专利名称：具备多个传感器而精密可靠的压力箱的水位控制方法
技术领域：
本发明涉及一种压カ箱的水位控制方法，更具体地说，本发明涉及ー种在具备多个液面传感器的压カ箱针对传感器的异常与否进行检测而得以精密可靠地控制压カ箱水位的方法。
背景技术：
在冷暖空调用循环配管系统或流体移送配管系统中，为了防止泵紧急停机或阀紧急封闭所致流量与压カ急剧变化而引起的水冲击或者为了防止循环配管系配管水膨胀所致配管系的破损而各自配备有压力箱(如果是前者则称为水冲击防止箱，如果是后者则称为膨胀箱)。该压カ箱的水位在配管系发生膨胀或水冲击时能够决定作为压缩性流体的气体的容积，该气体根据水面上的气体体积的压缩性流体特性而吸收该冲击波或者让液体流入配管系以防止配管低压，精密可靠地维持适当水位即表示維持能源，该能源则让膨胀或 水冲击压力波稳定化，压カ箱的水位变动意味着配管系统整体的基准压カ变动，当压カ上升时可能会破坏配管系的设备或配管，而压カ下降到液体的饱和蒸汽压以下时在水柱分离后重新结合时由于冲击波而导致设备或配管破损，因此为了稳定地維持配管系统而需要进行控制以随时维持适当的水位范围。凭借压カ箱内空气或氮气之类的气体的充填或排气而执行该压カ箱的水位控制。亦即，如图1(a)所示，在把压カ箱的液面維持在适当范围作为其目标的开放配管系的水冲击防止装置中利用液面传感器LT实时检测压カ箱100的水位，当水位上升时开放充填阀SI从气体供应装置200向压カ箱100内部充填气体而把水位调低到适当水位，当水位下降时开放排气阀S2从压カ箱100把气体排放到外部以提高水位。而且，如图1(b)及(c)所示，循环配管系(具有开放端水槽的一次性配管系或具有蓄热槽的循环配管系)的膨胀箱系统也根据配管水的膨胀及收缩而使用同一方法执行箱内液面的控制。作为參考，图1(b)与(c)只是压カ箱的连接位置不同而其余的系统构成则相同，因此液面控制方法也可视为相同。如前所述，为了控制压力箱的水位而需要为压カ箱配备液面传感器，现有系统则为ー个压カ箱仅配备ー个液面传感器，因此上述液面传感器发生误差或出现错误动作时可能执行过多的充填或排气动作而改变系统的运行压力，从而引起水冲击防止装置或膨胀控制装置的故障并且改变配管系统整体的压力，其结果是，无法实现水冲击防止装置及膨胀控制装置的目的，亦即无法防止高低压カ涌动(水冲击)，也不能控制温度变化所导致的膨胀。因此，区域冷暖空调配管系统、液体移送系统及整厂设备等要求高可靠性的配管系统为了精密可靠地控制压カ箱的水位而需要使用多个液面传感器。另ー方面，即使使用多个液面传感器，只要特定传感器发生误差或发生错误动作或故障时也无法进行精密控制，因此需要引进下列方法，亦即，检测出特定传感器的异常并且把发生了异常的传感器的測量值从控制基准值排除而得以相应于系统状态地精密控制压カ箱水位的方法。
发明内容
发明需要解决的技术课题因此，本发明g在解决现有配管系统在压力箱的水位控制方法上的问题，本发明的目的是提供一种压カ箱的控制方法，该方法检测出特定传感器的异常与否并且在决定控制基准值时排除发生了异常的相应传感器所测量的值而得以相应于实际系统状态地进行液面控制。解决课题的技术方案
实现上述目的的本发明适用于配管系统，该配管系统包括为了防止与控制水冲击或控制膨胀而配备的压力箱；各自独立測量上述压カ箱的水位的第一液面传感器、第二液面传感器及第三液面传感器；为上述压カ箱供应气体的气体供应装置；从上述气体供应装置向压カ箱供应气体的充填阀；从上述压カ箱排出气体的排气阀；该配管系统的压力箱水位控制方法包括下列步骤利用上述各液面传感器测量压力箱的水位；计算上述各液面传感器所测量的压カ箱的水位測量值之间的差异值的绝对值而算出各液面传感器之间的測量偏差值；把算出来的各液面传感器之间的测量偏差值与事先设定的设定偏差值进行比较；根据上述測量偏差值与设定偏差值的比较结果而判定各液面传感器的异常与否；把排除了被判定为有异常的液面传感器的测量值的其余液面传感器的测量值的平均值作为压力箱的水位控制基准值输出；把所输出的控制基准值与事先设定的压カ箱水位基准值进行比较而判定压カ箱内水位的上升或下降与否，并且根据判定结果而为压カ箱充填气体或排气。在此，上述设定偏差值定义为各液面传感器全部为正常状态时可容许的偏差的最大值。而且，各液面传感器之间的测量偏差值全部低于设定偏差值时，判定为所有液面传感器正常并且把第一液面传感器、第二液面传感器及第三液面传感器测量值的平均值作为控制基准值输出；第一液面传感器与第二液面传感器之间的测量偏差值、以及第二液面传感器与第三液面传感器之间的测量偏差值各个大于设定偏差值，第三液面传感器与第一液面传感器之间的测量偏差值为设定偏差值以下吋，判定为第二液面传感器异常并且把第一液面传感器及第三液面传感器测量值的平均值作为控制基准值输出；第一液面传感器与第二液面传感器之间的测量偏差值为设定偏差值以下，第二液面传感器与第三液面传感器之间的测量偏差值、以及第三液面传感器与第一液面传感器之间的测量偏差值各个大于设定测量值时，判定为第三液面传感器异常并且把第一液面传感器与第二液面传感器测量值的平均值作为控制基准值输出；第一液面传感器与第二液面传感器之间的测量偏差值、以及第三液面传感器与第一液面传感器之间的测量偏差值各个大于设定偏差值，第二液面传感器与第三液面传感器之间的测量偏差值为设定偏差值以下吋，判定为第一液面传感器异常并且把第二液面传感器及第三液面传感器测量值的平均值作为控制基准值输出。在此，各液面传感器之间的测量偏差值全部大于设定偏差值时，判定为2个以上的传感器异常。而且，较佳地，多个上述压カ箱相互并列连接。
有益效果本发明利用3个以上的液面传感器的測量值检测出特定传感器的异常与否，决定控制基准值时把被判定为发生异常的传感器的测量值排除而得以实现相应于实际系统状态的精密可靠的压力箱水位控制，并且因为安装了多个压カ箱与液面传感器而即使因为故障或检验而从系统拆下ー个压カ箱与液面传感器也可以凭借其余液面传感器的測量值控制系统，因此不必让配管系统停止整体运转或排除水位控制功能而得以让系统处于连续控制的状态。
图I是现有具备压カ箱的配管系统的构成图；图2例示了本发明较佳实施例的包含有具备多个传感器的压カ箱的配管系统； 图3更具体地显示了图2 (C)所示系统的构成；图4是本发明压カ箱水位控制方法的顺序图；图5显示了根据各传感器状态的压力箱的具体控制方法。
具体实施例方式下面结合附图与较佳实施例详细说明本发明的具备多个传感器的压カ箱的水位控制方法。图2例示了本发明较佳实施例的包含有具备多个传感器的压カ箱100的配管系统。如图2(a)所示，本发明的配管系统可以包含有具备相异的3个液面传感器LT1、LT2、LT3的I个压カ箱100，可以如图2(b)所示地具备相异的2个压カ箱，其中I个压カ箱具备2个液面传感器而其它压カ箱具备I个液面传感器。而且，也可以如图2(c)所示地包含有各自另行具备液面传感器的相异的3个压カ箱，也可以如图2 (d)所示地，包含有各自另行具备液面传感器的相异的4个以上的压カ箱。图2所例示的系统虽然压カ箱的数量与液面传感器的安装位置及数量互不相同，但压カ箱全部并列连接到主配管而使得各压カ箱的水位在理论上全部相同，其应根据整体配管系统的压力状态而同时执行同一运作。亦即，不能对某ー压カ箱进行充填而对其它箱进行排气。因此，本发明压力箱的水位控制方法共同适用于图2所例示的所有系统，现将以图2(c)所显示的系统为基准进行说明。另ー方面，图3更具体地显示了图2(c)所示系统的构成，图4是本发明压カ箱水位控制方法的顺序图，图5显示了根据各传感器状态的压力箱的具体控制方法。如图3所示，为了控制具备多个传感器的压カ箱100的水位，首先，控制部400接收第一液面传感器LT1、第二液面传感器LT2及第三液面传感器LT3所测量的各压カ箱的水位测量值并加以储存。然后，控制部400算出所储存的各液面传感器的水位測量值之间的差异值的绝对值(以下简称“測量偏差值”)，把算出来的測量偏差值与事先设定的设定偏差值加以比较。在此，上述设定偏差值定义为各液面传感器全部为正常状态时可容许的偏差的最大值，可以根据压カ箱的水位基准值而依据经验地任意设定该值。举例来说，压カ箱的水位最大值为3700mm时以10%左右的370mm较佳,水位最大值为IOOOmm时设定为IOOmm以上较佳。根据测量偏差值与设定偏差值的比较结果，控制部400判定各液面传感器的异常与否，把根据判定结果而被判定为发生异常的液面传感器的測量值加以排除后决定控制基准值(判定压カ箱的水位上升或下降与否以控制气体的充填或排气的基准值)并输出。而且，比较控制基准值与水位基准值而判定压カ箱的水位上升或下降与否，根据判定结果而开闭各压カ箱所具备的充填阀S1、S1'、S1”__,_S2、S2/、S2”以便充填气体或排气，从而得以同时控制各压カ箱的水位。图5整理并显示了基于测量偏差值与设定偏差值的比较结果的传感器的异常与否判定结果及控制基准值的决定方法。在图5中，压カ箱的水位最大值设定为3700mm,水位基准值设定为1800mm,设定偏差值设定为370mm,为了方便而省略了单位。如图5所示，各液面传感器的測量偏差值与设定偏差值的比较结果可以区分为5种情況。在此，A定义为第一液面传感器LTl与第二液面传感器LT2的測量偏差值(|LT1-LT2|)，B定义为第二液面传感器LT2与第三液面传感器LT3的測量偏差 值(|LT2-LT3|)，C定义为第三液面传感器LT3与第一液面传感器LTl的測量偏差值(ILT3-LT1I)。首先，測量偏差值A、B、C全部为设定偏差值370以下时表示各液面传感器的偏差在正常状态的可容许的偏差范围以内，因此控制部400判定为所有液面传感器正常，以第一液面传感器LTl与第二液面传感器LT2及第三液面传感器LT3测量值的平均值为基准同时控制各压カ箱的水位。亦即，第一液面传感器LT1、第二液面传感器LT2及第三液面传感器LT3测量值的平均值大于压カ箱的水位基准值(正常状态的水位)时开放充填阀SI、SI’、SI”充填气体而得以降低水位以相应于水位基准值地调节，第一液面传感器LT1、第二液面传感器LT2测量值的平均值小于压カ箱的水位基准值时开放排气阀S2、S2'、S2”排出气体而得以提高水位以相应于水位基准值地调节。举例来说，第一液面传感器LTl的測量值为1700，第二液面传感器LT2的測量值为1750,以及第三液面传感器LT3的測量值为1650吋，A= LT1-LT2 = 11700—17501 = 50 370，B= LT2-LT3 = 11750-16501 = 100 370，C= LT3-LT1 = | 1650-17001 = 50 370，由于A、B、C全部为设定偏差值370以下，因此判定为三个液面传感器全部正常而把各液面传感器的测量值的平均值1700作为控制基准值输出，由于小于压カ箱的水位基准值1800而排出各压カ箱内的气体。第二种情况为，测量偏差值A与B全部大于设定偏差值370而只有C为370以下时，控制部400把共同涉及到A与B的第二液面传感器LT2判定为异常而废弃第二液面传感器LT2的測量值，并且以第一液面传感器LTl与第三液面传感器LT3的测量值的平均值控制各压カ箱的水位。亦即，第一液面传感器LTl的测量值与第三液面传感器LT3的測量值的平均值大于压カ箱的水位基准值时开放充填阀S1、S1'、SI”充填气体而得以降低水位以相应于水位基准值地调节，第一液面传感器LTl的测量值与第三液面传感器LT3的測量值的平均值小于压カ箱的水位基准值时开放排气阀S2、S2’、S2”排出气体而得以提高水位以相应于水位基准值地调节。
举例来说，第一液面传感器LTl的測量值为1500，第二液面传感器LT2的測量值为2000，以及第三液面传感器LT3的測量值为1550吋，A = LT1-LT2 = 11500—2000 | = 500 > 370，B= LT2-LT3 = | 2000-1550 | = 450 > 370，C= LT3-LT1 = | 1550-15001 = 50 370，由于A、B大于设定偏差值370而C为设定偏差值370以下，把共同涉及到大于设定偏差值的A与B的第二液面传感器LT2判定为异常而废弃第二液面传感器LT2的測量值，并且把第一液面传感器LTl的测量值1500与第三液面传感器LT3的测量值1550的平均值1525作为控制基准值输出，由于该值小于压カ箱的水位基准值而排出各压カ箱内的气体。第三种情况为，测量偏差值A为设定偏差值370以下而B与C大于370时，控制部400把共同涉及到B与C的第三液面传感器LT3判定为异常而废弃第三液面传感器LT3的 測量值，并且以第一液面传感器LTl与第二液面传感器LT2测量值的平均值控制各压カ箱的水位。亦即，第一液面传感器LTl与第二液面传感器LT2测量值的平均值大于压カ箱的水位基准值时开放充填阀S1、S1'为压カ箱内充填气体而得以降低水位以相应于水位基准值地调节，第一液面传感器LTl与第二液面传感器LT2测量值的平均值小于压カ箱的水位基准值时开放排气阀S2、S2’、S2”排出气体而得以提高水位以相应于水位基准值地调节。举例来说，第一液面传感器LTl的測量值为1500，第二液面传感器LT2的測量值为1550，以及第三液面传感器LT3的測量值为2000吋，A= LT1-LT2 = 1500-1550 = 50 370，B = LT2-LT3 = 11550-2000 | = 450 > 370，C= LT3-LT1 = | 2000-1500 | = 500 > 370,由于B、C大于设定偏差值370而A为设定偏差值370以下，控制部把共同涉及到B与C的第三液面传感器LT3判定为异常而废弃第三液面传感器LT3的測量值。并且把第一液面传感器LTl的测量值1500与第二液面传感器LT2的测量值1550的平均值1525作为控制基准值输出，由于小于压カ箱的水位基准值1800而排出各压カ箱内的气体。第四种情况为，测量偏差值C与A大于设定偏差值370而只有B为370以下吋，控制部400把共同涉及到C与A的第一液面传感器LTl判定为异常而废弃第一液面传感器LTl的测量值，并且以第二液面传感器LT2与第三液面传感器LT3测量值的平均值控制各压力箱的水位。亦即，第二液面传感器LT2的测量值与第三液面传感器LT3的测量值的平均值大于压カ箱的水位基准值时开放充填阀SI、SI’、SI”充填气体而得以降低水位以相应于水位基准值地调节，第二液面传感器LT2的测量值与第三液面传感器LT3的测量值的平均值小于压カ箱的水位基准值时开放排气阀S2、S2’、S2”排出气体而得以提高水位以相应于水位基准值地调节。举例来说，第一液面传感器LTl的測量值为2500，第二液面传感器LT2的測量值为2000，以及第三液面传感器LT3的測量值为2050吋，A = LT1-LT2 = | 2500—2000 | = 500 > 370，B= LT2-LT3 = 12000-20501 = 50 370，C= LT3-LT1 = 2500-2050 = 450 > 370,由于A、C大于设定偏差值370而B为设定偏差值370以下，因此判定第一液面传感器LTl异常而排除第一液面传感器LTl的測量值，并且把第二液面传感器LT2的测量值2000与第三液面传感器LT3的测量值2050的平均值2025作为控制基准值输出，由于该值大于压力箱的水位基准值1800而为各压カ箱内充填气体。最后，A、B、C全部大于370时(举例来说，各液面传感器的测量值为1500、2000、2500时)，判定为2个以上的液面传感器异常，发出警报并停止系统后检验或者临时用3个液面传感器的平均值或中间值进行控制较佳。然而，3个传感器同时故障的情形非常少见，因此可以稳定地运行系统。该方法共同适用于图2所示的全部系统，尤其是，在如图2(d)所示地所具备的液面传感器超过3个的系统中，选择任意3个液面传感器后通过上述判定方法决定控制基准值后同时控制各压カ箱的水位为较佳。按照上述方法，在包含有具备多个液面传感器的压カ箱的配管系统判定特定液面传感器的异常与否并且在决定控制基准值时把发生异常的传感器的測量值加以排除而得以精密可靠地进行压カ箱的水位控制。 前文虽然以本发明的实施例为基准进行了详细说明，但不能因此把本发明的权利范围限定于此，本发明的权利范围应该包括本发明实施例的实际等值范围。产业上的用途如前所述的本发明可以针对冷暖空调系统用压力箱的水位控制而实现产业用途。
权利要求
1.一种压力箱的水位控制方法，适用于配管系统，该配管系统包括为了防止与控制水冲击或控制膨胀而配备的压力箱；各自独立测量上述压力箱的水位的第一液面传感器、第二液面传感器及第三液面传感器；为上述压力箱供应气体的气体供应装置；从上述气体供应装置向压力箱供应气体的充填阀；从上述压力箱排出气体的排气阀，其特征在于，该配管系统的压力箱水位控制方法包括下列步骤 利用上述各液面传感器测量压力箱的水位； 计算上述各液面传感器所测量的压力箱的水位测量值之间的差异值的绝对值而算出各液面传感器之间的测量偏差值； 把算出来的各液面传感器之间的测量偏差值与事先设定的设定偏差值进行比较； 根据上述测量偏差值与设定偏差值的比较结果而判定各液面传感器的异常与否； 把排除了被判定为有异常的液面传感器的测量值的其余液面传感器的测量值的平均值作为压力箱的水位控制基准值输出； 把所输出的控制基准值与事先设定的压力箱水位基准值进行比较而判定压力箱内水位的上升或下降与否，并且根据判定结果而为压力箱充填气体或排气。
2.如权利要求I所述的压力箱的水位控制方法，其特征在于，上述设定偏差值定义为各液面传感器全部为正常状态时可容许的偏差的最大值。
3.如权利要求I所述的压力箱的水位控制方法，其特征在于，各液面传感器之间的测量偏差值全部低于设定偏差值时，判定为所有液面传感器正常并且把第一液面传感器、第二液面传感器及第三液面传感器测量值的平均值作为控制基准值输出； 第一液面传感器与第二液面传感器之间的测量偏差值、以及第二液面传感器与第三液面传感器之间的测量偏差值各个大于设定偏差值，第三液面传感器与第一液面传感器之间的测量偏差值为设定偏差值以下时，判定为第二液面传感器异常并且把第一液面传感器及第三液面传感器测量值的平均值作为控制基准值输出； 第一液面传感器与第二液面传感器之间的测量偏差值为设定偏差值以下，第二液面传感器与第三液面传感器之间的测量偏差值、以及第三液面传感器与第一液面传感器之间的测量偏差值各个大于设定测量值时，判定为第三液面传感器异常并且把第一液面传感器与第二液面传感器测量值的平均值作为控制基准值输出； 第一液面传感器与第二液面传感器之间的测量偏差值、以及第三液面传感器与第一液面传感器之间的测量偏差值各个大于设定偏差值，第二液面传感器与第三液面传感器之间的测量偏差值为设定偏差值以下时，判定为第一液面传感器异常并且把第二液面传感器及第三液面传感器测量值的平均值作为控制基准值输出。
4.如权利要求3所述的压力箱的水位控制方法，其特征在于，各液面传感器之间的测量偏差值全部大于设定偏差值时，判定为2个以上的传感器异常。
5.如权利要求I至4的任意一项所述的压力箱的水位控制方法，其特征在于，多个上述压力箱相互并列连接。
全文摘要
本发明涉及一种配管系统的压力箱水位控制方法，该配管系统包括压力箱；独立测量压力箱的水位的第一液面传感器、第二液面传感器及第三液面传感器；为压力箱供应气体的气体供应装置；从气体供应装置向压力箱充填气体的充填阀；从压力箱排出气体的排气阀。该配管系统的压力箱水位控制方法包括下列步骤利用各液面传感器测量压力箱的水位；计算各液面传感器所测量的压力箱的水位测量值之间的差异值的绝对值而算出各液面传感器之间的测量偏差值；把算出来的各液面传感器之间的测量偏差值与事先设定的设定偏差值进行比较；根据测量偏差值与设定偏差值的比较结果而判定各液面传感器的异常与否；把排除了被判定为有异常的液面传感器的测量值的其余液面传感器的测量值的平均值作为压力箱的水位控制基准值输出；把所输出的控制基准值与事先设定的压力箱水位基准值进行比较而判定压力箱内水位的上升或下降与否，并且根据判定结果而为压力箱充填气体或排气。
文档编号F17C13/00GK102812281SQ201180012794
公开日2012年12月5日 申请日期2011年3月2日 优先权日2010年3月11日
发明者梁在九, 梁志锡, 吴相基, 金美政 申请人:流动科技株式会社, 梁在九