一种压缩机缸内压力无损监测方法及系统技术方案

本申请属于压缩机技术领域，特别是涉及一种压缩机缸内压力无损监测方法及系统。现有技术未考虑实际测量中出现的应变漂移问题，且为给出考虑漂移情况下的缸内动态压力计算方法。本申请提供了一种压缩机缸内压力无损监测方法，根据压缩机一个工作周期的止点信号截取所述工作周期内的径向应变测量值和周向应变测量值，同时求得径向漂移和周向漂移，对径向漂移和周向漂移进行修正后，得出油压。可实现压缩机缸内压力无损测量及重构。缩机缸内压力无损测量及重构。缩机缸内压力无损测量及重构。

【技术实现步骤摘要】
一种压缩机缸内压力无损监测方法及系统


[0001]本申请属于压缩机
，特别是涉及一种压缩机缸内压力无损监测方法及系统。

技术介绍

[0002]压缩机是一种提高气体压力的动力机械，缸内动态压力可直接反映缸内热力过程和核心部件的工作状态，因此缸内动态压力是压缩机监测中的一项重要参数。传统的缸内压力监测方法是在气缸留出测压孔，通过打孔安装压力传感器的方法会破坏油缸结构，会破坏气缸结构，影响气缸强度，可能引起泄漏甚至是爆炸，因此无法在易燃易爆气体压力监测或高压气体压力监测的场景下应用，因此提出一种压缩机缸内压力无损测量方法、重构算法及系统对压缩机的安全、稳定监测至关重要。
[0003]进行电阻应变测试时，往往会产生零点漂移，即为任何一个应变测试系统在测试工作状态下，随着外界环境变化如时间、温度、电磁场等干扰产生的测量值变化情况。在漂移现象严重的情况下，往往会使有效信号“淹没”，因此需要对测量压力时的零漂做出修正。
[0004]现有技术未考虑实际测量中出现的应变漂移问题，且为给出考虑漂移情况下的缸内动态压力计算方法。

技术实现思路

[0005]1.要解决的技术问题
[0006]基于现有方案并未考虑实际测量中实际出现的应变漂移问题，在漂移现象严重的情况下，甚至会使有效信号“淹没”的问题，本申请提供了一种压缩机缸内压力无损监测方法及系统。
[0007]2.技术方案
[0008]为了达到上述的目的，本申请提供了一种压缩机缸内压力无损监测方法，根据压缩机一个工作周期的止点信号截取所述工作周期内的径向应变测量值和周向应变测量值，根据所述径向应变测量值和所述周向应变测量值，计算所述工作周期的径向应变测量值的幅值和周向应变测量值的幅值，获得所述径向应变测量值的幅值与所述周向应变测量值的幅值的比值即幅值比Z，根据所述幅值比、所述径向应变测量值和所述周向应变测量值求得径向漂移和周向漂移，根据所述径向漂移和所述周向漂移得到修正后的径向应变测量值和修正后的周向应变测量值，计算所述修正后的径向应变测量值与所述修正后的周向应变测量值的差值，将缸体表面简化为圆平板模型，根据广义胡克定律，带入均布载荷的周边固支平板的边界条件，根据被测压缩机的结构和测点位置计算获得第一常数项a和第二常数项b，根据所述差值、所述a和所述b计算得到工作周期内的缸内动态压力。
[0009]本申请提供的另一种实施方式为：所述径向应变测量值为缸盖的径向应变测量值，所述周向应变测量值为所述缸盖的周向应变测量值。
[0010]本申请提供的另一种实施方式为：所述漂移修正后的径向应变测量值为所述漂移
修正后的周向应变测量值的Z倍，Z为所述幅值比。
[0011]本申请提供的另一种实施方式为：所述一个工作周期对应压缩机曲轴旋转360
°
，根据所述漂移修正后的径向应变测量值为所述漂移修正后的周向应变测量值的Z倍得到360个方程组，对所述方程组进行求解得到所述径向漂移和所述周向漂移。
[0012]本申请提供的另一种实施方式为：所述求解方法为最小二乘法。
[0013]本申请提供的另一种实施方式为：所述径向漂移包括每个角度的径向漂移，所述径向漂移为360个数值点，所述周向漂移包括每个角度的周向漂移，所述周向漂移为360个数值点。
[0014]本申请提供的另一种实施方式为：所述径向漂移为温度漂移，所述周向漂移为温度漂移。
[0015]本申请还提供一种根据所述压缩机缸内压力无损监测方法的系统，包括依次连接的应变片组件、电桥组件、信号采集模块和信号处理模块，所述信号采集模块与接近开关连接，所述接近开关设置于联轴器旁。
[0016]本申请提供的另一种实施方式为：所述应变片组件包括第一应变片和第二应变片，所述电桥组件包括第一电桥和第二电桥，所述第一应变片、所述第一电桥、所述信号采集模块与所述信号处理模块依次连接，所述第二应变片、所述第二电桥、所述信号采集模块与所述信号处理模块依次连接。
[0017]本申请提供的另一种实施方式为：所述第一电桥为四分之一电桥，所述第二电桥为四分之一电桥。
[0018]3.有益效果
[0019]与现有技术相比，本申请提供的压缩机缸内压力无损监测方法及系统的有益效果在于：
[0020]本申请提供的压缩机缸内压力无损监测方法，为一基于应变的压缩机缸内压力无损监测方法，可实现对应变漂移的修正，进而完成压缩机缸内压力无损测量及重构。
[0021]本申请提供的压缩机缸内压力无损监测方法，为应变漂移的修正算法，同时给出考虑漂移情况下的缸内动态压力计算方法。
[0022]本申请提供的压缩机缸内压力无损监测方法，可解决由于应变漂移导致缸内压力测量不准的问题。
附图说明
[0023]图1是本申请的压缩机缸内压力无损监测系统示意图；
[0024]图2是本申请的应变片布局量原理；
[0025]图3是本申请的止点测量示意图；
[0026]图4是本申请的测得信号示意图；
[0027]图5是本申请的压缩机缸内压力无损监测方法实验结果示意图；
[0028]图6是本申请的压缩机缸内压力无损监测方法验证示意图。
具体实施方式
[0029]在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的
描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。
[0030]对漂移的原因分析如下：(1)热应变。压缩机运行过程中，缸体本身温度升高，导致缸体表温度升高；外界环境温度变化，导致缸体表面温度变化；(2)表面换热。应变片表面未完全隔热处理，因此表面有空气流动时会改变应变片处温度。(试验中压缩机进气气源为一螺杆空压机，散热封口面对被测压缩机缸体，散热吹风时会带来大幅值的应变漂移)；(3)仪器温漂。电源电压不稳、元器件参数变值、环境温度变化等。其中最主要的因素是温度的变化，因为晶体管是温度的敏感器件，当温度变化时，其参数UBE、β、ICBQ都将发生变化，最终导致放大电路静态工作点产生偏移。实际测试中表现为测试前后仪器断电、重启会观察到应变测量值漂移。(4)机械原因。在高压机组里出现塑性变形。因此，排出塑性变形导致的应变漂移，其他原因基本可以归类为被测物体或环境温度导致的温漂和仪器设备电路导致的仪器漂。
[0031]参见图1～6，本申请提供一种压缩机缸内压力无损监测方法，根据压缩机一个工作周期的止点信号截取所述工作周期内的径向应变测量值和周向应变测量值，根据所述径向应变测量值和所述周向应变测量值，计算所述工作周期的径向应变测量值的幅值和周向应变测量值的幅值，获得所述径向应变测量值的幅值与所述周向应变测量值的幅值的比值即幅值比Z，根据所述幅值比、所述径向应变测量值和所述周向应变测量值求得径向漂移和周向漂移，根据所述径本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压缩机缸内压力无损监测方法，其特征在于：根据压缩机一个工作周期的止点信号截取所述工作周期内的径向应变测量值和周向应变测量值，根据所述径向应变测量值和所述周向应变测量值，计算所述工作周期的径向应变测量值的幅值和周向应变测量值的幅值，获得所述径向应变测量值的幅值与所述周向应变测量值的幅值的比值即幅值比Z，根据所述幅值比、所述径向应变测量值和所述周向应变测量值求得径向漂移和周向漂移，根据所述径向漂移和所述周向漂移得到修正后的径向应变测量值和修正后的周向应变测量值，计算所述修正后的径向应变测量值与所述修正后的周向应变测量值的差值，将缸体表面简化为圆平板模型，根据广义胡克定律，带入均布载荷的周边固支平板的边界条件，根据被测压缩机的结构和测点位置计算获得第一常数项a和第二常数项b，根据所述差值、所述a和所述b计算得到工作周期内的缸内动态压力。2.如权利要求1所述的压缩机缸内压力无损监测方法，其特征在于：所述径向应变测量值为缸盖的径向应变测量值，所述周向应变测量值为所述缸盖的周向应变测量值。3.如权利要求1或者2所述的压缩机缸内压力无损监测方法，其特征在于：所述漂移修正后的径向应变测量值为所述漂移修正后的周向应变测量值的Z倍，Z为所述幅值比。4.如权利要求3所述的压缩机缸内压力无损监测方法，其特征在于：所述一个工作周期对应压缩机曲轴旋转360
°

【专利技术属性】
技术研发人员：李雪莹，计泽灏，彭学院，贾晓晗，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：