CN110333030A - 一种高压清洗机压力监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压清洗机压力监测方法，旨在提供一种压力监测效果好且成本相对较低的水枪压力监测方法，其技术方案要点是包括如下过程获得高压清洗机的泵额定压力与电机的额定电流的比例系数K，并且将该比例系数K作为参考比例系数K输入至微芯片；微芯片连接有电压采样电路及电流采样电路，该电压采样电路采样电机工作过程中的输入的电压模拟信号，该电流采样电路采样电机工作过程中通过电机的电流模拟信号；电压采样电路通过转换模块将采样的电压模拟信号转换成数字信号传输至微芯片，微芯片将数字信号处理并根据泵额定压力与电机额定电流的参考比例系数K换算出压力值，本发明适用高压清洗机技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及高压清洗机技术领域，更确切地说涉及一种高压清洗机压力监测方法。
背景技术
在工业生产领域中使用的各种设备，常常会产生油垢、水垢、结焦、高温聚合物、沉积物、腐蚀物等，它们显著地影响了设备运行效率和安全，清洗它们必不可免。与以往的手工清洗、化学清洗、超声波清洗甚至是喷砂、抛丸等工艺相比，高压水清洗(超高压水清洗)突现了其效率高、范围广、效果好、环保等几大优势。
高压清洗机主要是通过动力装置使高压柱塞泵产生高压水来冲洗物体表面的机器。它能将污垢剥离，冲走，达到清洗物体表面的目的。因为是使用高压水柱清理污垢，所以高压清洗也是世界公认最科学、经济、环保的清洁方式之一。
现有的高压清洗机其水枪压力监测方式通常采用压力传感器来采集水枪的实时压力值，并通过显示模块显示，由于压力传感器的价格较为昂贵，在大批量运用到高压清洗机的生产中，提高了高压清洗机的生产成本，降低的产品的竞争力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种压力监测效果好且成本相对较低的水枪压力监测方法。
本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下过程的一种高压清洗机压力监测方法，包括如下过程：
SS01获得高压清洗机的泵额定压力与电机的额定电流的比例系数K，并且将该比例系数K作为参考比例系数K输入至微芯片；
SS02微芯片连接有电压采样电路及电流采样电路，该电压采样电路采样电机工作过程中的输入的电压模拟信号，该电流采样电路采样电机工作过程中通过电机的电流模拟信号；
SS03电压采样电路通过转换模块将采样的电压模拟信号转换成数字信号传输至微芯片，电流采样电路通过转换模块将采样的电流模拟信号转换成数字信号传输至微芯片；
SS04微芯片将数字信号处理并根据泵额定压力与电机额定电流的参考比例系数K换算出压力值；
SS05微芯片连接有显示模块，微芯片将换算出的压力值通过显示模块显示。
采用以上方式后，本发明的一种高压清洗机压力监测方法，与现有技术相比，具有以下优点：通过首先获得高压清洗机正常工作时泵额定压力P2与电机额定电流I的比例系数作为参考比例系数K，使用时，通过电压采样电路采样的电机工作时的电压，电流采样电路采样电机工作时通过的电流I0，微芯片参考比例系数K换算出实时压力并通过显示模块显示，其压力的监测方式准确可靠，且不需要采用传感器，降低的生产成本，适合广泛推广使用。
作为本发明的一种改进，步骤SS01中包括如下过程，
a.根据高压清洗机的流量、压力及电机功率换算公式(P2为泵的额定压力、Q为泵的额定流量，50为高压清洗机的流量、压力及电机功率换算公式中的常数，P1电机的轴功率)，及电机的输入功率计算公式P3＝U·I(U为电机的额定电压，I为电机的额定电流；P3为电机的输入功率)；
通过电机的轴功率除以η1，由此推算出
进而得出额定压力P2与额定电流I的比例系数K：
b.将计算后的比例系数K输入至微芯片作为参考比例系数K。
作为本发明的一种改进，步骤SS04中包括如下过程，
微芯片依据参考比例系数K，通过计算公式I0·K＝Q0(I0为电流采样电路实时采样通过电机的电流值)计算出泵实时输出的压力值Q0。
所述微芯片连接有信号放大电路，所述信号放大电路与电流采样电路连接。
作为本发明的一种改进，所述电流采样电路采样电机工作过程中通过电机的电流模拟信号，所述电流采样电路包括采样电阻R*，所述采样电阻R*连接在电机的返回回路，所述采样电阻R*采样通过电机的电流，所述电流采样电路输出侧连接有压力信号放大电路，所述压力信号放大电路包括第二运算放大器U2，所述采样电阻R*将采样的电流信号转换成信号电压，并且将信号电压传输至第二运算放大器U2，所述第二运算放大电路U2根据压力与电流的比例关系调整传输至ICL7107芯片的信号电压。
作为本发明的一种改进，所述电压采样电路采样电机两端的电压模拟信号，所述微芯片还连接有报警模块，当所述电压采集电路采集到电压过低无法满足电机的正常工作时，所述微芯片通过报警模块发出报警提示。
附图说明
图1是本发明的执行原理图。
图2是本发明的原理图。
图3是本发明的显示模块电路图。
图4是本发明的电压采样电路图。
图5是本发明的电流采样电路图。
图6是本发明的信号放大电路图。
图7是本发明的供电电源模块电路图。
图8是本发明的负电压产生电路的电路图。
图中所示：1微芯片、2电压采样电路、3电流采样电路、4电机、5显示模块、6信号放大电路、7报警模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
请参阅图1所示，本发明的一种高压清洗机压力监测方法，包括如下过程：
SS01获得高压清洗机的泵额定压力与电机4的额定电流的比例系数K，并且将该比例系数K作为参考比例系数K输入至微芯片1；
SS02微芯片1连接有电压采样电路2及电流采样电路3，该电压采样电路2采样电机4工作过程中的输入的电压模拟信号，该电流采样电路3采样电机4工作过程中通过电机4的电流模拟信号；
SS03电压采样电路2通过转换模块将采样的电压模拟信号转换成数字信号传输至微芯片1，电流采样电路3通过转换模块将采样的电流模拟信号转换成数字信号传输至微芯片1；
SS04微芯片1将数字信号处理并根据泵额定压力与电机4额定电流的参考比例系数K换算出压力值；
SS05微芯片1连接有显示模块5，微芯片1将换算出的压力值通过显示模块5显示。
其中，步骤SS01中包括如下过程，
a.根据高压清洗机的流量、压力及电机4功率换算公式(P2为泵的额定压力、Q为泵的额定流量，50为高压清洗机的流量、压力及电机4功率换算公式中的常数，P1电机4的轴功率)，及电机4的输入功率计算公式P3＝U·I(U为电机4的额定电压，I为电机4的额定电流；P3为电机4的输入功率)；
通过电机4的轴功率除以η1，由此推算出
进而得出额定压力P2与额定电流I的比例系数K：
b.将计算后的比例系数K输入至微芯片1作为参考比例系数K。
步骤SS04中包括如下过程，
微芯片1依据参考比例系数K，通过计算公式I0·K＝Q0(I0为电流采样电路3实时采样通过电机4的电流值)计算出泵实时输出的压力值Q0。
例如：电机4的额定电压U为230v，泵的流量Q为5.6升，电机4的效率η1为65％,参考比例系数当电流采样电路3采样的电流值I0为5A时，根据电流与压力的参考比例系数Q0＝I0·K＝14·5＝90，换算出泵实时输出的压力值为90公斤，(通过柱塞泵的计算公式计算出泵的流量
r为柱塞直径，φd为分度圆直径，α为斜盘角度，n为电机4的转数，η2为泵的效率，i为传动比，Q为水泵的流量，水泵设计完后，Q值一定为泵的额定流量)，工作人员在测定泵的效率时，可用流量计测定泵的实际流量再除以泵的标定值获得泵的效率。
本发明通过首先获得高压清洗机正常工作时泵额定压力P2与电机4额定电流I的比例系数作为参考比例系数K，使用时，通过电压采样电路2采样的电机4工作时的电压，电流采样电路3采样电机4工作时通过的电流I0，微芯片1参考比例系数K换算出实时压力并通过显示模块5显示，其压力的监测方式准确可靠，且不需要采用传感器，降低的生产成本，适合广泛推广使用；电压采样电路2采样的电压值和电流采样电路3采样的电流值I0分别通过显示模块5显示，方便了工作人员直观的了解装置工作时的电压和电流情况，报警模块7用作低电压无法满足电机4的正常工作条件下，提供报警提示，有效避免非正常使用导致的装置损坏提升了装置的使用寿命。
请参阅图2所示，微芯片1还连接有调频模块，调频模块通过驱动电路与电机4连接，微芯片1通过调频模块改变电机4输入端的电压和频率进而对电机4进行调速，实现对电机4的输出功率的控制。
请参阅图4所示，电压采样电路2采样电机4两端的电压模拟信号，微芯片1还连接有报警模块7，当电压采集电路采集到电压过低无法满足电机4的正常工作时，微芯片1通过报警模块7发出报警提示。
请参阅图5-6所示，电机4的输入回路侧连接有采样电阻R*，采样电阻R*输出回路连接有电阻R13；
电流采样电路3中的第二运算放大器U2同相输入端输入采样电阻R*采样的电流信号电压，第二运算放大器的反向输入端通过电阻R16连接有基准电压，第二运算放大器U2输出端连接有电阻R17和电容C10构成的滤波电路；
请参阅图3所示，ICL7107芯片的1号引脚连接有正电源供电端，ICL7107芯片31号引脚连接有参考电压源，且参考电压源与31号引脚之间连接有电位器。
ICL7107芯片将输入的信号电压并且参考压力与电流的关系通过将输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分，将入电压平均值变换成与之成正比的时间间隔，然后利用脉冲时间间隔，进而得出相应的数字性输出驱动数码管显示相应的笔画；
ICL7107芯片将输入电压平均值变换成与之成正比的脉冲时间间隔；
ICL7107芯片设置有计数器和控制逻辑，计数器对反向积分过程的时钟脉冲进行计数控，制逻辑包括控制器、驱动器、分频器、锁存器和译码器；分频器用于来对时钟脉冲进行逐渐分频，得到所需的计数脉冲和7段共阳极数码管公共电极所需的方波信号；译码器将计数器输出的信号译成LED数码管七段笔画组成数字的相应编码；驱动器将译码器输出对应于共阳极数码管七段笔画的逻辑电平变成驱动相应笔画的方波。
请参阅图1和7所示，微芯片1还供电电源模块，供电电源模块包括VIPER12A芯片，交流电源信号输入端输入的电压信号经过二极管D4整流、电容C11滤波后连接在VIPER12A的漏极端，并且通过二极管D7、电容C12滤波后得到的稳压电源连接VIPER12A芯片的VDD端，为其提供工作电压，VIPER12A的FB脚为电压反馈引脚，连接有稳压管构成稳压回路。
请参阅图1和8所示，微芯片1还连接有负电压产生电路，负电压产生电路包括三极管Q1和三极管Q2，三极管Q1和三极管Q2的基极衔接在一起，三极管Q1为PNP型三极管，三极管Q2为NPN型三极管，三极管Q1的入射级连接有5v正电源，5v正电源经过三极管Q1和三极管Q2推挽放大后并通过倍压整流电路获得负电源，并且将负电源输出引脚连接在ICL7107芯片的负电源接入端。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种高压清洗机压力监测方法，其特征在于，包括如下过程：
SS01 获得高压清洗机的泵额定压力与电机(4)的额定电流的比例系数K，并且将该比例系数K作为参考比例系数K输入至微芯片(1)；
SS02 微芯片(1)连接有电压采样电路(2)及电流采样电路(3)，该电压采样电路(2)采样电机(4)工作过程中的输入的电压模拟信号，该电流采样电路(3)采样电机(4)工作过程中通过电机(4)的电流模拟信号；
SS03 电压采样电路(2)通过转换模块将采样的电压模拟信号转换成数字信号传输至微芯片(1)，电流采样电路(3)通过转换模块将采样的电流模拟信号转换成数字信号传输至微芯片(1)；
SS04 微芯片(1)将数字信号处理并根据泵额定压力与电机(4)额定电流的参考比例系数K换算出压力值；
SS05 微芯片(1)连接有显示模块(5)，微芯片(1)将换算出的压力值通过显示模块(5)显示。
2.根据权利要求1的一种高压清洗机压力监测方法，其特征在于：步骤SS01中包括如下过程，
a.根据高压清洗机的流量、压力及电机(4)功率换算公式(P2为泵的额定压力、Q为泵的额定流量，50为高压清洗机的流量、压力及电机(4)功率换算公式中的常数，P1电机(4)的轴功率)，及电机(4)的输入功率计算公式P3＝U·I(U为电机(4)的额定电压，I为电机(4)的额定电流；P3为电机(4)的输入功率)；
通过电机(4)的轴功率除以η1，由此推算出
进而得出额定压力P2与额定电流I的比例系数K：
b.将计算后的比例系数K输入至微芯片(1)作为参考比例系数K。
3.根据权利要求1的一种高压清洗机压力监测方法，其特征在于：步骤SS04中包括如下过程，
微芯片(1)依据参考比例系数K，通过计算公式I0·K＝Q0(I0为电流采样电路(3)实时采样通过电机(4)的电流值)计算出泵实时输出的压力值Q0。
4.根据权利要求1的一种高压清洗机压力监测方法，其特征在于：所述微芯片(1)连接有信号放大电路(6)，所述信号放大电路(6)与电流采样电路(3)连接。
5.根据权利要求1的一种高压清洗机压力监测方法，其特征在于：所述电流采样电路(3)采样电机(4)工作过程中通过电机(4)的电流模拟信号，所述电流采样电路(3)包括采样电阻R*，所述采样电阻R*连接在电机(4)的返回回路，所述采样电阻R*采样通过电机(4)的电流，所述电流采样电路(3)输出侧连接有压力信号放大电路(6)，所述压力信号放大电路(6)包括第二运算放大器U2，所述采样电阻R*将采样的电流信号转换成信号电压，并且将信号电压传输至第二运算放大器U2，所述第二运算放大电路U2根据压力与电流的比例关系调整传输至ICL7107芯片的信号电压。
6.根据权利要求1的一种高压清洗机压力监测方法，其特征在于：所述电压采样电路(2)采样电机(4)两端的电压模拟信号，所述微芯片(1)还连接有报警模块(7)，当所述电压采样电路(2)采集到电压过低无法满足电机(4)的正常工作时，所述微芯片(1)通过报警模块(7)发出报警提示。
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