的哑铃球实时扭转角度与预设的扭转角度阈值进行比较，判断哑铃球的扭转角度是否超出预设阈值；当哑铃球的扭转角度超出预设阈值，则获取当前的气流扰动数据，通过气流扰动数据分析气流扰动对哑铃球摆动的影响程度，再根据气流扰动数据和哑铃球扭转角度数据，采用卡尔曼滤波算法对哑铃球的摆动幅度进行评估，得到哑铃球摆动幅度的估计值；将哑铃球摆动幅度的估计值与预设的摆动幅度阈值进行比较，判断哑铃球的摆动幅度是否超出预设阈值；当哑铃球的摆动幅度超出预设阈值，则将哑铃球的扭转角度数据和摆动幅度数据输入到预先训练好的支持向量机模型中，通过支持向量机模型对气流扰动的影响程度进行分类，得到气流扰动影响程度的分类结果；根据气流扰动影响程度的分类结果，采用决策树算法生成气流扰动影响程度的判断规则，将判断规则应用于哑铃球摆动监测中，对气流扰动进行实时判断和预警。 4.根据权利要求1所述的一种基于制氧设备的氧气检测方法，其特征在于： 根据摆动幅度数据，采用温度传感器和压力传感器实时采集检测室内温度和压力波动数据，得到温度和压力补偿参数，具体包括：通过温度传感器和压力传感器组合，实时采集室内温度和压力波动数据，再对传感器采集的原始温度和压力数据进行预处理，得到有效的温度和压力数据；根据历史温度和压力数据，建立温度-压力-摆动幅度的多元回归模型，通过机器学习算法训练模型参数，将实时采集的温度和压力数据输入到训练好的回归模型中，预测得到当前环境下的摆动幅度估计值；再计算温度和压力补偿参数，通过将实际测量的摆动幅度与模型预测值进行比较，得到温度和压力引起的偏差量。 5.根据权利要求1所述的一种基于制氧设备的氧气检测方法，其特征在于：结合预设的补偿算法，对摆动幅度数据进行修正，得到修正后的哑铃球扭转角度数据，具体包括：采用卡尔曼滤波算法对摆动幅度数据进行滤波处理，建立哑铃球运动的状态方程和观测方程，利用递推计算得到最优估计值，获得滤波后的摆动幅度数据；根据温度和压力补偿参数结合预设的补偿算法，对滤波后的摆动幅度数据进行非线性补偿，通过建立哑铃球摆动幅度与扭转角度之间的非线性映射关系，利用查表法或插值法确定对应的补偿值，得到补偿后的扭转角度数据；采用最小二乘法对补偿后的扭转角度数据进行曲线拟合，通过选取拟合函数，利用最小化残差平方和的原则确定拟合函数的系数，获得拟合后的扭转角度数据曲线；根据拟合后的扭转角度数据曲线，对扭转角度数据进行平滑处理，通过设置平滑窗口和加权系数，利用移动平均或指数平滑方法对数据进行平滑，得到平滑后的扭转角度数据；采用自适应阈值法对平滑后的扭转角度数据进行阈值处理，通过动态调整阈值大小，利用阈值判断条件对数据进行二值化处理，获得阈值处理后的扭转角度数据；根据阈值处理后的扭转角度数据，利用加权融合或决策树方法得到修正后的哑铃球扭转角度数据。 6.根据权利要求1所述的一种基于制氧设备的氧气检测方法，其特征在于：根据修正后的哑铃球扭转角度数据，判断是否超出光电传感器的线性响应范围，当超出范围，则采用多个光电传感器组成阵列，得到分段线性拟合数据，具体包括：获取修正后的哑铃球扭转角度数据，将数据输入到判断模块中，判断模块根据预设的线性响应范围阈值，判断扭转角度数据是否超出单个光电传感器的线性响应范围；当扭转角度数据未超出线性响应范围，则采用单个光电传感器获取完整的扭转角度数据，当扭转角度数据超出线性响应范围，则触发传感器阵列模块，根据预设的传感器布局方案，选择匹配数量的光电传感器组成传感器阵列；传感器阵列模块控制各个光电传感器分别获取不同角度范围内的扭转角度数据，形成分段数据，再将获取的分段扭转角度数据输入到数据拟合模块，采用分段线性拟合算法对各段数据进行拟合，得到完整的扭转角度拟合曲线。 7.根据权利要求1所述的一种基于制氧设备的氧气检测方法，其特征在于：根据分段线性拟合数据，结合预设的拟合算法，计算氧气浓度与扭转角度的对应关系，得到氧气浓度测量结果，具体包括：获取分段线性拟合的数据点集合，采用最小二乘法对每个数据段进行线性拟合，得到该段的线性函数表达式，再根据预设的拟合算法，确定分段线性函数的分段点位置，将相邻分段的线性函数进行连接，得到完整的分段线性函数；获取当前测量得到的扭转角度数值，通过分段线性函数，计算出该扭转角度对应的氧气浓度理论值，获取氧气浓度传感器的实际测量值，将其与理论计算值进行比较，当偏差超过预设阈值，则判断为异常，进行报警提示；根据多次测量的氧气浓度值，采用卡尔曼滤波算法进行噪声滤除，得到更加准确和稳定的氧气浓度测量结果，将测量得到的氧气浓度结果与扭转角度的对应关系存储至数据库中。 8.根据权利要求1所述的一种基于制氧设备的氧气检测方法，其特征在于：还包括：根据修正后的氧气浓度值，输出最终的氧气浓度测量结果，完成测量过程。 9.一种基于制氧设备的氧气检测设备，其特征在于：包括处理器、存储器以及存储在存储器中的计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现上述权利要求1-8任一项所述的一种基于制氧设备的氧气检测方法。 10.一种存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，当计算机程序指令被处理器执行时实现上述权利要求1-8任一项所述的一种基于制氧设备的氧气检测方法。