一种喷嘴选型方法、系统及可读存储介质与流程

本发明涉及流量计量检定设备，尤其涉及一种喷嘴选型方法、系统及可读存储介质。

背景技术：

1、音速喷嘴并联标准装置是气体流量计量值溯源、检定标定的核心工业装备，现有公开的全自动音速喷嘴控制设备普遍采用上位工控机配合 plc 的通用硬件架构，通过压力、温度变送器采集管路工况信号，依靠 plc 搭建单一 pid 闭环回路调节真空泵、管路调节阀，使音速喷嘴维持临界流动状态，完成流量检定作业。现有控制系统仅可实现喷嘴阀门基础通断、真空泵压力稳压调节，整体功能较为单一。 现有同类控制方案在实际应用中存在三方面明显局限：

2、第一，多路喷嘴投运采用同步启闭模式，所有电磁阀一次性同步导通，瞬时气流会造成管路压力剧烈波动，极易导致喷嘴短暂脱离临界流区间、降低检定精度；长期交变冲击会引发压力传感器零点漂移、管路焊缝渗漏，设备运维成本较高，现有控制架构未配套分组延时开阀的专用硬件与时序控制逻辑，无法实现管路气流缓冲抑制效果。

3、第二，流量匹配仅依靠大、中型喷嘴固定组合切换实现，流量调节档位跨度大，缺少微量流量调节手段；现有控制程序内部未设置动力输出余量实时测算逻辑，即便装置硬件预留第三喷嘴安装支路，操作人员直接投运第三喷嘴极易破坏系统临界背压条件，难以开展微小流量差值补偿工作，整机计量误差无法进一步缩小。

4、第三，喷嘴投运、动力调节、流量测算各控制环节相互割裂，整套检定流程人工操作步骤繁多；现有控制系统仅将采集到的温压数据用于背压 pid 闭环调节，未搭建独立在线流量校核运算机制，在环境温度、压力持续波动工况下，计量偏差会持续累积，检定数据稳定性较差。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

2、为此，本发明的第一方面提出一种喷嘴的选型方法。

3、本发明的第二方面提出一种喷嘴的选型系统。

4、本发明的第三方面提出一种喷嘴的选型系统。

5、本发明的第四方面提出一种可读存储介质。

6、有鉴于此，本发明的第一方面提供了一种喷嘴的选型方法，所述选型方法用于流量计量检定设备，所述流量计量检定设备包括第一喷嘴、第二喷嘴和第三喷嘴，所述第一喷嘴的流量大于所述第二喷嘴的流量，所述第二喷嘴的流量大于所述第三喷嘴的流量，所述选型方法包括：

7、设定流量计量检定设备的目标流量值；

8、采集流量计量检定设备的工况参数；

9、根据设定的目标流量值，匹配当前流量点所需投运的喷嘴组合，所述喷嘴组合包括所述第一喷嘴和/或所述第二喷嘴；

10、基于匹配的喷嘴组合，按照分段时序进行分级开阀；

11、调节所述流量计量检定设备的动力设备的输出功率，使所述流量计量检定设备运行参数满足维持临界背压的工况要求；

12、根据所述工况参数和预设的所述流量计量检定设备中的喷嘴标定系数，核算所述流量计量检定设备中已开启的喷嘴的总流量，获取所述总流量与所述目标流量值的差值；

13、基于所述差值大于预设的允许流量偏差范围，根据所述差值进行流量偏差补偿；

14、基于所述流量偏差补偿确定是否开启第三喷嘴；

15、采集所述流量计量检定设备的工况数据，返回执行所述根据所述工况参数和预设的所述流量计量检定设备中的喷嘴标定系数；

16、基于所述差值小于或等于预设的允许流量偏差范围，则维持所述流量计量检定设备的喷嘴投运状态。

17、在本发明的一些技术方案中，可选地，所述基于匹配的喷嘴组合，按照分段时序进行分级开阀具体为：先开启所述第一喷嘴，间隔预设延时后，再依次开启所述第二喷嘴；其中，所述间隔预设延时为0.5秒至2秒之间可调。

18、在本发明的一些技术方案中，可选地，所述调节所述流量计量检定设备的动力设备的输出功率，使运行参数满足维持临界背压的工况要求，包括：打开所述流量计量检定设备的动力设备，逐级增大所述动力设备的输出功率；采集所述流量计量检定设备中已开启所述喷嘴的进口总压和出口背压；基于已开启所述喷嘴的进口总压和出口背压，计算背压比；直至所述背压比达到预设的临界背压比值区间。

19、在本发明的一些技术方案中，可选地，所述根据所述工况参数和预设的所述流量计量检定设备的多个喷嘴标定系数，核算多个喷嘴中已开启的喷嘴的总流量，获取所述总流量与所述目标流量值的差值，根据差值进行流量偏差补偿，包括：所述工况参数包括管路温度、静压以及已开启的喷嘴的前后压差数据；将所述流量计量检定设备中已开启的喷嘴的前后压差数据和静压作为输入，调用预设的所述流量计量检定设备中的喷嘴标定系数，分别计算每个已开启的喷嘴的瞬时流量，再多个已开启的喷嘴的瞬时流量求和得到已开启的喷嘴的总流量；获取所述总流量与所述目标流量值的差值；基于所述差值大于预设的允许偏差范围，根据所述差值进行流量偏差补偿。

20、在本发明的一些技术方案中，可选地，所述基于所述流量偏差补偿确定开启的第三喷嘴的数量，包括：基于所述动力设备的运行参数，确定所述动力设备是否具备输出余量；若存在输出余量，基于所述输出余量仿真推演新增的第三喷嘴后所述流量计量检定设备的背压比，若所述背压比值满足临界背压的工况要求，则开启新增的所述第三喷嘴。

21、在本发明的一些技术方案中，可选地，述动力设备包括风机、真空泵及其配套的变频驱动器。

22、本发明第二方面提供了一种喷嘴的选型系统，所述选型系统用于流量计量检定设备，所述流量计量检定设备包括第一喷嘴、第二喷嘴和第三喷嘴，所述第一喷嘴的流量大于所述第二喷嘴的流量，所述第二喷嘴的流量大于所述第三喷嘴的流量，所述选型系统包括：参数设定模块、参数采集模块、喷嘴匹配模块、开阀控制模块、动力调节模块、流量核算模块、偏差补偿模块、微型喷嘴确定模块、微型喷嘴确定模块和循环控制模块，参数设定模块用于设定流量计量检定设备的目标流量值；参数采集模块用于采集所述流量计量检定设备的工况参数；喷嘴匹配模块用于根据设定的目标流量值，匹配当前流量点所需投运的喷嘴组合，所述喷嘴组合包括第一喷嘴和/或第二喷嘴，所述第一喷嘴的流量大于所述第二喷嘴的流量；开阀控制模块用于基于匹配的喷嘴组合，按照分段时序进行分级开阀；动力调节模块用于调节所述流量计量检定设备的动力设备的输出功率，使所述流量计量检定设备运行参数满足维持临界背压的工况要求；流量核算模块用于根据所述工况参数和预设的所述流量计量检定设备中的喷嘴标定系数，核算所述流量计量检定设备中已开启的喷嘴的总流量，获取所述总流量与所述目标流量值的差值；偏差补偿模块用于基于所述差值大于预设的允许偏差范围，根据所述差值进行流量偏差补偿；微型喷嘴确定模块用于基于所述流量偏差补偿确定是否开启第三喷嘴；循环控制模块用于采集所述流量计量检定设备的工况数据，触发所述流量核算模块重新核算总流量，直至所述差值小于或等于预设的允许偏差范围时，维持所述流量计量检定设备的喷嘴投运状态。

23、本发明第三方面提供了一种喷嘴的选型系统，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或所述指令被所述处理器执行时实现如上述任一技术方案所述的喷嘴的选型方法的步骤。

24、本发明第四方面提供了一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，所述程序或所述指令被处理器执行时实现如上述任一技术方案所述的喷嘴的选型方法的步骤。

25、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

26、1、全流程自动化闭环调控，显著降低人工干预；

27、本发明通过将目标流量设定、喷嘴组合匹配、分段时序分级开阀、动力设备功率调节、实时流量校核补偿、动力余量仿真预判与第三喷嘴选择性投运、闭环反馈控制等环节整合为一条完整的自动化控制链路，实现了从参数设定到检定完成的全流程无需人工分步干预操作；相较于现有技术中喷嘴投运、动力调节、流量测算各环节相互割裂、需要大量人工介入的控制模式，本技术显著降低了现场操作人员的劳动强度，提升了检定作业的自动化水平和效率。

28、2、分段时序开阀有效抑制气流冲击，延长设备使用寿命；

29、本发明在喷嘴投运阶段采用分段时序分级开阀策略，优先全部开启第一喷嘴组，间隔预设延时后再分批依次开启第二喷嘴组，通过错开多路喷嘴的气流导通时刻，有效平缓了管路内部瞬时气流突变，从源头降低了高压气流对管路、压力检测仪表及管路焊缝产生的交变冲击载荷；相较于现有技术中多路喷嘴同步导通、长期运行易造成传感器零点漂移和管路焊缝疲劳渗漏的控制方式，本发明大幅降低了管路与检测仪表长期承受的压力冲击，有效减少了仪表定期校准和管路维修更换的频次，延长了整套设备的使用寿命。

30、3、实时流量校核与第三喷嘴补偿协同配合，提升流量匹配精度；

31、本发明在系统稳定维持临界背压工况后，一方面根据实时采集的管路温度、静压及导通喷嘴前后压差数据，结合各喷嘴标定系数实时核算当前总流量，并与目标流量值进行差值对比，动态修正环境温压持续波动引入的计量偏差；另一方面，在完成校核的基础上，进一步计算动力设备输出余量并仿真推演新增第三喷嘴后的系统工况变化趋势，仅在推演结果满足预设工况阈值时才开启进行微小流量差值补偿。两重机制协同工作：前者解决了环境波动导致的计量偏移问题，后者填补了大、中型喷嘴固定组合切换留下的流量阶梯间隙。相较于现有技术仅在检定结束后单次核算流量、且缺乏第三喷嘴安全投运判断机制的控制方式，本发明显著提升了流量匹配精度和检定数据的可靠性。

32、4、工况调控稳定性强，检定数据重复性好；

33、本发明通过持续采集工况数据并反馈至控制中心，由控制中心统一联动调节动力设备输出功率和各喷嘴启闭状态，形成全程闭环调控链路。在投入第三喷嘴进行微量流量补偿时，闭环调控链路仍可自主完成稳压调节，确保系统全程稳定维持临界背压工况；相较于现有技术中因缺乏实时校核机制导致计量偏差持续累积、检定数据稳定性较差的控制方式，本发明在多次检定中能够保持更好的数据重复性和一致性，进一步提升了检定结果的可靠性。

34、本发明在上述各方面提供的实现方式的基础上，还可以进行进一步组合以提供更多实现方式。