高温高压流体喷射量的控制方法、装置、设备和存储介质

本发明属于流体工质喷射控制领域，具体涉及一种高温高压流体喷射量的控制方法、装置、设备和存储介质。

背景技术：

1、能源动力、化工制药和医疗器械等众多领域，都会涉及到气体、液体等流体工质喷射或注射量的精准控制问题，例如通过喷射药剂喷雾进行辅助治疗的医疗器械，在化工厂的反应器内喷射原料液或气体进行反应合成化工产品，汽车工程中把燃油喷射到内燃机中进行燃烧。喷射量的多少会直接决定产品或试验是否成功，尤其是能源、化工领域在高温高压参数下进行流体喷射的过程来合成产品或进行试验，其喷射量的精准控制显得更为重要。

2、目前工业工程中考虑安全问题，对于高温高压参数下(300℃，10mpa以上)流体的喷射，多是通过采用流量计远程监测流量进而控制流体的喷射量，通过远程控制截止阀的开闭进而控制流体喷射过程的开始和结束，从而对高温高压流体的喷射量进行控制。但是在高温高压工况下，仅通过流量计的读数和截止阀的开闭来控制流体喷射总量，这种控制方法精度较低。虽然流量计能准确监视每秒的流量，但是以截止阀打开信号作为计时开始信号、截止阀关闭信号作为计时结束信号，以此计算喷射过程的持续时长误差较大。原因有两个：(1)高温高压工况下流量计开始出现读数的时刻滞后于截止阀开始打开的时刻；(2)高温高压工况下快速截止阀的开度从0到1或从1到0过程的开闭时长约为0.7秒，且不同工况参数和结构下时长不一。所以由该方法确定的流体喷射开始时刻和结束时刻均存在较大误差，因此流体喷射时长不准确，总喷射量也不准确。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高温高压流体喷射量的控制方法、装置、设备和存储介质，其目的在于解决高温高压流体总喷射量控制不准确的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、根据本发明的第一方面，提供一种高温高压流体喷射量的控制方法，包括：

4、获取流体喷射过程的开始时刻、差压峰值时刻、差压峰值、差压峰值时刻后的第一时刻、第一时刻对应的第一差压、差压峰值时刻后的第二时刻以及第二时刻对应的第二差压；

5、将开始时刻、差压峰值时刻和差压峰值，输入起始段喷射总量计算模型，得到起始段喷射总量；

6、利用差压峰值时刻、差压峰值、差压峰值时刻后的第一时刻、第一时刻对应的第一差压、差压峰值时刻后的第二时刻以及第二时刻对应的第二差压，求解中间段差压模型，得到流体稳定喷射时的差压；

7、将开始时刻、差压峰值时刻、差压峰值和流体稳定喷射时的差压，输入结束段喷射总量计算模型中，得到结束段喷射总量；

8、根据预设目标喷射总量、起始段喷射总量和结束段喷射总量，计算中间段喷射总量；

9、结合中间段喷射总量、差压峰值和中间段喷射总量计算模型，得到用于控制喷射量的流体喷射关阀时刻。

10、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述起始段喷射总量计算模型，具体为：

11、

12、δp起始段(t)＝δpmax·(t-t0)/(tmax-t0)

13、

14、

15、式中，δm起始段为起始段喷射总量；t0为开始时刻；tmax为差压峰值时刻；δpmax为差压峰值；δp起始段(t)为起始段内任意时刻对应的差压；a1为压差式流量计压差转化为流量计算公式前的系数；ε为高温高压流体的可膨胀系数；d为压差式流量计的节流元件的开孔直径；β为压差式流量计的直径比；ρ为高温高压流体的密度；c为高温高压流体流出系数；ρ0为标定工况下水的密度；ε0为标定工况下水的可膨胀系数；k1、k2、k3和k4均为系数。

16、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述中间段差压模型，具体为：

17、δp中间段(t)＝k·exp[b(t-tmax)]+δpm

18、式中，δp中间段(t)为中间段内任意时刻对应的差压；δpm为流体稳定喷射时的差压，δpm是待求解量；k、b为待求解常数。

19、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述结束段喷射总量计算模型，具体为：

20、

21、tm-tend＝δpm(tmax-t0)/δpmax

22、式中，δm结束段为结束段喷射总量；tm为流体喷射关阀时刻；tend为流体喷射结束时刻。

23、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据预设目标喷射总量、起始段喷射总量和结束段喷射总量，计算中间段喷射总量，具体为：

24、δm中间段＝m-δm起始段-δm结束段

25、式中，δm中间段为中间段喷射总量；m为预设目标喷射总量。

26、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述中间段喷射总量计算模型，具体为：

27、

28、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述差压峰值时刻后的第一时刻以及差压峰值时刻后的第二时刻分别与差压峰值时刻的时间间隔不大于0.5s。

29、根据本发明的第二方面，提供一种高温高压流体喷射量的控制装置，包括：

30、获取模块，用于获取流体喷射过程的开始时刻、差压峰值时刻、差压峰值、差压峰值时刻后的第一时刻、第一时刻对应的第一差压、差压峰值时刻后的第二时刻以及第二时刻对应的第二差压；

31、起始段喷射总量计算模块，用于将开始时刻、差压峰值时刻和差压峰值，输入起始段喷射总量计算模型，得到起始段喷射总量；

32、中间段差压模型求解模块，用于利用差压峰值时刻、差压峰值、差压峰值时刻后的第一时刻、第一时刻对应的第一差压、差压峰值时刻后的第二时刻以及第二时刻对应的第二差压，求解中间段差压模型，得到流体稳定喷射时的差压；

33、结束段喷射总量计算模块，用于将开始时刻、差压峰值时刻、差压峰值和流体稳定喷射时的差压，输入结束段喷射总量计算模型中，得到结束段喷射总量；

34、中间段喷射总量计算模块，用于根据预设目标喷射总量、起始段喷射总量和结束段喷射总量，计算中间段喷射总量；

35、流体喷射关阀时刻计算模块，用于结合中间段喷射总量、差压峰值和中间段喷射总量计算模型，得到用于控制喷射量的流体喷射关阀时刻。

36、根据本发明的第三方面，提供一种设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的一种高温高压流体喷射量的控制方法的步骤。

37、根据本发明的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种高温高压流体喷射量的控制方法的步骤。

38、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

39、本发明提供的一种高温高压流体喷射量的控制方法，对喷射过程进行了界定，分为起始段、中间段和结束段三个阶段，利用可以精确获取得到的开始时刻、差压峰值时刻和差压峰值，结合起始段喷射总量计算模型，可以计算得到起始段喷射总量；利用可以精确获取得到的喷射过程中的差压峰值时刻、差压峰值、差压峰值时刻后的第一时刻、第一时刻对应的第一差压、差压峰值时刻后的第二时刻以及第二时刻对应的第二差压，可以求解出中间段差压模型，进而得到流体稳定喷射时的差压；再利用开始时刻、差压峰值时刻、差压峰值和流体稳定喷射时的差压，结合结束段喷射总量计算模型，可以计算出结束段喷射总量；当计算出起始段喷射总量和结束段喷射总量之后，可以根据目标喷射总量计算出中间段喷射总量，最后结合中间段喷射总量、差压峰值和中间段喷射总量计算模型，可以计算出用于控制喷射量的流体喷射关阀时刻，到达该流体喷射关阀时刻时，下达关阀指令关断截止阀，即可控制喷射量满足目标喷射总量，本发明不通过流量计的读数和截止阀的手动开闭来控制流体喷射总量，进而避免了因计算喷射过程的持续时长误差较大导致的高温高压流体总喷射量控制不精确的问题。

40、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。