CN105676901B - 一种快速调节云雾控制系统中水气压力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种快速调节云雾控制系统中水气压力的方法，属于地面综合试验自动控制技术领域。步骤为：开启空压机，调节所述总气阀的开度，使得出口气压值达到目标气压值的70％～90％；之后，开启水泵，并设定其水压值为目标水压值；实时采集水泵频率值，当所述水泵频率值由峰值开始下降时，将设置在喷水管道上的回水阀开度设置为第一开度值，当所述水泵频率值继续下降时，在第一开度值的基础上逐步增加开度值，直至所述水泵频率值稳定不变或者回水阀开度值到达100％，最后，当所述水泵频率值稳定后，调节总气阀的开度，使得出口气压值达到目标气压值。通过本发明，解决了快速出水，同时又解决了水泵由于频率过低停止工作和时而有水，时而没有水的问题。

Description

一种快速调节云雾控制系统中水气压力的方法

技术领域

本发明属于地面综合试验自动控制技术领域，具体涉及一种快速调节云雾控制系统中水气压力的方法。

背景技术

云雾喷洒塔作为地面结冰云雾模拟设备，是一套比较复杂的系统工程。主要是为直升机提供云雾喷洒环境。其主要功能是用于对直升机进行悬停/系留状态的旋翼系统防/除冰试验，还有一部分可在地面对发动机进行防除冰试验研究。该系统主要由喷雾设备、水处理系统、气处理系统、测控系统、风机阵和台架等系统组成。水源处理系统提供高压高温纯净水通过管路进入喷雾耙的水腔，气源处理系统提供高压高温空气通过管路进入喷雾耙的气腔，采用气包水的方式进行温度保持。喷嘴与之分别连通，喷射出所需的云雾。云雾控制系统主要参数是液态水含量和平均液滴直径。水含量主要是通过调节喷雾时水气压力及开放的喷嘴数目来调节；平均粒子直径则是通过调节气压、水气压差来调节；云雾的分布通过调整喷嘴的开启位置来调整。

云雾控制系统主要控制的是云雾的参数，而云雾参数主要由水、气压力值决定。对于云雾控制系统而言，输入的是水压、气压，输出则是云雾的参数(液态水含量和平均液滴直径)。水气压力的稳定直接影响云雾参数的稳定。现有技术中，水压和气压都是直接自动控制，由于水压、气压之间相互影响，这样会带来两者都不停地调节，要同时稳定下来需要较长的时间，比较麻烦，也不现实。另外，原先是水压PID自动变频调节。但是会出现在水泵调节的范围过大，从50HZ满负荷工作到0HZ之间来回工作。这对泵的要求就比较苛刻，有些泵在低于5HZ情况下就直接不工作。同时带来另一种不好的现象，在喷雾的过程中，一会有云雾喷出，一会没有云雾喷出。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种快速调节云雾控制系统中水气压力的方法，包括：

S1、获取标定的目标水压值与目标气压值；

S2、开启空压机，调节总气阀，使得所述总气阀输出气压值大于耙口处的出口气压值；

S3、调节所述总气阀的开度，使得出口气压值达到目标气压值的70％～90％；

S4、开启水泵，并设定其水压值为目标水压值，所述水泵的水压为自动PID调节；

S5、实时采集水泵频率值，当所述水泵频率值由峰值开始下降时，将设置在喷水管道上的回水阀开度设置为第一开度值，当所述水泵频率值继续下降时，在第一开度值的基础上逐步增加开度值，直至所述水泵频率值稳定不变或者回水阀开度值到达100％；

S6、当所述水泵频率值稳定后，调节总气阀的开度，使得出口气压值达到目标气压值。

优选的是，所述出口气压值由设定在耙口处的压力传感器测得。

在上述方案中优选的是，在所述步骤S3中，调节所述总气阀的开度，使得出口气压值达到目标气压值的80％。

在上述方案中优选的是，在所述步骤S4中，所述水泵出水口处设置有水压传感器，所述水压传感器连接PID控制器。

在上述方案中优选的是，在所述步骤S5中，所述第一开度值为60％。

在上述方案中优选的是，在所述步骤S5中，所述水泵频率值每下降其峰值的n个百分点时，回水阀的开度值增加m个百分点。

在上述方案中优选的是，所述n为5～20，所述m为5～20。

在上述方案中优选的是，在所述步骤S5中，所述水泵频率值由频率采集设备采集。

本发明的优点：采用水压自动PID调节，气压手动调节，手动和自动相结合的方式从而达到快速控制水气压力值。采用水路PID调节，解决了水路由于水的重力导致的水压差的问题。后续加入回收阀的控制进入到PID全自动控制中。既解决了快速出水，同时又解决了水泵由于频率过低停止工作和时而有水，时而没有水的问题。经试验验证，在对水路进行半自动控制时，水气压力稳定的时间约为5分钟，但是对水气进行全自动的调节后，水气稳定的时间为2分钟，大大提高了水气压力稳定时间。

附图说明

图1为本发明快速调节云雾控制系统中水气压力的方法的一优选实施例的流程图。

图2为图1所示实施例的云雾控制系统水气管路连接示意图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

下面通过实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明提供了一种快速调节云雾控制系统中水气压力的方法，如图1所述，主要包括以下步骤：

S1、获取标定的目标水压值与目标气压值；

S2、开启空压机，调节总气阀，使得所述总气阀输出气压值大于耙口处的出口气压值；

S3、调节所述总气阀的开度，使得出口气压值达到目标气压值的70％～90％；

S4、开启水泵，并设定其水压值为目标水压值，所述水泵的水压为自动PID调节；

S5、实时采集水泵频率值，当所述水泵频率值由峰值开始下降时，将设置在喷水管道上的回水阀开度设置为第一开度值，当所述水泵频率值继续下降时，在第一开度值的基础上逐步增加开度值，直至所述水泵频率值稳定不变或者回水阀开度值到达100％；

S6、当所述水泵频率值稳定后，调节总气阀的开度，使得出口气压值达到目标气压值。

本发明中，所述出口气压值由设定在耙口处的压力传感器测得。

调节所述总气阀的开度，使得出口气压值达到目标气压值的80％。

在所述步骤S4中，所述水泵出水口处设置有水压传感器，所述水压传感器连接PID控制器。

在所述步骤S5中，所述第一开度值为60％。

在所述步骤S5中，所述水泵频率值每下降其峰值的n个百分点时，回水阀的开度值增加m个百分点。

所述n为5～20，所述m为5～20。

在所述步骤S5中，所述水泵频率值由频率采集设备采集。

下面以目标水压是120kpa，气压是250kpa的水气压力快速调节做详细说明。

实施例1：

1)首先开启空压机，调节总气阀，使得气阀前端压力大于耙上的出口压力，优选远大于耙上的出口压力，即出口处气压传感器传回来的压力，比如初始气压即气阀前端压力为800kpa。

2)调整总气阀的开度，使得气阀的压力值在目标气压的80％，即200kpa。

需要说明的是，此时的气压值不使其直接到达250kpa，是因为还没有开水路，水的压力会使得气的压力上升。

3)开启120kpa水路，起动全自动控制。

4)如图2所示，云雾喷洒塔一般有6路水路管道，7-8路气压管道，待6路水压差不大于5kpa时，则认定其水压稳定，具体过程如下：

设定m、n均为20，此时，开启120kpa水路时，水泵频率首先从0升到峰值，假设为50Hz，水流开始由喷嘴向外出水时，水泵的频率会开始下降，当频率采集设备采集到频率低于50Hz时，立即开启回水阀，且回水阀的开度为60％。当水泵频率为40Hz，判断下一刻的水泵频率值。如果比40Hz小，即将回水阀的开度开为80％。继续采集并判断水泵的频率，如果此时频率小于30Hz，即开启100％的回水阀开度，直到水泵频率稳定或者回水阀的开度开为100％。

5)最后手动调节气阀，使得气压最后到达250kpa，则水气压稳定，可以进行相应的喷雾试验。

实施例2：

与实施例1相似，步骤如下：

1)首先开启空压机，调节总气阀，使得气阀前端压力远大于耙上的出口压力，即出口处气压传感器传回来的压力，比如初始气压即气阀前端压力为800kpa。

2)调整总气阀的开度，使得气阀的压力值在目标气压的70％，即175kpa。

需要说明的是，同上述实施例，气压不直接调至250kpa，是因为还没有开水路，水的压力会使得气的压力上升。

3)开启120kpa水路，起动全自动控制。

4)如图2所示，云雾喷洒塔一般有6路水路管道，7-8路气压管道，待6路水压差不大于5kpa时，则认定其水压稳定，具体过程如下：

设定m、n均为10，此时，开启120kpa水路时，水泵频率首先从0升到峰值，假设为50Hz，水流开始由喷嘴向外出水时，水泵的频率会开始下降，当频率采集设备采集到频率低于50Hz时，立即开启回水阀，且回水阀的开度为50％。当水泵频率为45Hz，判断下一刻的水泵频率值。如果比45Hz小，即将回水阀的开度开为60％。继续采集并判断水泵的频率，如果此时频率小于40Hz，即开启70％的回水阀开度，直到水泵频率稳定或者回水阀的开度开为100％。

5)最后手动调节气阀，使得气压最后到达250kpa，则水气压稳定，可以进行相应的喷雾试验。

实施例3：

与实施例1相似，主要包括如下步骤：

1)首先开启空压机，调节总气阀，使得气阀前端压力远大于耙上的出口压力，即出口处气压传感器传回来的压力，比如初始气压即气阀前端压力为800kpa。

2)调整总气阀的开度，使得气阀的压力值在目标气压的90％，即225kpa。

需要说明的是，同上述实施例，此时不直接使气压到达250kpa，是因为还没有开水路，水的压力会使得气的压力上升。

3)开启120kpa水路，起动全自动控制。

4)如图2所示，云雾喷洒塔一般有6路水路管道，7-8路气压管道，待6路水压差不大于5kpa时，则认定其水压稳定，具体过程如下：

设定m为10，n为20，即水泵频率每降低20％时，回水阀开度增加10％，此时，开启120kpa水路时，水泵频率首先从0升到峰值，假设为50Hz，水流开始由喷嘴向外出水时，水泵的频率会开始下降，当频率采集设备采集到频率低于50Hz时，立即开启回水阀，且回水阀的开度为60％。当水泵频率为40Hz，判断下一刻的水泵频率值。如果比40Hz小，即将回水阀的开度开为70％。继续采集并判断水泵的频率，如果此时频率小于30Hz，即开启80％的回水阀开度，直到水泵频率稳定或者回水阀的开度开为100％。

5)最后手动调节气阀，使得气压最后到达250kpa，则水气压稳定，可以进行相应的喷雾试验。

需要说明的是，如需要在试验过程中改变水气压力值，同样是先调节气压，后调节水压。但是由于机械结构的原因，气压一般只能单向调节，从低到高。反过来则不行。停止喷雾即先停止出水，此刻耙上会立即停止出水；为了使管路不被冻住，还得对水路用气进行吹扫，直到水管没有水，最后停止供气。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种快速调节云雾控制系统中水气压力的方法，其特征在于，包括：

S1、获取标定的目标水压值与目标气压值；

S2、开启空压机，调节总气阀，使得所述总气阀输出气压值大于耙口处的出口气压值；

S3、调节所述总气阀的开度，使得出口气压值达到目标气压值的70％～90％；

S4、开启水泵，并设定其水压值为目标水压值，所述水泵的水压为自动PID调节，开启水路时，水泵频率首先从0升到峰值；在水流开始由喷嘴向外出水时，水泵的频率开始下降；

S5、实时采集水泵频率值，当所述水泵频率值由峰值开始下降时，将设置在喷水管道上的回水阀开度设置为第一开度值，当所述水泵频率值继续下降时，在第一开度值的基础上逐步增加开度值，直至所述水泵频率值稳定不变或者回水阀开度值到达100％，所述第一开度值为小于100％的一设定数值；

S6、当所述水泵频率值稳定后，调节总气阀的开度，使得出口气压值达到目标气压值。

2.如权利要求1所述的快速调节云雾控制系统中水气压力的方法，其特征在于：所述出口气压值由设定在耙口处的压力传感器测得。

3.如权利要求1所述的快速调节云雾控制系统中水气压力的方法，其特征在于：在所述步骤S3中，调节所述总气阀的开度，使得出口气压值达到目标气压值的80％。

4.如权利要求1所述的快速调节云雾控制系统中水气压力的方法，其特征在于：在所述步骤S4中，所述水泵出水口处设置有水压传感器，所述水压传感器连接PID控制器。

5.如权利要求1所述的快速调节云雾控制系统中水气压力的方法，其特征在于：在所述步骤S5中，所述第一开度值为60％。

6.如权利要求1所述的快速调节云雾控制系统中水气压力的方法，其特征在于：在所述步骤S5中，所述水泵频率值每下降其峰值的n个百分点时，回水阀的开度值增加m个百分点，其中，所述n为5～20，所述m为5～20。

7.如权利要求1所述的快速调节云雾控制系统中水气压力的方法，其特征在于：在所述步骤S5中，所述水泵频率值由频率采集设备采集。