CN109976402A - 一种压差自动控制装置及控制方法 - Google Patents
一种压差自动控制装置及控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109976402A CN109976402A CN201910342380.XA CN201910342380A CN109976402A CN 109976402 A CN109976402 A CN 109976402A CN 201910342380 A CN201910342380 A CN 201910342380A CN 109976402 A CN109976402 A CN 109976402A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- pump housing
- pressure difference
- control
- transmitter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D16/00—Control of fluid pressure
- G05D16/20—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
- G05D16/2006—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means
- G05D16/2013—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means
- G05D16/2026—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means with a plurality of throttling means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
Abstract
一种压差自动控制方法和装置,所述压差自动控制装置,包括泵体、活塞、活塞杆、电动执行机构、差压传感器或变送器、充气阀、放气阀、高压气源;差压传感器或变送器连接泵体和被测流体,其输出信号用作压差控制的反馈信号;放气阀连接泵体和环境大气,用于泵体快速降压;充气阀连接高压气源和泵体,用于泵体快速增压;可设置多组不同通径的充气阀和放气阀,实现不同的压差调节速率;活塞可在电动执行机构的控制下改变位置以改变泵体容积,进而改变泵体内气体压力。本发明同时实现了压差的快速调节和精密稳定控制,满足了压力高精度自动测量的需求。
Description
技术领域
本发明涉及压力自动控制和测量领域,具体涉及一种适用于差压传感器或变送器的压差自动控制方法及装置。
背景技术
流体热物性研究中为了获取不同状态下流体的热物理性质实验数据,需要将被测流体置于某一恒温环境(如液体恒温槽或者空气烘箱)内。高精度的压力测量设备(如活塞式压力计等)一般无法直接安装在恒温槽内,且使用温度有限(压力传感器的使用温度一般都低于100℃),因此,在压力测量中都使用了带远传装置的差压传感器或变送器实现被测压力的间接测量。其基本测量原理为在环境温度下人为构造一个压力源,通过差压传感器或变送器测量压力源与被测流体的压力差值,再由压力传感器或变送器测量得到压力源的绝对压力,最后计算得到被测压力值。
在实际测量过程中需要不断调节和控制压力源的压力,使其与被测流体的压差值位于有效量程范围内。目前通常的做法是通过高压气源向压力源的充气和压力源的放气来实现压差的调节和控制,这种开关控制方法使得压差的波动范围过大。一方面,当差压传感器或变送器的有效量程范围较小时会出现超量程的情况;另一方面,由于压力传感器的动态响应特性较差,快速的压力波动会引入额外的测量误差。因此,为了实现高精度的压力测量,需要一种更为精密的压差自动控制方法,并在此基础上建立一种压差自动控制装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种压差自动控制方法,同时实现压差的快速调节和稳定精密控制。
本发明的另一个目的在于提供一种压差自动控制装置,结合数字式压力传感器,可实现流体热物性实验研究中压力的全自动高精度测量。
本发明的技术实施方案为:通过压力源的充气和放气操作实现压差的快速控制和粗调;通过改变压力源的容积实现其与被测流体压差的精密控制和稳定调节。其中,充气和放气操作通过自动阀门(如电动、电磁、气动或者液压阀门)控制;压力源的主体为活塞泵,通过改变活塞的位置改变压力源的容积,进而达到压差的精密控制。
用于实现本发明的装置如下:
一种压差自动控制装置,包括泵体、活塞、活塞杆、一组或多组自动阀门、电动执行机构、高压气源、差压传感器或变送器;所述活塞***泵体内,并与活塞杆一端相连,活塞杆另一端与电动执行机构相连;泵体的端部连接一组或多组自动阀门,每组自动阀门的通径不同;所述自动阀门两个为一组,一个是用于放气的放气阀,入口连接到泵体,出口连通环境,用于泵体向环境放气;另一个是用于充气的充气阀,入口连接到高压气源,出口连接到泵体,用于高压气源向泵体充气;所述电动执行机构包括步进电机或伺服电机、减速器、推力轴承、联轴器和滚珠丝杆传动结构;差压传感器或变送器一端连接被测压力,一端连接泵体。
所述自动阀门包括电动阀、电磁阀、气动阀、液压阀中的一种或任意几种。
本发明根据实际使用情况采用多组不同通径的自动阀门,可实现不同速率的压差控制,当压差需要快速调节时也能满足压力测量的要求;本发明将充放气的开关控制和活塞容积调节相结合,同时实现了压差的快速调节和精密稳定控制。
附图说明
图1为本发明中一种压差自动控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的说明:
泵体6为金属材料制成,具有一定的厚度和强度,能够承受所需的高压气体。
泵体6和被测流体2由差压传感器或变送器3相连,差压传感器或变送器3可输出泵体6内高压气体和被测流体2之间的压差信号;泵体6连接放气阀1的入口,放气阀1的出口通大气环境,打开放气阀1可实现泵体6向环境泄压,降低泵体6内气体压力;泵体6连接充气阀4的出口,充气阀4的入口连接高压气源5,打开充气阀4可实现高压气源5向泵体6充气,增加泵体6内气体压力;1个放气阀1和1个充气阀4为一组控制阀,泵体6上可连接多组不同通径的控制阀,以实现不同的充放气速率;泵体6内设置有活塞7,通过改变活塞7的位置改变泵体6内气体的容积,进而改变泵体6内气体的压力;活塞7通过活塞杆8连接到电动执行结构9,电动执行机构9包括步进电机或伺服电机、减速器、推力轴承、联轴器和滚珠丝杆传动机构,通过改变电动执行机构9中步进电机或伺服电机的转动方向、转动量和转动速度实现活塞7的位置变化方向、变化量和变化速率,进而调节泵体6内气体的压力变化。
放气阀1包括电动阀、电磁阀、气动阀、液压阀中的一种。
充气阀4包括电动阀、电磁阀、气动阀、液压阀中的一种。
步进电机或伺服电机输出轴***减速器输入端,减速器输出端通过联轴器连接滚珠丝杆,滚珠丝杆由推力轴承进行单端固定,滚珠丝杠螺母连接活塞杆8。
一种压差自动控制方法,包括下述步骤:
1、检测差压传感器或变送器3测量得到的被测流体2和泵体6内气体的压差信号,根据压差的测量结果决定泵体6内气体压力的控制方向和控制量;
2、当压差信号在差压传感器或变送器3的量程范围以外或者所需控制量较大时,通过充放气操作快速调节压差:若泵体6内气体压力大于被测流体2的压力,打开放气阀1向环境泄压;若泵体6内气体压力小于被测流体2的压力,打开充气阀4通过高压气源5向泵体6充气;
3、当压差信号在差压传感器或变送器3的量程范围内或者所需控制量较小时,通过控制电动执行机构9中步进电机或伺服电机的转动方向、转动量和转动速度控制活塞7的移动方向、移动量和移动速度,精确控制泵体6内气体压力,实现压差的精确控制和稳定;
4、重复进行1、2、3过程实现压差的自动精确控制。
Claims (6)
1.一种压差自动控制装置,其特征在于包括泵体(6);所述泵体(6)通过差压传感器或变送器(3)与被测流体(2)相连;所述泵体(6)通过放气阀(1)与环境大气相连,通过充气阀(4)与高压气源(5)相连;所述泵体(6)内设置可自由移动的活塞(7);所述活塞(7)通过活塞杆(8)与电动执行机构(9)相连;所述电动执行机构(9)包括步进电机或伺服电机、减速器、推力轴承、联轴器和滚珠丝杆传动机构,步进电机或伺服电机输出轴***减速器输入端,减速器输出端通过联轴器连接滚珠丝杆,滚珠丝杆由推力轴承进行单端固定,滚珠丝杠螺母连接活塞杆(8)。
2.根据权利要求1所述的一种压差自动控制装置,其特征在于:通过采集差压传感器或变送器(3)的压差信号作为控制的反馈信号。
3.根据权利要求1所述的一种压差自动控制装置,其特征在于:通过向泵体(6)内快速充气和泵体(6)向环境大气快速放气进行压差的快速调节和控制。
4.根据权利要求1所述的一种压差自动控制装置,其特征在于:所述放气阀(1)和充气阀(4)可以设置多组不同的通径。
5.根据权利要求1所述的一种压差自动控制装置,其特征在于:通过改变泵体(6)内活塞(7)的位置改变泵体(6)内气体的容积,进而改变泵体(6)内气体的压力,达到精确稳定控制压差的目的。
6.一种压差自动控制方法,其特征在于包括下述内容:
(1)权利要求1所述的检测差压传感器或变送器(3)测量得到的被测流体(2)和泵体(6)内气体的压差信号,根据压差的测量结果决定泵体(6)内气体压力的控制方向和控制量;
(2)当压差信号在差压传感器或变送器(3)的量程范围以外或者所需控制量较大时,通过充放气操作快速调节压差:若泵体(6)内气体压力大于被测流体(2)的压力,打开放气阀(1)向环境泄压;若泵体(6)内气体压力小于被测流体(2)的压力,打开充气阀(4)通过高压气源(5)向泵体(6)充气;
(3)当压差信号在差压传感器或变送器(3)的量程范围内或者所需控制量较小时,通过控制电动执行机构(9)中步进电机或伺服电机的转动方向、转动量和转动速度控制活塞(7)的移动方向、移动量和移动速度,精确控制泵体(6)内气体压力,实现压差的精确控制。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910342380.XA CN109976402A (zh) | 2019-04-26 | 2019-04-26 | 一种压差自动控制装置及控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910342380.XA CN109976402A (zh) | 2019-04-26 | 2019-04-26 | 一种压差自动控制装置及控制方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109976402A true CN109976402A (zh) | 2019-07-05 |
Family
ID=67086426
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910342380.XA Pending CN109976402A (zh) | 2019-04-26 | 2019-04-26 | 一种压差自动控制装置及控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109976402A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111947864A (zh) * | 2020-09-21 | 2020-11-17 | 湖南兵器建华精密仪器有限公司 | 自动密封检测仪 |
CN111963902A (zh) * | 2020-08-06 | 2020-11-20 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种压力脉动控制***及方法 |
CN112018289A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-12-01 | 黄河交通学院 | 一种新能源汽车动力电池防护结构 |
CN114224649A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-03-25 | 沈阳海龟医疗科技有限公司 | 车载移动式高压氧舱 |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3743345A1 (de) * | 1987-12-21 | 1989-06-29 | Bosch Gmbh Robert | Proportional arbeitendes druckbegrenzungsventil |
EP0472370A2 (en) * | 1990-08-18 | 1992-02-26 | Oxford GlycoSystems Limited | Pressure regulating system |
EP0634713A2 (en) * | 1993-07-15 | 1995-01-18 | Nordson Corporation | Improvements in and relating to air regulation control |
CN201314833Y (zh) * | 2008-12-22 | 2009-09-23 | 中国航天科技集团公司第五研究院第五一〇研究所 | 一种恒压式气体流量计变容室波纹管体积变化的测量装置 |
CN101802505A (zh) * | 2007-08-17 | 2010-08-11 | 西门子工业公司 | 具有粗调和微调的压力控制装置 |
CN102135778A (zh) * | 2010-12-01 | 2011-07-27 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 气体压力调节器及其调节方法 |
CN102252736A (zh) * | 2011-07-06 | 2011-11-23 | 王可崇 | 压力容器内含溢流槽的恒压液体源装置 |
CN103488203A (zh) * | 2013-08-13 | 2014-01-01 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 基于脉宽调制方式气体压力快速调节装置及调节方法 |
CN205158158U (zh) * | 2015-11-12 | 2016-04-13 | 安徽省安庆市曙光化工股份有限公司 | 一种氮封自动控制装置 |
CN106952670A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-07-14 | 中国核动力研究设计院 | 一种在线测量核燃料裂变气体释放压力的装置 |
CN107065951A (zh) * | 2017-04-10 | 2017-08-18 | 黄志婷 | 动态模拟真空***压力精准调节控制装置及方法 |
CN108121374A (zh) * | 2016-11-30 | 2018-06-05 | 北京航天计量测试技术研究所 | 一种变容积高压气体压力控制装置 |
CN109596339A (zh) * | 2019-01-10 | 2019-04-09 | 深圳市特种设备安全检验研究院 | 安全阀型式试验自动控制***及方法 |
-
2019
- 2019-04-26 CN CN201910342380.XA patent/CN109976402A/zh active Pending
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3743345A1 (de) * | 1987-12-21 | 1989-06-29 | Bosch Gmbh Robert | Proportional arbeitendes druckbegrenzungsventil |
EP0472370A2 (en) * | 1990-08-18 | 1992-02-26 | Oxford GlycoSystems Limited | Pressure regulating system |
EP0634713A2 (en) * | 1993-07-15 | 1995-01-18 | Nordson Corporation | Improvements in and relating to air regulation control |
CN101802505A (zh) * | 2007-08-17 | 2010-08-11 | 西门子工业公司 | 具有粗调和微调的压力控制装置 |
CN201314833Y (zh) * | 2008-12-22 | 2009-09-23 | 中国航天科技集团公司第五研究院第五一〇研究所 | 一种恒压式气体流量计变容室波纹管体积变化的测量装置 |
CN102135778A (zh) * | 2010-12-01 | 2011-07-27 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 气体压力调节器及其调节方法 |
CN102252736A (zh) * | 2011-07-06 | 2011-11-23 | 王可崇 | 压力容器内含溢流槽的恒压液体源装置 |
CN103488203A (zh) * | 2013-08-13 | 2014-01-01 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 基于脉宽调制方式气体压力快速调节装置及调节方法 |
CN205158158U (zh) * | 2015-11-12 | 2016-04-13 | 安徽省安庆市曙光化工股份有限公司 | 一种氮封自动控制装置 |
CN108121374A (zh) * | 2016-11-30 | 2018-06-05 | 北京航天计量测试技术研究所 | 一种变容积高压气体压力控制装置 |
CN106952670A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-07-14 | 中国核动力研究设计院 | 一种在线测量核燃料裂变气体释放压力的装置 |
CN107065951A (zh) * | 2017-04-10 | 2017-08-18 | 黄志婷 | 动态模拟真空***压力精准调节控制装置及方法 |
CN109596339A (zh) * | 2019-01-10 | 2019-04-09 | 深圳市特种设备安全检验研究院 | 安全阀型式试验自动控制***及方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
李善星: "HFO-1234ze(E)饱和蒸气压方程和CO_2混合物热力学性质的研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士) 工程科技Ⅱ辑》 * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111963902A (zh) * | 2020-08-06 | 2020-11-20 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种压力脉动控制***及方法 |
CN111963902B (zh) * | 2020-08-06 | 2022-06-03 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种压力脉动控制***及方法 |
CN112018289A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-12-01 | 黄河交通学院 | 一种新能源汽车动力电池防护结构 |
CN111947864A (zh) * | 2020-09-21 | 2020-11-17 | 湖南兵器建华精密仪器有限公司 | 自动密封检测仪 |
CN114224649A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-03-25 | 沈阳海龟医疗科技有限公司 | 车载移动式高压氧舱 |
CN114224649B (zh) * | 2021-12-21 | 2023-11-17 | 沈阳海龟医疗科技有限公司 | 车载移动式高压氧舱 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109976402A (zh) | 一种压差自动控制装置及控制方法 | |
US5461901A (en) | Testing apparatus for pressure gauges implementing pneumatic feedback to control stepless regulating valve | |
US11035488B2 (en) | Vacuum valve and valve control device | |
CN104696706B (zh) | 基于气压驱动的微流体流量调节装置 | |
WO2010075216A2 (en) | Hydraulic control system having flow force compensation | |
CN110471461B (zh) | 一种风洞模型迎角控制装置及其控制方法 | |
WO2015157936A1 (en) | A flow control valve servo mechanism based on a step motor and control method thereof | |
CN113029434B (zh) | 压力仪表测量精度检测用液体介质的压力控制***的控制方法 | |
US3586027A (en) | Automatic pressure controller | |
JP3670900B2 (ja) | 伝送器自動校正方法及び伝送器自動校正装置 | |
CN112049839B (zh) | 一种液压差动油缸装置及液压加载力源*** | |
CN102419297A (zh) | 活塞式恒流可控制气流源测量压力装置 | |
CN117428303B (zh) | 一种用于焊接管道供气的比例阀快速精准控制方法 | |
CN211121974U (zh) | 用于空气静压轴承的试验*** | |
CN107061757A (zh) | 独立控制旋转阀中的落座力的方法和装置 | |
CN106500910A (zh) | 一种真空计动态对比校准装置 | |
US20220373381A1 (en) | Flow references | |
US10464804B2 (en) | Adapter and method for filling a fluidic circuit | |
CN214200488U (zh) | 压力仪表测量精度检测用液体介质的压力精确输出装置 | |
US20070051405A1 (en) | Method for Controlling Operation of Cylinder Apparatus | |
KR200221210Y1 (ko) | 유압체적 제어방식을 이용한 고정밀 압력제어장치 | |
CN201397478Y (zh) | 自动压力控制器 | |
CN221401911U (zh) | 一种具有减压功能的调节阀 | |
CN109798341A (zh) | 一种深度模拟*** | |
CN111306143A (zh) | 比例阀阀芯稳态液动力的智能标定装置及方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |