CN113944637A - 一种水泵流量控制方法、装置及水泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水泵流量控制方法、装置及水泵。该水泵流量控制方法包括：水泵启动抽水作业后记录工作时间和工作时间内每个时间点对应的水泵驱动信号的占空比；根据占空比与流速对照表查找每个占空比对应的预设流速，占空比与流速对照表为水泵驱动信号的各个占空比与水泵流速的对应关系；由工作时间和预设流速得到工作时间内的水泵流量。本发明通过监测水泵驱动信号的占空比即可得到水泵流量，不需要使用流量传感器，可简化设备并节省成本。
Description
技术领域
本发明涉及水泵领域，更具体地说，涉及一种水泵流量控制方法、装置及水泵。
背景技术
现有技术使用流量传感器监测水泵的出水量，或使用流量传感器和水泵相结合的方式监测水泵的出水量，使用流量传感器会增加设备复杂度，同时也提高生产成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种水泵流量控制方法、装置及水泵。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种水泵流量控制方法，包括下述步骤：
水泵启动抽水作业后记录工作时间和所述工作时间内每个时间点对应的水泵驱动信号的占空比；
根据占空比与流速对照表查找每个所述占空比对应的预设流速，所述占空比与流速对照表为水泵驱动信号的各个占空比与水泵流速的对应关系；
由所述工作时间和所述预设流速得到所述工作时间内的水泵流量。
进一步，在本发明所述的水泵流量控制方法中，在水泵启动抽水作业前对所述占空比与流速对照表进行校准补偿：
所述水泵在水泵驱动信号的预设占空比下工作预设时间；
使用计量工具计量所述预设时间内的出水总量；
由所述出水总量和所述预设时间得到校准补偿值。
进一步，在本发明所述的水泵流量控制方法中，所述根据占空比与流速对照表查找每个所述占空比对应的预设流速包括：根据占空比与流速对照表查找每个所述占空比对应的预设流速，根据所述校准补偿值对所述预设流速进行校准补偿；
所述由所述工作时间和所述预设流速得到所述工作时间内的水泵流量包括：由所述工作时间和校准补偿后的预设流速得到所述工作时间内的水泵流量。
进一步，在本发明所述的水泵流量控制方法中，所述由所述工作时间和所述预设流速得到所述工作时间内的水泵流量包括：
由所述工作时间和所述预设流速得到所述工作时间内的水泵流量，根据所述校准补偿值对所述水泵流量进行补偿。
进一步，在本发明所述的水泵流量控制方法中，所述占空比与流速对照表存储在所述水泵的存储单元中，在控制水泵流量时读取所述占空比与流速对照表；或
所述占空比与流速对照表和所述校准补偿值存储在所述水泵的存储单元中，在控制水泵流量时读取所述占空比与流速对照表和所述校准补偿值。
进一步，在本发明所述的水泵流量控制方法中，所述由所述工作时间和所述预设流速得到所述工作时间内的水泵流量包括：
对所述预设流速和所述工作时间进行积分计算得到所述工作时间内的水泵流量。
进一步，在本发明所述的水泵流量控制方法中，在所述水泵启动抽水作业前接收流量指令；在所述由所述工作时间和所述预设流速得到所述工作时间内的水泵流量之后还包括：
判断所述水泵流量是否达到所述流量指令对应的流量；
若是，则所述水泵停止抽水作业；
若否，则所述水泵继续抽水直至所述水泵流量达到所述流量指令对应的流量。
进一步，在本发明所述的水泵流量控制方法中，所述水泵在抽水作业过程中使用至少两种占空比。
另外，本发明还提供一种水泵流量控制装置，包括：
记录单元，用于在水泵启动抽水作业后记录工作时间和所述工作时间内每个时间点对应的水泵驱动信号的占空比；
查找单元，用于根据占空比与流速对照表查找每个所述占空比对应的预设流速，所述占空比与流速对照表为水泵驱动信号的各个占空比与水泵流速的对应关系；
流量计算单元，用于由所述工作时间和所述预设流速得到所述工作时间内的水泵流量。
另外，本发明还提供一种水泵，所述水泵包括处理器和存储器，所述处理器通信连接所述存储器；
所述存储器中存储有计算机程序；
所述处理器执行所述存储器中的计算机程序以实现如上述的水泵流量控制方法的步骤。
实施本发明的一种水泵流量控制方法、装置及水泵，具有以下有益效果：本发明通过监测水泵驱动信号的占空比即可得到水泵流量，不需要使用流量传感器，可简化设备并节省成本。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例提供的一种水泵流量控制方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种水泵流量控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
在一优选实施例中，参考图1，本实施例的水泵流量控制方法包括下述步骤：
S1、水泵启动抽水作业后记录工作时间和工作时间内每个时间点对应的水泵驱动信号的占空比。具体的，水泵由驱动电机、叶轮、脉冲产生电路和供电电路等部件组成，驱动电机在水泵驱动信号的作用下驱动叶轮转动，使水泵出水。水泵驱动信号为脉冲宽度调制信号(Pulse width modulation，PWM)，该脉冲宽度调制信号是一种电压调制信号，可通过改变信号的占空比来调整脉冲宽度调制信号在驱动电机上的电压。随着水泵驱动信号的占空比的改变，施加在水泵上的驱动电压变化，从而使水泵的出水量发生变化。水泵驱动信号由脉冲产生电路产生，该脉冲产生电路可控制输出水泵驱动信号的占空比，脉冲产生电路可参考现有技术。水泵启动抽水作业后使用计时器进行计时，并记录每个时间点对应的水泵驱动信号的占空比；作为选择，可从脉冲产生电路直接读取每个时间点对应的水泵驱动信号的占空比。可以理解，水泵在抽水作业过程中占空比是不断变化的；作为选择，水泵在抽水作业过程中使用至少两种占空比。
S2、根据占空比与流速对照表查找每个占空比对应的预设流速，占空比与流速对照表为水泵驱动信号的各个占空比与水泵流速的对应关系。具体的，因为水泵驱动信号的每个占空比对应的电压不同，使得作用在驱动电机上的驱动力不同，进而使水泵产生不同流速，并且占空比越大，流速越大；占空比越小，流速越小。占空比与流速对照表需要预先通过实验获得，实验中对水泵施加不同占空比的水泵驱动信号，记录每个占空比的水泵驱动信号作用下水泵的输出流速，将输出流速作为该占空比的预设流速，建立占空比与流速对照表。将占空比与流速对照表存储在水泵的存储单元中，在控制水泵流量时读取占空比与流速对照表。作为选择，为实现出水量更加精确的控制，可提高水泵驱动信号的分辨率，分辨率越高，流速的调节越精确。
S3、由工作时间和预设流速得到工作时间内的水泵流量。具体的，获取工作时间和工作时间内每个时间点的预设流速后，对工作时间内每个时间点的预设流速求和得到工作时间内的水泵流量。作为选择，本实施例使用积分方法来计算水泵流量，积分过程中以工作时间为第一变量，以预设流速为第二变量，工作时间中每个时间点都对应一个预设流速，对预设流速和工作时间进行积分计算得到的面积就是工作时间内的水泵流量。
本实施例通过监测水泵驱动信号的占空比即可得到水泵流量，不需要使用流量传感器，可简化设备并节省成本。
在一些实施例的水泵流量控制方法中，为降低成本及提高生产效率，同一批规格相同的水泵通常使用同一张占空比与流速对照表。但在实际工业生产中，规格相同的水泵也会因生产过程造成细微差别，从而导致不同水泵在相同占空比时的实际流速并不相同，同一占空比时实际流速可能大于预设流速，也可能小于预设流速，这显然会影响流量的精确度。为解决该问题，本实施例在水泵启动抽水作业前对占空比与流速对照表进行校准补偿，具体校准补偿步骤为：水泵在水泵驱动信号的预设占空比下工作预设时间，将水泵出水存储至容器中，使用计量工具计量预设时间内容器中的出水总量，由出水总量和预设时间得到校准补偿值，即将出水总量和预设时间的比值作为校准补偿值。得到校准补偿值后将占空比与流速对照表和校准补偿值存储在水泵的存储单元中，在控制水泵流量时读取占空比与流速对照表和校准补偿值，使用校准补偿值对流量值进行补偿。本实施例通过设置校准补偿值解决参数一致水泵的预设流速不一致问题，既保证生产效率，也能实现每台水泵流量的准确性。
在一些实施例的水泵流量控制方法中，上述实施例中根据占空比与流速对照表查找每个占空比对应的预设流速包括：根据占空比与流速对照表查找每个占空比对应的预设流速，根据校准补偿值对预设流速进行校准补偿，即根据校准补偿值对每个占空比对应的预设流速进行补偿，得到该水泵对应的补偿后的占空比与流速对照表。对应的，由工作时间和预设流速得到工作时间内的水泵流量包括：由工作时间和校准补偿后的预设流速得到工作时间内的水泵流量。作为选择，本实施例使用积分方法来计算水泵流量，以工作时间为第一变量，以补偿后的预设流速为第二变量，工作时间中每个时间点都对应一个预设流速，对补偿后的预设流速和工作时间进行积分计算得到工作时间内的水泵流量。本实施例使用补偿后的占空比与流速对照表计算水泵流量，解决同一批同类型水泵流速不一致问题，实现每台水泵流量的准确性。
在一些实施例的水泵流量控制方法中，上述实施例中由工作时间和预设流速得到工作时间内的水泵流量包括：由工作时间和预设流速得到工作时间内的水泵流量，根据校准补偿值对水泵流量进行补偿。本实施例在使用标准的占空比与流速对照表计算得到水泵流量后，再使用校准补偿值对水泵流量进行补偿，也可解决同一批同类型水泵流速不一致问题，实现每台水泵流量的准确性。
在一些实施例的水泵流量控制方法中，为实现水量的定量输出，在水泵启动抽水作业前接收流量指令，流量指令中包含本次需要输出的流量。使用上述实施例计算水泵实时的水泵流量，在由工作时间和预设流速得到工作时间内的水泵流量之后还包括：判断水泵流量是否达到流量指令对应的流量，若水泵流量达到流量指令对应的流量，则水泵停止抽水作业；若水泵流量还未达到流量指令对应的流量，则水泵继续抽水直至水泵流量达到流量指令对应的流量。本实施例可预先设定出水量，水泵达到出水量后自动停止抽水，实现出水量的自动化控制。
在一优选实施例中，参考图2，本实施例的水泵流量控制装置包括记录单元、查找单元和流量计算单元，以下分别进行说明。
记录单元，用于水泵启动抽水作业后记录工作时间和工作时间内每个时间点对应的水泵驱动信号的占空比。具体的，水泵由驱动电机、叶轮、脉冲产生电路和供电电路等部件组成，驱动电机在水泵驱动信号的作用下驱动叶轮转动，使水泵出水。水泵驱动信号为脉冲宽度调制信号(Pulse width modulation，PWM)，该脉冲宽度调制信号是一种电压调制信号，可通过改变信号的占空比来调整脉冲宽度调制信号在驱动电机上的电压。随着水泵驱动信号的占空比的改变，施加在水泵上的驱动电压变化，从而使水泵的出水量发生变化。水泵驱动信号由脉冲产生电路产生，该脉冲产生电路可控制输出水泵驱动信号的占空比，脉冲产生电路可参考现有技术。水泵启动抽水作业后使用计时器进行计时，并记录每个时间点对应的水泵驱动信号的占空比；作为选择，可从脉冲产生电路直接读取每个时间点对应的水泵驱动信号的占空比。可以理解，水泵在抽水作业过程中占空比是不断变化的；作为选择，水泵在抽水作业过程中使用至少两种占空比。
查找单元，用于根据占空比与流速对照表查找每个占空比对应的预设流速，占空比与流速对照表为水泵驱动信号的各个占空比与水泵流速的对应关系。具体的，因为水泵驱动信号的每个占空比对应的电压不同，使得作用在驱动电机上的驱动力不同，进而使水泵产生不同流速，并且占空比越大，流速越大；占空比越小，流速越小。占空比与流速对照表需要预先通过实验获得，实验中对水泵施加不同占空比的水泵驱动信号，记录每个占空比的水泵驱动信号作用下水泵的输出流速，将输出流速作为该占空比的预设流速，建立占空比与流速对照表。将占空比与流速对照表存储在水泵的存储单元中，在控制水泵流量时读取占空比与流速对照表。作为选择，为实现出水量更加精确的控制，可提高水泵驱动信号的分辨率，分辨率越高，流速的调节越精确。
流量计算单元，用于由工作时间和预设流速得到工作时间内的水泵流量。具体的，获取工作时间和工作时间内每个时间点的预设流速后，对工作时间内每个时间点的预设流速求和得到工作时间内的水泵流量。作为选择，本实施例使用积分方法来计算水泵流量，积分过程中以工作时间为第一变量，以预设流速为第二变量，工作时间中每个时间点都对应一个预设流速，对预设流速和工作时间进行积分计算得到的面积就是工作时间内的水泵流量。
本实施例通过监测水泵驱动信号的占空比即可得到水泵流量，不需要使用流量传感器，可简化设备并节省成本。
在一优选实施例中，本实施例的水泵包括处理器和存储器，处理器通信连接存储器，存储器中存储有计算机程序。处理器执行存储器中的计算机程序以实现如上述实施例的水泵流量控制方法的步骤。本实施例的水泵通过监测水泵驱动信号的占空比即可得到水泵流量，不需要使用流量传感器，可简化设备并节省成本。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员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发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种水泵流量控制方法，其特征在于，包括下述步骤：
水泵启动抽水作业后记录工作时间和所述工作时间内每个时间点对应的水泵驱动信号的占空比；
根据占空比与流速对照表查找每个所述占空比对应的预设流速，所述占空比与流速对照表为水泵驱动信号的各个占空比与水泵流速的对应关系；
由所述工作时间和所述预设流速得到所述工作时间内的水泵流量。
2.根据权利要求1所述的水泵流量控制方法，其特征在于，在水泵启动抽水作业前对所述占空比与流速对照表进行校准补偿：
所述水泵在水泵驱动信号的预设占空比下工作预设时间；
使用计量工具计量所述预设时间内的出水总量；
由所述出水总量和所述预设时间得到校准补偿值。
3.根据权利要求2所述的水泵流量控制方法，其特征在于，所述根据占空比与流速对照表查找每个所述占空比对应的预设流速包括：根据占空比与流速对照表查找每个所述占空比对应的预设流速，根据所述校准补偿值对所述预设流速进行校准补偿；
所述由所述工作时间和所述预设流速得到所述工作时间内的水泵流量包括：由所述工作时间和校准补偿后的预设流速得到所述工作时间内的水泵流量。
4.根据权利要求2所述的水泵流量控制方法，其特征在于，所述由所述工作时间和所述预设流速得到所述工作时间内的水泵流量包括：
由所述工作时间和所述预设流速得到所述工作时间内的水泵流量，根据所述校准补偿值对所述水泵流量进行补偿。
5.根据权利要求2所述的水泵流量控制方法，其特征在于，所述占空比与流速对照表存储在所述水泵的存储单元中，在控制水泵流量时读取所述占空比与流速对照表；或
所述占空比与流速对照表和所述校准补偿值存储在所述水泵的存储单元中，在控制水泵流量时读取所述占空比与流速对照表和所述校准补偿值。
6.根据权利要求1所述的水泵流量控制方法，其特征在于，所述由所述工作时间和所述预设流速得到所述工作时间内的水泵流量包括：
对所述预设流速和所述工作时间进行积分计算得到所述工作时间内的水泵流量。
7.根据权利要求1所述的水泵流量控制方法，其特征在于，在所述水泵启动抽水作业前接收流量指令；在所述由所述工作时间和所述预设流速得到所述工作时间内的水泵流量之后还包括：
判断所述水泵流量是否达到所述流量指令对应的流量；
若是，则所述水泵停止抽水作业；
若否，则所述水泵继续抽水直至所述水泵流量达到所述流量指令对应的流量。
8.根据权利要求1所述的水泵流量控制方法，其特征在于，所述水泵在抽水作业过程中使用至少两种占空比。
9.一种水泵流量控制装置，其特征在于，包括：
记录单元，用于在水泵启动抽水作业后记录工作时间和所述工作时间内每个时间点对应的水泵驱动信号的占空比；
查找单元，用于根据占空比与流速对照表查找每个所述占空比对应的预设流速，所述占空比与流速对照表为水泵驱动信号的各个占空比与水泵流速的对应关系；
流量计算单元，用于由所述工作时间和所述预设流速得到所述工作时间内的水泵流量。
10.一种水泵，其特征在于，所述水泵包括处理器和存储器，所述处理器通信连接所述存储器；
所述存储器中存储有计算机程序；
所述处理器执行所述存储器中的计算机程序以实现如权利要求1至8任一项所述的水泵流量控制方法的步骤。
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