冷冻系统稳定压力源的控制方法及冷冻系统技术方案

本发明专利技术涉及一种冷冻系统稳定压力源的控制方法及冷冻系统，涉及消融技术领域。本发明专利技术的冷冻系统稳定压力源的控制方法，利用压力源不同阶段的情况输出，对应调整增压阀和放气阀的开度，从而降低系统压力源的不稳定现象，以此来控制压力介质的平稳输出，使得压力源在高液位时，压力稳定且降压速度可控、在低液位时也能够满足输出压力，以保证消融针上冰球正常生长。生长。生长。

【技术实现步骤摘要】
冷冻系统稳定压力源的控制方法及冷冻系统


[0001]本专利技术涉及消融
，特别地涉及一种冷冻系统稳定压力源的控制方法及冷冻系统。

技术介绍

[0002]冷冻系统在输出压力和输出介质时需要一个稳定的压力源。为节省系统体积，压力源（例如液氮罐）一般为自增压结构。其利用在同一罐体内的盘管结构，将罐内漏热增大，致使管道内液氮吸热蒸发膨胀，从而使系统的压力增加。其中，增压盘管一般设计在液氮罐的底部，使得在同一压力系统内的液氮利用重力自然流入盘管内，实现吸热膨胀。
[0003]由于液氮罐的自增压系统主要依靠液位的重力来进入增压盘管对外换热，所以增压的响应时间及增压速度均会因不同情况而发生变化。现有的控制压力的方法一般是依靠打开或关闭增压阀，从而断续控制增压管路的通断，使得增压液氮缓慢流入增压盘管，实现压力的可控。但是在实际使用中发现，在系统起始时，液氮罐中被灌注满液氮，因此处于高液位状态，从而增压过程非常快而不可控；此外，由于液氮罐上部气相空间小，因此增压阀的开闭频率比较大，使得高液位情况下压力波动比较频繁；反之，随着液氮的消耗，液氮罐处于低液位时，液氮罐的增压会相对缓慢，输出液氮较多时，会存在罐内压力保持不住从而导致消融针上形成的冰球长不大的现象。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种冷冻系统稳定压力源的控制方法及冷冻系统，用于解决上述的至少一个技术问题。
[0005]根据本方面的第一个方面，本专利技术提供一种冷冻系统稳定压力源的控制方法，包括以下操作步骤：S100：判断压力源的压力P
压力源
是否小于目标压力P
目标
，若是，则执行S200；若否，则执行S300；S200：根据目标压力P
目标
与压力源的压力P
压力源
之间的压力差δP，调整增压阀的开度，其中δP=P
目标
‑
P
压力源
；S300：根据压力源的压力P
压力源
与目标压力P
目标
之间的压力差δP
’
，调整放气阀的开度，其中，δP
’
=P
压力源
‑
P
目标
。
[0006]根据本方面的第二个方面，本专利技术提供一种冷冻系统稳定压力源的控制方法，包括步骤200，步骤S200包括以下子步骤：S210：判断δP是否满足0＜δP≤P3、P3＜δP≤P4或δP＞P4，若δP满足0＜δP≤P3，则执行步骤S211；若δP满足P3＜δP≤P4，则执行步骤S212；若δP满足δP＞P4，则执行步骤S213；步骤S211：将增压阀的开度调整为第一开度K1；步骤S212：将增压阀的开度调整为第二开度K2；步骤S213：将增压阀的开度调整为第三开度K3；
其中，0＜P3＜P4，K1＜K2＜K3。
[0007]在一个实施方式中，步骤S200还包括以下子步骤：S220：判断δP是满足δP≥P2，若是，则执行步骤S221；若否，则执行步骤S222；步骤S221：将增压阀的开度调整为100%；步骤S222：将增压阀的开度调整为第二开度K3。在一个实施方式中，步骤S221中，将增压阀的开度调整为100%后，判断压力源中的液位是否低于第一液位，若是，则对压力源进行强制换热；和/或步骤S222中，将增压阀的开度调整为第二开度K3后，判断压力源中的液位是否低于第一液位，若是，则将增压阀的开度调整为100%。
[0008]根据本方面的第三个方面，本专利技术提供一种冷冻系统稳定压力源的控制方法，包括步骤S230：通过PID减小增压阀的开度的步骤；步骤S230包括以下子步骤：S231：分别获得目标压力P
目标
与当前第k时刻压力源的压力P
当前
之间的压力差e（k）、目标压力P
目标
与第k
‑
1时刻压力源的压力P
当前
之间的压力差e（k
‑
1）以及目标压力P
目标
与第k
‑
2时刻压力源的压力P
当前
之间的压力差e（k
‑
2）；S232：判断e（k），e（k
‑
1），e（k
‑
2）是否都大于0，若否，则关闭增压阀；若是，则执行步骤S233；S233：判断e（k），e（k
‑
1），e（k
‑
2）是否都大于P1，若否，则关闭增压阀；若是，则执行步骤S234；S234：根据增压阀第k
‑
1时刻的开度α（k
‑
1）调整增压阀的当前第k时刻的开度α（k）。
[0009]在一个实施方式中，根据增压阀的第k
‑
1时刻的开度α（k
‑
1），按下列表达式（1）调整增压阀的当前第k时刻的开度α（k）：（1）其中，α（k
‑
1）为第k
‑
1时刻增压阀的开度；kp1为PID比例参数，ki1为PID积分参数，kd1为PID微分参数。根据本方面的第四个方面，本专利技术提供一种冷冻系统稳定压力源的控制方法，包括步骤300，步骤S300包括以下子步骤：S310：判断δP
’
是否满足P1≤δP
’
≤P2或δP
’
＞P2，若δP
’
满足P1≤δP
’
≤P2，则执行步骤S311；若满足δP
’
＞P2，则执行步骤S312；步骤S311：将放气阀的开度调节为K4；步骤S312：将放气阀的开度调节为K3。
[0010]在一个实施方式中，步骤S311后，还执行：S313：持续时间t1或t2；S314：判断δP
’
是否减小，若是，则执行步骤S315；S315：以速度v1关闭放气阀；S316：持续时间t1或t2；S317：判断δP
’
增大，若是，则执行步骤S318；
S318：以速度v2开启放气阀。
[0011]根据本方面的第五个方面，本专利技术提供一种冷冻系统稳定压力源的控制方法，包括步骤S330：通过PID减小放气阀的开度的步骤；步骤S330包括以下子步骤：S331：分别获得当前第k时刻压力源的压力P
当前
与目标压力P
目标
之间的压力差e
’
（k）、第k
‑
1时刻压力源的压力P
当前
与目标压力P
目标
之间的压力差e
’
（k
‑
1）以及第k
‑
2时刻压力源的压力P
当前
与目标压力P
目标
之间的压力差e
’
（k
‑
2）；S332：判断e
’
（k），e
’
（k
‑
1），e
’
（k
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冷冻系统稳定压力源的控制方法，其特征在于，包括以下操作步骤：S100：判断压力源的压力P
压力源
是否小于目标压力P
目标
，若是，则执行S200；若否，则执行S300；S200：根据目标压力P
目标
与压力源的压力P
压力源
之间的压力差δP，调整增压阀的开度，其中δP=P
目标
‑
P
压力源
；S300：根据压力源的压力P
压力源
与目标压力P
目标
之间的压力差δP
’
，调整放气阀的开度，其中，δP
’
= P
压力源
‑
P
目标
。2.根据权利要求1所述的冷冻系统稳定压力源的控制方法，其特征在于，步骤S200包括以下子步骤：S210：判断δP是否满足0＜δP≤P3、P3＜δP≤P4或δP＞P4，若δP满足0＜δP≤P3，则执行步骤S211；若δP 满足P3＜δP≤P4，则执行步骤S212；若δP满足δP＞P4，则执行步骤S213；步骤S211：将增压阀的开度调整为第一开度K1；步骤S212：将增压阀的开度调整为第二开度K2；步骤S213：将增压阀的开度调整为第三开度K3；其中，0＜P3＜P4，K1＜K2＜K3。3.根据权利要求1所述的冷冻系统稳定压力源的控制方法，其特征在于，步骤S200还包括以下子步骤：S220：判断δP是满足δP≥P2，若是，则执行步骤S221；若否，则执行步骤S222；步骤S221：将增压阀的开度调整为100%；步骤S222：将增压阀的开度调整为第二开度K3。4.根据权利要求3所述的冷冻系统稳定压力源的控制方法，其特征在于，步骤S221中，将增压阀的开度调整为100%后，判断压力源中的液位是否低于第一液位，若是，则对压力源进行强制换热；和/或步骤S222中，将增压阀的开度调整为第二开度K3后，判断压力源中的液位是否低于第一液位，若是，则将增压阀的开度调整为100%。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的冷冻系统稳定压力源的控制方法，其特征在于，步骤S200还包括步骤S230：通过PID减小增压阀的开度的步骤；步骤S230包括以下子步骤：S231：分别获得目标压力P
目标
与当前第k时刻压力源的压力P
当前
之间的压力差e（k）、目标压力P
目标
与第k
ꢀ‑
1时刻压力源的压力P
当前
之间的压力差e（k
‑
1）以及目标压力P
目标
与第k
ꢀ‑
2时刻压力源的压力P
当前
之间的压力差e（k
‑
2）；S232：判断e（k），e（k
‑
1），e（k
‑
2）是否都大于0，若否，则关闭增压阀；若是，则执行步骤S233；S233：判断e（k），e（k
‑
1），e（k
‑
2）是否都大于P1，若否，则关闭增压阀；若是，则执行步骤S234；S234：根据增压阀第k
‑
1时刻的开度α（k
‑
1）调整增压阀的当前第k时刻的开度α（k）。6.根据权利要求5所述的冷冻系统稳定压力源的控制方法，其特征在于，根据增压阀的第k
‑
1时刻的开度α（k
‑
1），按下列表达式（1）调整增压阀的当前第k时刻的开度α（k）：
（1）其中，α（k
‑
1）为第k
ꢀ‑
1时刻增压阀的开度；kp1为PID...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雪冬，张飞飞，肖剑，熊飞，杨晶晶，韦文生，罗富良，黄乾富，
申请(专利权)人：海杰亚北京医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：