[发明专利]一种压缩机管道脉动测试方法

摘要

本发明涉及一种压缩机管道脉动测试方法，包括以下步骤1)连接压缩机管道测试系统；2)开启计算机，在测试软件中输入压力传感器灵敏度，确保良好的信噪比，保证采样时间；3)保持压缩机不运转，在管道系统上另加设一个外噪声源，运用双负载法或双声源法创造两个不同的测试状态；4)将不同测试状态下的两组脉动压力数据代入散射矩阵关系式(1)中，得到散射矩阵S；5)将散射矩阵S的元素S11、S12、S21、S22代回到原矩阵方程(2)中，得到压缩机的源特性向量ps。本发明操作简单，易于实现，响应速度快，能耗低，并可得到精确的压缩机的源特性向量，整体的描述了压缩机的管道脉动情况，为技术人员对脉动压力的控制提供了有效的依据。

主权项

一种压缩机管道脉动测试方法，包括以下步骤：S1、在压缩机(10)进、出口两侧的管道(101)上分别选择两个端口，共四个端口，在所述四个端口处对应安装连接四个压力传感器(100)，所述压力传感器(100)的输出端通过导线与放大器(20)连接，所述放大器(20)的输出端通过信号线与数据采集仪电连接，所述数据采集仪和数据分析仪通过信号线电连接，所述数据分析仪与计算机(40)相连接；S2、启动所述数据采集仪、数据分析仪和计算机(40)，在计算机(40)中输入设定压力传感器灵敏度；S3、保持压缩机(10)不运转，在压缩机的管道系统上另加设一个外噪声源(19)，运用双声源法或双负载法创造两个不同的测试状态，接着使用数据采集仪(30)采集分别在两个不相关的测试状态下的四个端口处的脉动压力信号；S4、数据分析仪则对采集到的脉动压力信号进行处理，所述处理过程为：采用傅立叶变换将采集的时域信号转换为频域信号，即可得到压力信号；S5、分别将压缩机进、出口四个端口处的声压即压力信号代入(1)式中，其中上标‘′’表示其中一个测试状态，上标‘″’表示另一个测试状态，角标‘i’和‘o’分别表示压缩机进口和压缩机出口，角标‘+’和‘‑’分别表示入射压力波和反射压力波，p为声压，得到散射元素为S11、S12、S21、S22的散射矩阵S，po+′po+′′pi-′pi-′′=S11S12S21S22po-′po-′′pi+′pi+′′---(1);]]>S6、建立参考信号与(1)式中每一个状态向量分量的传递函数，所述传递函数是在零初始条件下，线性系统响应量的拉普拉斯变换与激励量的拉普拉斯变换之比；对(1)式左右同时除以参考信号，并取它们的自谱和互谱，得到(2)式：Hy＝SHx  (2)上式中：Hx=Hr·o-′Hr·o-′′Hr·i+′Hr·i+′′---(2-1),]]>Hy=Hr·o+′Hr·o+′′Hr·i-′Hr·i-′′---(2-2),]]>其中，Hr·x是从参考信号(r)到状态向量分量(x)之间的传递函数；若矩阵Hx的逆阵存在，则可以得到(3)式中的散射矩阵S：S=HyHx-1---(3)]]>则散射矩阵S的各个分量如下所示：S11=(Hr·o+′Hr·i+′′-Hr·o+′′Hr·i+′)/det(Hx)---(4-1)]]>S12=(Hr·o-′Hr·o+′′-Hr·o-′′Hr·o+′)/det(Hx)---(4-2)]]>S21=(Hr·i-′Hr·i+′′-Hr·i-′′Hr·i+′)/det(Hx)---(4-3)]]>S22=(Hr·o-′Hr·i-′′-Hr·o-′′Hr·i-′)/det(Hx)---(4-4)]]>其中：det(Hx)=(Hr·o-′Hr·o+′′-Hr·o-′′Hr·o+′)---(4-5)]]>S7、去掉外噪声源，仅在压缩机运转的情况下，测量压缩机进、出口四个端口处的脉动压力信号，测量所得值为pi1、po1、pi2、po2，并提出如下矩阵：R=Ro00Ri---(6)]]>(6)式中：分别是出口和入口处的反射系数；所述反射系数可以通过下式得到：Ro=Hi+o-′′/Hi+o+′′---(6-1)]]>Ri=Hi+i+′/H′i+i----(6-2)]]>结合(6)式及关系式可以得到下式(7)：ps＝Cp  (7)或者：po+spi-s=C11C12C21C22po1pi1---(8)]]>(8)式中：C＝(E‑SR)(E+R)‑1，E为单位矩阵，C矩阵中的各个参数如下：C11＝(1‑RoS11)(1+Ro)‑1  (8‑1)C12＝‑S12Ri(1+Ri)‑1  (8‑2)C21＝‑S21Ro(1+Ro)‑1  (8‑3)C22＝(1‑RiS22)(1+Ri)‑1  (8‑4)将散射矩阵的元素S11、S12、S21、S22和测量所得值为pi1、po1、pi2、po2代入到(8)式中，即可得到压缩机的源特性向量ps即和