1.本发明属于流体测量领域，进一步来说涉及阀门组件流阻测量领域，具体来说，涉及一种双闭环控制的流阻测试系统。
背景技术：2.阀门组件广泛用于各种流体管道中，流阻作为阀门组件的关键性能参数，需要加以考虑。流阻常用测试方法是往阀门组件流入一定量试验流体，利用差压法测量流阻。用于航空系统、船舶或其他可靠性要求高的阀门组件由于其严苛的使用场景，需要测试系统模拟其使用场景，阀门组件在不同开度和特定试验流体温度下，通过阀门组件的试验流体同时具备特定压力和特定流量，以及定量温度、压力、流量的不同组合下，测量其流阻。利用差压法测量流阻的方法已不满足该测试要求。
3.有鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：4.本发明所要解决的技术问题是：解决现有差压法在不同开度和特定试验流体温度下，不能解决试验流体同时具备特定压力和特定流量，以及定量温度、压力、流量的不同组合下，测量阀门组件流阻的问题。采用双闭环控制方法，实现流量、压力的同步精确控制，实现阀门组件流阻的精确测量。
5.为此，本发明提供一种双闭环控制的流阻测试系统，如图1所示。包括流量偏差控制器、流量计、压力偏差控制器、压力表、待测阀门组件、具有pid(比例、积分、微分)算法的人机交互模块、泄压调节器。
6.所述流量偏差控制器通过控制板与具有pid算法的人机交互模块电性连接，与流量计组成流量控制闭环；所述压力偏差控制器通过控制板与具有pid算法的人机交互模块电性连接，与压力表组成压力控制闭环,压力控制闭环与流量控制闭环组成双闭环控制系统。
7.所述人机交互模块包括可触摸显示屏、中央处理器和具有系统控制、数据采集与存储功能的上位机软件。
8.所述泄压调节器并联接入主管道，通过控制板与人机交互模块电性连接，在系统压力超过额定压力时释放压力，保护系统安全。
9.所述流量偏差控制器为流量控制阀。
10.所述压力偏差控制器为压力调节阀。
11.所述泄压调节器为泄压阀。
12.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
13.1、本系统使用双闭环控制系统，可对试验流体介质的压力、流量同步调节且调节精度高。在实际试验中，阀门组件在不同开度下，要求不同的压力、流量组合的试验条件，该双闭环控制系统可在合理范围内任意调节压力、流量组合，满足复杂试验要求。
14.2、本系统具有多个支路，满足对不同管径的阀门组件的测试。
15.3、良好的人机交互界面，操作便捷且可存储、处理测试数据。
16.本发明所述双闭环控制的流阻测试系统，广泛应用于不同温度、压力、流量组合下，阀门组件的流阻测试领域。
附图说明
17.图1为本发明流阻测试系统的双闭环控制模型示意图。
18.图2为本发明流阻测试系统的流阻试验台结构示意图。
19.图3为本发明流阻测试系统的电气控制箱结构示意图。
20.图4为本发明流阻测试系统的电路控制原理示意图。
21.图中：1为积液箱，2为积液箱液位检测传感器，3为变频泵，4为变频器，501为压力表1，502为压力表2，503为压力表3，504为压力表4，505为压力表5，506为压力表6，601为截止阀1，602为截止阀2，7为溢流阀，8为蓄能罐，9为温控箱，10为泄压阀，11为流量控制阀，12为流量计，1301为开关阀1，1302为开关阀2，1303为开关阀3，1304为开关阀4，1401为压力调节阀1，1402为压力调节阀2，1403为压力调节阀3，1404为压力调节阀4，1405为压力调节阀5，1501为差压表1，1502为差压表2，1503为差压表3，1504为差压表4，1505为差压表5，1506为差压表6，1507为差压表7，1508为差压表8，16为管道，1601为主管道1支路，1602为主管道2支路，1603为主管道3支路，1701为待测阀门组件1，1702为待测阀门组件2，1703为待测阀门组件3，1704为待测阀门组件4。
具体实施方式
22.结合图2-图4，本发明技术方案的具体实施方式如下：
23.一种双闭环控制的流阻测试系统，包括流阻测试试验台、电气控制箱和人机交互模块。
24.如图2所示，所述流阻测试试验台包括积液箱、积液箱液位检测传感器、变频泵、变频器、压力表1、压力表2、压力表3、压力表4、压力表5、压力表6、截止阀1、溢流阀、截止阀2、蓄能罐、温控箱、泄压阀、流量控制阀、流量计、开关阀1、开关阀2、开关阀3、开关阀4、压力调节阀1、压力调节阀2、压力调节阀3、压力调节阀4、压力调节阀5、差压表1、差压表2、差压表3、差压表4、差压表5、差压表6、差压表7、差压表8及连接管道。
25.流阻测试试验台的结构连接关系如下，表述中连接均指管道连接：
26.所述积液箱连接至变频泵入口，变频泵出口连接截止阀1，截止阀1连接温控箱入口，温控箱出口连接流量控制阀和流量计，流量计后端管道并联4个支路。支路1通过开关阀1连接至待测阀门组件1入口，所述待测阀门组件1为三通阀，待测阀门组件2的两个出口分别连接压力调节阀1和压力调节阀2；支路2通过开关阀2连接至待测阀门组件2入口，所述待测阀门组件2为两通阀，待测阀门组件2出口连接压力调节阀3；支路3通过开关阀3连接至待测阀门组件3入口，所述待测阀门组件3为两通阀，待测阀门组件3出口连接压力调节阀4；支路4通过开关阀4连接至待测阀门组件4入口，所述待测阀门组件4为两通阀，待测阀门组件4出口连接压力调节阀5。压力调节阀1、压力调节阀2、压力调节阀3、压力调节阀4、压力调节阀5输出端均连接至积液箱。
27.所述变频泵控制器与变频器电性连接。
28.所述截止阀1入口端安装有压力表1用于测量变频泵输出端压力。
29.所述主管道1支路在截止阀1出口端并联连接溢流阀入口，溢流阀出口连接至积液箱，所述溢流阀用于稳定主管道压力，在主管道压力超过额定值时，释放压力。
30.所述主管道2支路在温控箱入口端并联连接截止阀2阀入口，截止阀2出口连接至蓄能罐，所述蓄能罐用于稳定主管道压力。
31.所述主管道3支路在温控箱出口端并联连接泄压阀入口，泄压阀出口连接至积液箱，在系统压力超过额定压力时释放压力，保护系统安全。
32.所述温控箱出口端安装有压力表2用于主管道压力。
33.所述截止阀1、截止阀2处于常开状态，用于系统检修时，防止实验流体介质渗漏。
34.所述压力表3、差压表1、差压表2安装在1支路，差压表1、差压表2用于测量1支路流阻。
35.所述压力表4、差压表3、差压表4安装在2支路，差压表3、差压表4用于测量2支路流阻。
36.所述压力表5、差压表5、差压表6安装在3支路，差压表5、差压表6用于测量3支路流阻。
37.所述压力表6、差压表7、差压表8安装在4支路，差压表7、差压表8用于测量4支路流阻。
38.所述开关阀1、开关阀2、开关阀3、开关阀4用于选择要进行试验的支路，每次试验只能选择一个支路。
39.所述流量控制阀与流量计组成流量控制闭环。压力调节阀1、压力调节阀2与压力表3组成1支路(三通)压力控制闭环。压力调节阀3与压力表4组成2支路压力控制闭环。压力调节阀4与压力表5组成3支路压力控制闭环。压力调节阀5与压力表6组成4支路压力控制闭环。压力控制闭环与流量控制闭环组成双闭环控制系统。所述流阻测试系统采用pid(比例、积分、微分)双闭环控制。
40.所述人机交互模块包括可触摸显示屏、中央处理器和具有系统控制、数据采集与存储功能的上位机软件。
41.如图3、图4所示，所述电气控制箱包括控制板、电源模块、数据采集模块、变频器控制模块、温控箱控制模块。所述温控箱通过rs232总线与人机交互模块通讯，调节实验流体介质温度。所述变频器通过rs232总线与人机交互模块通讯，控制变频泵转速。
42.如图4所示，两个8路数据采集模块对液位传感器、压力表1、压力表2、压力表3、压力表4、压力表5、压力表6、流量计、差压表1、差压表2、差压表3、差压表4、差压表5、差压表6、差压表7、差压表8进行信号采集，并通过rs485总线将采集数据传输至人机交互模块，所述人机交互模块负责将采集数据进行转换、显示和作为反馈量参与pid闭环控制运算。所述人机交互模块还通过rs232串行线分别与温控箱、变频器连接，实现温度调节和对变频泵进行控制。所述人机交互模块还通过rs232串行线与电气控制箱中控制板连接，实现对开关阀和调节阀的控制。所述控制板与继电器1、压力调节阀1、压力调节阀2、压力调节阀3、压力调节阀4、压力调节阀5、流量控制阀、泄压阀、开关阀1、开关阀2、开关阀3、开关阀4电性连接。所述继电器1还与温控箱、变频器电性连接，用于控制温控箱和变频器电源。
43.试验步骤为：
44.接通电源，连接好待测阀门组件并设置好开度，在人机交互界面选择安装待测阀门组件的支路，设置试验条件(温度、压力、流量)，启动系统。系统先以小压力、大流量模式运行一段时间，待试验流体介质温度调节到设定温度附近，系统启动双闭环控制，对所选支路压力、流量进行同步调节。待压力、流量调节到设定值附近并稳定一段时间后，记录试验数据，停止试验。实现流量、压力的同步精确控制，实现阀门组件流阻的精确测量。
45.最后应说明的是：上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，本发明包括但不限于以上实施例,这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡符合本发明要求的实施方案均属于本发明的保护范围。
技术特征：1.一种双闭环控制的流阻测试系统，其特征在于，包括流量偏差控制器、流量计、压力偏差控制器、压力表、待测阀门组件、具有pid算法的人机交互模块、泄压调节器；所述流量偏差控制器通过控制板与具有pid算法的人机交互模块电性连接，与流量计组成流量控制闭环；所述压力偏差控制器通过控制板与具有pid算法的人机交互模块电性连接，与压力表组成压力控制闭环,压力控制闭环与流量控制闭环组成双闭环控制系统；所述人机交互模块包括可触摸显示屏、中央处理器和具有系统控制、数据采集与存储功能的上位机软件；所述泄压调节器并联接入主管道，通过控制板与人机交互模块电性连接，在系统压力超过额定压力时释放压力，保护系统安全。2.如权利要求1所述，一种双闭环控制的流阻测试系统，其特征在于，所述流量偏差控制器为流量控制阀。3.如权利要求1所述，一种双闭环控制的流阻测试系统，其特征在于，所述压力偏差控制器为压力调节阀。4.如权利要求1所述，一种双闭环控制的流阻测试系统，其特征在于，所述泄压调节器为泄压阀。5.如权利要求1所述的一种双闭环控制的流阻测试系统，其特征在于，所述流阻测试系统，包括流阻测试试验台、电气控制箱和人机交互模块；所述流阻测试试验台包括积液箱、积液箱液位检测传感器、变频泵、变频器、压力表1、压力表2、压力表3、压力表4、压力表5、压力表6、截止阀1、溢流阀、截止阀2、蓄能罐、温控箱、泄压阀、流量控制阀、流量计、开关阀1、开关阀2、开关阀3、开关阀4、压力调节阀1、压力调节阀2、压力调节阀3、压力调节阀4、压力调节阀5、差压表1、差压表2、差压表3、差压表4、差压表5、差压表6、差压表7、差压表8及连接管道；所述流量控制阀与流量计组成流量控制闭环；所述压力调节阀1、压力调节阀2与压力表3组成1支路压力控制闭环，压力调节阀3与压力表4组成2支路压力控制闭环，压力调节阀4与压力表5组成3支路压力控制闭环，压力调节阀5与压力表6组成4支路压力控制闭环；所述人机交互模块包括可触摸显示屏、中央处理器和具有系统控制、数据采集与存储功能的上位机软件；所述电气控制箱包括控制板、电源模块、数据采集模块、变频器控制模块、温控箱控制模块；所述温控箱通过rs232总线与人机交互模块通讯，调节实验流体介质温度。所述变频器通过rs232总线与人机交互模块通讯，控制变频泵转速。6.如权利要求5所述的一种双闭环控制的流阻测试系统，其特征在于：所述数据采集模块为两个8路数据采集模块，分别通过rs485总线对液位传感器、压力表1、压力表2、压力表3、压力表4、压力表5、压力表6、流量计、差压表1、差压表2、差压表3、差压表4、差压表5、差压表6、差压表7、差压表8进行采集，并通过rs485总线将采集数据传输至人机交互模块；所述人机交互模块负责将采集数据进行转换、显示和作为反馈量参与pid闭环控制运
算，通过rs232串行线分别与温控箱、变频器连接，实现温度调节和对变频泵进行控制；通过rs232串行线与电气控制箱中控制板连接，实现对开关阀和调节阀的控制。7.如权利要求1所述的一种双闭环控制的流阻测试系统的试验方法，其特征在于，包括如下试验步骤：(1)接通电源；(2)连接好待测阀门组件并设置好开度；(3)在人机交互界面选择所安装待测阀门组件的支路；(4)设置温度、压力、流量试验条件；(5)启动系统，先以小压力、大流量模式运行一段时间，待试验流体介质温度调节到设定温度附近，系统启动双闭环控制，对所选支路压力、流量进行同步调节；(6)待压力、流量调节到设定值附近并稳定一段时间后，记录试验数据，停止试验。
技术总结一种双闭环控制的流阻测试系统，属于流体测量领域。包括流量偏差控制器、流量计、压力偏差控制器、压力表、待测阀门组件、PID人机交互模块、泄压调节器。流量偏差控制器通过控制板与人机交互模块连接，与流量计组成流量控制闭环；压力偏差控制器通过控制板与人机交互模块连接，与压力表组成压力控制闭环,压力控制闭环与流量控制闭环组成双闭环控制系统，泄压调节器并联接入主管道的两端。解决了现有差压法在不同开度和特定试验流体温度下，以及在不同温度、压力、流量的组合下，测量阀门组件流体流阻的问题。通过对流量、压力同步精确控制，实现了对阀门组件流阻的精确测量。广泛应用于不同温度、压力、流量组合下，阀门组件的流阻测试领域。域。域。
技术研发人员：徐方林 李平 王德成 尹国平 韦聪立 袁尔千
受保护的技术使用者：贵州振华风光半导体股份有限公司
技术研发日：2022.06.30
技术公布日：2022/11/1
