一種流量試驗(yàn)裝置的壓力和流速雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及流量試驗(yàn)裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種流量試驗(yàn)裝置的壓力和流速雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，供熱計(jì)量改革在我國(guó)北方地區(qū)已普遍實(shí)施，熱量表的生產(chǎn)企業(yè)和對(duì)熱量表實(shí)施首次強(qiáng)制檢定的計(jì)量部門越來越多，對(duì)熱量表檢定裝置的需求也越來越大，由于熱量表裝置在我國(guó)應(yīng)用僅十多年的歷史，所以絕大多數(shù)裝置采用穩(wěn)壓罐穩(wěn)壓控制壓力變化，采用變頻控制的多數(shù)為開環(huán)控制，通過設(shè)定一個(gè)固定的頻率來控制，這些在技術(shù)上都存在一定的問題，造成流速控制不穩(wěn)定，影響了測(cè)量準(zhǔn)確度，從而難以保證產(chǎn)品質(zhì)量。
[0003]另，按照EN1434-2015 (歐洲熱量表標(biāo)準(zhǔn))和新國(guó)標(biāo)，對(duì)熱量表實(shí)施耐久性試驗(yàn)，其裝置同樣也存在上述缺陷；在水表行業(yè)也存在類似問題。本實(shí)用新型提出了一種流量試驗(yàn)裝置的壓力和流速雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，使流速控制精度大幅度提高，同時(shí)也提高了試驗(yàn)裝置的測(cè)量準(zhǔn)確度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出了一種流量試驗(yàn)裝置的壓力和流速雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型提出的一種流量試驗(yàn)裝置的壓力和流速雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括恒溫水箱、供水單元、恒壓控制采集傳感器、壓力自控調(diào)節(jié)器、檢表裝置、流速狀態(tài)采集傳感器、直行程流量調(diào)節(jié)閥、流速控制執(zhí)行器和上位計(jì)算機(jī)；
[0006]恒溫水箱、供水單元、恒壓控制采集傳感器、壓力自控調(diào)節(jié)器和上位計(jì)算機(jī)組成壓力控制閉環(huán)系統(tǒng)；當(dāng)壓力控制閉環(huán)系統(tǒng)工作壓力偏離設(shè)定壓力時(shí)，恒壓控制采集傳感器將壓力信號(hào)分別送至壓力自控調(diào)節(jié)器和上位計(jì)算機(jī)，上位計(jì)算機(jī)通過壓力自控調(diào)節(jié)器改變供水單元中驅(qū)動(dòng)水栗的頻率，通過改變水栗轉(zhuǎn)速，達(dá)到改變水栗的壓頭使壓力控制閉環(huán)系統(tǒng)壓力穩(wěn)定在設(shè)定壓力允許的偏差范圍內(nèi)；
[0007]檢表裝置、流速狀態(tài)采集傳感器、直行程流量調(diào)節(jié)閥、流速控制執(zhí)行器和上位計(jì)算機(jī)組成流量控制閉環(huán)系統(tǒng)；當(dāng)流量控制閉環(huán)系統(tǒng)工作流速偏離設(shè)定流速時(shí)，流速狀態(tài)采集傳感器將流速信號(hào)送至流速控制執(zhí)行器和上位計(jì)算機(jī)，上位計(jì)算機(jī)通過流速控制執(zhí)行器控制直行程流量調(diào)節(jié)閥，使流量控制閉環(huán)系統(tǒng)流速穩(wěn)定在設(shè)定流速允許的偏差范圍內(nèi)。
[0008]優(yōu)選地，恒壓控制采集傳感器采用壓力變送器。
[0009]優(yōu)選地，流速狀態(tài)采集傳感器采用電磁流量計(jì)。
[0010]優(yōu)選地，流速控制執(zhí)行器采用流量調(diào)節(jié)器。
[0011]本實(shí)用新型提出的一種流量試驗(yàn)裝置的壓力和流速雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，壓力控制閉環(huán)系統(tǒng)運(yùn)用閉環(huán)恒壓變頻控制技術(shù)，使供水壓力更穩(wěn)定，保證管路供水環(huán)路水壓力平穩(wěn)度在預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)，從而保證了檢定和試驗(yàn)裝置流速的恒定。流量控制閉環(huán)系統(tǒng)運(yùn)用自動(dòng)流速閉環(huán)控制，在檢定和試驗(yàn)過程中，只需設(shè)定檢定所需流速數(shù)值，通過上位計(jì)算機(jī)運(yùn)用自動(dòng)控制數(shù)學(xué)模型控制流速值與設(shè)定值保持近乎一致的最小的差值，由此形成對(duì)流速的控制，配合高精度設(shè)計(jì)的流量控制P、1、D算法的流量調(diào)節(jié)器，實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)流量的全自動(dòng)控制。壓力控制閉環(huán)系統(tǒng)與流量控制閉環(huán)系統(tǒng)配合使得本實(shí)用新型在流速控制品質(zhì)方面大大高于常規(guī)裝置50%以上，提高了試驗(yàn)裝置的測(cè)量準(zhǔn)確度。
[0012]本實(shí)用新型用于對(duì)“熱能”進(jìn)行計(jì)(測(cè))量用的熱量表實(shí)施檢驗(yàn)(定)時(shí)所用檢定裝置所采用一種對(duì)流速實(shí)施雙閉環(huán)控制的系統(tǒng)，同時(shí)也適用于熱量表耐久性試驗(yàn)裝置、水表檢定裝置等流量實(shí)驗(yàn)裝置，用于保證流量實(shí)驗(yàn)裝置(如熱量表檢定裝置)工作時(shí)流體介質(zhì)水的流速處于穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，以保證試驗(yàn)和檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性。本實(shí)用新型通過對(duì)供水壓力和工作流速的雙閉環(huán)控制，保證了供水壓力和工作流速的同時(shí)恒定或互為補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)了裝置體積減小、節(jié)約能源精確的控制，實(shí)現(xiàn)了裝置工作介質(zhì)水的流速穩(wěn)定度達(dá)到< 0.
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型提出的一種流量試驗(yàn)裝置的壓力和流速雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]圖2為本實(shí)用新型提出的一種流量試驗(yàn)裝置的壓力和流速雙閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)用熱量表檢定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:1、制冷機(jī)組，2、加熱器，3、低溫介質(zhì)/高溫介質(zhì)箱，4、手動(dòng)球閥，5、變頻栗，6、變頻器，7、壓力變送器，8、電動(dòng)氣控進(jìn)水閥，9、熱量表檢定試驗(yàn)臺(tái)，10、電磁流量計(jì)，11、電動(dòng)氣動(dòng)球閥，12、電控快速定位調(diào)節(jié)閥，13、視鏡，14、電動(dòng)氣動(dòng)閥，15、溫度傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1-2所示，圖1為本實(shí)用新型提出的一種流量試驗(yàn)裝置的壓力和流速雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型提出的一種流量試驗(yàn)裝置的壓力和流速雙閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)用熱量表檢定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型提出的一種流量試驗(yàn)裝置的壓力和流速雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括恒溫水箱、驅(qū)動(dòng)水栗、壓力變送器、壓力自控調(diào)節(jié)器、檢表裝置、電磁流量計(jì)、直行程流量調(diào)節(jié)閥、流量調(diào)節(jié)器和上位計(jì)算機(jī)；
[0018]恒溫水箱、驅(qū)動(dòng)水栗、壓力變送器、壓力自控調(diào)節(jié)器和上位計(jì)算機(jī)組成壓力控制閉環(huán)系統(tǒng)；當(dāng)壓力控制閉環(huán)系統(tǒng)工作壓力偏離設(shè)定壓力時(shí)，壓力變送器將壓力信號(hào)分別送至壓力自控調(diào)節(jié)器和上位計(jì)算機(jī)，上位計(jì)算機(jī)通過壓力自控調(diào)節(jié)器改變驅(qū)動(dòng)水栗的頻率，通過改變水栗轉(zhuǎn)速，達(dá)到改變驅(qū)動(dòng)水栗的壓頭使壓力控制閉環(huán)系統(tǒng)壓力穩(wěn)定在設(shè)定壓力允許的偏差范圍內(nèi)；
[0019]檢表裝置、電磁流量計(jì)、直行程流量調(diào)節(jié)閥、流量調(diào)節(jié)器和上位計(jì)算機(jī)組成流量控制閉環(huán)系統(tǒng)；當(dāng)流量控制閉環(huán)系統(tǒng)工作流速偏離設(shè)定流速時(shí)，電磁流量計(jì)將流速信號(hào)送至流量調(diào)節(jié)器和上位計(jì)算機(jī)，上位計(jì)算機(jī)通過流量調(diào)節(jié)器控制直行程流量調(diào)節(jié)閥，使流量控制閉環(huán)系統(tǒng)流速穩(wěn)定在設(shè)定流速允許的偏差范圍內(nèi)。
[0020]參照?qǐng)D2，本實(shí)用新型提出的一種流量試驗(yàn)裝置的壓力和流速雙閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)用于熱量表檢定裝置，包括低溫介質(zhì)/高溫介質(zhì)箱3，低溫介質(zhì)/高溫介質(zhì)箱3設(shè)有制冷機(jī)組1、加熱器2和溫度傳感器15，低溫介質(zhì)/高溫介質(zhì)箱3出水端通過手動(dòng)球閥4、變頻栗5、壓力變送器7、電動(dòng)氣控進(jìn)水閥8與熱量表檢定試驗(yàn)臺(tái)9的進(jìn)口端，熱量表檢定試驗(yàn)臺(tái)9出口端通過依次連接的電磁流量計(jì)10、電動(dòng)氣動(dòng)球閥11、電控快速定位調(diào)節(jié)閥12、視鏡13、電動(dòng)氣動(dòng)閥14與低溫介質(zhì)/高溫介質(zhì)箱3進(jìn)水端連接。變頻栗5上連接有變頻器6，變頻器6與壓力變送器7并聯(lián)連接后分別與電磁流量計(jì)10、電控快速定位調(diào)節(jié)閥12連接。
[0021]參照?qǐng)D2，低溫介質(zhì)/高溫介質(zhì)箱3、變頻栗5、壓力變送器7、熱量表檢定試驗(yàn)臺(tái)9和電控快速定位調(diào)節(jié)閥12組成壓力控制閉環(huán)系統(tǒng)，運(yùn)用恒壓變頻控制技術(shù)，使供水壓力更穩(wěn)定，保證管路供水這一環(huán)路水流量平穩(wěn)度在要求的范圍內(nèi)，從而保證了熱量表檢定裝置流速的恒定。熱量表檢定試驗(yàn)臺(tái)9、電磁流量計(jì)10、電動(dòng)氣動(dòng)球閥11和電動(dòng)氣動(dòng)閥14組成流量控制閉環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)流量的全自動(dòng)控制，在檢定過程中，只需設(shè)定檢定所需流速數(shù)值，通過熱量表檢定裝置運(yùn)用自動(dòng)控制數(shù)學(xué)模型控制流速值與設(shè)定值保持近乎一致的最小的差值，由此形成對(duì)流量控制閉環(huán)系統(tǒng)控制。
[0022]由于流量調(diào)節(jié)影響到壓力變化時(shí)，壓力控制閉環(huán)系統(tǒng)會(huì)及時(shí)跟進(jìn)與流量控制閉環(huán)系統(tǒng)配合進(jìn)行系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)，兩者的作用分配由上位計(jì)算機(jī)通過兩參數(shù)的變化數(shù)值通過控制算法決定，最終保證檢定裝置的工作介質(zhì)水的流速穩(wěn)定性< 0.5%。
[0023]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種流量試驗(yàn)裝置的壓力和流速雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括恒溫水箱、供水單元、恒壓控制采集傳感器、壓力自控調(diào)節(jié)器、檢表裝置、流速狀態(tài)采集傳感器、直行程流量調(diào)節(jié)閥、流速控制執(zhí)行器和上位計(jì)算機(jī)； 恒溫水箱、供水單元、恒壓控制采集傳感器、壓力自控調(diào)節(jié)器和上位計(jì)算機(jī)組成壓力控制閉環(huán)系統(tǒng)；當(dāng)壓力控制閉環(huán)系統(tǒng)工作壓力偏離設(shè)定壓力時(shí)，恒壓控制采集傳感器將壓力信號(hào)分別送至壓力自控調(diào)節(jié)器和上位計(jì)算機(jī)，上位計(jì)算機(jī)通過壓力自控調(diào)節(jié)器改變供水單元中驅(qū)動(dòng)水栗的頻率； 檢表裝置、流速狀態(tài)采集傳感器、直行程流量調(diào)節(jié)閥、流速控制執(zhí)行器和上位計(jì)算機(jī)組成流量控制閉環(huán)系統(tǒng)；當(dāng)流量控制閉環(huán)系統(tǒng)工作流速偏離設(shè)定流速時(shí)，流速狀態(tài)采集傳感器將流速信號(hào)送至流速控制執(zhí)行器和上位計(jì)算機(jī)，上位計(jì)算機(jī)通過流速控制執(zhí)行器控制直行程流量調(diào)節(jié)閥。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量試驗(yàn)裝置的壓力和流速雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，恒壓控制采集傳感器采用壓力變送器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量試驗(yàn)裝置的壓力和流速雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，流速狀態(tài)采集傳感器采用電磁流量計(jì)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量試驗(yàn)裝置的壓力和流速雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，流速控制執(zhí)行器采用流量調(diào)節(jié)器。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種流量試驗(yàn)裝置的壓力和流速雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，恒溫水箱、供水單元、恒壓控制采集傳感器、壓力自控調(diào)節(jié)器和上位計(jì)算機(jī)組成壓力控制閉環(huán)系統(tǒng)；當(dāng)壓力控制閉環(huán)系統(tǒng)工作壓力偏離設(shè)定壓力時(shí)，恒壓控制采集傳感器將壓力信號(hào)分別送至壓力自控調(diào)節(jié)器和上位計(jì)算機(jī)；檢表裝置、流速狀態(tài)采集傳感器、直行程流量調(diào)節(jié)閥、流速控制執(zhí)行器和上位計(jì)算機(jī)組成流量控制閉環(huán)系統(tǒng)；當(dāng)流量控制閉環(huán)系統(tǒng)工作流速偏離設(shè)定流速時(shí)，流速狀態(tài)采集傳感器將流速信號(hào)送至流速控制執(zhí)行器和上位計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型保證了供水壓力和工作流速的同時(shí)恒定或互為補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)了裝置體積減小、節(jié)約能源精確的控制，實(shí)現(xiàn)了裝置工作介質(zhì)水的流速穩(wěn)定度達(dá)到＜0.5％。
【IPC分類】G01K19/00
【公開號(hào)】CN204855045
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520611584
【發(fā)明人】劉明生
【申請(qǐng)人】泉州七洋機(jī)電有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年8月14日