[发明专利]一种高精度恒温定流量自动测试系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种高精度恒温定流量自动测试系统及其控制方法，所述系统包括板式换热器、设置在板式换热器一次侧的水冷模块以及设置在板式换热器二次侧的测试模块，所述水冷模块包括水冷机和温度比例阀；所述测试模块包括控制器、变频器、水箱、水泵和被测阻力元件，所述水泵与被测阻力元件之间的管路上安装有系统出口温度传感器、流量比例阀和出口压力传感器，被测阻力元件和板式换热器之间的管路上安装有系统入口压力传感器、入口温度传感器和流量传感器。本发明通过将阀门开度控制和变频器调频控制相结合，实现了系统对宽范围流量、高精度自动控制的要求，实现了高精度流量控制，控制效率大大提高。

技术领域

本发明涉及流量控制技术领域，特别是涉及一种高精度恒温定流量自动测试系统及其控制方法。

背景技术

目前通常使用的流量自动控制方式是通过控制电控比例阀开度来控制系统的流量或者通过变频器调频控制水泵转速来控制系统流量。这两种控制方式均有各自的缺点。通过控制电控比例阀的开度虽然可以宽范围控制系统流量，但是由于比例阀非线性特性和调节步数限制很难高精度控制系统流量。通过变频器调频控制水泵转速来控制系统流量的方式虽然可以高精度控制流量，但是由于变频调速范围限制，所以很难实现宽范围流量控制。在流量测试系统中，如果被测系统流阻变化范围很大，又要求高精度定流量，传统的流量自动控制方式无法实现。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，设计出一种高精度恒温定流量自动测试系统及其控制方法，满足了测试系统对宽范围流量、高精度自动控制的要求，系统控制精度高达+/-0.05L/Min。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种高精度恒温定流量自动测试系统，包括板式换热器、设置在板式换热器一次侧的水冷模块以及设置在板式换热器二次侧的测试模块，所述水冷模块包括与板式换热器相连接的水冷机、通过冷水管路设置在水冷机和板式换热器之间的温度比例阀；所述测试模块包括控制器、变频器、与板式换热器相连接的水箱、通过测试管路连接在水箱出口的水泵、通过测试管路分别与水泵和板式换热器连接的被测阻力元件，所述水泵与变频器电连接，水泵与被测阻力元件之间的管路上安装有系统出口温度传感器、流量比例阀和出口压力传感器，被测阻力元件和板式换热器之间的管路上安装有系统入口压力传感器、入口温度传感器和流量传感器，所述出口温度传感器、出口压力传感器、入口温度传感器、入口压力传感器、流量传感器、流量比例阀和温度比例阀分别与控制器电性连接。

作为优选地，所述温度比例阀和水冷机之间安装有第一过滤器，水箱和水泵之间安装有第二过滤器。

作为优选地，所述第一过滤器的出水端与水冷机的进水端之间设置有第一旁通阀，水泵的出水端与板式换热器之间设置有第二旁通阀。

作为优选地，所述水箱内还设置有液位开关。

一种高精度恒温定流量自动测试系统的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤1：启动系统，输入设定温度值和设定流量值；

步骤2：实时获取系统入口压力值、入口温度值、出口压力值、出口温度值和测试管路流量值，并传输给控制器；

步骤3：控制器利用PID算法将出口温度值与设定温度值进行比较以自动控制温度比例阀开度，从而使系统在恒定温度状态下运行；同时，利用PID算法将测试管路流量值与设定流量值进行比较对流量比例阀的开度进行粗调，令测试管路流量值与设定流量值的差值为流量偏差H；

步骤4：控制器判断流量比例阀粗调后的流量偏差H是否满足流量等级梯度的设定条件，若满足，则根据第一设定时间延时锁定流量比例阀，然后执行步骤6；否则，执行步骤5；

步骤5：将流量比例阀完全打开，同时判断当前流量偏差H是否小于调节偏差，若小于，则根据第二设定时间延时锁定流量比例阀，然后执行步骤6；否则重复步骤3；