NO874201L

NO874201L - SYSTEM FOR MEASUREMENT OF FLOW SPEED AND FOR MONITORING OF PRESSURE PUMPS.

Info

Publication number: NO874201L
Application number: NO874201A
Authority: NO
Inventors: Paul Dancer; Jean Moncharmont
Original assignee: Pumptech Nv
Priority date: 1986-10-08
Filing date: 1987-10-07
Publication date: 1988-04-11
Also published as: JPS63105291A; FR2605059B1; DE3769429D1; EP0264148B1; EP0264148A1; BR8705330A; CN87106757A; CN1021129C; SU1556547A3; FR2605059A1; NO874201D0

Abstract

System for måling av strømningshastigheten av fluida som strømmer ut av fortrengningspumper, og sanntidsoverv&kning av disse pumper. Systemet omfatter trykk- og ncrhetssensorer og en mikrodatamaskin. Trykksensorene sender trykket i pumpens utløpskammere til mikrodatamaskinen i form av signaler. Ncrhets-sensorene frembringer en referanse i pumpens operasjonssyklus. Datamaskinen overvåker sensorenes status og behandler dataene som mottas fra sensorene for å overvåke pumpen. Sen sender resultatet via en serie-kommunikasjonsbuss. I tilfelle en feilfunksjon blir en alarm sendt.System for measuring the flow rate of fluids flowing out of displacement pumps, and real-time monitoring of these pumps. The system includes pressure and proximity sensors and a microcomputer. The pressure sensors send the pressure in the pump outlet chambers to the microcomputer in the form of signals. The proximity sensors produce a reference in the pump's operating cycle. The computer monitors the status of the sensors and processes the data received from the sensors to monitor the pump. Then send the result via a serial communication bus. In the event of a malfunction, an alarm is sent.

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår et automatisk system for måling av strømningshastighet og for overvåkning av fortrengningspumper. The present invention relates to an automatic system for measuring flow rate and for monitoring displacement pumps.

Eksisterende systemer er i alminnelighet tilstrekkelige for måling av fluida med minst en konstant karakteristikk. Det er ingen strømnings-måleanordning som uten omkalibrering kan gi nøyaktige målinger for alle typer fluida som kan forventes behandlet av fortrengningspumper. Karakteristikkene for slike fluida kan være høyst variable: de kan ha høy eller lav viskositet, være elektrisk ledende eller isolerende, være med eller uten faste partikler i suspensjon, være flytende eller gassformige etc. Strømningen kan også være laminær eller turbulent. Det er mange strømningsmålere som egner seg for måling av spesifikke fluida, men ingen som vil gi nøyaktige målinger for alle typer fluidum. Den foreliggende oppfinnelse anordner måling av strømningshastigheten for ethvert fluidum fra en fortrengningspumpe. Strømningsformen, enten laminær eller turbulent, påvirker ikke målingsnøyaktigheten. Existing systems are generally sufficient for measuring fluids with at least one constant characteristic. There is no flow measuring device which, without recalibration, can provide accurate measurements for all types of fluids that can be expected to be processed by positive displacement pumps. The characteristics of such fluids can be highly variable: they can have high or low viscosity, be electrically conductive or insulating, be with or without solid particles in suspension, be liquid or gaseous etc. The flow can also be laminar or turbulent. There are many flow meters that are suitable for measuring specific fluids, but none that will provide accurate measurements for all types of fluid. The present invention provides for measuring the flow rate of any fluid from a positive displacement pump. The flow form, whether laminar or turbulent, does not affect the measurement accuracy.

Oppfinnelsen gjør bruk av fortrengningspumpens volumetriske pumpekarakteristikk. En vanlig brukt teknikk er å telle pumpe-slagene, og så multiplisere antallet med det teoretiske volum for hvert slag. Denne målemetoden er nøyaktig så lenge pumpen og pumpingsforholdene er gode. The invention makes use of the displacement pump's volumetric pump characteristic. A commonly used technique is to count the pump strokes, and then multiply the number by the theoretical volume for each stroke. This measurement method is accurate as long as the pump and pumping conditions are good.

Hvis imidlertid ett av disse forholdene forverrer seg blir slike systemer meget unøyaktige. Tenk for eksempel på et ekstremt tilfelle der forholdene er så dårlige at det fluidum som skal pumpes ikke når frem til pumpen. Dette vil ikke hindre pumpen i å gå som om forholdene var normale. Strømningsmålere vil indikere en strømningshastighet som er proporsjonal med pumpens hastighet, skjønt i virkeligheten intet fluidum blir pumpet. En slik indikasjon er fullstendig falsk. Dette er et ekstremt tilfelle, men man møter ofte forhold under hvilke væsker ikke helt fyller kammeret under sugefasen. Under disse forhold er metoden med telling av pumpeslag feilaktig, da det virkelige volum er mindre enn det teoretiske volum som skulle vært pumpet. However, if one of these conditions worsens, such systems become very inaccurate. Consider, for example, an extreme case where the conditions are so bad that the fluid to be pumped does not reach the pump. This will not prevent the pump from running as if conditions were normal. Flow meters will indicate a flow rate that is proportional to the speed of the pump, although in reality no fluid is being pumped. Such an indication is completely false. This is an extreme case, but one often encounters conditions under which liquids do not completely fill the chamber during the suction phase. Under these conditions, the method of counting pump strokes is incorrect, as the real volume is less than the theoretical volume that should have been pumped.

Den foreliggende oppfinnelse bruker teknikken med telling av pumpeslag, og korrigerer den ved å måle det virkelige volum av fluidum som strømmer ut av pumpen. På denne måten oppnår man korrekt måling av strømningshastigheten, uavhengig av pumpingsforholdene eller pumpens tilstand. The present invention uses the pump stroke counting technique and corrects it by measuring the actual volume of fluid flowing out of the pump. In this way, correct measurement of the flow rate is achieved, regardless of the pumping conditions or the condition of the pump.

For å kunne måle volumet av fluidum som virkelig strømmer ut av pumpen, må tilstanden av pumpens hydrauliske del være kjent. Konstant overvåkning av pumpingsforholdene er anordnet. In order to be able to measure the volume of fluid that really flows out of the pump, the condition of the pump's hydraulic part must be known. Constant monitoring of the pumping conditions is arranged.

I tilfelle skade på en ventil og en resulterende lekkasje,In the event of damage to a valve and a resulting leak,

eller om en ventilfjær skulle brekke, ville systemet måle lekkasjen og korrigere strømningshastigheten tilsvarende. Så vidt vites finnes ingen eksisterende systemer som overvåker ved deteksjon og korrigering av lekkasjer i ventiler eller sylinder-hylser. Lekkasjer og fjærbrudd blir vanligvis oppdaget av operatøren på grunn av støy fra pumpen eller vibrasjon i fluidum-linjen. Systemet ifølge denne oppfinnelsen vil utføre en permanent og automatisk overvåkning av slike funksjonsfeil. or if a valve spring were to break, the system would measure the leak and correct the flow rate accordingly. As far as is known, there are no existing systems that monitor the detection and correction of leaks in valves or cylinder sleeves. Leaks and spring breaks are usually detected by the operator due to noise from the pump or vibration in the fluid line. The system according to this invention will perform a permanent and automatic monitoring of such malfunctions.

Overvåkning blir utført av mikro-datamaskinen. Hvis visse parametere når eller overskrider forut bestemte verdier, vil mikro-datamaskinene utføre de nødvendige beregninger til å overvåke korrekt drift av pumpen. Den sjekker sensorene, og sjekker så over flere sykler om en feil foreligger. Hvis feilen blir bekreftet, sender datamaskinen dataene og tar de nødvendige målinger for korrigering av strømningshastigheten. Monitoring is carried out by the micro-computer. If certain parameters reach or exceed predetermined values, the micro-computers will perform the necessary calculations to monitor the correct operation of the pump. It checks the sensors, and then checks over several cycles whether a fault exists. If the error is confirmed, the computer sends the data and takes the necessary measurements to correct the flow rate.

Dataene som blir sendt er i alminnelighet verdiene for strømningshastigheten og for det virkelige væskevolum som strømmer ut av pumpen, og dessuten en verdi som er gitt av en indikator for "pumpingsforhold og pumpens tilstand". Sistnevnte er faktisk pumpens volumetriske effektivitet, d.v.s. forholdet mellom det volum som virkelig blir pumpet og det volum som teoretisk ville bli pumpet under perfekte forhold med en perfekt pumpe. Denne indikatoren er meget nyttig for å observere pumpens reaksjon på forskjellige pumpingsforhold. Operatøren av pumpen vet i sann tid hvor vidt pumpingsforholdene er blitt forbedret eller forverret på grunn av hans aksjoner eller andre aksjoner. Opplysninger om ventillekkasje, fjærbrudd og sensorfeil blir også sendt. The data sent are generally the values of the flow rate and of the actual volume of liquid flowing out of the pump, and also a value given by a "pumping ratio and pump condition" indicator. The latter is actually the volumetric efficiency of the pump, i.e. the ratio between the volume that is actually pumped and the volume that would theoretically be pumped under perfect conditions with a perfect pump. This indicator is very useful for observing the pump's reaction to different pumping conditions. The operator of the pump knows in real time how far the pumping conditions have improved or worsened due to his actions or other actions. Information on valve leakage, spring breakage and sensor errors is also sent.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et eksempel på oppkobling av et system ifølge In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the drawings, where: Fig. 1 shows an example of connection of a system according to

oppfinnelsen.the invention.

Fig. 2 viser et tverrsnitt gjennom kompresjonskammeret i en Fig. 2 shows a cross-section through the compression chamber in a

fortrengningspumpe (stempelpumpe).displacement pump (piston pump).

Fig. 3 er en arbeidstegning for konstruksjon av mikro- datamaskinen . Fig. 4 viser prøver på kurver som er frembrakt av en virkende pumpe ved hjelp av trykk- og forskyvningssensorer og ved beregninger. Fig. 5 viser trykk-kurvene for to kammere i en tripleks-pumpe, Fig. 3 is a working drawing for the construction of micro- the computer. Fig. 4 shows samples of curves produced by a working pump by means of pressure and displacement sensors and by calculations. Fig. 5 shows the pressure curves for two chambers in a triplex pump,

ogøyeblikkene da de bevegelige deler er i hvilestilling . and the moments when the moving parts are at rest.

(De samme tallreferanser henviser til samme del på de forskjellige figurer). (The same number references refer to the same part in the different figures).

På figur 1 viser blokk 1 en sentral display- og sjekkeenhet som frembringer sanntidsovervåkning av et sett fortrengningspumper , og som registrerer pumpeoperasjonene. Blokk 2 er det lokale overvåkningselement som er tenkt for bruk av pumpens operatør. Blokkene 3 er mikrodatamaskin-enheter, endel av oppfinnelsen. Avhengig av deres konfigurasjon kan disse mikro-datamaskinene bli forbundet med en eller flere fortrengnings-punkter. På figur 1 er det forbundet suksessivt fra venstre til høyre med to tripleks-pumper 4, en quintupleks-pumpe 5 og så igjen to tripleks-pumper 4. Bruken av en flerpunktsserie-databuss mellom delene 1 og 2 forenkler tilkobling eller fjerning av spesielle utstyrsenheter. En lignende buss er brukt mellom delene 2 og 3, og tillater tilkobling av andre sensorer i serie med mikrodatamaskinen 3 samt bruken av en enkel linje til den lokale overvåkningsenhet 2. In Figure 1, block 1 shows a central display and checking unit which provides real-time monitoring of a set of displacement pumps, and which records the pump operations. Block 2 is the local monitoring element intended for use by the pump's operator. The blocks 3 are microcomputer units, part of the invention. Depending on their configuration, these microcomputers can be connected to one or more displacement points. In Figure 1, it is connected successively from left to right with two triplex pumps 4, a quintuplex pump 5 and then again two triplex pumps 4. The use of a multipoint series data bus between parts 1 and 2 simplifies the connection or removal of special equipment units . A similar bus is used between parts 2 and 3, allowing the connection of other sensors in series with the microcomputer 3 as well as the use of a single line to the local monitoring unit 2.

Antallet trykksensorer 6 forbundet med mikrodatamaskinen 3 er lik summen av antallet utløpskammere 7 i pumpene 4 eller 5 som mikrodatamaskinen 3 er tilkoblet. Antallet nærhets-sensorer 8 The number of pressure sensors 6 connected to the microcomputer 3 is equal to the sum of the number of outlet chambers 7 in the pumps 4 or 5 to which the microcomputer 3 is connected. Number of proximity sensors 8

er lik antallet tilkoblede pumper 4 eller 5. Med andre ord må det være en trykksensor 6 for hvert utløpskammer 7 og en nærhetssensor 8 pr. pumpe 4 eller 5. is equal to the number of connected pumps 4 or 5. In other words, there must be a pressure sensor 6 for each outlet chamber 7 and a proximity sensor 8 per pump 4 or 5.

En foretrukken modus for realisering av oppfinnelsen består av en sensor 8 som detekterer passasjen av en ring (B) som er festet til stempelet og som gir positiv referanse. Formen for referanse vil på en kjent måte bli valgt til å passe sensoren. A preferred mode of realization of the invention consists of a sensor 8 which detects the passage of a ring (B) which is attached to the piston and which provides a positive reference. The form of reference will be chosen in a known manner to suit the sensor.

I det foretrukne eksempel ville en stålring bli detektert av en induktiv nærhetssensor 8. In the preferred example, a steel ring would be detected by an inductive proximity sensor 8.

Et annet eksempel består av en optisk sensor forbundet med en optisk referanse på stempelet, eller en Hall-effektsensor forbundet med en referanse bestående av en magnet. Another example consists of an optical sensor connected to an optical reference on the piston, or a Hall effect sensor connected to a reference consisting of a magnet.

Pumpens fasereferanse kan også bli oppnådd, for eksempel ved å detektere passering av en referansetann på et stempel-drivhjul eller lignende del som er mekanisk forbundet med stempelet, eller ved en sensor som beskrevet ovenfor. The pump's phase reference can also be obtained, for example by detecting the passage of a reference tooth on a piston drive wheel or similar part which is mechanically connected to the piston, or by a sensor as described above.

Figur 2 viser et tverrsnitt gjennom et utløpskammer 7 av et eksempel på en fortrengningspumpe 4 eller 5. Den prinsipielle karakteristikk av fortrengningspumpene 4 eller 5 er at utløps-kammeret 7 blir fylt ved vekselvirkningen av glidestykket 9, og så tømt ut i utløpskretsen 10. Fluidum-strømmens retning blir etablert ved ventilen 11, kjent som sugeventilen, og ventilen 12, kjent som utløpsventilen. Bevegelse av ventilene 11 og 12 blir bestemt av sugeventil-fjæren og utløpsventil-fjæren 14, og ved de krefter som utøves av det bevegelige fluidum og trykket i utløpskretsen 10, utløpskammeret og sugekretsen 15. Figure 2 shows a cross-section through an outlet chamber 7 of an example of a displacement pump 4 or 5. The principle characteristic of the displacement pumps 4 or 5 is that the outlet chamber 7 is filled by the interaction of the sliding piece 9, and then emptied into the outlet circuit 10. Fluidum -the direction of the flow is established at valve 11, known as the suction valve, and valve 12, known as the discharge valve. Movement of the valves 11 and 12 is determined by the suction valve spring and the discharge valve spring 14, and by the forces exerted by the moving fluid and the pressure in the discharge circuit 10, the discharge chamber and the suction circuit 15.

Den foretrukne utførelse er med trykksensoren 6 montert på innsiden av klaffen P til kammeret 7. På denne måten vil ikke sensoren svekke pumpehuset. Hvis imidlertid denne løsningen er teknisk for komplisert, kan sensoren bli montert på en annen flat del av kammeret. The preferred embodiment is with the pressure sensor 6 mounted on the inside of the flap P of the chamber 7. In this way, the sensor will not weaken the pump housing. If, however, this solution is technically too complicated, the sensor can be mounted on another flat part of the chamber.

Normal drift av pumpen er som følger: når glidestykket 9 beveger seg inn i utløpskammeret 7 fra sin stasjonære stilling (et punkt som tilsvarer maksimum uttrekning), blir fluidet i kammeret først støtt ut i sugekretsen 15 til sugeventilen 11 lukkes, og stenger av fluidum-strømmen. Normal operation of the pump is as follows: when the slide 9 moves into the discharge chamber 7 from its stationary position (a point corresponding to maximum extraction), the fluid in the chamber is first pushed out into the suction circuit 15 until the suction valve 11 closes, and shuts off the fluid- the electricity.

Dette fluidum blir så sammenpresset inn i utløpskammeret 7 til kreftene som utøves på utløpsventilen 12 av trykket i kammeret 7 blir større enn kreftene på samme ventil 12 på grunn av trykket i utløpskretsen 10 pluss fjæren 14. I detteøyeblikk åpnes utløpsventilen 12, og fluidet blir støtt ut i utløps-kretsen. Volumet av fluidum som leveres til utløpskretsen 10 er lik volumet som fortrenges av glidestykket 9 når dette beveger seg inn i kammeret 7 fra den stilling det holder i det øyeblikk utløpsventilen 12 blir åpnet, opp til sin stasjonære posisjon som tilsvarer maksimum inntrenging i kammeret 7. This fluid is then compressed into the outlet chamber 7 until the forces exerted on the outlet valve 12 by the pressure in the chamber 7 become greater than the forces on the same valve 12 due to the pressure in the outlet circuit 10 plus the spring 14. At this moment, the outlet valve 12 is opened, and the fluid is supported out in the outlet circuit. The volume of fluid delivered to the outlet circuit 10 is equal to the volume displaced by the sliding piece 9 when it moves into the chamber 7 from the position it holds at the moment the outlet valve 12 is opened, up to its stationary position which corresponds to maximum penetration into the chamber 7.

For mange fortrengningspumper er ikke denne beregningen tilstrekkelig: når glidestykket 9 trekkes ut av utløpskammeret 7 fra sin faste (maksimum inntrengning) stilling, er ikke utløps-ventilen 12 nødvendigvis lukket, spesielt hvis pumpen løper med høy hastighet. Et visst volum av fluidum flyter derfor tilbake inn i utløpskammeret 7 til utløpsventilen 12 lukkes. Dette volum må trekkes fra det volum som støtes ut av pumpen inn i utløps-kretsen 10, og det er lik det volum som fortrenges av glidestykket 9 når det trekkes ut fra sin faste (maksimum inntrengning) stilling i utløpskammeret 7, før stenging av utløps-ventilen 12. For many displacement pumps, this calculation is not sufficient: when the slide 9 is pulled out of the discharge chamber 7 from its fixed (maximum penetration) position, the discharge valve 12 is not necessarily closed, especially if the pump is running at high speed. A certain volume of fluid therefore flows back into the outlet chamber 7 until the outlet valve 12 is closed. This volume must be subtracted from the volume ejected by the pump into the outlet circuit 10, and it is equal to the volume displaced by the sliding piece 9 when it is pulled out from its fixed (maximum penetration) position in the outlet chamber 7, before closing the outlet - the valve 12.

Figur 3 er et blokkdiagram av en mikrodatamaskin. BlokkFigure 3 is a block diagram of a microcomputer. Block

15 er et mikroprosessorsystem med taktenhet, buss og lager-kretser. En beskyttet lagerkrets 16 er anordet for lagring av en viss mengde data, spesielt kalibreringsverdien for pumpene 4 og 5 som er forbundet med mikrodatamaskinen. Disse verdier tillater spesielt beregning av volumene som fortrenges av glidestykket 9 mellom dets faste posisjon og dets posisjon i det øyeblikk utløpsventilen 12 åpnes og stenges. Blokken 17 er forbindelsesdeler som danner samband med en flerpunkts serie-buss. I tillegg er trykksensorene 6 forbundet med mikrodatamaskinen 15 via adaptorene 18. På lignende måte er nærhets-detektorene 8 forbundet med mikrodatamaskin-systemet 5 via adaptorer 19. Blokkene 6, 18 og 19 er tilstrekkelig i antall til å forsyne en trykksensor 6 og en adaptor 18 per utløpskammer 7, og en nærhetsdetektor 8 og en adaptor 19 per pumpe 4 eller 5. 15 is a microprocessor system with clock unit, bus and storage circuits. A protected storage circuit 16 is provided for storing a certain amount of data, in particular the calibration value of the pumps 4 and 5 which are connected to the microcomputer. These values allow in particular the calculation of the volumes displaced by the sliding piece 9 between its fixed position and its position at the moment the outlet valve 12 is opened and closed. The block 17 is connecting parts that form a connection with a multi-point serial bus. In addition, the pressure sensors 6 are connected to the microcomputer 15 via the adapters 18. In a similar way, the proximity detectors 8 are connected to the microcomputer system 5 via adapters 19. The blocks 6, 18 and 19 are sufficient in number to supply a pressure sensor 6 and an adapter 18 per outlet chamber 7, and a proximity detector 8 and an adapter 19 per pump 4 or 5.

Figur 4 viser tre kurver som er plottet på tidsbasis. Kurven 21 viser variasjonen i utgangssignalet fra en utløpssensor som måler posisjonen av utløpsventilen 12. Ved nullpunktet er ventilen 12 i hvilestilling, og kurven er ved sitt maksimum. Når kurven begynner å falle av, viser dette at ventilen 12 beveger seg bort fra sin hvilestilling. Fluidum begynner da å flyte ut i utløpskretsen 10. Figure 4 shows three curves plotted on a time basis. The curve 21 shows the variation in the output signal from an outlet sensor that measures the position of the outlet valve 12. At the zero point, the valve 12 is at rest, and the curve is at its maximum. When the curve begins to fall off, this shows that the valve 12 is moving away from its rest position. Fluid then begins to flow out into the outlet circuit 10.

Når man kjenner tidspunktet ved origo, når glidestykket 9 er i sin faste stilling som tilsvarer maksimum uttrekking fra kammeret 7, pluss tidspunktet når ventilen 12 begynner å forlate sin hvilestilling, er det mulig å beregne volumet som fortrenges av glidestykket 9 mellom disse to tidspunkter. Kurven 22 representerer signalet fra en sensor 6 som er plassert i utløps-kammeret 7 tilsvarende den utløpsventil 12 hvis posisjon blir observert. Kurven 23 er det tidsderiverte av kurven 22. Forskning som ble utført under utvikling av denne oppfinnelsen viste at bruken av den deriverte kurven brakte tekniske forbedringer. En del av oppfinnelsen består av å bruke en trykksensor 6 til å detektere åpning og stengning av utløps-ventilen 12: bruk av en bevegelsessensor er ikke alltid egnet for måling av bevegelsen av ventilen 12 inne i pumpen, mens en trykksensor ikke har bevegelige deler og motstand mot trykk som skapes av pumpene. Videre gir en trykksensor 6 mer informasjon om pumpens driftsstatus enn man ville få fra en bevegelsessensor som måler bevegelsen av utløpsventilen 12. Det høyeste punkt på kurven 23 tilsvarer det nøyaktige tidspunkt for åpning av ventilen 12: dette brukes i programvaren for mikrodatamaskinen 3 til å bestemme tidspunktet for åpning av ventilen 12 fra formen av det signal som representerer trykket i kammeret. Stengnings-tidspunktet for utløpsventilen 12 blir beregnet på en lignende måte. Knowing the time at the origin, when the sliding piece 9 is in its fixed position which corresponds to maximum extraction from the chamber 7, plus the time when the valve 12 begins to leave its rest position, it is possible to calculate the volume displaced by the sliding piece 9 between these two times. The curve 22 represents the signal from a sensor 6 which is placed in the outlet chamber 7 corresponding to the outlet valve 12 whose position is observed. Curve 23 is the time derivative of curve 22. Research conducted during the development of this invention showed that the use of the derivative curve brought technical improvements. Part of the invention consists of using a pressure sensor 6 to detect the opening and closing of the outlet valve 12: using a movement sensor is not always suitable for measuring the movement of the valve 12 inside the pump, while a pressure sensor has no moving parts and resistance to pressure created by the pumps. Furthermore, a pressure sensor 6 provides more information about the operating status of the pump than would be obtained from a motion sensor that measures the movement of the outlet valve 12. The highest point on the curve 23 corresponds to the exact moment of opening of the valve 12: this is used in the software for the microcomputer 3 to determine the time for opening the valve 12 from the shape of the signal representing the pressure in the chamber. The closing time for the outlet valve 12 is calculated in a similar way.

En annen teknikk som brukes til å bestemme tidspunktene for åpning og stengning av utløpsventilen 12 i en annen utførelse av oppfinnelsen gjør bruk av en sammenligning mellom signalene fra en trykksensor 6 i utløpskammeret 7 og en trykksensor av samme type i utløpskretsen 10. Når signalene er like, er utløps-ventilen 12 åpen. Hvis trykket i utløpskammeret er lavere enn trykket i utløpskretsen 10, vil ventilen 12 bli stengt. Noen vanskeligheter har vært møtt med denne teknikken, da den krever bruk av trykksensorer som er tilstrekkelig nøyaktige til å tillate en sammenligning. (Bruk av korrelerende algoritmer tillater korreksjon og sanntidssammenligning av signalene fra sensorene selv om sistnevnte ikke er svært nøyaktige. Bruken av slike algoritmer kan imidlertid vise seg å ta for lang tid i forhold til sanntidskravene i anvendelsen). Another technique used to determine the opening and closing times of the outlet valve 12 in another embodiment of the invention makes use of a comparison between the signals from a pressure sensor 6 in the outlet chamber 7 and a pressure sensor of the same type in the outlet circuit 10. When the signals are equal , the outlet valve 12 is open. If the pressure in the outlet chamber is lower than the pressure in the outlet circuit 10, the valve 12 will be closed. Some difficulties have been encountered with this technique, as it requires the use of pressure sensors that are sufficiently accurate to allow a comparison. (The use of correlating algorithms allows correction and real-time comparison of the signals from the sensors even if the latter are not very accurate. However, the use of such algorithms may prove to take too long in relation to the real-time requirements of the application).

For visse anvendelser er pumpingen regelmessig: endringerFor certain applications, the pumping is regular: changes

i den volumetriske effektivitet av pumpen foregår langsomt i forhold til pumpens driftshastighet pluss de beregninger som utføres av mikrodatamaskinen 3. I slike tilfeller hender det ofte at pumpens volumetriske effektivitet ikke varierer under flere pumpe-sykler. Det er derfor nødvendig bare å utføre effektivitetsberegningene hver n. syklus, og å forbinde flere pumper med en gitt mikrodatamaskin 3. in the volumetric efficiency of the pump takes place slowly in relation to the pump's operating speed plus the calculations carried out by the microcomputer 3. In such cases it often happens that the pump's volumetric efficiency does not vary during several pump cycles. It is therefore only necessary to perform the efficiency calculations every nth cycle, and to connect several pumps to a given microcomputer 3.

Mikrodatamaskinen 3 beregner den volumetriske effektivitet for hver pumpe etter tur. Denne verdien blir lagret i et lager og brukt så ofte som det er nødvendig (for eksempel hvert sekund), sammen med pumpens driftshastighet, for beregning av strømningshastigheten for hver pumpe (den volumetriske effektivitetsverdi er antatt å være konstant siden siste gang den ble beregnet). The microcomputer 3 calculates the volumetric efficiency for each pump in turn. This value is stored in a storage and used as often as necessary (for example, every second), along with the pump operating speed, to calculate the flow rate for each pump (the volumetric efficiency value is assumed to be constant since the last time it was calculated) .

Figur 5 viser signalene 24 og 25 fra to trykksensorer 6 iFigure 5 shows the signals 24 and 25 from two pressure sensors 6 i

to utløpskammere 7. Trykkesensoren 6 hvis signal er representert ved kurven 24, er plassert i et utløpskammer 7 hvis utløpsventil 12 er i god stand. På den annen side er utløpssensoren 6 hvis signal er representert ved kurven 25 i et utløpskammer 7 hvis utløpsventil 12 er defekt, slik at det er en lekkasje fra utløpskretsen 10 til utløpskammeret 7 når utløpsventilen 12 er i hvilestilling på sitt sete. Trykket i utløpskretsen 10 er større enn trykket i sugekretsen 15. De vertikale linjene representerer tidspunktene når de respektive utløpskammeres glidestykker 9 er stillestående. Oppfinnelsen er delvis basert på den observasjon, at mens kurven 24 viser at trykket i utløpskretsen 7 ikke øker før glidestykket 9 stopper, så stiger trykket i utløpskammeret 7 med en defekt utløpsventil 12 før glidestykket stopper. two outlet chambers 7. The pressure sensor 6 whose signal is represented by curve 24 is placed in an outlet chamber 7 whose outlet valve 12 is in good condition. On the other hand, the outlet sensor 6 whose signal is represented by the curve 25 is in an outlet chamber 7 whose outlet valve 12 is defective, so that there is a leak from the outlet circuit 10 to the outlet chamber 7 when the outlet valve 12 is in the rest position on its seat. The pressure in the outlet circuit 10 is greater than the pressure in the suction circuit 15. The vertical lines represent the times when the sliding pieces 9 of the respective outlet chambers are stationary. The invention is partly based on the observation that while the curve 24 shows that the pressure in the outlet circuit 7 does not increase before the sliding piece 9 stops, the pressure in the outlet chamber 7 with a defective outlet valve 12 rises before the sliding piece stops.

En lignende observasjon kan gjøres for feil som forekommer ved inntaksventilen 11, stempelhylsene og brudd på fjærene 13 og 14. Disse observasjonene blir brukt i programvaren for mikro-datamaskinen 3 til å bestemme tilstanden av ventiler, hylser og fjærer. A similar observation can be made for failures occurring at the intake valve 11, the piston sleeves and breakage of the springs 13 and 14. These observations are used in the software for the microcomputer 3 to determine the condition of the valves, sleeves and springs.

Når en lekkasje er detektert (og på betingelse av at utløpstrekket er høyt nok), er det mulig å måle mengden av fluidum som lekker ved å analysere utviklingen av trykkstignings-kurven i kammeret 7. When a leak is detected (and on the condition that the outlet draft is high enough), it is possible to measure the amount of fluid leaking by analyzing the development of the pressure rise curve in the chamber 7.

Når systemet er i drift kjører mikrodatamaskinen et program lagret i et lager som inneholder et antall oppdrag som kan være som listet nedenfor (men ikke nødvendigvis i den rekkefølge): When the system is in operation, the microcomputer executes a program stored in a store containing a number of tasks which may be as listed below (but not necessarily in that order):

- Energisering og initialisering av mikrodatamaskinen 15.- Energizing and initializing the microcomputer 15.

- Innsamling av data fra trykksensorene 6 og nærhets-detektorene 19. - Beregning av tidspunkter for åpning og stengning av utløpsventilen 12 for hvert utløpskammer 7 ved en av de frem-gangsmåtene som er beskrevet ovenfor. - Deteksjon av tilstanden for pumpene (løpende eller stoppet) og beregning av driftshastigheten for det gitte tilfelle. - Collection of data from the pressure sensors 6 and the proximity detectors 19. - Calculation of times for opening and closing the outlet valve 12 for each outlet chamber 7 by one of the methods described above. - Detection of the condition of the pumps (running or stopped) and calculation of the operating speed for the given case.

- Beregning av tidspunktene for stopping av glidestykkene- Calculation of the times for stopping the sliding pieces

9 for hvert utløpskammer 7 ved analyse av signalene fra nærhets-detektorene 8. - Beregning av fluidum-volum som strømmer ut av og volum som strømmer tilbake inn i hvert utløpskammer 7. - Sammenligning av beregnede verdier med bestemte verdier for å initiere visse beregninger for å sjekke tilstanden og korrigere driften av forskjellige (pumpe) deler, pluss beregning av mulige lekkasjer. 9 for each outlet chamber 7 by analyzing the signals from the proximity detectors 8. - Calculation of fluid volume flowing out of and volume flowing back into each outlet chamber 7. - Comparison of calculated values with determined values to initiate certain calculations for to check the condition and correct the operation of various (pump) parts, plus calculation of possible leaks.

- Beregning av volumetrisk effektivitet for hver pumpe.- Calculation of volumetric efficiency for each pump.

- Kalkulering av kumulativ strømning og volum for hver pumpe. - Calculation of cumulative flow and volume for each pump.

- Sending av data via databussen.- Sending data via the data bus.

- Etter anmodning fra en lokal overvåkningsenhet, kjøring av testprogram eller spesielle kalibreringsprogrammer, lagring i permanent lager eller kommunikasjon av visse parametere. - At the request of a local monitoring unit, execution of test programs or special calibration programs, storage in permanent storage or communication of certain parameters.

Mikrodatamaskinen 3 kan utføre mange andre beregninger og kjøre andre programmer. De som er listet ovenfor, er gitt som eksempler. The microcomputer 3 can perform many other calculations and run other programs. Those listed above are given as examples.

Systemet ifølge oppfinnelsen er konstruert for å være tilstrekkelig fleksibel i anvendelse til å kunne brukes ved forskjellige typer av fortrengningspumper. The system according to the invention is designed to be sufficiently flexible in application to be used with different types of displacement pumps.

Vedheftede figur 6 representerer display-panelet for en enhet ifølge oppfinnelsen. Denne viser tydeligere den fremgang som er representert ved oppfinnelsen, siden den i tillegg til nøyaktige og presise målinger av strøm og volum, også frembringer en direkte avlesning av volumetrisk effektivitet samtidig som den indikerer feil ved driften. "Kammer"-vinduet som er utstyrt med lysemitterende dioder, indikerer det kammer ved hvilket feilen har oppstått, såvel som hvilken ventil det gjelder. Dette tillater en operatør å gripe inn umiddelbart og med maksimum effekt, noe som ikke er mulig med eksisterende systemer. Attached Figure 6 represents the display panel for a device according to the invention. This shows more clearly the progress represented by the invention, since in addition to accurate and precise measurements of current and volume, it also produces a direct reading of volumetric efficiency while indicating errors in operation. The "chamber" window, which is equipped with light-emitting diodes, indicates the chamber in which the error has occurred, as well as which valve it is concerned with. This allows an operator to intervene immediately and with maximum effect, which is not possible with existing systems.

Claims

1. Displacement pump and free valves, characterized in that they comprise a system for detecting the opening and closing of at least one outlet valve by observing the pressure in at least one piston-discharge chamber and/or pump-discharge circuit, combined with a system to detecting the position of at least one movable part which is mechanically connected to the piston movement or to such a system.

2. Pump according to claim 1, characterized by the fact that it detects the opening and closing of all outlet valves.

3. Pump according to claim 1 or 2, characterized in that it detects the opening and closing of the outlet valves by comparing the pressure in the outlet chamber and the pressure in the pump's outlet circuit.

4. Pump according to claim 1 or 2, characterized in that it detects the opening and closing of the outlet valves by observing the pressure in the outlet chambers.

5. Pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the detection system comprises a reference which is attached to the piston and whose passage is detected by a suitable detector, for example steel ring, induction sensor, optical reference, optical or magnetic sensor or Hall effect sensor .

6. Pump according to claims 1 to 5, characterized by a sensor that measures the pressure in a piston chamber, where the sensor is mounted on the inside of the chamber flap.

7. System for detecting the opening and closing of at least one outlet valve by observing the pressure in a piston-discharge chamber and/or pump-discharge circuit, combined with a position detection system comprising at least one movable part mechanically connected to the piston movement.

8. System according to claim 7, characterized by detection of the opening and closing of all outlet valves.

9. System according to claim 7 or 8, characterized by detection of the opening and closing of an outlet valve or valves by comparing the pressure in the outlet chamber and the pressure in the pump's outlet circuit.

10. System according to claims 7 or 8, characterized by detection of opening and closing of the outlet valves by observing the pressure in the outlet chambers.