往复式空气压缩机的上死点(tdc)确定的制作方法
【专利摘要】多个实施例包括用于确定往复式空气压缩机上死点(TDC)的方法。本发明公开一种设备，所述设备包括：压力传感器，所述压力传感器经配置以测量压缩机气缸内的压力波动并且将所述压力波动转换成异步波形；以及与所述压力传感器可操作地连接的至少一个计算装置，所述至少一个计算装置经配置以：从所述异步波形提取表示活塞在所述压缩机气缸内单回转的活塞角度的数据组；将表示无效活塞角度的数据从所述数据组移除以形成提炼数据组；根据所述提炼数据组确定所述单回转的平均活塞角度；以及调整所述提炼数据组以识别所述活塞在所述压缩机气缸内的上死点(TDC)位置。
【专利说明】往复式空气压缩机的上死点(TDC)确定
【技术领域】
[0001]本说明书中所公开的主题涉及压缩机系统。更为具体地说，所述主题涉及压缩机系统的诊断。
【背景技术】
[0002]用于往复式空气压缩机的绝大多数的诊断需要关于压缩活塞在压缩机气缸内的机械上死点(TDC)位置的数据。关于所述往复式空气压缩机的其他数据按所述TDC位置数据来索引。用于在往复式空气压缩机上确定此TDC位置的常规诊断方法需要使压缩机断电(停机)。在使压缩机停机的情况下，刻度盘指示器或液位可以用于确定TDC位置。在确立了 TDC的情况下，可以安装接近探针以观察曲轴或十字头上的事件。由接近探针所观察到的结构可在每轮一次(once-per-turn)或每轮多个事件基础(multiple-event-per-turn)或其组合上检测到。在确定TDC位置并且安装接近探针之后，可以重新启动压缩机。常规方法依赖于此接近探针和事件(称为相位基准变换器(phase-reference transducer))以及连接探针与变换器的必要接线，以便针对每个回转标记TDC。压缩机和/或曲轴的修改、接线的安装和部件的验证增加了诊断系统的费用。
[0003]另外，在常规方法中，必须在压力传感器和相位基准变换器上同时地收集事件数据，以使得由相位基准变换器所标记的TDC可以与压力传感器准确地相关。对这种同时数据收集的需要几乎排除了数据从压缩机的无线传输，因为无线传输难以确保数据从多个点同时传输，特别是在工业环境中。
[0004]用于确定往复式发动机的TDC的现有示例性方法包括:将所测量的事件数据与热力学模型进行比较，或将所测量的事件数据与模型压力曲线比(model pressure curveratio)进行比较。在两种情况下，所述模型包括关于引擎的预设的信息，并且构建那些模型需要另外的时间和资源，例如用于开发和调适的时间和资源。
【发明内容】
[0005]多个实施例包括用于确定往复式空气压缩机的上死点(TDC)位置的方法。在多个具体实施例中，公开一种设备。所述设备可以包括:压力传感器，其经配置以测量压缩机气缸内的压力波动并且将所述压力波动转换成异步波形；和至少一个计算装置，其与所述压力传感器可操作地连接，所述至少一个计算装置经配置以:从所述异步波形提取表示活塞在所述压缩机气缸内单回转的活塞角度的数据组；将表示无效活塞角度的数据从所述数据组移除以形成提炼数据组；根据所述提炼数据组针对所述单回转确定平均活塞角度；并且调整所述提炼数据组以识别所述活塞在所述压缩机气缸内的上死点(TDC)位置。
[0006]本发明的第一方面包括一种设备，所述设备具有:压力传感器，其经配置以测量压缩机气缸内的压力波动并且将所述压力波动转换成异步波形；和至少一个计算装置，其与所述压力传感器可操作地连接，所述至少一个计算装置经配置以:从所述异步波形提取表示活塞在所述压缩机气缸内单回转的活塞角度的数据组；将表示无效活塞角度的数据从所述数据组移除以形成提炼数据组；根据所述提炼数据组针对所述单回转确定平均活塞角度；并且调整所述提炼数据组以识别所述活塞在所述压缩机气缸内的上死点(TDC)位置。
[0007]本发明的第二方面包括一种系统，其具有:至少一个计算装置，其经配置以通过执行动作来识别活塞在压缩机气缸内的上死点(TDC)位置,所述动作包括:获得指示压缩机气缸内的压力波动的异步波形；从所述异步波形提取表示所述活塞在所述压缩机气缸内单回转的活塞角度的数据组；将表示无效活塞角度的数据从所述数据组移除以形成提炼数据组；根据所述提炼数据组针对所述单回转确定平均活塞角度；和调整所述提炼数据组以识别所述活塞在所述压缩机气缸内的上死点(TDC)位置。
[0008]本发明的第三方面包括一种计算机程序产品，其具有程序代码，当在至少一个计算装置上执行时，所述程序代码使得所述至少一个计算装置通过执行动作来识别活塞在压缩机气缸内的上死点(TDC)位置，所述动作包括:获得指示压缩机气缸内的压力波动的异步波形；从所述异步波形提取表示活塞在所述压缩机气缸内单回转的活塞角度的数据组；将表示无效活塞角度的数据从所述数据组移除以形成提炼数据组；根据所述提炼数据组针对所述单回转确定平均活塞角度；和调整所述提炼数据组以识别所述活塞在所述压缩机气缸内的上死点(TDC)位置。
[0009]本发明的第四方面包括一种使用至少一个计算装置来执行的计算机实施的方法，所述计算机实施的方法包括:获得指示压缩机气缸内的压力波动的异步波形；从所述异步波形提取表示活塞在所述压缩机气缸内单回转的活塞角度的数据组；将表示无效活塞角度的数据从所述数据组移除以形成提炼数据组；根据所述提炼数据组针对所述单回转确定平均活塞角度；和调整所述提炼数据组以识别所述活塞在所述压缩机气缸内的上死点(TDC)位置。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]结合描绘本发明的多个实施例的附图，将会从以下对本发明的多个方面的详细描述更容易地了解本发明的这些和其他特征，在附图中:
[0011]图1示出根据本发明的多个实施例包括设备的环境的示意图。
[0012]图2是描绘根据本发明的多个实施例的过程的流程图。
[0013]图3是描绘根据本发明的多个实施例的来自图2的子过程的流程图。
[0014]图4是描绘根据本发明的多个实施例的来自图2的子过程的流程图。
[0015]图5是描绘根据本发明的多个实施例的来自图2的子过程的流程图。
[0016]图6是描绘根据木发明的多个实施例的来自图2的子过程的流程图。
[0017]应注意，本发明的附图不必按比例绘制。附图仅旨在描绘本发明的示例性方面，因此不应视为对本发明的范围进行限定。在附图中，附图之间类似编号表示类似元件。
【具体实施方式】
[0018]如上所述，本说明书中所公开的主题涉及压缩机系统。更为具体地说，所述主题涉及压缩机系统的诊断。
[0019]如本说明书中所描述，用于在往复式空气压缩机上确定上死点(TDC)位置的常规诊断方法需要使压缩机断电(停机)。在使压缩机停机的情况下，刻度盘指示器或液位可以用于确定TDC位置。在确立了 TDC的情况下，可以安装接近探针以观察曲轴或十字头上的事件。可在每轮一次或每轮多个事件基础或其组合上检测到由接近探针所观察到的结构。在确定TDC位置并且安装接近探针之后，可以重新启动压缩机。常规方法依赖于此接近探针和事件(称为相位基准变换器)以及连接探针与变换器的必要接线，以便针对每个回转标记TDC。压缩机和/或曲轴的修改、接线的安装和部件的检验增加了诊断系统的费用。
[0020]另外，在常规方法中，必须在压力传感器和相位基准变换器上同时地收集事件数据，这样使得由相位基准变换器所标记的TDC可以与压力传感器准确地相关。对这种同时数据收集的需要几乎排除了数据从压缩机的无线传输，因为无线传输难以确保数据从多个点同时传输，特别是在工业环境中。
[0021]如本说明书中所描述，用于确定往复式发动机的TDC的现有方法包括:将所测量的事件数据与热力学模型进行比较，或将所测量的事件数据与模型压力曲线比进行比较。在两种情况下，所述模型包括关于引擎的预设的信息，并且构建那些模型需要另外的时间和资源，例如用于开发和调适的时间和资源。
[0022]如木说明书中所描述，术语“相位基准变换器”或“PRT”可以用于指代探针，所述探针检测移动轴上的轴基准点并且向例如计算装置提供关于所述轴基准点的数据。一种通常使用的相位基准变换器在商业上称为Keyphasor⑧，它是内华达州89423明登邮政信箱 157 (PO Boxl57, Minden, Nevada89423)的本特利内华达公司(Bently NevadaCorporation)的注册商标。
[0023]本发明的多个实施例包括用于在不使用相位基准元件的情况下确定往复式空气压缩机的TDC的方法，其除其他方面之外允许对关于所述往复式空气压缩机的数据进行无线采样和分析。一些实施例包括设备，其具有与至少一个计算装置联接的压力传感器(又称为压力探针)。所述压力传感器可以对关于所述往复式空气压缩机的轴的异步波形数据进行连续采样。如本说明书中所使用，将术语“异步波形”或“异步波形数据”定义为在时间上等间隔的数字阵列，所述数字表示压缩机气缸内的压力波动(例如，关于压缩机轴在气缸内的移动)。所述计算装置可以从所述异步波形数据提取单回转的数据，操纵所提取的数据，并且确定所述波形数据的与所述压缩机的TDC位置对应的一部分。参照操纵表示压缩机活塞的活塞角度的异步波形数据来描述本发明的多个实施例。如本说明书中所使用，术语“活塞角度”是指曲柄从波形(异步波形)中的第一样本转动至在TDC处所取得的样本的度数。
[0024]本发明的另外实施例包括一种计算机程序产品，其具有程序代码，当在至少一个计算装置上执行时，所述程序代码使得所述至少一个计算装置通过执行动作来识别活塞在压缩机气缸内的上死点(TDC)位置，所述动作包括:获得指示压缩机气缸内的压力波动的异步波形；从所述异步波形提取表示活塞在所述压缩机气缸内单回转的活塞角度的数据组；将表示无效活塞角度的数据从所述数据组移除以形成提炼数据组；根据所述提炼数据组针对所述单回转确定平均活塞角度；和调整所述提炼数据组以识别所述活塞在所述压缩机气缸内的上死点(TDC)位置。
[0025]本发明的其他实施例包括一种计算机实施的方法，所述方法包括使用至少一个计算装置来执行过程。所述过程可以包括:获得指示压缩机气缸内的压力波动的异步波形；从所述异步波形提取表示活塞在所述压缩机气缸内单回转的活塞角度的数据组；将表示无效活塞角度的数据从所述数据组移除以形成提炼数据组；根据所述提炼数据组针对所述单回转确定平均活塞角度；和调整所述提炼数据组以识别所述活塞在所述压缩机气缸内的上死点(TDC)位置。
[0026]转至附图，图1示出根据本发明的多个实施例包括设备12和(往复运动)压缩机14的说明性环境10。环境10进一步包括:至少一个计算装置(计算机系统20)，其包括上死点(TDC)识别程序30，所述上死点识别程序30使得计算机系统20可操作来通过执行本说明书中所描述的过程来确定一个或多个活塞在所述压缩机内的TDC。
[0027]以剖视图示出压缩机14的一部分以示出容纳活塞16的一个压缩机气缸15。还沿气缸15的侧壁示出可以常规方式沿气缸15安装的压力传感器17。压力传感器17可以包括任何常规压力传感器，例如压电式压力传感器、电容式压力传感器、光学压力传感器、共振压力传感器、热压力传感器等等。
[0028]压力传感器17可以例如通过无线和/或硬线方式(以虚线示出的连接)与计算机系统20可操作地连接(或“联接”)。在多个具体实施例中，压力传感器17和计算机系统20通过硬线连接进行连接，至少直到计算机系统20提取至少一个回转的数据以确定活塞16的TDC位置(本说明书中进一步描述)。在其他具体实施例中，压力传感器17包括计算机系统20的至少一个部件，以使得可以在压力传感器17处(或在物理联接至压力传感器17上的计算机系统20中)执行由计算机系统20所执行的一个或多个过程。图1以透视图的形式示出这个实施例，其中计算机系统20的至少一个部件包括在压力传感器17内。本发明的多个实施例针对设备12，所述设备12包括与压力传感器17联接的计算机系统20。多个其他实施例针对计算机系统20，所述计算机系统20可以包括例如来自压力传感器17的数据，并且使用所述数据来执行过程以确定活塞16在压缩机气缸15内的上死点(TDC)位置。多个其他实施例包括方法和计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括由例如计算机系统20的计算装置所执行的功能。
[0029]示出计算机系统20包括:处理部件22(例如，一个或多个处理器)、存储部件24 (例如,存储器层次结构(storage hierarchy))、输入/输出(I / O)部件26 (例如,一个或多个I / O接口和/或装置)和通信通路28。一般来说，处理部件22执行至少部分地固定在存储部件24中的程序代码，如TDC识别程序30。在执行程序代码时，处理部件22可以处理数据，这可以导致从存储部件24和/或I / O部件26读出变换数据和/或写入变换数据到存储部件24和/或I / O部件26，以供进一步处理。通路28在计算机系统20的每个部件之间提供通信链路。I / O部件26可以包括一个或多个人类I / O装置，其使得人类用户13能够与计算机系统20交互；和/或一个或多个通信装置，其使得系统用户13能够使用任何类型的通信链路与计算机系统20进行通信。为此，TDC识别程序30可以管理使得人类和/或系统用户13能够与TDC识别程序30交互的一组界面(例如，图形用户界面、应用程序界面等等)。此外，TDC识别程序30可以使用任何解决方案来管理(例如，存储、检索、创建、操纵、组织、呈现等等)所述数据，如变换器数据40。如本说明书中所描述，变换器数据40可以包括由压力传感器(例如，变换器17)所采集和/或变换的数据。在一些情况下，所述变换器数据40可以指示压缩机气缸(例如，气缸15)内的压力波动，并且在一些情况下，变换器数据40可以包括压力波动数据的异步波形变换。异步波形可以包括指示连续地从气缸15所获得的压力波动数据的一系列均匀间隔的数据点。[0030]在任何情况下，计算机系统20可以包括能够执行其上安装的程序代码(如TDC识别程序30)的一个或多个通用计算制品(例如，计算装置)。如本说明书中所使用，应了解，“程序代码”是指以任何语言、代码或符号表示的任何指令集合，其使得具有信息处理功能的计算装置直接执行或在以下各项的任何组合之后执行特定动作:(a)转换成另一种语言、代码或符号；(b)以不同材料形式再现；和/或(c)解压。为此，TDC识别程序30可以体现为系统软件和/或应用程序软件的任何组合。
[0031]此外，TDC识别程序30可以使用一组模块32来实施。在这种情况下，一个模块32可以使得计算机系统20能够执行由TDC识别程序30所使用的一组任务，并且可以独立于TDC识别程序30的其他部分单独开发和/或实施。如本说明书中所使用，术语“部件”是指具有或不具有软件的任何硬件构造，其使用任何解决方案实施与其相关的功能，而术语“模块”是指使计算机系统20能够使用任何解决方案实施与其相关的动作的程序代码。当固定在包括处理部件22的计算机系统20的存储部件24中时，一个模块是实施所述动作的某个部件的相当大一部分。无论如何，应了解，两个或更多个部件、模块和/或系统可以共享它们相应硬件和/或软件中的一些/所有。此外，应了解，本说明书中所讨论的一些功能可能不会实施，或者可以包括额外功能作为计算机系统20的一部分。
[0032]当计算机系统20包括多个计算装置时，每个计算装置可以只具有固定在其上的TDC识别程序30的一部分(例如，一个或多个模块32)。然而，应了解，计算机系统20和TDC识别程序30仅代表可以执行本说明书中所描述的过程的多个可能的等效计算机系统。为此，在其他实施例中，由计算机系统20和TDC识别程序30所提供的功能可以至少部分地由一个或多个计算装置来实施，所述计算装置包括具有或不具有程序代码的通用和/或专用硬件的任意组合。在每个实施例中，如果包括，则硬件和程序代码可以分别使用标准工程和编程技术来创建。
[0033]无论如何，当计算机系统20包括多个计算装置时，所述计算装置可以在任何类型的通信链路上进行通信。此外，在执行本说明书中所描述的过程时，计算机系统20可以使用任何类型的通信链路与一个或多个其他计算机系统通信。在任一情况下，所述通信链路可以包括各种类型的光纤、有线和/或无线链路的任意组合；包括一种或多种类型的网络的任意组合；和/或利用各种类型的传输技术和协议的任意组合。
[0034]图2示出描绘可以根据本发明的多个实施例来执行的一般过程的流程图。在一些情况下，参照图1的环境10来描述这些过程，然而，应了解，可以根据未具体描绘的其他环境和部件来执行多个过程。这些过程可按所示的顺序或按任何其他顺序执行，以执行本说明书中所描述的本发明的功能。由虚线示出没有必要包括在所有实施例中的某些过程。例如，可以根据本说明书中所描述的多个实施例(例如，采用压力传感器17来采集压力波动数据并且将所述数据转换成异步波形的那些实施例)来执行初步过程Pl和P2。然而，在多个实施例中，异步波形由例如至少一个计算装置来获得，而不需要Pl至P2中的测量和转换过程。如所示的，各种方法可以包括:
[0035]过程Pl:测量压缩机气缸(例如，压力气缸15)内的压力波动。在多个实施例中，压力传感器经配置以使用例如压电式、光学等常规方法来测量压缩机气缸内的压力波动。
[0036]过程P2:在测量压力气缸15内的压力波动之后，压力传感器17可以将所述波动数据转换成异步波形，例如具有表示气缸15内随时间压力的均匀间隔数据点的连续数据组。如本说明书中所使用，为识别活塞16在气缸15内的上死点(TDC)位置，可以由设备12的其他元件(例如计算机系统20)来分析异步波形。在多个实施例中，压力传感器17可以将异步波形数据(并且在一些情况下将原始压力数据)传输至计算机系统20作为变换器数据40。应了解，在替代实施例中，压力传感器17可以将变换器数据40(异步波形数据)存储在例如内部数据储存器、外部数据储存器或其他位置以供稍后由计算机系统20访问。
[0037]过程P3:在计算机系统20处，TDC识别程序30可以获得先前由压力传感器17所获得的变换器数据40 (包括异步波形数据，并且在一些情况下包括原始压力数据)。如本说明书中所提及，在一些情况下，TDC识别程序30可以从数据储存器或直接从压力传感器17 (通过无线和/或硬线方式)获得变换器数据40。TDC识别程序30然后可以从变换器数据40 (异步波形数据)提取表示活塞16在压缩机气缸15内单回转的活塞角度(活塞16在气缸15内的角度)的数据组。参照图3的流程图进一步描述提取这个单回转数据的过程。
[0038]过程P4:在提取表示活塞16在气缸15内单回转的数据组之后，TDC识别程序30可以将表示无效活塞角度的数据从所述数据组移除以形成提炼数据组。将无效活塞角度数据移除可以根据各种方法来执行，所述各种方法可以相结合或单独使用，来将可能抑制对异步波形的分析的数据移除。根据本发明的多个实施例详细示出并且描述三种方法。分别参照图4、图5和图6更详细地描述这三种方法。所述方法包括:
[0039]A)基于活塞16在压缩机气缸15内的单回转压缩比对活塞角度进行识别和排除(图 4);
[0040]B)基于所述活塞在所述压缩机气缸内的单回转容积效率对活塞角度进行识别和排除(图5);和/或
[0041]C)基于所述活塞在所述压缩机气缸内的单回转余隙容积对活塞角度进行识别和排除(图6)。
[0042]过程P5:在将表示无效活塞角度的数据移除以形成提炼数据组之后，TDC识别程序30可以采用所述提炼数据组，并且例如通过此项技术中已知的常规求平均技术来确定单回转的平均活塞角度。
[0043]过程P6:在对提炼数据组求平均值之后，TDC识别程序30调整提炼数据组，以识别活塞16在压缩机气缸15内的上死点(TDC)位置。在多个实施例中，这个过程包括使提炼数据组偏移平均值，以使得TDC值是提炼数据组中的第一值。此过程可以包括在图形上使提炼数据组沿时域位移，以使得提炼数据组中的第一值匹配所确定的TDC值。
[0044]图3描绘示例性流程图，包括根据一些实施例从异步波形提取单回转数据的过程，如参照图2中的过程P3所描述。如所示的，此过程可以包括:
[0045]过程P300:收集异步数据并且以阵列形式(又称为波形)来存储所述数据。
[0046]过程P301:例如通过常规求平均技术，计算所述波形数据的平均值。
[0047]过程P302:例如使用如平均值(在过程P301中所确定的平均值)5%的默认值，计算所述波形数据的滞后。
[0048]过程P303:将触发器设定为停止，并且将交叉点设定为等于零(O)。
[0049]过程P304:将波形索引设定为阵列中的第一值，其中索引等于零(O)。
[0050]判断D305:波形索引是否小于滞后值如果是，则将触发器设定为活动并且进行到判断D306 ;如果否，则直接进行到判断D306。
[0051]判断D306:波形索引是否大于波形数据的平均值并且触发器是否为活动
[0052]如果是，则进行到判断D307。
[0053]判断D307:交叉点的数量是否等于零(O) ?
[0054]如果否，则进行到判断D308。
[0055]判断D308:交叉点的数量是否等于一(I)?
[0056]如果是，则在过程P309中，将indexStop设定为等于索引，并且在过程P310中，将索引设定为等于波形长度。
[0057]返回判断D307，如果交叉点的数量等于零(O)(是)，则过程P311包括将indexStart设定为等于索引。
[0058]过程P312包括增大交叉值(交叉点++)并且将触发器设定为停止。
[0059]返回判断D308，如果交叉点的数量不等于一(I)(否)，则过程前进到过程P312。类似地，在过程P310 (索引=波形长度)之后，方法进行到过程P312。 [0060]返回判断D306，如果否，则过程P313包括:增大索引(索引++)。此过程P313同样在过程P312之后。
[0061]在过程P313之后，进行到判断D314:索引是否大于波形长度
[0062]如果否，则返回判断D305。
[0063]如果是，则进行到判断D315:交叉点的数量是否小于二(2)?
[0064]如果是，则结束。
[0065]如果否,则进行到过程P316:将在indexStart和indexStop之外的所有点从波形移除。在图3中邻近过程P316的图形描绘示出关于活塞在压缩机气缸内的单回转数据的快照。
[0066]应了解，可以根据本发明的多个实施例相继地、同时地或完全独立地执行图3至图6的过程流程。仅出于说明性目的示出这些过程流程之间的联系(如由连接节点(I)、(2)、(3)所示)。
[0067]图4描绘示例性流程图，包括根据一些实施例基于活塞16在压缩机气缸15内的单回转压缩比对活塞角度进行识别和排除的过程，如参照图2中的过程4所描述。如所示的，此过程可以包括:
[0068]过程P400:将变量SampleOffset设定为阵列(波形)中的第一值。以显示每回转样本数(samples per revolution)的图形描绘来示出过程P400,其中白色指示可能有效的活塞角度，并且黑色指示无效活塞角度。
[0069]过程P401:将 Valid TDC Index (Sample Offset)阵列兀素设定为真。
[0070]过程P402:计算上死点(TDC)和下死点(BDC)的索引值；设定indexTDC=SampleOffset ；设定 indexBDC = (SampleOffset+SampIesPerRev / 2) XMODSamplesPerRev0
[0071]判断D403:此数据是否描述压缩机气缸的头端
[0072]如果否，则进行到过程P404:设定压缩比=波形(index BDC) /波形(indexTDC)；
[0073]如果是,贝U进行到过程P405:设定压缩比=波形(index TDC) /波形(indexBDC)。[0074]不论判断D403为是还是否，过程都进行到判断D406:压缩比是否大于默认值(例如，在一些情况下为1.5) ?
[0075]如果否，则在过程P407中:将ValidTDCIndex (Sample Offset)阵列元素设定为假。
[0076]如果是，则在过程P408 中增大 SampleOffSet (SampIeOffSet++)。
[0077]判断P409:SampIeOffset是否大于波形长度
[0078]如果否，则返回过程P401 ;
[0079]如果是，则在一些实施例中，所述过程可以进行到:基于活塞在压缩机气缸内的单回转容积效率对活塞角度进行识别和排除(图5)。如邻近节点(2)所示，根据图4中所示的过程发现，以黑色指示的样本数据一部分为无效的。
[0080]图5描绘示例性流程图，包括根据一些实施例基于活塞16在压缩机气缸15内的单回转容积效率对活 塞角度进行识别和排除的过程，如参照图2中的过程4所描述。如所示的，此过程可以包括:
[0081]过程P500:计算所有可能活塞角度的容积效率(VE)。
[0082]过程P501:将变量SampleOffset设定为阵列(波形)中的第一值。所述第一值通常为零(O)。
[0083]判断D502:ValidTDCIndex (SampleOffset)是否为假
[0084]如果是，则进行过程P509:增大 sample offset (SampIeOffset++)；
[0085]如果否，则进行到判断D503:吸入VE是否大于阈值(例如，0.20)?
[0086]如果否，则进行到过程P504:将ValidTDCIndex (SampleOffset)阵列元素设定为假；
[0087]如果是(并且如果否，在过程P504之后)，则进行到判断D505:排放VE是否大于阈值(例如，0.10)?
[0088]如果否，则进行到过程P506:将ValidTDCIndex (SampleOffset)阵列元素设定为假。
[0089]如果是(并且如果否，在过程P506后)，则进行到判断D507:吸入VE是否大于排放VE?
[0090]如果否，则进行到过程P508:将ValidTDCIndex (SampleOffset)阵列元素设定为假。
[0091]如果是(并且如果否，在过程P508之后)，则进行到过程P509:增大sampleoffset(SampIeOffset++)。
[0092]过程P509之后，判断D510包括=SampleOffset是否大于波形长度
[0093]如果否，则返回判断D502 ；
[0094]如果是，则在一些实施例中，所述过程可以进行到:基于活塞在压缩机气缸内的单回转余隙容积对活塞角度进行识别和排除(图6)。如邻近节点(3)所示，根据图5中所示的过程发现，以黑色指示的样本数据一部分为无效的。
[0095]图6描绘示例性流程图，包括根据一些实施例基于活塞16在压缩机气缸15内的单回转余隙容积对活塞角度进行识别和排除的过程，如参照图2中的过程4所描述。如所示的，此过程可以包括:[0096]过程P600:计算所有可能活塞角度的余隙容积(CV)。
[0097]过程P601:将变量SampleOffset设定为阵列(波形)中的第一值，所述第一值的值通常为零(O)。以显示每回转样本数的图形描绘来示出过程P601，其中白色指示可能有效的活塞角度，并且黑色指示无效活塞角度。
[0098]判断D602:ValidTDCIndex (SampleOffset)是否为假
[0099]如果是，则进行到过程P609:增大 sample offset (SampIeOffset++)；
[0100]如果否，则进行到判断D603:吸入CV是否小于零(O) ?[0101]如果是，则进行到过程P604:将ValidTDCIndex (SampleOffset)阵列元素设定为假；
[0102]如果否(并且如果是，在过程P604之后)，则进行到判断D605:排放CV是否小于零(0)?
[0103]如果是，则进行到过程P606:将ValidTDCIndex (SampleOffset)阵列元素设定为假；
[0104]如果否(并且如果是，在过程P607之后)，则进行到判断D608:(吸入CV /排放CV)是否在阈值范围(例如，0.95与1.05)之间
[0105]如果否，则进行到过程P608:将ValidTDCIndex (SampleOffset)阵列元素设定为假；
[0106]如果是(并且如果否，在过程P608之后)，则进行到过程P609:增大sampleoffset(SampIeOffset++)。
[0107]过程P609之后，判断D610询问:SampleOffset是否大于波形长度
[0108]如果否，则返回判断D602 ;
[0109]如邻近判断D610所示，根据图6中所示的过程发现，以黑色指示的样本数据一部分为无效的。
[0110]如果是，则进行到过程P611:对剩余的可能活塞角度(未指示为无效)求平均值，并且将所述平均值用作TDC的索引，即SampleOffset。
[0111]最后，进行到过程P612:重新索引(调整)波形阵列，以使得TDC是波形中的第一元素。
[0112]应了解，在本说明书中例如根据图2至图6所描述的多个过程可以使用包括TDC识别程序30(图1)的计算机系统20来执行。计算机系统20可以根据本说明书中所描述的任何实施例来获得和操纵变换器数据40。
[0113]在任何情况下，计算机系统20可以使用任何解决方案来获得变换器数据40。例如，计算机系统20可以生成和/或用于生成变换器数据40、从一个或多个数据储存器检索变换器数据40、从另一个系统接收变换器数据40等等。
[0114]虽然在本说明书中示出并且描述为一种用于提供TDC识别程序的方法和系统，但是应了解，本发明的多个方面进一步提供各种替代实施例。例如，在一个实施例中，本发明提供一种固定在至少一个计算机可读介质中的计算机程序，所述计算机程序在被执行时使得计算机系统能够确定往复式空气压缩机中的上死点位置。为此，所述计算机可读介质包括使得计算机系统能够实施本说明书中所描述过程的一些或所有的程序代码，如TDC识别程序30(图1)。应了解，术语“计算机可读介质”包括现在已知或未来开发的任何类型有形表达介质中的一种或多种，计算装置可以从其来感知、再现或以其他方式传达程序代码的副本。例如，计算机可读介质可以包括:一个或多个便携式存储制品；计算装置的一个或多个内存/存储部件；纸；等等。
[0115]在另一个实施例中，本发明提供一种方法，所述方法提供使得计算机系统能够实施本说明书中所描述过程的一些或所有的程序代码的副本，所述程序代码例如为TDC识别程序30 (图1)。在这种情况下，计算机系统可以处理所述程序代码的副本，以针对在第二不同位置的接收而生成并传输数据信号集合，所述数据信号集合的一个或多个特性以一种方式设定和/或改变，从而以所述数据信号集合来编码所述程序代码的副本。类似地，本发明的实施例提供一种取得程序代码的副本的方法，所述方法包括:计算机系统接收本说明书中所描述的数据信号集合，并且将所述数据信号集合转变成固定在至少一个计算机可读介质中的计算机程序的副本。在任一情况下，可以使用任何类型的通信链路来传输/接收所述数据信号集合。
[0116]在另一实施例中，本发明提供一种生成TDC识别程序的方法。在这种情况下，可以获得(例如，创建、维护、使可用等等)如计算机系统20(图1)等计算机系统，并且可以获得(例如，创建、购买、使用、修改等等)用于执行木说明书中所描述过程的一个或多个部件并且将其部署到所述计算机系统。为此，所述部署可以包括以下各项中的一个或多个:(I)将程序代码安装在计算装置上；(2)将一个或多个计算装置和/或I / O装置添加至计算机系统；(3)组建和/或修改计算机系统以使得它能够执行本说明书中所描述的过程；等等。
[0117]在任何情况下，本说明书中所示和描述的TDC识别程序30的技术效果是识别活塞在往复式空气压缩机气缸内的上死点位置。
[0118]已经出于说明和描述的目的呈现前述对本发明多个方面的描述。不希望是详尽的或将本发明限制于所公开的精确形式，并且许多修改和变更是可能的。这些对所属领域的技术人员而言明显的修改和变更包括在由所附权利要求书所定义的本发明的范围之内。
[0119]本说明书中所用的术语仅是为了描述特定实施例，而且并不在于限制本发明。如本说明书中所使用，单数形式“一种”、“一个”和“所述”还意图包括复数形式，除非上下文以其他方式明确指出。应将进一步了解，术语“包括”和/或“包括”在本说明书中使用时说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。
[0120]本说明书使用多个实例来公开本发明，包括最佳模式，同时也让所属领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造并使用任何装置或系统，以及执行所涵盖的任何方法。本发明的保护范围由权利要求书界定，并可以包括所属领域的一般技术人员想出的其他实例。如果其他此类实例的结构要素与权利要求书的字面意义相同，或如果此类实例包括的等效结构要素与权利要求书的字面意义无大体差别，则此类实例也属于权利要求书的范围。
【权利要求】
1.一种设备，其包括: 压力传感器，所述压力传感器经配置以测量压缩机气缸内的压力波动并且将所述压力波动转换成异步波形；以及 与所述压力传感器可操作地连接的至少一个计算装置，所述至少一个计算装置经配置以: 从所述异步波形提取表示活塞在所述压缩机气缸内单回转的活塞角度的数据组；
将表示无效活塞角度的数据从所述数据组移除以形成提炼数据组；
根据所述提炼数据组确定所述单回转的平均活塞角度；并且
调整所述提炼数据组以识别所述活塞在所述压缩机气缸内的上死点(TDC)位置。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个计算装置经配置以:通过基于所述活塞在所述压缩机气缸内的 所述单回转的压缩比对活塞角度进行识别和排除，从而将表示无效活塞角度的所述数据从所述数据组移除。
3.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个计算装置经配置以:通过基于所述活塞在所述压缩机气缸内的所述单回转的容积效率对活塞角度进行识别和排除，从而将表示无效活塞角度的所述数据从所述数据组移除。
4.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个计算装置经配置以:通过基于所述活塞在所述压缩机气缸内的所述单回转的余隙容积对活塞角度进行识别和排除，从而将表示无效活塞角度的所述数据从所述数据组移除。
5.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个计算装置经配置以:调整所述提炼数据组，以将对应于所述活塞在所述压缩机内的所述TDC位置的数据值设置为所述提炼数据组中的第一数据值。
6.如权利要求1所述的设备，其中所述异步波形包括一系列均匀间隔的时域数据点。
7.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个计算装置经配置以:使用阈值-滞后模型来提取表示所述单回转的所述活塞角度的所述数据组。
8.一种系统，其包括: 至少一个计算装置，所述至少一个计算装置经配置以通过执行动作来识别活塞在压缩机气缸内的上死点(TDC)位置,所述动作包括:
获得指示压缩机气缸内的压力波动的异步波形；
从所述异步波形提取表示所述活塞在所述压缩机气缸内单回转的活塞角度的数据组；
将表示无效活塞角度的数据从所述数据组移除以形成提炼数据组；
根据所述提炼数据组确定所述单回转的平均活塞角度；以及
调整所述提炼数据组以识别所述活塞在所述压缩机气缸内的所述TDC位置。
9.如权利要求8所述的系统，其中所述至少一个计算装置经配置以:通过基于所述活塞在所述压缩机气缸内的所述单回转的压缩比对活塞角度进行识别和排除，从而将表示无效活塞角度的所述数据从所述数据组移除。
10.如权利要求8所述的系统，其中所述至少一个计算装置经配置以:通过基于所述活塞在所述压缩机气缸内的所述单回转的容积效率对活塞角度进行识别和排除，从而将表示无效活塞角度的所述数据从所述数据组移除。
11.如权利要求8所述的系统，其中所述至少一个计算装置经配置以:通过基于所述活塞在所述压缩机气缸内的所述单回转的余隙容积对活塞角度进行识别和排除，从而将表示无效活塞角度的所述数据从所述数据组移除。
12.如权利要求8所述的系统，其中所述至少一个计算装置经配置以:调整所述提炼数据组，以将对应于所述活塞在所述压缩机内的所述TDC位置的数据值设置为所述提炼数据组中的第一数据值。
13.如权利要求8所述的系统，其中所述异步波形包括一系列均匀间隔的时域数据点。
14.如权利要求8所述的系统，其中所述至少一个计算装置经配置以:使用阈值-滞后模型来提取表示所述单回转的所述活塞角度的所述数据组。
15.一种计算机程序产品，其包括程序代码，当在至少一个计算装置上执行时，所述程序代码使得所述至少一个计算装置通过执行动作来识别活塞在压缩机气缸内的上死点(TDC)位置,所述动作包括: 获得指示所述压缩机气缸内的压力波动的异步波形； 从所述异步波形提取表示活塞在所述压缩机气缸内单回转的活塞角度的数据组； 将表示无效活塞角度的数据从所述数据组移除以形成提炼数据组； 根据所述提炼数据组确定所述单回转的平均活塞角度；以及 调整所述提炼数据组以识别所述活塞在所述压缩机气缸内的所述上死点(TDC)位置。
16.如权利要求15所述的计算机程序产品，其中所述将表示无效活塞角度的所述数据从所述数据组移除包括:基于所述活塞在所述压缩机气缸内的所述单回转的压缩比对活塞角度进行识别和排除。
17.如权利要求15所述的计算机程序产品，其中所述将表示无效活塞角度的所述数据从所述数据组移除包括:基于所述活塞在所述压缩机气缸内的所述单回转的容积效率对活塞角度进行识别和排除。
18.如权利要求15所述的计算机程序产品，其中所述将表示无效活塞角度的所述数据从所述数据组移除包括:基于所述活塞在所述压缩机气缸内的所述单回转的余隙容积对活塞角度进行识别和排除。
19.如权利要求15所述的计算机程序产品，其进一步包括: 调整所述提炼数据组，以将对应于所述活塞在所述压缩机内的所述TDC位置的数据值设置为所述提炼数据组中的第一数据值。
20.如权利要求15所述的计算机程序产品，其中所述异步波形包括一系列均匀间隔的数据点，并且其中所述提取表示所述单回转的所述活塞角度的所述数据组包括使用阈值-滞后模型。
【文档编号】F04B49/06GK103939320SQ201410031177
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年1月23日 优先权日:2013年1月23日
【发明者】B.F.霍华德 申请人:通用电气公司