一种液驱活塞压缩机示功图无损监测装置及方法与流程

技术特征：
1.一种液驱活塞压缩机示功图无损监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：实时获取同一时刻的气缸端盖处的周向应变数据以及位于油腔与油泵之间的油路中油的瞬时流量数据；步骤2：分别根据实时获取的所述周向应变数据和瞬时流量数据计算得到气缸内的实时动态压力和气缸的实时容积；步骤3：同步截取一个压缩周期内的实时动态压力和气缸的实时容积，并对截取一个压缩周期内的实时动态压力和气缸的实时容积做无量纲化处理，得到压缩机运行过程中的示功图。2.根据权利要求1所述的一种液驱活塞压缩机示功图无损监测方法，其特征在于，所述步骤1还包括：获取压缩机油腔和气腔的几何参数；步骤2具体包括：根据实时获取的所述周向应变数据利用气缸内气压与端盖应变的对应关系计算得到气缸内的实时动态压力；根据实时获取的所述瞬时流量数据利用油腔内总油量的变化公式计算油腔进油和排油过程中的油腔内总油量，再根据计算得到的油腔进油和排油过程中的油腔内总油量、压缩机油腔和气腔的几何参数利用气腔容积公式计算得到气缸的实时容积；其中：所述缸内气压与端盖应变的对应关系的表达式为：p＝a1ε a2ε2 a3ε3
…
a
n
ε
n
b式中，p为缸内压力，ε表示实时应变，a
1-a
n
为对应阶次的拟合系数，b为多项式拟合的常数项；所述油腔内总油量的变化公式和气腔容积公式的表达式分别为：v
o
＝∫
t
qdtv
g
＝v
o
/s
o
×
s
g
式中，q表示流量计输出的瞬时流量，t表示时间，v
g
表示气缸实时容积，v
o
油腔实时容积，s
o
表示油腔横截面圆环面积，s
g
表示气腔横截面圆面积。3.根据权利要求2所述的一种液驱活塞压缩机示功图无损监测方法，其特征在于，所述步骤2还包括：根据得到的气缸内的实时动态压力和气缸的实时容积绘制气缸内压力变化曲线以及气缸容积变化曲线。4.根据权利要求3所述的一种液驱活塞压缩机示功图无损监测方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：根据气缸容积变化曲线中的两个相邻最低点同步截取一个压缩周期内气缸内压力变化曲线以及气缸容积变化曲线，并且对曲线内的实时动态压力以及气缸的实时容积做无量纲化处理；然后以一个压缩周期内的气缸容积为横坐标，对应的气缸内的压力为纵坐标，得到压缩机运行过程中的示功图。5.一种液驱活塞压缩机示功图无损监测装置，其特征在于，包括工作应变片、温度补偿应变片、应变测量电路、流量计、数据采集系统和计算机，其中：所述工作应变片设置在气缸端盖上，温度补偿应变片设置在端盖螺栓的伸出端面上，所述温度补偿应变片用于对工作应变片进行温度补偿，所述工作应变片和温度补偿应变片均与应变测量电路连接；所述应变测量电路用于实时测量温度补偿应变片和工作应变片的电阻变化，并输出电
压信号；所述流量计设置在压缩机油腔以及油泵之间的油路中，用于实时测量油路中油的瞬时流量；所述数据采集系统被配置为：实时采集电压信号和瞬时流量信号，将电压信号和瞬时流量信号转化为数字量输出给计算机；所述计算机被配置为：实时获取电压数据和瞬时流量数据，并将电压数据转化为周向应变数据；分别根据同一时刻的所述周向应变数据和瞬时流量数据计算得到气缸内的实时动态压力和气缸的实时容积；同步截取一个压缩周期内的实时动态压力和气缸的实时容积，并对截取一个压缩周期内的实时动态压力和气缸的实时容积做无量纲化处理，得到压缩机运行过程中的示功图。6.根据权利要求5所述的一种液驱活塞压缩机示功图无损监测装置，其特征在于，位于所述流量计之前的管道为至少10倍管径的直管段，位于所述流量计之后的管道为至少5倍管径的直管段。7.根据权利要求5所述的一种液驱活塞压缩机示功图无损监测装置，其特征在于，所述工作应变片与端盖中心之间的距离为20-30mm，工作应变片的测量方向与端盖的径向垂直。8.根据权利要求5所述的一种液驱活塞压缩机示功图无损监测装置，其特征在于，所述数据采集系统在采集电压信号和瞬时流量信号时具有相同的采样时钟。9.根据权利要求5所述的一种液驱活塞压缩机示功图无损监测装置，其特征在于，所述工作应变片和温度补偿应变片均为单轴应变片，单轴应变片长边为5mm，短边为1.4mm。10.根据权利要求5所述的一种液驱活塞压缩机示功图无损监测装置，其特征在于，所述流量计为高精度涡轮流量计。

技术总结
本申请公开了一种液驱活塞压缩机示功图无损监测装置及方法，涉及液驱活塞压缩机技术领域。方法包括：实时获取同一时刻的气缸端盖处的周向应变数据以及位于油腔与油泵之间的油路中油的瞬时流量数据；分别根据实时获取的周向应变数据和瞬时流量数据计算得到气缸内的实时动态压力和气缸的实时容积；同步截取一个压缩周期内的实时动态压力和气缸的实时容积，并对截取一个压缩周期内的实时动态压力和气缸的实时容积做无量纲化处理，得到压缩机运行过程中的示功图。本申请用于实时监测压缩机的运行状态。的运行状态。的运行状态。


技术研发人员：彭学院 任鹏 李佐良 计泽灏 罗鸿业 贾晓晗
受保护的技术使用者：四川大川压缩机有限责任公司
技术研发日：2021.11.19
技术公布日：2022/4/12