用于监测计量泵的操作的监测方法和计量泵系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于监测计量泵的操作的监测方法以及一种计量泵系统，计量泵具有计量室和电驱动器，该计量室具有至少一个位移元件，根据该监测方法，检测位移元件的位置和计量室内的压力并将位移元件的位置和计量室内的压力连续地记录为压力

【技术实现步骤摘要】
用于监测计量泵的操作的监测方法和计量泵系统


[0001]本专利技术涉及一种用于监测计量泵(dosing pump)的操作的监测方法，并且涉及一种包括计量泵的对应的计量泵系统。

技术介绍

[0002]计量泵是正排量泵(positive displacement pump)。本专利技术涉及一种计量泵，该计量泵具有位移元件和用于移动位移元件的驱动器。位移元件交替地增大和减小泵送室的容积以吸入和输送液体。所输送的液体的体积由通过位移体的移动实现的泵送室的尺寸变化来限定。
[0003]为了实现输送速率的更高的准确度，已知的是使定量泵的驱动器具有电子控制，并且特别地，已知的是监测位移元件的位置和泵室或计量室内的压力。例如，EP3591226A1公开了监测压力并创建在冲程线上绘制压力的示功图(indicator diagram)。可以在该示功图中检测到某些故障或失灵，如空化。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种用于监测计量泵的操作的监测方法和一种对应的计量泵系统，其允许在早期阶段检测未来的故障或失灵并允许作出反应。
[0005]该目的通过具有权利要求1中限定的特征的监测方法并通过具有权利要求12中限定的特征的计量泵系统来实现。在从属权利要求中限定了优选实施例，并且在下文中参考附图描述了优选实施例。
[0006]根据本专利技术的监测方法可以由计量泵的控制装置来执行，该控制装置包括合适的电子组件，例如，CPU和存储装置并且优选地为用于提供监测方法的软件。
[0007]监测方法用于监测定量泵或计量泵的操作，该计量泵具有计量室或泵室和电驱动器，该计量室或泵室具有至少一个位移元件。电驱动器优选地以往复方式使位移元件移动，使得位移元件通过其移动增大和减小计量室的容积。计量室的容积变化限定输送的液体体积。
[0008]根据该方法，位移元件的位置和计量室内的压力或相关指标(如相关力或扭矩)被分别连续地检测并记录为压力
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冲程图或示功图中的曲线。曲线可以是随时间检测到的测量点的累积，优选地可以是连续地或以预定的间隔周期性地检测到的测量点的累积。相关力或扭矩可以是作用在位移元件的驱动器(例如驱动马达)上的力。作用在驱动器上的力或扭矩基本上与计量室内的压力成比例。因此，对于本专利技术，考虑力或扭矩而不是实际压力可以是足够的。在以下描述中，计量室内的压力或相关力或扭矩可以被认为是可互换的。为了检测位移元件的位置，泵可以包括位置传感器，或者电驱动器可以是步进马达，使得可以通过对电驱动马达的旋转角度进行计数来确定位置。为了检测压力，可以设置检测计量室内的压力的压力传感器。在替代的解决方案中，可以在知道电驱动器与位移体之间的机械连接的情况下，基于由驱动马达提供的驱动扭矩或力来计算压力。驱动扭矩可以例如由相应
的扭矩或力传感器测量，或者可以从电驱动器的电值导出。
[0009]根据该监测方法，分析和监测所述压力
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冲程图中的所述曲线的至少一个特征部分。所述曲线的特征部分可以是特定问题或故障的特征部分，即，在发生特定问题或故障的情况下偏移或改变的曲线部分。这意味着曲线的该部分可以示出计量泵或定量泵的特定行为，特别是由问题或故障导致的特定行为。因此，考虑图的特征部分的变化。特别地，分别考虑所述曲线的特征部分是否随时间或随若干冲程在某个方向上改变或偏移或移动。在识别出特征部分随时间或随若干冲程的偏移的情况下，根据该方法，在下一步骤中，启动措施或动作以延迟、防止和/或预测未来的故障。第一种可能的动作将是响应于检测到的至少一个特征部分的偏移来调整对电驱动器的控制，以补偿偏移或者防止或减小未来的进一步偏移。由此，可以补偿偏移的原因以防止未来的故障，或者延长直到将发生系统的某种故障为止的时间，特别是直到必须停止计量泵为止的时间。在确定出曲线的特征部分的偏移之后可以采取的另外的、附加的或替代的动作将是预测偏移在未来是否将达到预定的极限和/或偏移何时将达到预定的极限，这例如将需要关闭泵。对于该预测，确定特征部分的偏移的趋势，即，特征部分的移动或偏移的速度。基于该趋势，确定特征部分的偏移或移动在未来是否将达到预定的极限和/或何时将达到预定的极限。例如，可以计算或预测直到特征部分的偏移或移动在未来将达到预定的极限为止的时间段。因此，检测偏移的速度，并且针对未来进行外推以确定偏移是否将达到预定的极限和/或计算偏移何时将达到预定的极限。例如，这可以是必须修理或关闭泵时的极限，因为无法再确保期望的计量性能，例如，准确度或所需的背压。利用根据本专利技术的该方法，可以防止计量过程的突然意外停止，可以预测和/或补偿故障，以确保有足够的时间采取必要的步骤来修理或维护计量泵，从而避免生产的意外中断。如前所述，通过调整控制来对故障进行补偿和进行预测可以组合使用或作为替代使用。
[0010]根据优选选项，计算出的时间段作为直到发生故障为止的预测时间被输出到通信装置、显示装置和/或控制装置。附加地或替代地，警告可以优选地被输出到通信装置、显示装置和/或控制装置。警告可以是关于即将到来的故障的信息以及关于故障的预计时间的信息，或者警告可以是关于即将到来的故障的信息而没有关于故障的预计时间的信息。通过这种输出，可以在早期阶段通知操作者或例如连接的设施控制系统，以给出足够的时间来计划计量泵的修理或维护，从而确保最小化计量泵的关闭时间并避免计量不准确。
[0011]为了分别确定曲线或曲线的至少一个特征部分的偏移的趋势，采用特征部分的偏移的平均速度。例如，考虑位移元件的限定数量的最近的冲程，平均速度可以被计算为移动平均值。通过考虑平均趋势或平均速度，保持不考虑短趋势波动或峰值，或者这种峰值的影响被减小。在结果中，短趋势波动或峰值被滤除。
[0012]为了计算直到特征部分的偏移在未来将达到预定的极限值为止的时间段，优选地，执行基于趋势的外推。这意味着基于所确定的偏移的速率将过去确定的移动或偏移预测到未来。
[0013]优选地，将特征部分的最后记录值或最近的记录值的平均值与所述预定的极限之间的剩余间隔作为直到将达到极限为止的时间段的计算或外推的基础。一个或多个记录值可以是表示曲线的特征点或特征部分的点。例如，在考虑若干点的情况下，当计算或预测直到达到预定的极限为止的时间段时，可以考虑点的偏移或趋势的平均值。预定的极限可以
由若干极限值组成，例如表示曲线的特征部分的不同点的不同极限值。
[0014]优选地，曲线的所述特征部分由至少一个特征点限定，优选地由曲线的至少一组特征点限定。这可以例如是曲线表示吸入冲程或压力冲程的部分，或者曲线表示阀在计量室的入口侧和出口侧上的打开或关闭的点，或者曲线表示阀的打开时间(即，吸入或排出阶段)的点。
[0015]此外，曲线的特征点或部分可以是曲线中位移元件的移动的不同阶段之间的过渡区段或区域，例如吸入冲程与排出或压力冲程之间的过渡区域和/或曲线表示压力积聚的部分之间的过渡区域。
[0016]进一步优选地，曲线的一个或多个特征部分可以是曲线的至少一个区段、曲线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于监测计量泵的操作的监测方法，所述计量泵具有计量室(2)和电驱动器(12)，所述计量室(2)具有至少一个位移元件(4)，根据所述监测方法，检测所述位移元件(4)的位置(S)和所述计量室(2)内的压力(P)或相关指标，并将所述位移元件(4)的位置(S)和所述计量室(2)内的压力(P)或相关指标连续地记录为压力
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冲程图中的曲线，其特征在于监测所述压力
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冲程图中的所述曲线的至少一个特征部分(36、38、40、42、B、C)，并且检测所述至少一个特征部分(36、38、40、42、B、C)随若干冲程的可能偏移(A)，以及基于检测到的所述偏移采取以下步骤中的一个或两个：
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基于检测到的所述至少一个特征部分(36、38、40、42、B、C)的偏移(A)来调整对所述电驱动器(12)的控制，
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确定所述特征部分(36、38、40、42、B、C)的偏移(A)随所述位移元件(4)的若干冲程的趋势，并且基于所述趋势确定所述特征部分(36、38、40、42、B、C)的偏移(A)在未来是否将达到预定的极限(48、48a、48b、48c、48d)和/或何时将达到所述预定的极限(48、48a、48b、48c、48d)。2.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，将作为直到发生故障为止的预测时间段计算出的时间段和/或基于计算出的时间段的警告输出到通信装置(26)、显示装置(50)和/或控制装置(22)。3.根据权利要求1或2所述的监测方法，其特征在于，基于所述特征部分(36、38、40、42、B、C)的偏移(A)的平均速度来确定所述趋势。4.根据前述权利要求中任一项所述的监测方法，其特征在于，执行基于所述趋势的外推以计算所述时间段。5.根据前述权利要求中任一项所述的监测方法，其特征在于，考虑所述特征部分(36、38、40、42、B、C)的最后记录值或最近的记录值的平均值与所述预定的极限(48、48a、48b、48c、48d)之间的剩余间隔(D)以计算所述时间段。6.根据前述权利要求中任一项所述的监测方法，其特征在于，所述特征部分(36、38、40、42、B、C)由至少一个特征点限定，优选地由所述曲线的至少一组特征点限定。7.根据前述权利要求中任一项所述的监测方法，其特征在于，所述至少一个特征部分(36、38、40、42、B、C)是所述曲线的区段、所述曲线的转向点或转向部分、所述曲线的拐点或拐点部分和/或所述曲线的鞍点或鞍部分。8.根据前述权利要求中的一项所述的监测方法，其特征在于，所述至少一个特征部分(36、38、40、42、B、C)是针对空化、泵送腔体内的空气、过压、泄漏、阀泄漏、流动路径的堵塞、脉动阻尼器的故障和/或管线爆裂的指示符。9.根据前述权利要求中任一项所述的监测方法，其特征在于，所述曲线的所述至少一个特征部分(36、38、40、42、B、C)在所述曲线表示所述位移元件(4)的吸入冲程的区段中、在所述曲线表示所述位移元件(4)的压力冲程的区段中、在所述曲线表示膨胀阶段的区段中、在所述曲线表示压力积聚阶段的区段中和/或在曲线的所述区段之间的至少一个过渡区段中。10.根据前述权利要求中任一项所述的监测方法，其特征在于，连续地...

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯，
申请(专利权)人：格兰富控股公司，
类型：发明
国别省市：