[发明专利]一种线性压缩机中活塞位移相对于压力波相角的校准方法

权利要求书

1.一种线性压缩机中活塞位移相对于压力波相角的校准方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1,用位移传感器和压力传感器分别测量线性压缩机活塞位移的幅值、压缩腔压力幅值p_c、背压腔的压力幅值p_b、压缩腔压力传感器和位移之间角度差θ₁、背压腔压力传感器和位移之间角度差θ₂；

步骤2，假设压力传感器和位移传感器之间固定延迟为t，其中，-2π/ωt2π/ω，ω为角频率；

步骤3，根据固定延迟t,得到压力传感器和位移传感器之间的延迟相角为Δθ＝ωt，压缩腔压力和位移之间的相角为θ_c＝θ₁+Δθ，背压腔压力和位移之间的相角为θ_b＝θ₂+Δθ；

步骤4，将得到的数据代入质量气体弹簧模型的位移公式，得到活塞位移；

步骤5，计算活塞位移和测得活塞位移幅值的偏差，若偏差大于10％，则重新假设时间t，并返回步骤3，若偏差小于10％，则执行步骤6；

步骤6，完成校正，并对结果进行进一步验证。

2.根据权利要求1所述的线性压缩机中活塞位移相对于压力波相角的校准方法,其特征在于,步骤4中，所述的质量气体弹簧模型的位移公式为：

其中，x为活塞位移，α为电机比推力系数，I为工作电流，f为工作频率，R_m为机械阻尼系数，k_s为弹簧刚度，m为活塞动质量，γ为绝热指数，p_m为工作压力，A为活塞面积，V_c为压缩腔体积，V_b为背压腔体积，θ_c为压缩腔压力和位移之间相角，θ_b为背压腔压力和位移之间相角。

3.根据权利要求1所述的线性压缩机中活塞位移相对于压力波相角的校准方法,其特征在于,步骤5中，所述的重新假设时间t的具体方法为：比较活塞位移与测量的活塞位移幅值大小，若计算的活塞位移大于测量的活塞位移，则增大t,反之，则缩小t。

4.根据权利要求1所述的线性压缩机中活塞位移相对于压力波相角的校准方法,其特征在于,步骤6中,所述的验证具体方法为:以校准后的角度来计算压缩机的压缩腔声功、背压腔声功、焦耳热和阻尼损失，四者之和等于输入的电功率，则证明角度校准正确。

5.根据权利要求4所述的线性压缩机中活塞位移相对于压力波相角的校准方法,其特征在于，所述的压缩腔声功计算公式为：

所述的背压腔声功计算公式为：

所述的焦耳热计算公式为：

W_i＝I²R

所述的阻尼损失计算公式为：

其中，W_pV1为压缩腔声功，W_pV2为背压腔声功，W_i为焦耳热，W_d为阻尼损失，p_c为压缩腔压力幅值，为压缩腔体积流幅值，p_b为背压腔压力幅值，为背压腔体积流幅值，θ_c为压缩腔压力和位移之间相角，θ_b为背压腔压力和位移之间相角，ω为角频率，x为活塞位移，A为活塞面积，I为工作电流，R为电阻，R_m为机械阻尼系数。

6.根据权利要求1所述的线性压缩机中活塞位移相对于压力波相角的校准方法,其特征在于,步骤6中,所述的验证具体方法为:以校准后的角度计算压缩机的背压腔声功、焦耳热和阻尼损失，求得三者之和，通过测量压缩机壳体上冷却水管的流量及温升来计算压缩机壳体的散热量，若压缩机壳体的散热量大于等于上述三者之和，则证明角度校准正确。