CN108762319B - 用于汽油机进气阀沉积物模拟试验机的衡重定量泵送装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于汽油机进气阀沉积物模拟试验机的衡重定量泵送装置。该泵送装置包括：瓶体、测量部、泵部件和控制器。其中，测量部用于测量所述瓶体内存储的液体的变化；所述泵部件和所述瓶体连接，用于将所述液体泵送到喷嘴；所述控制器分别与所述测量部和所述泵部件连接，用于根据所述测量部的测量结果控制所述泵部件的转速，使得每次泵送到所述喷嘴的液体的量相同。采用该装置，能够使得泵部件向喷嘴泵送的液体的流量稳定，能够提供试验所需的液体量，不影响试验的总体时间。即使在更换泵部件的泵管后，操作者也无需通过反复试验来校正泵部件的泵送流量。

Description

用于汽油机进气阀沉积物模拟试验机的衡重定量泵送装置

技术领域

本申请涉及自动控制技术领域，特别是涉及一种泵送装置，特别是涉及一种用于汽油机进气阀沉积物模拟试验机的衡重定量泵送装置。

背景技术

在利用汽油机进气阀沉积物模拟试验机进行试验时，需要通过泵部件向喷嘴泵送试验油液。泵部件在运转时，通过电机驱动一组硬质辊子转动，使辊子交替挤压具有弹性的泵管来泵送油液。操作者在试验前，需要确保当前设定的泵部件的转速满足试验时间的要求，即泵部件泵送的油液的流量应保持在某一个特定的范围内，以使得一定容积的油液在规定的时间内刚好通过喷嘴完成喷射。

由于受试验环境、泵管老化状态以及注入油液实际体积变化的影响，每次试验过程中，泵部件泵送的油液流量并不完全相同。这导致了在规定的试验时间内，不同试验的油液喷射时间并不一致，有时甚至会出现喷射时间超出试验规定的时间，导致试验过程不能满足试验方法的要求，从而影响了试验方法的严谨性，对试验结果的重复性及再现性也有一定程度的影响。

发明内容

本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种定量泵送装置，包括：

瓶体；

测量部，用于测量所述瓶体内存储的液体的变化；

泵部件，所述泵部件和所述瓶体连接，用于将所述液体泵送到喷嘴；和

控制器，所述控制器分别与所述测量部和所述泵部件连接，用于根据所述测量部的测量结果控制所述泵部件的转速，使得每次泵送到所述喷嘴的液体的量相同。

采用该装置，能够使得泵部件3向喷嘴泵送的液体的流量稳定，能够提供试验所需的液体量，不影响试验的总体时间。

可选地，所述测量部是称重台，所述瓶体设置在所述称重台上，所述称重台用于测量瓶体内存储的液体的重量变化。

采用该测量台，能够准确测量瓶体中的液体量，为后续的计算和控制提供准确的数据。

可选地，所述测量部是液位传感器、流量计或者计滴器。

可选地，所述泵部件是蠕动泵。

可选地，所述泵部件是自动进样器、注射泵、齿轮计量泵、柱塞计量泵、隔膜计量泵或者叶片计量泵。

可选地，所述测量部和所述控制器之间通过无线网络连接。

可选地，所述控制器根据所述测量部的测量结果控制所述泵部件的转速的步骤包括：

剩余量参数获取步骤：获取当前检测周期中所述瓶体内剩余的液体量和当前剩余的试验时间；

目标流量计算步骤：计算所述泵部件需泵送剩余液体的目标流量；

比例系数计算步骤：获取上一个检测周期所述泵部件泵送的液体流量和上一个检测周期的所述泵部件的转速，计算所述泵部件泵送的液体流量与转速之间的比例系数；和

目标转速确定步骤：确定所述泵部件的目标转速。

采用该控制方法，能够准确计算泵部件的目标转速，从而控制泵部件的电机运转，以便在每个周期泵出定量的液体。

可选地，所述步骤还包括：

转速提示步骤：在所述泵部件的目标转速达到预设的阈值时，发出提示指令。

通过该步骤，操作者能够初步判断泵管失效，而不用等到试验失败才确认，节约了时间成本和人力成本。

可选地，所述控制器包括：

剩余量参数获取模块，其配置为用于获取当前检测周期中所述瓶体内剩余的液体量和当前剩余的试验时间；

目标流量计算模块，其配置为用于计算所述泵部件需泵送剩余液体的目标流量；

比例系数计算模块，其配置为获取上一个检测周期所述泵部件泵送的液体流量和上一个检测周期的所述泵部件的转速，计算所述泵部件泵送的液体流量与转速之间的比例系数；和

目标转速确定模块，其配置为用于确定所述泵部件的目标转速。

可选地，所述控制器还包括：

转速提示模块，其配置为用于在所述泵部件的目标转速达到预设的阈值时，发出提示指令。

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本申请的定量泵送装置的一个实施例的示意图；

图2是根据本申请的定量泵送装置的控制器的控制方法的一个实施例的流程图；

图3是根据本申请的定量泵送装置的控制器的控制方法的另一个实施例的流程图；

图4是根据本申请的定量泵送装置的控制器的一个实施例的框图。

具体实施方式

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。

本申请的实施方案提供了一种定量泵送装置。图1是根据本申请的定量泵送装置的一个实施例的示意图。该泵送装置可以包括：瓶体2、测量部1、泵部件3和控制器(未示出)。其中，测量部用于测量所述瓶体内存储的液体的变化；所述泵部件3和所述瓶体连接，用于将所述液体泵送到喷嘴5；所述控制器分别与所述测量部和所述泵部件3连接，用于根据所述测量部的测量结果控制所述泵部件3的转速，使得每次泵送到所述喷嘴的液体的量相同。

采用该装置，能够使得泵部件3向喷嘴泵送的液体的流量稳定，能够提供试验所需的液体量，不影响试验的总体时间。即使在更换泵部件3的泵管后，操作者也无需通过反复试验来校正泵部件3的泵送流量。

可选地，所述测量部1可以是称重台，称重台也可称为衡重平台。所述瓶体设置在所述称重台上，所述称重台用于测量瓶体内存储的液体的重量变化。称重台上设置有夹持装置，用于固定瓶体。瓶体倾斜放置，瓶体的纵向轴线与水平面呈一定角度。将瓶体设置为与水平面呈一定角度，能够保证瓶体的液体更加彻底地从瓶体中流出。该角度可以通过夹持装置自动调节，或者手动进行调节。可以理解的是，如果瓶体为尖底瓶，则该瓶体的纵向轴线可以与水平面垂直。

采用该测量台，能够准确测量瓶体中的液体量，为后续的计算和控制提供准确的数据。

可选地，所述测量部也可以是液位传感器、流量计或者计滴器中的一个或它们的组合。采用两种以上装置进行测量，将测量结果进行综合，能够确保测量结果的准确性。精密流量计是一种流量计量装置，可以精确地测定输送管路中在一定时间内流过的流体体积或质量。液位传感器用于检测容器内当前液位高度。计滴器用于当管路中的流体以液滴方式输送时，通过统计一定时间内输送的液滴数量来判断当前流量。

瓶体可以用于存储油液，例如，汽油、柴油等，也可以用于存储清洗液，用于清洗管路、泵部件3和喷嘴等。瓶体可以采用不锈钢材料制成。瓶体和泵部件3之间通过管路连接，优选通过软管连接，例如，尼龙管。

可选地，所述泵部件3是蠕动泵。所述泵部件3也采用自动进样器、注射泵、齿轮计量泵、柱塞计量泵、隔膜计量泵、叶片计量泵中的一个或它们的组合。泵部件3和喷嘴5之间通过泵管4连接。

所述测量部和所述控制器之间通过有线网络连接或者无线连接网络连接。所述网络包括但不限于互联网、广域网、城域网、局域网、VPN网络、无线自组织网络(Ad Hoc网络)等。无线连接包括：WIFI、蓝牙等。

采用无线网络连接，能够减少连线数量，便于装置的安装、移动和维护。

所述控制器与泵部件的电机连接，根据所述测量部的测量结果控制所述泵部件3的转速。

工作时，控制器每隔一段固定的时间周期Δt检测衡重平台上的当前剩余的油液质量m_r，并根据上一检测周期泵送的油液质量Δm_p、上一检测周期中的泵转速n_p、试验剩余的泵送时间t_r，按照公式计算得到当前的泵转速n_r，并以n_r为控制目标，驱动泵部件的运转，直至下一个检测周期到来时，重新按上述流程实现泵部件的转速的计算过程。

图2是根据本申请的控制器的控制方法的一个实施例的流程图。所述控制器的控制步骤可以包括：

S11剩余量参数获取步骤：获取当前检测周期中所述瓶体内剩余的液体量m_r和当前剩余的试验时间t_r。

S12目标流量计算步骤：利用下面公式计算所述泵部件3需泵送剩余液体的目标流量q_r。

S13比例系数计算步骤：获取上一个检测周期所述泵部件3泵送的液体流量q_p和上一个检测周期的所述泵部件3的转速n_p，利用下面公式计算所述泵部件3的液体流量和转速之间的比例系数k。

其中，Δt为固定的时间周期，Δm_p为上一检测周期泵送的油液质量。根据泵部件的工作特性曲线，其转速与泵送流量之间存在近似线性关系，因此可以用比例系数表示。

S14目标转速确定步骤：利用下面公式确定所述泵部件3的目标转速。

采用该控制方法，能够准确计算泵部件的目标转速，从而控制泵部件的电机运转，以便在每个周期泵出定量的液体。

可选地，可以设置泵部件的目标转速的合理上限和下限，以防止计算错误或者不合理的计算结果对电机造成的损坏。

每个流量调节周期内，控制器都按照上述步骤调节泵部件的转速，以使得泵部件泵送的液体量相同。本发明可实时监测油液瓶体中液体的泵送状态，并按照目标试验时间不断调整蠕动泵转速，使液体的输送速度满足试验方法的要求。

图3是根据本申请的控制器的控制方法的另一个实施例的流程图。所述控制步骤还可以包括：

S15转速提示步骤：在所述泵部件3的目标转速达到预设的阈值时，发出提示指令。

现有的试验机无法监测泵管的日常试验损耗，泵送流量随泵管的磨损与老化逐渐下降，操作者只能在某次试验失败时才能确认泵管已经失效。本发明根据目标泵送转速的计算结果估计蠕动泵的泵管寿命、判断管路工作状态。由于每次试验时，泵送的油液容积几乎一致，故若泵管老化程度未发生变化，则其泵送流量基本相同；而当泵管老化程度加剧时，为达到同样的泵送流量，泵送装置会提高蠕动泵的转速；而当泵送转速接近设定的上限值时，表明此时的泵管即将达到寿命极限，泵管输送油液的能力将无法满足后继试验的要求；当泵送装置检测到这一状态时，即可提示操作者检查泵管状态，在泵管完全失效前及时将其替换。通过该步骤，操作者能够初步判断泵管失效，而不用等到试验失败才确认，节约了时间成本和人力成本。

图4是根据本申请的控制器的一个实施例的框图。可选地，所述控制器可以包括：

剩余量参数获取模块11，其配置为用于获取当前检测周期中所述瓶体内剩余的液体量m_r和当前剩余的试验时间t_r；

目标流量计算模块12，其配置为用于计算所述泵部件3需泵送剩余液体的目标流量q_r；

比例系数计算模块13，其配置为用于获取上一个检测周期所述泵部件3泵送的液体流量q_p和上一个检测周期的所述泵部件3的转速n_p，利用上面公式计算所述泵部件3的液体流量和转速之间的比例系数k；和

目标转速确定模块14，其配置为用于确定所述泵部件3的目标转速。

参见图4，所述控制器还可以包括：转速提示模块15，其配置为用于在所述泵部件3的目标转速达到预设的阈值时，发出提示指令。

本发明公开的定量泵送装置能够有效抑制因试验环境、管路状态以及注入油液实际体积变化而造成的油液喷射时间不准确的问题，提高了试验的成功率；更换泵部件的泵管后，泵部件泵送流量时无需人为校准即可满足试验要求，省去了原有的流量校准工作，提高了设备的易用性；通过对泵部件的转速的计算和与阈值的比较能够实现对泵管使用寿命的检测，提高了设备的任务可靠性。

在上述实施例中，控制器中各个步骤获模块可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、获取其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种定量泵送装置，包括：

瓶体；

测量部，用于测量所述瓶体内存储的液体的变化；

泵部件，所述泵部件和所述瓶体连接，用于将所述液体泵送到喷嘴；和

控制器，所述控制器分别与所述测量部和所述泵部件连接，用于根据所述测量部的测量结果控制所述泵部件的转速，使得每次泵送到所述喷嘴的液体的量相同；

所述控制器的控制步骤可以包括：

剩余量参数获取步骤：获取当前检测周期中所述瓶体内剩余的液体量m_r和当前剩余的试验时间t_r，

目标流量计算步骤：利用下面公式计算所述泵部件需泵送剩余液体的目标流量q_r，

比例系数计算步骤：获取上一个检测周期所述泵部件泵送的液体流量q_p和上一个检测周期的所述泵部件的转速n_p，利用下面公式计算所述泵部件的液体流量和转速之间的比例系数k，

其中，Δt为固定的时间周期，Δm_p为上一检测周期泵送的油液质量，

目标转速确定步骤：利用下面公式确定所述泵部件的目标转速，

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测量部是称重台，所述瓶体设置在所述称重台上，所述称重台用于测量瓶体内存储的液体的重量变化。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测量部是液位传感器、流量计或者计滴器。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述泵部件是蠕动泵。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述泵部件是自动进样器、注射泵、齿轮计量泵、柱塞计量泵、隔膜计量泵或者叶片计量泵。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测量部和所述控制器之间通过无线网络连接。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述步骤还包括：

转速提示步骤：在所述泵部件的目标转速达到预设的阈值时，发出提示指令。

8.一种定量泵送装置，其特征在于，包括：

瓶体；

测量部，用于测量所述瓶体内存储的液体的变化；

泵部件，所述泵部件和所述瓶体连接，用于将所述液体泵送到喷嘴；和

控制器，所述控制器分别与所述测量部和所述泵部件连接，用于根据所述测量部的测量结果控制所述泵部件的转速，使得每次泵送到所述喷嘴的液体的量相同，所述控制器包括：

剩余量参数获取模块，其配置为用于获取当前检测周期中所述瓶体内剩余的液体量m_r和当前剩余的试验时间t_r，

目标流量计算模块，其配置为利用下面公式计算所述泵部件需泵送剩余液体的目标流量q_r，

比例系数计算模块，其配置为获取上一个检测周期所述泵部件泵送的液体流量q_p和上一个检测周期的所述泵部件的转速n_p，利用下面公式计算所述泵部件的液体流量和转速之间的比例系数k，

其中，Δt为固定的时间周期，Δm_p为上一检测周期泵送的油液质量；和目标转速确定模块，其配置为利用下面公式确定所述泵部件的目标转速，

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述控制器还包括：

转速提示模块，其配置为用于在所述泵部件的目标转速达到预设的阈值时，发出提示指令。

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