CN114594801A - 一种用于大气颗粒物在线测量的偏心流量阀的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于大气颗粒物在线测量的偏心流量阀的控制方法，包括有偏心流量阀、直流电机、流量传感器和控制电路板，所述的流量传感器安装在偏心流量阀的出口处，控制电路板根据流量传感器监测的气体流量信息来驱动直流电机带动偏心流量阀转动，调整流量的大小，并通过与目标流量值比较，形成闭环流量控制。本发明中使用的偏心流量阀，由电机控制偏心轴匀速转动，转动一个周期流量从量程的最小值调节到最大值，能够解决颗粒物浓度高时流量达不到目标值的问题，和电磁阀温度过高带来的影响。并且与比例阀相比还可以大大降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及在线检测技术领域，尤其涉及一种用于大气颗粒物在线测量的偏心流量阀的控制方法。
背景技术
颗粒物在线测量过程中，流量控制的精度直接影响颗粒物浓度的精度，流量控制装置的稳定性直接影响颗粒物设备的稳定性。
系统中原来使用的比例电磁阀有一定的使用寿命，并且在寿命后期流量控制精度大大降低。电磁阀使用中反复开合温度很高，当温度达到一定程度会影响电磁阀的性能。如果遇到高浓度颗粒物的天气，比例阀阀门本身的阀门大小会限制流量达不到目标值。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种用于大气颗粒物在线测量的偏心流量阀的控制方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于大气颗粒物在线测量的偏心流量阀的控制方法，包括有偏心流量阀、直流电机、流量传感器和控制电路板，所述的流量传感器安装在偏心流量阀的出口处，控制电路板根据流量传感器监测的气体流量信息来驱动直流电机带动偏心流量阀转动，调整流量的大小，并通过与目标流量值比较，形成闭环流量控制。
偏心流量阀是一种流量可调的限流装置，所述的直流电机转动一周流量从量程的最小值调节到最大值，再从最大值调节到最小值，即流量的调节分为上升段和下降段。
所述的直流电机控制偏心流量阀流量调节到目标值后，流量在目标值保持稳定。
随着颗粒物不断累积，流量逐渐减小，控制电路板实时采集测量流量大小，并选用流量的上升段对流量进行实时调整。
在所述的偏心流量阀的出口端还安装有温度传感器和压力传感器，温度传感器和压力传感器分别与控制电路板连接，分别对气体温度和气体压力进行实时测量，对实际流量进行修正和标况之间的相互转化。
控制电路板除完成整个系统的测量功能外，系统的流量控制也由此电路板完成。控制电路板的AD对流量进行实时采集，检测实际流量与目标流量的差异，并驱动直流电机对偏心流量阀进行微调，直到实际流量与目标流量相同。
流量调整到目标值后，随着颗粒物的不断累积，流量是逐渐减小的。系统要对实际流量进行实时测量，如果实际流量与目标流量的偏差超过允许的误差范围，系统要及时驱动直流电机调整偏心流量阀，实现流量的闭环控制。
本发明的优点是：本发明中使用的偏心流量阀，由电机控制偏心轴匀速转动，转动一个周期流量从量程的最小值调节到最大值，能够解决颗粒物浓度高时流量达不到目标值的问题，和电磁阀温度过高带来的影响。并且与比例阀相比还可以大大降低成本。
附图说明
图1为流量阀装置的正面示意图。
图2为偏心流量阀剖视图。
图3为流量阀的流量曲线示意图。
图4为流量控制流程图。
具体实施方式
如图1、2所示，一种用于大气颗粒物在线测量的偏心流量阀的控制方法，包括偏心流量阀1、直流电机2，流量传感器，控制电路板，所述的偏心流量阀1包括有偏心旋转套3、上座4、主体5、偏心轴6和下座7，所述的上座4、主体5和下座7形成一个腔体，在所述的主体5侧面设有分别与腔体连通的进气孔与出气孔；所述偏心旋转套3位于腔体内，在偏心旋转套3的轴向上设有偏心孔，在偏心孔内连接有偏心轴6，偏心轴6上端伸出上座4，并通过连接轴8与直流电机2连接，偏心轴6通过直流电机2的转动带动偏心旋转套3在腔体内做凸轮运动；样气从进气孔进入腔体，再从出气孔流出，偏心旋转套3通过凸轮运动封堵进气孔，从而控制进气孔进入腔体的气体流量。控制电路板驱动直流电机2转动，调节偏心流量阀阀口的大小，控制电路板通过AD采集流量传感器输出值的大小来测量流量的大小。通过与目标流量值比较，形成闭环流量控制。
偏心流量阀1装置的流量量程范围为0-20L/min。直流电机驱动偏心流量阀转动一周，流量从量程的最小值调节到最大值，再从流量的最大值调节到最小值。如果在采样过程中流量阀位置保持不变，在不断采样过程中，随着颗粒物浓度的逐渐累积，气路的流量是会逐渐减小的。为保证整个采样过程流量不变，就需要不断微调偏心流量阀。
偏心流量阀1在一个转动周期内，流量变化过程分为两段，流量上升段和流量下降段，如图3所示。根据上述系统颗粒物累积流量减小的特性，应该选用流量上升段作为流量调节段。如果选用流量下降段作为流量调节段，在采样过程中流量变小，需要微调偏心流量阀，结果随着微调，流量变得更低，只能等待下一个流量周期继续微调。
在系统采样开始，打开气泵，打开直流电机2控制开关，并实时检测流量的大小，待直流电机带动偏心流量阀运行至流量上升段，开始微调流量阀。直流电机控制开关从常开状态，变为间隔性的打开直流电机，把此成为微调。并实时检测流量大小，如果流量小于16.67L/min，继续不断微调，如果流量大于17L/min，则完全打开直流电机去全速调整流量阀，等待下一个周期。直到调整到流量在16.67L/min允许的误差范围内，停止调整流量。
流量达到目标流量并稳定后，每30s检测比较一次实时流量与目标流量的差值。如果随着颗粒物采集，流量降低，继续微调流量阀到流量达到目标流量允许的误差范围内。如此闭环控制调节直到采样结束。整个流量调节的流程图如图4所示。由于流量阀的流量控制微调段选在流量上升段，在采样过程中，随着流量的减小，只需要在同一个流量调整周期内微调流量阀即可。不需要调整到下一个周期，最大程度的保证整个采样过程中流量的稳定性。
Claims (5)
1.一种用于大气颗粒物在线测量的偏心流量阀的控制方法，其特征在于：包括有偏心流量阀、直流电机、流量传感器和控制电路板，所述的流量传感器安装在偏心流量阀的出口处，控制电路板根据流量传感器监测的气体流量信息来驱动直流电机带动偏心流量阀转动，调整流量的大小，并通过与目标流量值比较，形成闭环流量控制。
2.根据权利要求1所述的一种用于大气颗粒物在线测量的偏心流量阀的控制方法，其特征在于：所述的直流电机转动一周流量从量程的最小值调节到最大值，再从最大值调节到最小值，即流量的调节分为上升段和下降段。
3.根据权利要求1所述的一种用于大气颗粒物在线测量的偏心流量阀的控制方法，其特征在于：所述的直流电机控制偏心流量阀流量调节到目标值后，流量在目标值保持稳定。
4.根据权利要求1所述的一种用于大气颗粒物在线测量的偏心流量阀的控制方法，其特征在于：随着颗粒物不断累积，流量逐渐减小，控制电路板实时采集测量流量大小，并选用流量的上升段对流量进行实时调整。
5.根据权利要求1所述的一种用于大气颗粒物在线测量的偏心流量阀的控制方法，其特征在于：在所述的偏心流量阀的出口端还安装有温度传感器和压力传感器，温度传感器和压力传感器分别与控制电路板连接，分别对气体温度和气体压力进行实时测量，对实际流量进行修正和标况之间的相互转化。
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