一种无源的流体混合系统及方法与流程

本公开涉及流体混合设备，尤其是涉及一种无源的流体混合系统及方法。

背景技术：

1、流体的不同比例混合技术在工业和民用领域应用广泛，系统中控制流体混合比例的方式一般在于控制每种不同流体的流量。若要实现流量的自动控制，则在系统中要有针对流量的反馈装置和执行机构。当前主流的流量检测仪表为有源系统，且本身不会对流体流速造成影响，而当前较为常用的流量自动控制主要借助电动阀门、电动推杆机械结构等实现，也需要外部供电。然而，在实际的应用场合中，受限于恶劣的环境、所属区域无电力系统或其他因素，不方便对检测和控制系统进行外部供电。因此无源的流体混合控制系统在该领域有较为广泛的应用场景。

技术实现思路

1、本公开提供了一种无源的流体混合系统及方法，以解决上述技术问题之一。

2、本公开提供了一种无源的流体混合系统，包括微控制器，所述微控制器接收输入信号和发送工作指令；流量测量控制机构，所述流量测量控制机构包括多个流量测量控制器、一个混合腔和输出传感器，所述混合腔的输入端连接有多个输入管道，多个所述输入管道内分别设置有所述流量测量控制器，所述输出传感器设置于所述混合腔的输出端，所述流量测量控制器、输出传感器分别与所述微控制器信号连接；驱动电路，分别与所述微控制器和流量测量控制器信号连接，接收所述微控制器指令并驱动所述流量测量控制器工作；储能电池，分别与所述驱动电路和微控制器电连接。

3、优选的，所述流量测量控制器包括驱动电机、传动轴、叶轮和处理器模块，所述叶轮设置于所述输入管道内，所述驱动电机通过所述传动轴与所述叶轮传动连接，所述处理器模块与所述驱动电机信号连接，所述处理器模块与所述驱动电路信号连接。

4、优选的，所述驱动电机上设置有转速传感器，所述转速传感器与所述微控制器信号连接。

5、优选的，所述驱动电机的转速为n，所述叶轮转动一圈时输入管道内流体体积为一常值k，流体的体积流量为q与所述驱动电机的转速n的关系为：。

6、优选的，设定流体i的目标值浓度为pi，i为大于或等于1的自然数，当前流体i的实际流量为qi，流体i的实际浓度值pi1为：

7、。

8、优选的，所述驱动电路包括驱动模块和稳压供电模块，所述驱动模块分别与所述驱动电机、微控制器和储能电池电连接，所述稳压供电模块分别与所述驱动电机、微控制器和储能电池电连接。

9、优选的，多个所述输入管道和混合腔的输出端内分别设置有阀门，所述阀门与所述微控制器电连接。

10、优选的，所述输出传感器为温度传感器、密度传感器、浓度传感器、组分传感器和流量传感器中的其中一个或者多个组合。

11、一种无源的流体混合系统的应用方法，包括以下步骤：

12、a、设定流体i的目标值浓度为pi，打开混合腔输出端的阀门；

13、b、微控制器唤醒储能电池和稳压供电模块为系统提供电源；

14、c、微控制器指令输入管道内的阀门打开，引入流体进入混合腔，流体推动叶轮转动，带动驱动电机转动，产生反电动势，经过稳压供电模块为储能电池充电；

15、d、微控制器通过转速传感器获得多个驱动电机的转速信息，并计算得到多个输出管道内实际流体的流量信息；

16、e、微控制器通过对输入和输出系统的数据进行融合计算，引入闭环控制不断修正多种流体的实际流量值，并通过驱动模块控制驱动电机的转速，改变不同流体的流速，最终使得混合后的流体的浓度参数达到用户设定值。

17、本公开的有益效果主要在于：本发明通过在输入管道设置流量测量控制器将流体动能转换成电能储存到储能电池内，无需外接供电电源，通过流体发电，并通过微控制器控制流量测量控制器工作，控制流体流量，满足浓度混合需求，控制系统响应速度快、精度高。

18、应当理解，前述的一般描述和接下来的具体实施方式两者均是为了举例和说明的目的并且未必限制本公开。并入并构成说明书的一部分的附图示出本公开的主题。同时，说明书和附图用来解释本公开的原理。

技术特征：

1.一种无源的流体混合系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种无源的流体混合系统，其特征在于，所述流量测量控制器包括驱动电机、传动轴、叶轮和处理器模块，所述叶轮设置于所述输入管道内，所述驱动电机通过所述传动轴与所述叶轮传动连接，所述处理器模块与所述驱动电机信号连接，所述处理器模块与所述驱动电路信号连接。

3.根据权利要求2所述的一种无源的流体混合系统，其特征在于，所述驱动电机上设置有转速传感器，所述转速传感器与所述微控制器信号连接。

4.根据权利要求3所述的一种无源的流体混合系统，其特征在于，所述驱动电机的转速为n，所述叶轮转动一圈时输入管道内流体体积为一常值k，流体的体积流量为q与所述驱动电机的转速n的关系为：。

5.根据权利要求4所述的一种无源的流体混合系统，其特征在于，设定流体i的目标值浓度为pi，i为大于或等于1的自然数，当前流体i的实际流量为qi，流体i的实际浓度值pi1为：

6.根据权利要求1所述的一种无源的流体混合系统，其特征在于，所述驱动电路包括驱动模块和稳压供电模块，所述驱动模块分别与所述驱动电机、微控制器和储能电池电连接，所述稳压供电模块分别与所述驱动电机、微控制器和储能电池电连接。

7.根据权利要求1所述的一种无源的流体混合系统，其特征在于，多个所述输入管道和混合腔的输出端内分别设置有阀门，所述阀门与所述微控制器电连接。

8.根据权利要求1所述的一种无源的流体混合系统，其特征在于，所述输出传感器为温度传感器、密度传感器、浓度传感器、组分传感器和流量传感器中的其中一个或者多个组合。

9.一种应用于根据权利要求1-8任意一项所述的一种无源的流体混合系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开提供了一种无源的流体混合系统及方法，本公开涉及流体混合设备技术领域，包括微控制器，驱动电路，储能电池，流量测量控制机构，所述流量测量控制机构包括多个流量测量控制器、一个混合腔和输出传感器，所述混合腔的输入端连接有多个输入管道，多个所述输入管道内分别设置有所述流量测量控制器，所述输出传感器设置于所述混合腔的输出端，所述微控制器分别与所述驱动电路，储能电池，流量测量控制机构信号连接。本发明通过在输入管道设置流量测量控制器将流体动能转换成电能储存到储能电池内，无需外接供电电源，通过流体发电，并通过微控制器控制流量测量控制器工作，控制流体流量，满足浓度混合需求，控制系统响应速度快、精度高。

技术研发人员：陈庆伦,周兆祺,王孝洪,王孝伟,高孝君
受保护的技术使用者：佛山鸿威技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13