[發明專利]極小流量自動流阻控制系統

有效

• 申請號: 202110596462.4
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113310660B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 胡家渝
• 申請（專利權）人: 西南電子技術研究所(中國電子科技集團公司第十研究所)
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 陳慶

1.一種極小流量自動流阻控制系統，包括：向容積泵(3)提供循環液體的水箱(4)，按順流方向順次串聯的過濾器(5)、容積式流量計(6)、差壓式流量計(7)和超聲波流量計(8)，其特征在于：待測冷板(13)或負載兩端通過并聯了第一差壓傳感器(9)的第二差壓傳感器(10)和第二快速自封閉接頭(12)，經第一快速自封閉接頭(11)形成的并聯閉環回路連通水箱(4)，并通過容積泵連通容積式流量計(6)、差壓式流量計(7)和超聲波流量計(8)串聯流管構成的流量流阻循環回路，該流量流阻循環回路通過對單片機(1)連接PWM電壓轉換器(2)；單片機(1)在每個設定時間段內，編程輸出使其PWM電壓轉換器(2)輸出端輸出占空比發生變化的PWM信號，通過PWM信號轉模擬信號模塊實現占空比PWM信號和0～5V電壓信號的等比例轉換，形成0-5V直流控制電壓對電機進行驅動；PWM電壓轉換器(2)將該直流電壓送至容積泵(3)的電機的控制端，以0-5V信號對容積泵(3)進行調節，使得容積泵(3)形成由小到大不同連續流動的流量，輸出至循環的液體水箱(4)和對流體進行過濾的過濾器(5)，過濾器(5)通過不同量程的容積式流量計(6)、差壓式流量計(7)、超聲波流量計(8)采集流量；單片機(1)預設了上述三個流量計的量程，根據上述三個流量計采集所得的流量,將滿足流量在上述三流量計預設量程2/3內的流量計讀數作為測量讀數，同樣按2/3量程原則,測量通過待測冷板(13)載荷兩端的流體壓差，選擇對應量程差壓傳感器讀數，以模擬信號調節容積泵(3)，直接驅動泵電機里的雙模式PWM控制電路調節電機及泵的轉速，在每一個時間片的末尾采集對應時刻所選流量計和差壓傳感器的讀數形成測量點，每一個測量點輸出不同的PWM信號，不同的PWM信號對應不同測量流量，對待測冷板(13)流阻點進行測量，將多個這樣的流阻點連接形成流阻曲線，然后根據輸入的測量點個數自動設定測量步長，每一個測量點輸出不同的PWM信號，不同的PWM信號對應不同測量流量，實現量程范圍內差壓和流量的測量。

2.如權利要求1所述的極小流量自動流阻控制系統，其特征在于：容積式流量計(6)通過測量節流裝置差壓來間接確定流體的流量，利用一個標準小容積連續地定排量測量，根據標準容積的容積值和連續測量的累計次數，求得累積的流量。

3.如權利要求1所述的極小流量自動流阻控制系統，其特征在于：超聲波流量計(8)測量超聲波脈沖在順流和逆流傳播過程中的速度之差來得到被測流體的流速。

4.如權利要求1所述的極小流量自動流阻控制系統，其特征在于：根據測量的物理量的不同，超聲波流量計(8)采用時差法、相位差法和頻差法；時差法超聲波流量計(8)測量超聲波脈沖順流和逆流時傳播的時間差，向流體連續發射形式為的超聲波脈沖，通過測量順流和逆流時超聲脈沖的循環頻率之差來測量流量；相位差法超聲波流量計(8)把上述時間差轉換為超聲波傳播的相位差來測量；頻差法超聲波流量計(8)根據順流時脈沖循環頻率、逆流時脈沖循環頻率和脈沖循環頻差，按逆流方向發射時收到的信號相位，并轉換為電脈沖，把電脈沖施加到換能器上激發超聲波再發射出去，如此循環構成一個自激振蕩。

5.如權利要求4所述的極小流量自動流阻控制系統，其特征在于：振蕩頻率為f持續一段時間后，由切換開關切換為第二換能器發射脈沖超聲波，第一換能器接收，同樣形成自激振蕩，在流體中，由泊肅葉定律，得到壓力損失△P的對數與流量Q和流阻R的關系：Q＝Δp/R。

6.如權利要求1所述的極小流量自動流阻控制系統，其特征在于：單片機(1)首先確定最小的測試流量機器選用的流量計，然后確定最大的測試流量機器選用的流量計，根據輸入的測量點個數，自動設定測量步長，PWM電壓轉換器(2)對每一個測量點輸出不同的PWM信號，不同的PWM信號對應不同測量流量，對系統流阻點進行測量。

7.如權利要求6所述的極小流量自動流阻控制系統，其特征在于：單片機(1)根據手動測試的經驗，設置了對不同流量的差壓傳感器和流量計的穩定時間，然后將對應的時間表寫入單片機內存中，根據上述每個測點對應的流量，查表決定每個測點的測量時間，實現對測量時間的智能控制。