CN112558647A - 一种流体智能测控装置及测控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流体智能测控装置及测控方法，属于力学、流体、无机化学和自动化等混合应用技术领域。高效解决流体流量控制精度和智能化程度低难题，采用的技术方案：包括电控背压阀、压力传感器、脉冲式阻尼器、PVC管道、电磁计量泵、数模技术、化学和自动化技术。所述电动电控背压阀与脉冲式阻尼器通过PVC管道相通；所述压力传感器安装在电控背压阀和阻尼器中间的PVC管道中；所述电磁计量泵与阻尼器通过PVC管道相通。

Description

一种流体智能测控装置及测控方法

技术领域

本发明涉及力学、流体、化学和自动化等混合应用技术领域，具体涉及一种流体智能测控装置及测控方法。

背景技术

在流体测控领域，通常单一采用计量泵模式控制不同流体、不同粘度、不同密度时，实际操作过程中控制精度难度极大，特别在高精度要求下，单一采用计量泵，在末端带压情况下，很难实现流量的稳定。常见的方法是在手动背压阀前端加阻尼器稳定压力，但这种方法受弹簧系数、流体粘度、流体密度等因素影响时，流量将发生很大变化。况且计量泵属于脉冲式，无法与流量计配套使用。

在农业灌溉配肥、医药、自动化等领域，现有的电磁流量计计量流量基本以清水为主，当流体性质、粘度和流体密度发生变化时，计量泵单次冲程量将发生变化，该装置可通过流体密度和粘度，通过已建立的数模，采用压力自动调整的方法，实现流量的精准性、稳定性和可靠性。为保证单一采用计量泵，因为流体性质、粘度、密度发生变化时，避免实际流量与需求流量产生不可控误差。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种流体智能测控装置及测控方法，可以实现精准化、智能化和高效率的流体测控效果，高效解决流体测控技术不足造成的精度智能化低的难题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种流体智能测控装置，包括电控背压阀、压力传感器、脉冲式阻尼器、PVC管道、电磁计量泵，所述电控背压阀与脉冲式阻尼器通过PVC管道相通，用于消除管道内液体压力或流量脉动，可起到稳定流体压力和流量；所述压力传感器安装在电控背压阀和阻尼器之间的PVC管道中，用于监测管道内压力；所述电磁计量泵与脉冲式阻尼器通过PVC管道相通。

优选的，所述电控背压阀依据压力信号、流体性质、密度、粘度、数学模型，主控制系统采用PID技术计算匹配压力，并将模拟信号或数字信号传输给电控背压阀控制管道压力，即图2中X和Y的交点即为所需流量。

优选的，所述脉冲式阻尼器置于电控背压阀和电磁计量泵中间，用于消除管道内液体压力或流量脉动，可起到稳定流体压力和流量。

优选的，所述电磁计量泵用于提供流体输送动力和控制流量。

一种流体智能测控方法，该测控方法利用上述的测控配置，包括以下步骤：

步骤一、当确定需求流量时，启动电磁计量泵，根据已建立的流体粘度、密度和数学模型关系，装置通过系统自动计算管道压力，并将模拟信号或数字信号发给电控背压阀；

步骤二、调整脉冲式阻尼器静态压力至管道压力的50-70%；

步骤三、电控背压阀根据压力传感器采集的压力信号，通过PID技术计算，电控背压阀自动匹配上述步骤一中压力值。

步骤四、运行过程中，当受弹簧系数、电磁计量泵流量、脉冲式阻尼器等因素影响时管道内压力发生变化，电控背压阀根据压力传感器采集的压力值，通过PID技术计算，可自动调整至标准状态，保证当管道内径未发生变化时，通过压力保持流量的精准性、稳定性、可靠性和智能化。

步骤五、由于管道口径未变，压力和流量成反比；当测控流体发生变化时，可先测量三组压力和流量，分别用P表示压力，S表示流量，S4表示需求流量，即可算出测控压力，如公式所示：

有益效果：本发明与现有技术的装置别在于：

1、本发明中实现了流体流量的精准性和自动化控制。

2、本发明中实现了可根据流体的粘度、性质、密度等因素影响自动控制流量。

3、本发明中有效建立了流体测控技术工艺标准及测控方法。

4、本发明中实现了流体测控的精准性和测控的高效性，避免了人工手动操作带来的误差，它将把流体测控的精准性和智能化推向更高级的阶段，为流体领域研究开辟新道路。

附图说明

图1为本发明整体原理图。

图2为本发明匹配压力值坐标系图。

图中：流体出口1、电控背压阀2、压力传感器3、脉冲式阻尼器4、PVC管道5、电磁计量泵6、流体入口7。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如图1所示的一种流体智能测控装置，包括电控背压阀2、压力传感器3、脉冲式阻尼器4、管道5、电磁计量泵6，所述电控背压阀2与脉冲式阻尼器4通过管道相通，用于消除管道内液体压力或流量脉动，可起到稳定流体压力和流量；所述压力传感器3安装在电控背压阀2和脉冲式阻尼器4之间的管道5中，用于监测管道内压力，确保检测的压力值波动较小，检测值的精准性；所述电磁计量泵6与脉冲式阻尼器4通过管道5相通，目的是通过电控背压阀2与数模标准压力自动匹配管道压力，当管道口径、流速、流体性质未发生变化时，可通过压力控制的方法，提高流量测控的精准性、可靠性和智能化。

一种流体智能测控方法，该测控方法利用上述的流体智能测控装置，包括以下步骤：

步骤一、当确定需求流量时，启动电磁计量泵6，根据已建立的流体粘度、密度和数学模型关系，通过系统自动计算管道压力，并将模拟信号或数字信号发给电控背压阀2；

步骤二、调整压力传感器3静态压力至管道压力的50-70%；

步骤三、电控背压阀2根据压力传感器3采集的压力信号，通过PID技术计算，电控背压阀2自动匹配上述步骤一中的压力值；

步骤四、运行过程中，当受弹簧系数、电磁计量泵6流量、脉冲式阻尼器4等因素影响时管道内压力发生变化，电控背压阀2根据压力传感器3采集的压力值，通过PID技术计算，可自动调整至标准状态，保证当管道内径未发生变化时，通过压力保持流量的精准性、稳定性、可靠性和智能化；

步骤五、由于管道口径未变，压力和流量成反比；当测控流体发生变化时，可先测量三组压力和流量，分别用P表示压力，S表示流量，S4表示需求流量，即可算出测控压力，如公式所示：

。

在上述步骤3中，匹配压力值由流体智能测控装置通过PID技术计算，该流体经过管道时的压力与已建立的数模计算的标准压力值相同，即如图2所示的X与Y的交点。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种流体智能测控装置，其特征在于，包括电控背压阀、压力传感器、脉冲式阻尼器、管道、电磁计量泵，所述电控背压阀通过管道与脉冲式阻尼器相通，所述压力传感器安装在电控背压阀和脉冲式阻尼器之间的管道内，所述脉冲式阻尼器通过管道与电磁计量泵相通。

2.根据权利要求1所述的流体智能测控装置，其特征在于，所述电控背压阀与脉冲式阻尼器通过管道相连，用于消除管道内液体压力或流量脉动，可起到稳定流体压力和流量。

3.根据权利要求1所述的流体智能测控装置，其特征在于，在电控背压阀和阻尼器之间的管道安装压力传感器，用于监测管道内压力，作为电控背压阀工作依据。

4.根据权利要求1所述的流体智能测控装置，其特征在于，所述电磁计量泵用于提供流体输送动力和控制流量。

5.一种利用上述1-4任意一项的流体智能测控装置的测控方法，实现流体流量控制精度和智能化，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、当确定需求流量时，启动电磁计量泵，根据已建立的流体粘度、密度和数学模型关系，装置通过系统自动计算管道压力，并将模拟信号或数字信号发给电控背压阀；

步骤二、调整脉冲式阻尼器静态压力至管道压力的50-70%；

步骤三、电控背压阀根据压力传感器采集的压力信号，通过PID技术计算，电控背压阀自动匹配上述步骤一中压力值；

步骤四、运行过程中，当受弹簧系数、电磁计量泵流量、脉冲式阻尼器等因素影响时管道内压力发生变化，电控背压阀根据压力传感器采集的压力值，通过PID技术计算，可自动调整至标准状态，保证当管道内径未发生变化时，通过压力保持流量的精准性、稳定性、可靠性和智能化；

步骤五、由于管道口径未变，压力和流量成反比；当测控流体发生变化时，可先测量三组压力和流量，分别用P表示压力，S表示流量，S4表示需求流量，即可算出测控压力，如公式所示：

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