一种轮胎气密性测试数据的自动化处理方法及系统与流程

本发明涉及轮胎气密性测试的数据处理，具体涉及一种轮胎气密性测试数据的自动化处理方法及系统。

背景技术：

1、轮胎气密性是衡量轮胎质量与安全性能的关键指标之一，在轮胎气密性测试中，通常采用在轮胎气门嘴处安装压力传感器的方式，以固定采样频率长时间连续采集轮胎内部气压数据，由于单条轮胎的气密性测试周期较长，一般不低于90天，因此所采集的原始压力-时间序列数据体量十分庞大。

2、现有技术中已有一些轮胎气密性检测装置及方法。例如，专利cn103115736b公开了一种轮胎气密性能检测装置及检测方法，该装置包括轮胎气压获取单元、大气压力获取单元、温度获取单元以及数据处理器，数据处理器用于按预定的时间间隔存储轮胎气压信号、大气压力信号以及环境温度信号并运算出标准大气压、标准参考温度下的待测轮胎的气压变化率，然而，该方案虽然能够消除环境温度、压力对检测结果的影响，但其数据处理仍局限于简单的信号存储与气压变化率运算，不具备对测试数据的自动化筛选、清洗及异常识别能力。又如，专利cn206601221u公开了一种轮胎气密性检测装置及其系统，该装置可进行连续实时检测轮胎气密性试验，以提高气密性检测数据的精度，但该方案主要侧重于检测装置的硬件改进与连续数据采集，其数据处理环节仍依赖于常规手段，未能解决测试数据自动化处理与分析的问题。此外，专利us20220063357a1公开了一种轮胎压力监测系统，其轮胎压力模型中包含噪声滤波器，用于过滤传感器噪声，然而，该噪声滤波仅针对车载环境下的轮胎压力监测信号进行处理，并非针对轮胎气密性测试场景中长周期、静态条件下的气压衰减数据，且其未能识别轮胎充气后因橡胶材料应力松弛所导致的压力不稳定阶段，也无法区分传感器噪声或外界振动引起的短时压力波动与真实气体泄漏引起的持续压力下降。

3、测试完成后，通常需要由测试人员对原始数据进行人工筛选、清洗、泄漏率计算，并最终出具检验报告，该人工处理过程处理效率低，以单条轮胎90天的气密性测试数据为例，人工完成数据筛选、清洗、泄漏率计算及报告出具至少需要30分钟，耗时较长，难以满足大批量轮胎检测的需求。

4、且人工处理过程的计算结果错误率高，在人工处理过程中，数据漏选、错选、单位换算错误、录入错误等情况时有发生，导致检测结论的可靠性和一致性难以保证，甚至可能将合格轮胎误判为不合格，或将不合格轮胎误判为合格，影响产品质量控制。此外，目前还缺乏专用于轮胎气密性测试场景的自动化处理工具，现有通用数据处理软件（如microsoftexcel、通用数据清洗工具等）虽然能够进行基础的数据处理和曲线拟合，但其不具备对轮胎气密性测试场景的理解能力，无法自动识别轮胎充气后因橡胶材料应力松弛导致的压力不稳定阶段，无法区分传感器噪声或外界振动引起的短时压力波动与真实气体泄漏引起的持续压力下降，也无法自动确定哪一段数据最符合轮胎气压扩散衰减规律，因此，通用软件无法替代人工完成轮胎气密性测试数据的专业化处理。

5、综上，现有轮胎气密性测试数据的处理方式存在效率低、错误率高、缺乏专用自动化工具等缺陷，亟需一种专用于轮胎气密性测试场景的自动化数据处理方法及系统。

6、因此，现有技术还有待进一步发展。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种轮胎气密性测试数据的自动化处理方法及系统，以解决现有技术存在的问题。

2、为达到上述技术目的，根据本发明的第一方面，本发明提供了一种轮胎气密性测试数据的自动化处理方法，包括：

3、s100、采集待测轮胎在气密性测试过程中的时序气压数据；

4、s200、对所述时序气压数据进行动态稳定段识别，确定气压进入稳定衰减阶段的起始时刻，并剔除所述起始时刻之前的过渡数据；

5、s300、对稳定衰减阶段的数据进行异常波动过滤，剔除由传感器噪声或外部振动引起的瞬态波动；

6、s400、在经过滤后的有效数据中搜索最佳计算窗口，基于所述最佳计算窗口内的气压数据计算轮胎的气压损失率，根据所述气压损失率生成气密性测试报告。

7、具体的，所述步骤s200包括：

8、以滑动窗口遍历所述时序气压数据，计算各滑动窗口内的气压极差；

9、将各滑动窗口的气压极差与动态稳定阈值进行比较，所述动态稳定阈值根据待测轮胎的类型进行匹配确定；

10、当连续预设数量的滑动窗口的气压极差均小于所述动态稳定阈值时，判定气压进入稳定衰减阶段，并将进入稳定衰减阶段的时刻记为稳定起始时刻，剔除所述稳定起始时刻之前的过渡数据。

11、具体的，所述动态稳定阈值通过预先针对各轮胎类型建立的阈值匹配关系确定，所述阈值匹配关系根据不同轮胎类型的结构特性与充气工艺参数标定得到。

12、具体的，所述步骤s300包括：

13、检测所述稳定衰减阶段中各气压变化事件的幅度及持续时间；

14、将各气压变化事件的幅度与预设幅度阈值比较，并将其持续时间与最短有效持续时间比较；

15、当所述幅度大于预设幅度阈值，且所述持续时间小于最短有效持续时间时，判定该气压变化事件为传感器噪声或外部振动干扰引起的瞬态波动，并进行剔除；

16、当所述持续时间大于或等于最短有效持续时间时，则判定该气压变化事件为真实气压衰减变化，并进行保留。

17、具体的，所述最短有效持续时间根据待测轮胎的物理参数进行计算，具体包括：

18、根据轮胎容积、最小可检测泄漏对应的有效气路截面积、气体等熵指数以及环境温度，计算气体泄漏时间常数，并根据所述气体泄漏时间常数以及预设的经验修正系数确定所述最短有效持续时间。

19、具体的，所述在经过滤后的有效数据中搜索最佳计算窗口的方法，包括：

20、以固定窗口长度为滑动窗口在所述有效数据上滑动；

21、对每一个滑动窗口内的气压数据，采用基于气体扩散规律的指数衰减模型进行拟合，并计算对应的拟合优度；

22、选择所述拟合优度最大的滑动窗口作为所述最佳计算窗口。

23、具体的，所述指数衰减模型反映气体经轮胎橡胶层向外扩散而导致气压随时间指数衰减并趋于环境基准气压的规律。

24、具体的，所述基于所述最佳计算窗口内的气压数据计算轮胎的气压损失率的方法，包括：

25、获取所述最佳计算窗口的起始气压与结束气压，并根据所述起始气压与结束气压计算轮胎的气压损失率。

26、具体的，所述根据所述气压损失率生成气密性测试报告的方法，包括：

27、将计算得到的气压损失率与预设的合格阈值进行比较，并根据比较结果判定轮胎气密性是否合格，进而生成轮胎气密性的合格判定结果；

28、生成包含待测轮胎标识、测试时长、气压损失率及合格判定结果的测试报告。

29、根据本发明的第二方面，提供一种轮胎气密性测试数据的自动化处理系统，包括：

30、数据采集模块：用于采集待测轮胎在气密性测试过程中的时序气压数据；

31、识别模块：用于对所述时序气压数据进行动态稳定段识别，确定气压进入稳定衰减阶段的起始时刻，并剔除所述起始时刻之前的过渡数据；

32、异常过滤模块：用于对稳定衰减阶段的数据进行异常波动过滤，剔除由传感器噪声或外部振动引起的瞬态波动；

33、最佳窗口搜索模块：用于在过滤后的有效数据中搜索最佳计算窗口；

34、损失率计算模块：用于基于所述最佳计算窗口内的气压数据计算轮胎的气压损失率；

35、报告生成模块：用于根据所述气压损失率生成气密性测试报告。

36、有益效果：

37、本发明提供了一种轮胎气密性测试数据的自动化处理方法及系统，通过自动采集时序气压数据，并依次执行动态稳定段识别、异常波动过滤、最佳计算窗口搜索及气压损失率计算与报告生成，实现了轮胎气密性测试数据处理的全流程自动化，克服了传统人工处理方式效率低、易出错等技术缺陷，能够自动剔除轮胎充气后因应力松弛导致的不稳定过渡数据，过滤传感器噪声及外部振动引起的瞬态波动，并基于气体扩散规律自动选取最符合轮胎气压衰减特性的计算窗口，从而提高了气压损失率计算的准确性和可靠性，保证了处理结果的一致性和可重复性。