用于自动地显示测量值的方法与流程

用于自动地显示测量值的方法
1.本发明涉及一种用于自动地显示测量值的方法，所述方法具有以下方法步骤：传输由传感器系统检测到的多个测量值组，每个测量值组具有n个变量；确定用于第n变量的显示的光学值范围；以及将所述测量值组的变量1至n-1显示在具有n-1维的坐标系中。
现有技术
2.已知将系统的测量值输入到多维坐标系中，由此清楚地显示测量值。坐标系可具有二维或三维并且可使用笛卡尔坐标或球坐标。
3.例如在专利说明书de 10 2007 046 542 b2中，提出了一种对应的方法。然而，由于在三轴坐标系中表示的限制，每个测量值只能作为三个变量的函数显示。然而，通常期望测量值作为更多的变量的函数显示，例如以使得能够评估测量值的相关性。然而，先前方法不允许这样做。
4.因此，本发明的目的是提供一种用于自动地显示测量值的方法，使得用户可快速且可靠地评价由被监测的系统检测到的测量值的相关性。
5.该目的是借助根据权利要求1的方法来实现。本发明的附加的有利实施方案在从属权利要求中阐明。
6.根据本发明的用于自动地显示测量值的方法具有五个方法步骤：在第一方法步骤中，传输由传感器系统检测到的多个测量值组。特别地，每个测量值组具有n个变量，n个变量中的每一者代表在每种情况下具有不同的物理单位的不同的物理测量变量。
7.在本发明的含义内，测量数据是由传感器系统供应的原始数据和/或基于由传感器系统供应的原始数据来确定的记录值。这种测量数据的示例是体积、能量和时间。测量值组是还具有从传感器系统之外供应的一个或多个相关联值的测量值。同样地和/或另外地，测量值组可以是从测量值确定的特征数。一组度量可以是例如气体的体积、用于压缩该气体的能量、能量的成本和压缩所花费的时间。变量是测量数据、测量值组和/或在传感器系统内和/或外产生的其他值。
8.在第二方法步骤中，定义值范围，其中光学地显示测量值组的第n变量。可通过算法、按照用户规范或通过这两种可能性的组合来自动地确定光学值范围。在第三方法步骤中，将测量值组的第n变量的值变换为在方法步骤2中指定的光学值。在第四方法步骤中，将测量值组的从1至n-1的变量显示在具有n-1维的坐标系中。在第五方法步骤中，将测量值组中的点的光学值与其光学值一起显示。出于本文档的目的，数量n指示大于2、优选地大于3的自然数。
9.根据本发明的方法使得用户能够将n维测量值自动地显示在n-1维坐标系中；另外，第n维被自动地显示为光学值范围。这第一次使得可以示出比坐标系的维度更多的变量的相关性。该方法的优点是其可将完全不同的测量数据放在上下文中并且以图形方式输出数据。特别地，与在仅考虑数据时相比或作为具有较少变量的若干显示的结果，图中的多个变量的图形显示以令人惊讶的方式向用户表明更多的联系。
10.在根据本发明的方法的任选实施方案中，传感器系统包括n个传感器，该n个传感
器中的每一者检测n个变量中的一者和/或从中确定该n个变量中的一者的测量值。
11.在本发明的改进型式中，n＞＝3。因此，特别是可以将具有三个变量(对于n＝3)的测量点显示在二维坐标系中。第三变量被表示为光学值。
12.在本发明的另一个尤其有利的实施方案中，第n变量的光学值范围是亮度和/或颜色编码。借助合适地选择第n变量的在适当位置的值范围来显示第n变量的值。因此，监测传感器系统的系统的第n变量的值可由用户针对与系统的相关性来快速且可靠地检测和分类，例如，对于第n变量的达到或超过系统的临界值的值也是如此。
13.在本发明的另一方面，光学值范围包括至少两个值。例如可定义该值，以此方式使得在颜色编码的情况下，对于第n变量的非临界值，显示第一颜色，并且对于系统的临界值，显示第二颜色。类似地，在亮度编码的情况下，例如，对于临界值，可显示一个亮度，并且对于非临界值，可显示第二亮度。
14.在本发明的另一个有利实施方案中，向测量值组的第n变量的测量值的值范围指派阈值。在本发明的任选改进型式中，也将该阈值变换为光学值。在本发明的另一个实施方案中，在显示中标识变换的阈值。在本发明的任选改进型式中，向测量值组的第n变量的高于阈值的值指派与测量值组的第n变量的低于阈值的值不同的光学值。
15.在本发明的另一个实施方案中，光学值范围包括连续光学值谱。颜色编码便可包括例如光学可见光谱(红色到蓝色)、亮度编码、从黑色到白色的灰度编码或在选定的光谱内的固定间隔。
16.在本发明的另一个实施方案中，显示图例，该图例示出了第n变量的值到光学值范围的值的指派。因此，用户可快速且可靠地在(n-1)维坐标系中辨识第n变量的值。在本发明的任选改进型式中，在图例中标识阈值。
17.在本发明的改进型式中，n＞＝4。因此，特别是可以将具有四个变量(对于n＝4)的测量点显示三维坐标系中。第四变量被显示为光学值。
18.在该方法的任选改进型式中，对于大于4的变量，使用另外的光学值或值范围，诸如显示的点的大小、亮度和颜色梯度的组合、测量点的边界的厚度和测量点的形状(例如，拐角的数量)。
19.在本发明的另一个实施方案中，将测量值组的变量1至n-1显示在三维坐标系中。因此，特别是可以将具有四个变量(对于n＝4)的测量点显示三维坐标系中。第四变量n被显示为光学值。
20.在另一个有利实施方案中，根据用户输入来改变三维坐标系的显示的视角。在坐标系中的测量值的显示被有利地设计，以此方式使得用户可在任何时间改变显示的视角。例如，可以旋转显示和/或放大或缩小(缩放)坐标系的显示，以便突出显示的用户感兴趣的具体区域。
21.在本发明的另一个实施方案中，借助于投影到对应的坐标轴上来将相应的二维值对显示在三维坐标系中。用户可借助于投影到对应的坐标平面上来显示与每个测量值相关联的二维值对。因此，一个变量仅对另一个变量的依赖性可通过投影到xy平面、投影到yz平面和投影到xz平面来表示，并且可被用户快速地掌握。
22.在本发明的另一个实施方案中，将测量值组的点显示在指派给测量值组的第n变量的光学值中的由坐标轴形成的面上。用户可借助于投影到对应的坐标平面上来将与每个
测量值相关联的二维值对与测量值组中的每个点的光学值一起显示。因此，一个变量仅对另一个变量的依赖性可通过投影到xy平面、投影到yz平面和投影到xz平面来表示，并且可被用户快速地掌握。
23.在本发明的另一个实施方案中，确定测量值组与比较值的偏差。该比较值例如可以是由被监测的装置的制造商指定的特性曲线。确定测量值组与该比较值的偏差对于用户来说尤其相关，例如，以便确定由传感器系统监测的装置中的故障或以有成本效益、低能量消耗的操作模式来操作装置。
24.在本发明的尤其有利的实施方案中，第n变量表示与比较值的偏差。确定测量值组与该比较值的偏差对于用户来说尤其相关，例如，以便确定由传感器系统监测的装置中的故障或以有成本效益、低能量消耗的操作模式来操作装置。由于将第n变量显示在光学值范围中，用户可立即且可靠地辨识测量值组与比较值的偏差。
25.在本发明的另一个实施方案中，将比较值显示在坐标系中。以此方式，用户可立即且可靠地辨识测量值组与比较值的偏差。
26.在本发明的另一方面，将比较值在坐标系中显示为线和/或面。取决于坐标系的类型，比较值是线或面。比较值通常在二维坐标系中显示为一维线，而在三维坐标系中显示为面。然而，例如，比较值也可代表在三维坐标系中的一维线，以便显示最高效的操作模式。
27.在本发明的另一个实施方案中，关于测量值组的变量1至n-1中的一者来确定偏差。针对一个或多个变量来确定测量值组与比较值的偏差，并且由此使得用户能够辨识与具体变量的偏差的依赖性。因此，在被监测的装置中发生故障的情况下，用户能够识别或隔离故障的来源。
28.以下将使用附图来更详细地描述本发明的实施方案。如下示出：
29.图1a)二维坐标系，作为两个变量(x、y)的函数的测量值，假定阈值；
30.图1b)二维坐标系，用灰度表示的作为三个变量(x、y、w)的函数的测量值，阈值；
31.图2a)笛卡尔坐标系，用灰度表示的作为四个变量(x、y、z、w)的函数的测量值以及在7天的时间网格中的比较值面(阈值)-视图1；
32.图2b)笛卡尔坐标系，用灰度表示的作为四个变量(x、y、z、w)的函数的测量值以及在7天的时间网格中的比较值面(阈值)-视图2；
33.图3a)笛卡尔坐标系，用灰度表示的作为四个变量(x、y、z、w)的函数的测量值以及在3小时的时间网格中的比较值面-视图1；
34.图3b)笛卡尔坐标系，用灰度表示的作为四个变量(x、y、z、w)的函数的测量值以及在3小时的时间网格中的比较值面(阈值)-视图2；
35.图4a)笛卡尔坐标系，用灰度表示的作为四个变量(x、y、z、w)的函数的测量值以及在1小时的时间网格中的比较值面(阈值)，其中测量值投影到坐标轴的面上-视图1；
36.图4b)笛卡尔坐标系，用灰度表示的作为四个变量(x、y、z、w)的函数的测量值以及在1小时的时间网格中的比较值面(阈值)，其中测量值投影到坐标轴的面上-视图2；
37.图5根据本发明的方法的序列。
38.图1示出了根据本发明的方法的示意性示例性实施方案，传感器系统的测量值1、2、3、4、5、6、7被示出在二维坐标系20中。
39.在该示例性实施方案中，具有三个传感器的传感器系统(该传感器系统监测装置)
提供测量值1、2、3、4、5、6、7，该测量值被显示为在二维坐标系20中的点。在该示例性实施方案中，测量值1、2、3、4、5、6、7由三个变量(y、x、z)组成。在该示例性实施方案中，坐标轴被表示为y(x轴)和x(y轴)并且仅用于例示本发明的一般原理。另外，在坐标系20中示出比较值10的曲线。该比较值10例如可以是由被监测的装置的制造商指定的特性曲线。比较值10的曲线是一维曲线，在该示例性实施方案中是连续函数x＝f(y)。
40.在根据本发明的方法的第一方法步骤100中，将传感器数据传输到评估单元。将测量值1、2、3、4、5、6、7自动地变换为在坐标系20中的适当值范围，以便进行显示。为了清楚起见，该变换也可由用户在任何时间进行并且还可随后进行，以便调适坐标系20的显示大小。在根据本发明的方法的第二方法步骤200中，定义变量z的光学值范围，并且在第三方法步骤300中，将变量z变换为该光学值范围。在该示例性实施方案中，变量z代表各个测量值1、2、3、4、5、6、7与比较值10的偏差。光学值范围也可自动地定义和/或由用户定义并且为了清楚起见进行改变；例如，颜色编码是可能的。在第四方法步骤400中，将测量值1、2、3、4、5、6、7在二维坐标系20中各自显示为取决于y和x的符号。在第五方法步骤500中，将测量值1、2、3、4、5、6、7的符号与相应的相关联光学值一起显示。
41.在图1a中，使用两种颜色示出测量值1、2、3、4、5、6、7与比较值10的偏差z：与比较值10的偏差z的值小于或等于0的测量值1、2、3、4、5、6、7以白色示出；偏差z大于0的测量值1、2、3、4、5、6、7以黑色示出。另外，示出了图例30，该图例允许将测量值指派给测量值1、2、3、4、5、6、7的颜色编码或其符号表示。
42.图1b以灰度示出了测量值1、2、3、4、5、6、7与比较值10的偏差z。示出与比较值10的偏差z的值等于(-5)的测量值1、2、3、4、5、6、7也以白色示出；示出其偏差z等于5的测量值1、2、3、4、5、6、7以黑色示出。在这两个极值之间的值1、2、3、4、5、6、7以灰度显示。图例30允许将测量值1、2、3、4、5、6、7指派给变量z的颜色编码。
43.图2示出了使用用于天然气的地下储存设施的根据本发明的方法的示例性实施方案。这些储存设施用于补偿在供应或生产与需求或消费之间的不平衡并且提高供应的可靠性。由于在地下储存设施中的气体通常具有比长距离气体管线更高的压力，因此用压缩机将气体压缩以便供应该气体。
44.在该示例性实施方案中，监测装置的传感器系统提供关于以下项的传感器数据：天然气进入储存设施的馈送速率(变量1，x轴)、压缩的天然气的压缩比(变量2，y轴)和相对能量消耗(变量3，z轴)。另外，传感器系统提供变量4，也就是，能量效率的比较值，即，馈送到储存设施中的每体积气体所需的能量的量，这对于装置的用户来说尤其相关。需要多个传感器来确定相应的测量值，以便从传感器的原始数据确定相应的测量值。在该示例性实施方案中，传感器的数量和来自传感器的测量值大于图形表示中示出的变量的数量。
45.另外，在坐标系20中示出比较值10的曲线。比较值10典型地由被监测的装置的制造商提供并且是馈送速率、压缩比和相对能量消耗的函数。比较值10的曲线是在该三维坐标系20中的二维面。
46.在根据本发明的方法的第一方法步骤100中，将传感器数据传输到评估单元。将测量值1、2、3、4、5、6、7自动地变换为在坐标系20中的适当值范围，以便进行显示。为了清楚起见，该变换也可由用户在任何时间进行并且还可随后进行，以便调适坐标系20的显示大小。在根据本发明的方法的第二方法步骤200中，定义变量4(能量效率的比较值)的光学值范
围，并且在第三方法步骤300中，将变量4变换为该光学值范围。光学值范围也可自动地定义和/或由用户定义并且为了清楚起见进行改变。在第四方法步骤400中，将测量值1、2、3、4、5、6、7在三维坐标系20中各自显示为符号。在第五方法步骤500中，将测量值1、2、3、4、5、6、7与相应的相关联光学值一起显示。在图例30中示出光学值范围以用于将测量值1、2、3、4、5、6、7指派给测量值1、2、3、4、5、6、7的颜色编码或其符号表示。在该示例性实施方案中，光学值范围以灰度显示。具有尤其高的能量效率比较值(＞126％)的测量值1、2、3、4、5、6、7以黑色示出；具有低的能量效率比较值(＜90％)的测量值1、2、3、4、5、6、7以白色示出。能量效率的比较值在所提到的极值之间的测量值1、2、3、4、5、6、7以灰度示出，其中不同的阴影对应于能量效率比较值的相应值(图3a)。
47.就本发明而言，坐标系20不限于笛卡尔坐标系20；也可设想斜角坐标系20或球坐标20。根据本发明，测量值1、2、3、4、5、6、7在坐标系20中的显示被设计为使得用户可在任何时间改变显示的视角。例如，可以旋转显示(图3b)和/或放大或缩小(缩放)显示，以便突出显示的用户感兴趣的具体区域。
48.图3示出了使用用于天然气的地下储存设施的根据本发明的方法的示例性实施方案，其中该方法由用户配置，使得持续地更新由传感器系统传输的测量值1、2、3、4、5、6、7，或者将新的测量值1、2、3、4、5、6、7输入到坐标系20中而没有明显的时间延迟并且以此方式进行显示。因此，该示例性实施方案示出了比先前示例性实施方案显著地更多的测量值1、2、3、4、5、6、7。
49.因此，根据本发明的方法可以为用户光学地准备传感器系统的测量值1、2、3、4、5、6、7，以此方式使得向用户持续地告知被监测的系统的状态，例如，在该示例性实施方案中，特别是在用户通过使更多的能量可用于压缩机来改变变量中的一者的情况下。可看到该改变的效果而没有任何明显的时间延迟。
50.监测装置的传感器系统提供关于以下项的传感器数据：天然气进入储存设施的馈送速率(变量1，x轴)、压缩的天然气的压缩比(变量2，y轴)和相对能量消耗(变量3，z轴)。另外，传感器系统提供变量4，也就是，能量效率的比较值，即，馈送到储存设施中的每体积气体所需的能量的量，这对于装置的用户来说尤其相关。
51.另外，在坐标系20中示出比较值10的曲线。比较值10典型地由被监测的装置的制造商提供并且是馈送速率、压缩比和相对能量消耗的函数。比较值10的曲线是在该三维坐标系20中的二维面。
52.在根据本发明的方法的第一方法步骤100中，将传感器数据传输到评估单元。将测量值1、2、3、4、5、6、7自动地变换为在坐标系20中的适当值范围，以便进行显示。为了清楚起见，该变换也可由用户在任何时间进行并且还可随后进行，以便调适坐标系20的显示大小。在根据本发明的方法的第二方法步骤200中，定义变量4(能量效率的比较值)的光学值范围，并且在第三方法步骤300中，将变量4变换为该光学值范围。光学值范围也可自动地定义和/或由用户定义并且为了清楚起见进行改变。在第四方法步骤400中，将测量值1、2、3、4、5、6、7在三维坐标系20中各自显示为符号。在第五方法步骤500中，将测量值1、2、3、4、5、6、7与相应的相关联光学值一起显示。在图例30中示出光学值范围以用于将测量值1、2、3、4、5、6、7指派给测量值1、2、3、4、5、6、7的颜色编码或其符号表示。在该示例性实施方案中，光学值范围以灰度显示。具有尤其高的能量效率比较值(＞126％)的测量值1、2、3、4、5、6、7以黑
色示出；具有低的能量效率比较值(＜90％)的测量值1、2、3、4、5、6、7以白色示出。能量效率的比较值在所提到的极值之间的测量值1、2、3、4、5、6、7以灰度示出，其中不同的阴影对应于能量效率比较值的相应值(图3a)。
53.根据本发明，在坐标系20中显示测量值1、2、3、4、5、6、7，以此方式使得用户可在任何时间改变显示的视角。例如，可以旋转显示(图3b)和/或缩放显示，以便突出显示的用户感兴趣的具体区域。
54.图4示出了使用用于天然气的地下储存设施的根据本发明的方法的示例性实施方案，其中测量值1、2、3、4、5、6、7的三维值三元组被投影到由坐标轴形成的对应面上。
55.监测装置的传感器系统提供关于以下项的传感器数据：天然气进入储存设施的馈送速率(变量1，x轴)、压缩的天然气的压缩比(变量2，y轴)和相对能量消耗(变量3，z轴)。另外，传感器系统提供对于装置的用户来说尤其相关的变量4，也就是，能量效率的比较值，即，进给到储存设施中的每体积气体所需的能量的量。
56.另外，在坐标系20中示出比较值10的曲线。比较值10典型地由被监测的装置的制造商提供并且是馈送速率、压缩比和相对能量消耗的函数。比较值10的曲线是在该三维坐标系20中的二维面。
57.在根据本发明的方法的第一方法步骤100中，将传感器数据传输到评估单元。将测量值1、2、3、4、5、6、7自动地变换为在坐标系20中的适当值范围，以便进行显示。为了清楚起见，该变换也可由用户在任何时间进行并且还可随后进行，以便调适坐标系20的显示大小。在根据本发明的方法的第二方法步骤200中，定义变量4(能量效率的比较值)的光学值范围，并且在第三方法步骤300中，将变量4变换为该光学值范围。光学值范围也可自动地定义和/或由用户定义并且为了清楚起见进行改变。在第四方法步骤400中，将测量值1、2、3、4、5、6、7在三维坐标系20中各自显示为符号。在第五方法步骤500中，将测量值1、2、3、4、5、6、7与相应的相关联光学值一起显示。在图例30中示出光学值范围以用于将测量值1、2、3、4、5、6、7指派给测量值1、2、3、4、5、6、7的颜色编码或其符号表示。在该示例性实施方案中，光学值范围以灰度显示。具有尤其高的能量效率比较值(＞126％)的测量值1、2、3、4、5、6、7以黑色示出；具有低的能量效率比较值(＜90％)的测量值1、2、3、4、5、6、7以白色示出。能量效率的比较值的在所提到的极值之间的测量值1、2、3、4、5、6、7以对应于它们的能量效率比较值的值的灰度梯度示出(图4a)。
58.用户还可在任何时间改变显示的视角(图4b)；例如，可旋转和/或缩放显示，以便突出显示的用户感兴趣的具体区域。
59.以相同的方式，用户可通过投影到对应的坐标平面上的投影1
′
、2
′
、3
′
、4
′
、5
′
、6
′
、7
′
来显示与每个测量值1、2、3、4、5、6、7相关联的二维值对。在本示例性实施方案中，用户可通过投影到xy平面上来确定储存气体的标准体积对压缩比的依赖性，通过投影到yz平面上来确定作为相对能量消耗的函数的压缩比，并且通过投影到xz平面上来确定作为相对能量消耗的函数的储存气体的标准体积。
60.图5示意性地示出了根据本发明的方法的序列。在第一方法步骤100中，将传感器数据传输到评估单元。将测量值自动地变换为在坐标系20中的适当值范围，以便进行显示。为了清楚起见，该变换也可由用户在任何时间进行并且还可随后进行，以便调适坐标系20的显示大小。在根据本发明的方法的第二方法步骤200中，定义变量z的光学值范围，并且在
第三方法步骤300中，将变量z变换为该光学值范围。光学值范围也可自动地定义和/或由用户定义并且为了清楚起见进行改变；例如，颜色编码是可能的。在第四方法步骤400中，将测量值在二维坐标系20中各自显示为取决于y和x的符号。在第五方法步骤500中，将测量值的符号与相应的相关联光学值一起显示。
61.附图标记说明
62.1、2、3、4、5、6、7测量值组
63.10比较值
64.20坐标系
65.30图例
[0066]1′
、2
′
、3
′
、4
′
、5
′
、6
′
、7
′
投影到坐标面上的测量值组
[0067]
100传输测量值
[0068]
200定义第n变量的光学值范围
[0069]
300将第n变量的值变换为光学值
[0070]
400在坐标系中表示变量1至n-1
[0071]
500表示测量值的光学值。