用于高瞬态系统的流量控制校准的方法技术方案

一种控制流量的方法，包括如下步骤：选择由操作流量和操作压力限定的操作条件；对比操作流量与阈值流量；并且如果操作流量大于或等于阈值流量，执行适应性校准步骤。适应性校准步骤包括：测量操作压力；测量通过第一仪表的第一流量；并且基于操作压力和第一流量修改压力‑流量表。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大致涉及控制一个或多个系统参数，更具体地，涉及用于瞬态系统的流量校准的方法。
技术介绍
控制各个系统参数(例如压力、流量、温度等)的工业系统通常遭遇多种系统干扰。为了将系统维持在既定参数内，用于该系统的控制方案被设计为响应环境变化和被容纳在该系统内的流体或材料的可变特性。这样的控制系统通常通过监测对系统性能起关键作用的参数来检测和抵消系统中的渐变。一些工业系统利用喷射器以规定的压力和流量分配材料(例如涂料、粘合剂、环氧树脂等)。在以单一压力和流量连续操作或操作相对长时间段的系统中，压力和流量达到稳态。因此，材料和/或系统性能的微小变化可能被传统的控制方案谨慎地监测到并且抵消。然而，当这样的系统在多个压力和流量组合(其中一些状态操作相对短的持续时间)下操作时，压力和流量不会达到稳态。因为在喷射器出口处的条件与系统内的测量位置处的条件不同，所以压力和流量在系统内的瞬态期期间的改变和/或波动对于控制系统成问题。不考虑这些瞬变状态可能导致过分配或欠分配材料。在一些传统的控制方案中，通过隔离系统的操作条件并且在执行每一个操作之前执行校准步骤来控制瞬态期。然而，因为在校准步骤期间生产暂停，所以校准步骤或程序增加了制造成本并且中断了制造操作流程。在其它传统的控制方案中，通过分配过量的材料直至系统达到稳态来控制瞬态期。一旦系统处于稳态，传统的控制方案就能够负责微小的干扰。然而，分配过量的材料增加了材料成本。因此，需要对能够成本有效地适应于多个操作条件、环境改变和瞬变状态的工业系统的压力和流量的控制。
技术实现思路
一种控制流量的方法，包括如下步骤：选择由操作流量和操作压力限定的操作条件；对比操作流量与阈值流量；并且如果操作流量大于或等于阈值流量时，执行适应性校准步骤。适应性校准步骤包括：测量操作压力；测量通过第一仪表的第一流量；并且基于操作压力和第一流量修改压力-流量表。附图说明图1是示出工业喷射器系统的示意图。图2是示出用于控制图1中的工业喷射器系统的流量的方法的流程图。图3是示出用于控制图1中的工业喷射器系统的流量和压力的流程图。具体实施方式图1是用于从喷射器14分配混合材料12的工业系统10，例如无源比例调节器系统的示意图。除了下文描述的部件之外，工业系统10包括材料供给系统16和18，该材料供给系统16和18分别容纳材料组分20和22。材料供给系统16通过供给管线26流体连接至仪表24，并且材料供给系统18通过供给管线30流体连接至仪表28。材料供给系统16作用在材料组分20上，以将其压力从初始压力P0提高至供给压力P1。类似地，材料供给系统18作用在材料组分22上，以将其压力从初始压力P0提高至供给压力P2。材料供给系统16和18可以是分别容纳材料组分20和22的加压罐。可替代地，材料供给系统16和18可以包括分别作用在材料组分20和22上的进给泵或其它循环部件。由此，初始压力P0可以位于从环境压力(计为0kPa)至适于供给材料组分20和22的压力(通常计为约2068kPa(300psig))的范围内。另外，材料供给系统16的压力P0不必等于材料供给系统18的压力P0。仪表24和28分别沿供给管线26和30设置。供给管线26和30分别将材料供给系统16和18连接至位于结合部34处的混合材料管线32，在结合部34处供给管线26和30结合。混合材料管线32在结合部38处将供给管线26和30流体连接至喷枪14。仪表24和28并联布置并且协作以将材料组分20和22供给至混合材料管线32，在混合材料管线32中组分20和22组合以形成具有混合压力Pmix的混合材料12。仪表24和28以流量R将混合材料12供给至喷枪14，在喷枪14中混合材料12被选择性地分配。压力调节器40沿混合材料管线32设置，以在从喷枪14分配混合材料12之前将混合压力Pmix减小至系统压力Ps。通过使用控制阀42改变先导压力Pp来实现供给压力Ps的调整。控制阀42沿控制压力管线44设置，控制压力管线44容纳控制流体46并且从控制流体源47延伸至压力调节器40。控制流体46作用在压力调节器40的薄膜48上以在系统10处于关闭状态中时改变供给压力Ps。薄膜48对混合材料12的力作用使得先导压力Pp的增大导致系统压力Ps的增大。薄膜48对混合材料12的力减小使得先导压力Pp的减小导致系统压力Ps的减小。当薄膜48减小施加给混合材料12的力时，它作用在控制流体46上。通过使控制流体46的一部分返回控制流体源47，控制流体46的先导压力Pp得以维持。在一些实施例中，压力调节器40是具有先导压力与供给压力比等于1∶1的气动操作的低流动压力调节器。供给压力Ps和流量R通过控制器50管理。设置在压力调节器40下游的压力换能器52产生信号S1，该信号S1是压力换能器52的电压或电流。信号线54将压力换能器52电连接至控制阀42，并且信号线56将控制阀42电连接至控制器50，每一个信号线都将信号S1传送至控制器50。信号线57和58分别将流量传感器60和62电连接至控制器50。流量传感器60检测流过仪表24的流量R1，并且流量传感器62检测流过仪表28的流量R2。流量R1和R2分别以信号S2和S3的形式被传送至控制器50，该信号S2和S3与信号S1类似，分别为来自传感器60和62的电压或电流。基于信号S1、S2和S3的值，控制器50执行控制方案以分别改变流过仪表24和28的流量R1和R2，并且通过命令控制阀42改变先导压力Pp来改变供给压力Ps。以流量R1流动的材料组分20在混合材料管线32内与以流量R2流动的材料组分22组合以产生以流量R流动的混合材料12。通过使用控制管线64将信号C1发送给控制阀42，控制阀50改变先导压力Pp，并且通过分别使用控制管线66和68将控制信号C2和C3发送给仪表24和28，控制阀50改变流量R2和R3。当致动喷枪14关闭系统10(这通常通过使用气动电磁阀(图1中未示出)或喷枪14的扳机(图1中未示出)实现)时，系统10中存在瞬变状态。因为流量在仪表24和28处而不是在喷枪14处测量，所以供给压力Ps和流量R的变化滞后于先导压力Pp和流量R1、R2的变化。如果控制器50促使压力调节器40在系统10关闭时维持恒定的系统压力Ps，那么由于系统10内没有基于流动的压力下降，所以喷枪14处的压力增大。随后，当系统10被开启(即，由于打开电磁阀或喷枪14内的扳机)时，由先前的压力增大导致的流量的爆发引起不均匀地施加混合材料12。如果在系统10被关闭时控制器50引起压力调节器40增大系统压力Ps，那么来自爆发的流量的影响被放大。当在系统10被关闭时控制器50使系统压力Ps减小，那么滞后效应增大了目标压力与系统压力Ps之间的误差。生成的系统压力Ps将不会从喷枪14以期望的流量R分配混合材料12。此外，材料属性和/或环境变化也影响操作期间的供给压力Ps和流量R。例如，分别周期性地补充材料组分20和22。因为新增加的材料组分20和22可以具有彼此不同且不同于先前分配的材料的温度，所以例如粘度的性质可以影响供给给喷射器14的流量R。另外，混合材料12可能在混合材料管线32内部分固化，并且随着时间的推移可能腐蚀混合材料管线32。因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制流量的方法，包括如下步骤：选择由操作流量和操作压力限定的操作条件；对比操作流量与阈值流量；如果操作流量大于或等于阈值流量，执行适应性校准步骤，其中该适应性校准步骤包括：测量操作压力；测量通过第一仪表的第一流量；存储操作压力和第一流量；并且基于操作压力和第一流量修改压力‑流量表；以及使第一仪表在第一流量下操作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.01 US 61/987,2551.一种控制流量的方法，包括如下步骤：选择由操作流量和操作压力限定的操作条件；对比操作流量与阈值流量；如果操作流量大于或等于阈值流量，执行适应性校准步骤，其中该适应性校准步骤包括：测量操作压力；测量通过第一仪表的第一流量；存储操作压力和第一流量；并且基于操作压力和第一流量修改压力-流量表；以及使第一仪表在第一流量下操作。2.根据权利要求1所述的方法，还包括如下步骤：如果操作流量小于阈值流量，执行外推步骤，其中该外推步骤包括：测量操作压力；使用压力-流量表以基于操作压力计算第一流量；并且使第一仪表在第一流量下操作。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述适应性校准步骤还包括：测量通过第二仪表的第二流量，其中第一流量加第二流量等于总流量；存储第二流量；并且基于操作压力、第一流量和第二流量修改压力-流量表。4.根据权利要求3所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮特·N·迪福，托德·A·安德森，
申请(专利权)人：固瑞克明尼苏达有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US