ES2937984T3 - Procedimiento para determinar un parámetro de transporte de fluido - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un método para determinar un parámetro de suministro de fluidos de un dispositivo de suministro de fluidos, en particular para determinar un flujo de volumen, que comprende los pasos de: - determinar elementos de información de excitación para una excitación mecánica de al menos un elemento de suministro de fluidos del dispositivo de suministro de fluidos en al menos una dirección espacial por medio de al menos un primer dispositivo sensor, - proporcionar elementos de información operativa que comprenden al menos un valor de una variable operativa del dispositivo de suministro de fluidos por medio de un dispositivo de suministro, - analizar la proporcionada y elementos de información determinados, - determinar el parámetro de suministro de fluido, en particular el flujo de volumen, del dispositivo de suministro de fluido en base a los elementos de información analizados. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento para determinar un parámetro de transporte de fluido
La invención se refiere a un procedimiento para determinar un parámetro de transporte de fluido, un dispositivo de transporte de fluidos, en particular para determinar un flujo volumétrico. La invención se refiere además a un dispositivo para determinar un parámetro de transporte de fluido, un dispositivo de transporte de fluidos, en particular para determinar un flujo volumétrico.
La invención se refiere además a un sistema de transporte de fluidos.
Aunque la presente invención es generalmente aplicable a cualquier dispositivo de transporte de fluidos, la presente invención se describe con respecto a un ventilador.
Los ventiladores se utilizan de diversas maneras, por ejemplo, en el campo de la ventilación y del aire acondicionado. Para un funcionamiento eficiente y para adaptarse a las condiciones de uso del ventilador, se requiere el conocimiento del estado de funcionamiento actual del ventilador. Por ejemplo, en el caso de un ventilador radial, una curva característica que refleja el rendimiento del ventilador radial sobre el flujo volumétrico transportado desciende desde el punto de operación de carga máxima en ambos lados, es decir, a flujos de volumen más bajos y más altos. Esto da como resultado dos puntos de funcionamiento indistinguibles con respecto al flujo volumétrico con la potencia conocida del ventilador. Por ejemplo, estos se pueden determinar solo de manera muy laboriosa por medio de las condiciones de montaje del ventilador junto con los datos de control para el ventilador para poder sacar conclusiones sobre el flujo volumétrico.
Las publicaciones WO 2017/059897 A1 y DE 19851 523 C1 revelan un procedimiento y un aparato para determinar un parámetro de transporte de fluido, más precisamente, para determinar un flujo volumétrico.
Un objetivo de la presente invención es, por lo tanto, proporcionar un procedimiento para determinar un parámetro de transporte de fluido y un sistema de transporte de fluidos que pueda determinar fácil y confiablemente el punto de operación y, por lo tanto, un transporte de fluido característico del dispositivo de transporte de fluidos. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar una implementación simple y económica. Otra tarea es especificar un procedimiento alternativo y un sistema alternativo de transporte de fluidos.
Según un aspecto de la invención, la presente invención logra los objetivos con un procedimiento para determinar un parámetro de transporte de fluido de un dispositivo de transporte de fluidos, en particular para determinar un flujo volumétrico, que comprende los pasos de
- determinar la información de impulso para un impulso mecánico de al menos un elemento transportador de fluidos del dispositivo transportador de fluidos en al menos una dirección espacial por medio de al menos un primer dispositivo sensor, en donde una o más vibraciones del elemento transportador de fluido se proporcionan como parámetro del impulso mecánico,
- proporcionar información de funcionamiento que comprende al menos un valor de una parámetro de funcionamiento del dispositivo de transporte de fluidos por medio de un dispositivo de suministro,
- analizar la información proporcionada y determinada,
- determinar el parámetro de transporte de fluido, en particular el flujo volumétrico, del dispositivo transportador de fluidos sobre la base de la información analizada.
Según otro aspecto de la invención, la presente invención logra los objetivos con un dispositivo para determinar un parámetro de transporte de fluido de un dispositivo de transporte de fluidos, en particular para determinar un flujo volumétrico, que comprende
- un dispositivo sensor para determinar la información de impulso para un impulso mecánico de al menos un elemento de transporte de fluido del dispositivo de fluido en al menos una dirección espacial, en donde una o más vibraciones del elemento transportador de fluido se proporcionan como parámetro del impulso mecánico,
- un dispositivo de suministro para proporcionar información de funcionamiento, que comprende al menos un valor de un parámetro de funcionamiento del dispositivo de transporte de fluidos, y
- una unidad de cálculo para analizar la información proporcionada y determinada y para determinar el parámetro de transporte de fluido, en particular el flujo volumétrico del dispositivo de transporte de fluidos sobre la base de la información analizada.
En una forma de realización adicional, la presente invención logra los objetivos con un sistema de transporte de fluidos, que comprende
- un dispositivo transportador de fluidos, en particular en forma de ventilador, que tenga al menos un elemento transportador de fluidos, en particular en forma de rueda impulsora, y
- un dispositivo para determinar un parámetro de transporte de fluido del dispositivo de transporte de fluido según una de las reivindicaciones 8-11.
Una de las ventajas logradas es que es posible determinar claramente un punto de funcionamiento u operación con respecto al flujo volumétrico dentro del dispositivo de transporte de fluidos sin mediciones complejas adicionales mediante instrumentos de medición separados. Otra ventaja es que una información de este tipo también puede proporcionarse a un usuario u operador del dispositivo de transporte de fluidos y luego ser utilizada por el mismo. Además, el parámetro determinado de transporte de fluido para controlar y regular el dispositivo de transporte de fluidos y/o para calcular, por ejemplo, la vida útil del dispositivo de transporte de fluidos o similares, se puede utilizar de manera flexible.
Otras características, ventajas y formas de realización adicionales de la invención se describen a continuación o se hacen evidentes gracias a esta descripción.
Según la invención, una o más vibraciones del elemento transportador de fluido se proporcionan como parámetro del impulso mecánico. La ventaja de esto es que por medio de señales de una oscilación del elemento transportador de fluido es posible sacar conclusiones sobre el punto de operación con respecto al flujo volumétrico de una manera simple y al mismo tiempo confiable.
Según un desarrollo ventajoso adicional se mide una amplitud y/o un cambio en una amplitud del parámetro del impulso mecánico. La ventaja de esto es que los valores para el parámetro de la oscilación mecánica se pueden determinar o medir fácilmente.
Según otro desarrollo ventajoso, antes del análisis se lleva a cabo una evaluación de la información operativa por medio de un diagrama característico asentado y/o predeterminado para la información operativa. Con esto se puede vincular de manera fácil y confiable, por medio de un diagrama característico, por ejemplo, el número de revoluciones de una rueda impulsora de un ventilador con la velocidad y el flujo volumétrico de un ventilador.
Según otro desarrollo ventajoso, el dispositivo de transporte de fluidos se proporciona en forma de ventilador, en particular de un ventilador radial, y el elemento transportador de fluido en forma de rueda impulsora del ventilador. Por lo tanto, se puede proporcionar un dispositivo de transporte de fluidos de una manera simple y rentable.
Según otro desarrollo ventajoso, la información de rendimiento del dispositivo de transporte de fluidos, en particular la corriente, el voltaje y/o el consumo de energía y/o el número de revoluciones del dispositivo de transporte de fluidos se proporcionan como información de funcionamiento. La ventaja de esto es, otra vez, que los datos de rendimiento se pueden utilizar como información operativa que generalmente ya está presente como señal. Por lo tanto, se puede omitir un laborioso registro separado de estos parámetros. Al mismo tiempo, se mejora la precisión en la determinación de los parámetros de transporte de fluido.
Según otro desarrollo ventajoso, la información se determina en función del tiempo, en particular cuando se determina un curso temporal de la información respectiva. La ventaja de esto es que se pueden detectar y, si es necesario, promediar pequeñas fluctuaciones en el curso temporal de las parámetros de funcionamiento, por ejemplo, el número de revoluciones de una rueda impulsora, etc., lo que mejora la precisión de la asignación a un punto de operación y, por lo tanto, la determinación del parámetro de transporte de fluido.
Según otro desarrollo ventajoso, los valores se depuran antes del análisis, en particular por medio de una transformada rápida de Fourier. La ventaja de esto es que se puede mejorar el análisis de los valores, lo que mejora la precisión en la determinación del parámetro de transporte de fluido y reduce el esfuerzo de cálculo y memoria.
Según otro desarrollo ventajoso del sistema de transporte de fluidos, está dispuesta una unidad de control que está diseñada para regular el dispositivo de transporte de fluidos por medio de los parámetros característicos de transporte de fluido determinados. De esta manera, se hace posible un funcionamiento particularmente estable y continuo del dispositivo de transporte de fluidos.
Según otro desarrollo ventajoso, el dispositivo sensor comprende un sensor de oscilación y/o el dispositivo de suministro está diseñado para proporcionar información de un aparato de control del dispositivo de transporte de fluidos. La ventaja de esto es la simple provisión de información sobre un impulso mecánico y otras parámetros operativos.
Según otro desarrollo ventajoso, la unidad de cálculo comprende una memoria en la que se almacena al menos un diagrama característico para una o más parámetros operativos del dispositivo de transporte de fluidos y que se diseña para proporcionar al menos un diagrama característico del dispositivo de transporte de fluidos de la unidad de cálculo para determinar el parámetro de transporte de fluido. La ventaja de esto es una provisión simple y rápida de un mapa característico para determinar el parámetro de transporte de fluido.
Otras características y ventajas importantes de la invención resultan de las reivindicaciones dependientes, de los dibujos y de la descripción correspondiente de las figuras por medio de los dibujos.
Se entiende que las características antes mencionadas y las que se explicarán a continuación son utilizables no sólo en la respectiva combinación indicada, sino también en otras combinaciones o en una posición única, sin salirse del
alcance de la presente invención. El alcance de la protección de la invención se define exclusivamente por las reivindicaciones anexas.
Las realizaciones y formas de realización preferidas de la invención se representan en los dibujos y se explican con más detalle en la siguiente descripción, en donde los signos de referencia idénticos se refieren a componentes o elementos idénticos o similares o funcionalmente idénticos.
La Figura 1 muestra en forma esquemática un procedimiento según una forma de realización de la presente invención;
La Figura 2 muestra un diagrama característico de un ventilador radial según una forma de realización de la presente invención y
La Figura 3 muestra características de oscilación para diferentes puntos de operación para el ventilador radial según la Figura 2.
La Figura 1 muestra en forma esquemática un procedimiento según una forma de realización de la presente invención.
En la figura 1 se proporciona información de oscilación 4a e información de potencia 4b y, a partir de una información de número de revoluciones 4c, por ejemplo, de una rueda impulsora de un ventilador, esta se compara con un diagrama característico 3b. La información 4a, 4b, 4c se utiliza para determinar una curva característica 3a, de la cual resulta el flujo volumétrico 2. En detalle, por ejemplo, dependiendo del número de revoluciones 4c conocido en electrónica de motores, se selecciona una curva característica 3a del diagrama característico 3b conocido de un ventilador radial. A partir de un aparato de control del ventilador radial se conoce información sobre la potencia 4b del ventilador radial o la demanda de par de torsión asociado de la rueda impulsora del ventilador radial. Por medio de una correlación conocida específica de la rueda impulsora entre el impulso por oscilación (información de oscilación 4a) y el flujo volumétrico, junto con la curva característica 3a seleccionada, esta se utiliza para determinar un punto de funcionamiento presente actualmente. La información de flujo volumétrico determinada de esta manera se puede utilizar posteriormente, por ejemplo, para regular un flujo de volumen constante.
La Figura 2 muestra un diagrama característico de un ventilador radial según una forma de realización de la presente invención.
En detalle, el diagrama característico de un ventilador radial con palas curvadas hacia atrás se muestra en la Figura 2. Aquí se grafica la potencia 11 del ventilador radial contra el flujo volumétrico 10 para diferentes números de revoluciones m, n2, .... La línea característica por número de revoluciones (rn, n2,...) a partir del punto de carga máxima respectivo disminuye en ambos lados, es decir, hacia flujos de volumen más bajos y más altos. Esto da como resultado dos puntos de operación AP1 y AP2 que son indistinguibles en términos de flujo volumétrico con cada potencia conocida del motor o de ventilador. La diferencia resulta, entre otras cosas, de la resistencia del sistema y, por lo tanto, de la situación de instalación del ventilador radial.
La figura 3 muestra las características de oscilación para diversos puntos de funcionamiento del ventilador radial según la figura 2.
En detalle, en la Fig. 3 se muestra ahora el estado de oscilación presente en los puntos de operación AP1 y AP2 mencionados en la Fig. 2. Este resulta de la interacción de la rueda impulsora y del flujo volumétrico, que representa una masa de impulso. Al analizar la información de oscilación, dependiendo de la geometría individual de la rueda impulsora, se obtiene una característica de la oscilación que se correlaciona con el caudal volumétrico de la rueda impulsora del ventilador radial. Por ejemplo, como se muestra en la Fig. 3a, la señal dependiente del tiempo 13 del sensor de oscilación para los dos puntos de operación AP1, AP2 puede evaluarse con respecto a su amplitud o a la fluctuación de la señal 15. Las señales 13, más precisamente su fluctuación, difieren ostensiblemente para los dos puntos de operación AP1, AP2. Alternativamente, como se muestra en la Fig. 3b, se puede realizar un análisis de señales para identificar rangos de frecuencia característicos 14 con picos de señal 16 para los dos puntos de operación AP1, AP2. La característica de oscilación se puede correlacionar con el flujo volumétrico.
En resumen, al menos una de las formas de realización de la presente invención permite o proporciona al menos una de las siguientes características y/o al menos una de las siguientes ventajas:
• Un ventilador con un dispositivo para determinar su estado de funcionamiento en términos de su potencia y número de revoluciones, y un sensor para analizar su comportamiento de oscilación mecánica.
• Una interrelación de datos de potencia como, por ejemplo, corriente, tensión u otros parámetros de funcionamiento, con la información para el impulso mecánico, más precisamente, una o más oscilaciones del elemento transportador de fluidos como, por ejemplo, amplitudes de oscilación, velocidades de oscilación o una característica en forma de espectro de oscilaciones para crear un punto de funcionamiento definido con respecto al flujo volumétrico o a la diferencia de presión, teniendo en cuenta los diagramas característicos conocidos del ventilador en términos de potencia dependiente del número de revoluciones y del flujo de volumen. Aquí, sobre la base de las señales de un sensor de oscilación, en particular los cambios de trayectoria medidos x, y, z o después de su evaluación, por ejemplo, por medio de transformada rápida de Fourier u otra evaluación de señal, utilizando otras magnitudes conocidas, por
ejemplo, de una unidad de control, las corrientes, la potencia, etc. pueden utilizarse como información y asignar un flujo de masa o volumen.
• Una determinación del flujo volumétrico dentro del motor del ventilador o su unidad de control/regulación sin instrumentos de medición adicionales, principalmente flujo volumétrico, presión o similares. Una posible emisión de la información para el cliente, por ejemplo, flujo volumétrico como parámetro de emisión del lado del usuario.
• La posibilidad de aprovechamiento interno en un sistema de control para regular el ventilador y/o para obtener otros parámetros específicos de operación, por ejemplo, para el cálculo de su vida útil.
Aunque la presente invención ha sido descrita por medio de ejemplos de realización preferidos, esta no se limita a la misma. El alcance de la protección de la invención se define exclusivamente por medio de las reivindicaciones anexas. Lista de signos de referencia
2,10 Flujo volumétrico
3a Línea característica
3b Diagrama característico
4a Información sobre oscilaciones
4b Información sobre potencia
4c Número de revoluciones
AP1, AP2 Punto de operación
11 Potencia
12 Tiempo
13 Trayectoria/desviación
14 Frecuencia
15 Diferencia en deflexión máx./min.
16 Picos
Claims (12)
1. Procedimiento para determinar un parámetro de transporte de fluido (2) de un dispositivo de transporte de fluidos, en particular para determinar un flujo volumétrico, que comprende las etapas de
- determinar la información de impulso para una impulso mecánico (4a) de al menos un elemento transportador de fluidos del dispositivo transportador de fluidos en al menos una dirección espacial por medio de al menos un primer dispositivo sensor, en donde una o más oscilaciones del elemento transportador de fluido se proporcionan como el parámetro del impulso mecánico (4a),
- proporcionar información de funcionamiento que comprende al menos un valor de un parámetro de funcionamiento (4b, 4c) del dispositivo de transporte de fluidos por medio de un dispositivo de suministro,
- analizar la información facilitada y determinada (3a, 3b),
- determinar el parámetro de transporte de fluido (2, 10), en particular el flujo volumétrico, del dispositivo transportador de fluidos sobre la base de la información analizada.
2. Procedimiento de la reivindicación 1, en donde se mide una amplitud y/o un cambio en una amplitud del parámetro del impulso mecánico.
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1-2, en donde antes del análisis se lleva a cabo una evaluación de la información de funcionamiento por medio de un diagrama característico asentado y/o predeterminado (3b) para la información de funcionamiento.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1-3, en donde el dispositivo de transporte de fluido se proporciona en forma de ventilador, en particular un ventilador radial, y el elemento de transporte en forma de rueda impulsora del ventilador.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1-4, en donde la información de potencia (4b) del dispositivo de transporte de fluidos, en particular corriente, voltaje y/o consumo de energía y/o una número de revoluciones (4c) del dispositivo de transporte de fluido se proporciona como información de funcionamiento.
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1-5, en donde la información (4a, 4b, 4c) se determina en función del tiempo, en particular cuando se determina un curso temporal de la información respectiva (4a, 4b, 4c).
7. Procedimiento según la reivindicación 6, en donde la información se prepara antes del análisis, en particular por medio de una transformada rápida de Fourier.
8. Dispositivo para determinar un parámetro de transporte de fluido (2) de un dispositivo de transporte de fluidos, en particular para determinar un flujo volumétrico, que comprende
- un dispositivo sensor para determinar la información de impulso para un impulso mecánico (4a) de al menos un elemento transportador de fluido del dispositivo transportador de fluidos en al menos una dirección espacial, en donde una o más oscilaciones del elemento transportador de fluido se proporcionan como parámetro del impulso mecánico (4a),
- un dispositivo de suministro para proporcionar información de funcionamiento que comprende al menos un valor de un parámetro de funcionamiento (4b, 4c) del dispositivo de transporte de fluidos, y
- una unidad de cálculo para analizar la información proporcionada y determinada (3a, 3b) y para determinar el parámetro de transporte de fluido (2, 10), en particular el flujo volumétrico del dispositivo de transporte de fluidos sobre la base de la información analizada.
9. Dispositivo según la reivindicación 8, en donde está dispuesta una unidad de control que está diseñada para proporcionar señales de control para un dispositivo de transporte de fluidos por medio del parámetro característico determinado de transporte de fluidos.
10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 8-9, en donde el dispositivo sensor comprende un sensor de oscilación y/o el dispositivo de suministro está diseñado para proporcionar información de un aparato de control del dispositivo de transporte de fluidos.
11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 8-10, en donde la unidad de cálculo comprende una memoria en la que se almacena al menos un diagrama característico del dispositivo de transporte de fluidos para uno o más parámetros de funcionamiento (4) y que está diseñada para proporcionar al menos un diagrama característico de la unidad de cálculo para determinar el parámetro de transporte de fluido.
12. Sistema de transporte de fluidos, que comprende
- un dispositivo de transporte de fluidos, en particular en forma de ventilador, que tiene al menos un elemento de transporte de fluidos, en particular en forma de rueda impulsora, y
- un dispositivo para determinar un parámetro de transporte de fluido (2) del dispositivo de transporte de fluidos según una de las reivindicaciones 8-11.
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