CN112384702B - 用于求取流体输送参量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于求取流体输送设备的流体输送参量的方法，特别是用于求取体积流量，方法包括以下步骤：‑借助至少一个第一传感器装置求取激励信息，该激励信息用于沿至少一个空间方向对流体输送设备的至少一个流体输送元件的机械激励，‑借助提供装置提供运行信息，运行信息包括流体输送设备的运行变量的至少一个值，‑对所提供和所求取的信息进行分析，‑基于所分析的信息求取流体输送设备的流体输送参量，特别是体积流量。

Description

用于求取流体输送参量的方法

技术领域

本发明涉及一种用于求取(确定)流体输送设备的流体输送参量(特征参数)、尤其是用于求取体积流量的方法。

本发明还涉及一种用于求取流体输送设备的流体输送参量、尤其是用于求取体积流量的装置。

本发明涉及一种流体输送系统。

虽然本发明可普遍应用于任何流体输送设备，但是将参照风扇或通风装置来描述本发明。

背景技术

风扇或通风装置以多种方式使用，例如在通风和空调技术领域中。为了高效运行且为了与通风装置的使用条件相适应，需要了解通风扇的当前运行状态。因此，例如在径流式风扇中，反映径流式风扇的关于所输送的体积流量的功率的特性(曲)线从最高负荷工作点双侧地下降，即下降到更低和更高的体积流量。由此在已知风扇功率的情况下相应产生在体积流量方面不可区别的两个工作点。这例如根据风扇的安装情况连同风扇的控制数据一起仅能非常耗费地求取，从而然后能推断出体积流量。

发明内容

因此，本发明的任务是，提出一种用于求取流体输送参量的方法和一种流体输送系统，它们能够简单且可靠地求取工作点并由此求取流体输送设备的流体输送参量。本发明的另一目的是提供一种简单且低成本的实现方式。另一任务是，提出一种替代的方法和一种替代的流体输送系统。

在一种实施形式中，本发明利用一种用于求取流体输送设备的流体输送参量、尤其是用于求取体积流量的方法来解决所述任务，所述方法包括以下步骤：

-借助至少一个第一传感器装置求取激励信息，用于沿至少一个空间方向机械激励流体输送设备的至少一个流体输送元件，

-借助提供装置提供包括流体输送设备的运行变量(运行参数)的至少一个值的运行信息，

-分析所提供的和所求取的信息，

-基于所分析的信息求取流体输送设备的流体输送参量(流体输送特征参数)、特别是体积流量。

在另一实施形式中，本发明用借助一种用于对流体输送设备的流体输送参量进行求取、尤其是用于对体积流量进行求取的装置来解决所述任务，所述装置包括：

-传感器装置，用于求取激励信息，该激励信息用于沿至少一个空间方向对流体设备的至少一个流体输送元件的机械激励，

-用于提供运行信息的提供装置，包括流体输送设备的运行变量(运行参数)的至少一个值，和

-计算单元，用于分析所提供和所求取的信息并且基于所分析的信息求取流体输送参量，特别是流体输送设备的体积流量。

在另一实施形式中，本发明借助一种流体输送系统实现上述目的，所述流体输送系统包括：

-流体输送设备，尤其是呈通风装置形式的流体输送设备，其具有至少一个流体输送元件，尤其是呈叶轮形式的流体输送元件，以及

-用于求取流体输送设备的流体输送参量的装置。

由此实现的优点之一是，能够在没有通过单独的测量装置进行的附加的、耗费的测量的情况下明确(单义地)求取关于在流体输送设备之内的体积流量的运行点或工作点。另一个优点是，这种信息也可以提供给流体输送设备的使用者或操作者并且之后由他们使用。此外，所求取的流体输送参量可以以灵活的方式用于控制和调节流体输送设备和/或也用于计算例如流体输送设备的使用寿命等。

本发明的其它特征、优点和其它实施形式在下文中进行描述或者将由此变得明了。

根据一种有利的改进方案，提供流体输送元件的一个或多个振动作为机械激励的变量。由此优点是，根据流体输送元件的振动的信号，能够以简单并同时可靠的方式推断关于体积流的运行点。

根据另一种有利的改进方案，测量机械激励的变量的幅度和/或幅度的变化。由此有利的是，能够以简单的方式求取或测量出机械振动的变量(参数)的值。

根据另一有利的改进方案，在分析之前根据储存的和/或事先求取的运行信息的特性曲线族(特性曲线区)对运行信息进行评估。因此，可以以简单且可靠的方式根据特性曲线族，将例如通风装置的叶轮的转速与通风装置的功率和体积流量相关联。

根据另一有利的改进方案，流体输送设备以通风装置、尤其是径流式通风装置的形式提供，并且流体输送元件以通风装置的叶轮的形式提供。由此，能以简单且低成本低的方式提供流体输送设备。

根据另一有利的改进方案，提供流体输送设备的功率信息，尤其是流体输送设备的流量、压力和/或能量消耗和/或转速作为运行信息。由此优点又是，可以将通常已经作为信号存在的功率数据用作运行信息。因此可以取消对这些变量的昂贵的单独探测。同时，在求取流体输送参量时的精度得以改善。

根据另一有利的改进方案，取决于时间地求取信息，尤其是求取相应的信息的时间变化曲线。由此的优点是，可以识别运行变量(运行参数)、例如叶轮的转速等的时间变化曲线中的小振荡并且必要时可以从中取平均值，这改善了与运行点的配属关系的精度且因此改善了对流体输送参量的求取。

根据另一有利的改进方案，在分析之前、尤其借助快速傅里叶变换对值进行处理。由此优点是，由此可以改善对值的分析，这改善了在求取流体输送参量时的精度并且降低了计算耗费以及储存耗费。

根据系统的另一有利的改进方案，布置有调节单元，调节单元构造成根据所求取的流体输送参量来调节流体输送设备。以此方式实现了流体输送设备特别稳定的且连续的运行。

根据另一有利的改进方案，传感器装置具有振动传感器，和/或提供装置构造为提供流体输送设备的控制装置的信息。由此优点是，简单地提供关于机械激励和其它运行变量的信息。

根据另一有利的改进方案，计算单元包括储存器，在储存器中储存有用于流体输送设备的一个或多个运行变量的至少一个特性曲线族，并且储存器构造为用于将流体输送设备的至少一个特性曲线族提供给计算单元，以供求取流体输送参量。其优点是简单且快速地提供用于求取(确定)流体输送参量的特性曲线族。

应理解的是，在不离开本发明的范围的情况下，上文中提到的特征和下列还要阐释的特征不仅能以相应地说明的组合，而且以其它组合或单独地使用。

附图说明

在附图中示出了本发明的优选的实施方式和实施形式，并且在下面的说明中对其进行详细地阐释，其中，相同的附图标记表示相同或相似或功能相同的部件或元件。

附图中示出：

图1以示意图形式示出了根据本发明的实施形式的方法；

图2示出了根据本发明的一实施形式的径流式风扇的特性曲线族，并且

图3为根据图2的径流式风扇的不同工作点的振动特征。

具体实施方式

图1以示意图性形式示出了根据本发明实施形式的方法。

在图1中，提供了振动信息4a和功率信息4b，并且从例如来自通风装置的叶轮的转速4c出发，将转速信息借助特性曲线族3b进行校正(补偿)。然后，将振动信息4a、功率信息4b、转速4c用于求取特性(曲)线3a，然后从中得出体积流量2。详细地，根据马达电子器件中已知的转速4c，从径流式风扇的已知的特性曲线族3b中选择特性线3a。从径流式风扇的控制装置中在此获知关于径流式风扇的功率信息4b或由此随之出现的径流式风扇的叶轮的转矩需求的信息。基于振动激励(振动信息4a)和体积流量的、叶轮特定的已知的关联，将其与所选的特性线3a结合使用，从而求取(确定)当前存在的工作点。以这种方式确定的体积流量信息随后可以例如用于调节恒定的体积流量。

图2示出根据本发明的一实施形式的径流式风扇的特性曲线族。

图2示中详细出了具有回弯的叶片的径流式风扇特性曲线族。在此针对不同的转速n₁、n₂、...，将径流式风扇的功率11关于体积流量10作图。从相应的最大载荷点出发，每个转速(n₁、n₂、...)的特性(曲)线在两侧上下降，即下降到较低的体积流量和较高的体积流量。由此，在对应已知的马达功率或风扇功率的情况下，产生相应两个工作点AP1和AP2，这两个工作点在体积流量方面无法区分。差异主要是由设备阻力以及由此由径流式风扇的安装情况引起的。

图3示出了根据图2的径流式风扇的不同工作点的振动特征。

现在，在图3中详细示出了在图2中提到的工作点AP1和AP2中存在的振动状态。这是由于叶轮和体积流量的相互作用而产生的，体积流量代表了激励的质量。在分析振动信息时，根据各个叶轮的几何形状，获得了与径流式风扇的叶轮的体积通过量相关联的振动的特征。例如，如图3的a图所示，可以针对两个工作点AP1、AP2关于它们的幅度或信号振荡15来评估振动传感器的取决于时间的信号13。在此，对于两个工作点AP1、AP2，信号13、更确切地说是该信号的振荡有很大不同。替代地，如图3的b图中所示，可以执行信号分析，从而识别具有针对两个工作点AP1、AP2的信号峰值16的特征频率范围14。然后可以将振动特征与体积流量相关联。

综上所述，本发明的至少一个实施形式实现了或提供了以下特征中的至少一项和/或以下优点中的至少一个：

·风扇，具有用于求取关于其功率和转速的运行状态的装置以及用于分析其机械振动行为的传感器。

·功率数据(例如流量、压力或其它运行参量)与机械激励信息(例如振动幅度、振动速度或呈振动频谱形式的特征)之间的关联，以在考虑到风扇关于与转速相关的功率和体积流量的已知特征曲线族的情况下针对体积流量或压力差产生定义(限定)的运行点。在此，基于振动传感器的信号，特别是所测量的路径改变x、y、z，或者在对其进行评估之后，例如能够通过快速傅立叶变换或其它信号评估，在使用其它已知变量，例如来自控制设备的已知变量的情况下，将流量、功率等用作信息，并且配属(分配)有质量或体积流量。

·在没有附加的测量装置的情况下求取风扇马达或其控制单元/调节单元内的体积流量，特别是体积流量、压力等。给到客户的可能的信息输出是例如作为使用者方给出参数的体积流量。

·控制(部)内部用来调节风扇的可能性和/或获得其它运行特定的参数的可能性，例如：用于计算其使用寿命。

尽管已经根据优选的实施例描述了本发明，但是本发明不限于此，而是可以以多种方式进行改型。

附图标记列表

2,10体积流量

3a特性(曲)线

3b 特性曲线族

4a 振动信息

4b 功率信息

4c 转速

AP1,AP2工作点

11 功率

12 时间

13路径/偏转

14频率

15最大偏转/最小偏转的差异

16峰/尖峰。

Claims (18)

1.用于求取流体输送设备的流体输送参量的方法，所述方法包括以下步骤：

-借助至少一个第一传感器装置求取激励信息，所述激励信息用于沿至少一个空间方向所述流体输送设备的至少一个流体输送元件的机械激励，其中，将所述流体输送元件的一个或多个振动作为所述机械激励的变量提供，

-借助提供装置提供运行信息，所述运行信息包括所述流体输送设备的运行变量的至少一个值，

-对所提供和所求取的信息进行分析，

-基于所分析的信息求取所述流体输送设备的流体输送参量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流体输送参量是体积流量。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述机械激励的所述变量的幅度和/或幅度的变化进行测量。

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述分析之前，根据用于所述运行信息所储存的和/或先前求取的信息中的特性曲线族(3b)来评估所述运行信息。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流体输送设备以通风装置的形式提供，并且输送元件以所述通风装置的叶轮的形式提供。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通风装置是径流式通风装置。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流体输送设备的功率信息(4b)作为所述运行信息提供。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述功率信息(4b)是所述流体输送设备的流量、压力和/或能量消耗和/或转速(4c)。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，取决于时间地来求取所述机械激励、所述功率信息(4b)、所述转速(4c)。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，取决于时间地来求取相应的所述机械激励、所述功率信息(4b)、所述转速(4c)的时间变化曲线。

11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，在所述分析之前对所述机械激励、所述功率信息(4b)、所述转速(4c)进行处理。

12.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，在所述分析之前对所述机械激励、所述功率信息(4b)、所述转速(4c)借助快速傅里叶变换进行处理。

13.一种用于求取流体输送设备的流体输送参量的装置，所述装置包括：

-传感器装置，所述传感器装置用于求取用于沿至少一个空间方向的所述流体输送设备的至少一个流体输送元件的机械激励的激励信息，其中，将所述流体输送元件的一个或多个振动作为所述机械激励的变量提供，

-提供装置，用于提供包括所述流体输送设备的运行变量的至少一个值的运行信息，以及

-计算单元，用于对所提供和所求取的信息进行分析，并且用于基于所分析的信息求取所述流体输送设备的流体输送参量。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述流体输送参量是体积流量。

15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，布置有计算单元，所述计算单元构造为根据所求取的所述流体输送参量来提供用于所述流体输送设备的控制信号。

16.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述传感器装置具有振动传感器，和/或所述提供装置构造为提供所述流体输送设备的控制装置的信息。

17.如权利要求13至16中任一项所述的装置，其特征在于，所述计算单元包括储存器，在所述储存器中储存有用于一个或多个运行变量的所述流体输送设备的至少一个特性曲线族，并且所述储存器构造为向所述计算单元提供所述至少一个特性曲线族，用于求取所述流体输送参量。

18.一种流体输送系统，包括:

-具有至少一个流体输送元件的流体输送设备，所述流体输送设备呈通风装置的形式，所述流体输送元件呈叶轮的形式，以及

-如权利要求13至17中任一项所述的用于求取所述流体输送设备的流体输送参量的装置。

Images