具有流体流量控制的喷枪系统的制作方法

专利2022-11-16  84


相关申请的交叉引用

本申请要求由p.dufault于2019年10月4日提交的、题为“methodfordetectionoffluidflow”的美国临时申请第62/910,917号的权益。

本公开涉及一种喷枪系统,并且更具体地,涉及一种用于检测喷枪系统中的流体流量的方法。



背景技术:

喷枪用于在压力下向工作表面喷射液体,诸如油漆。喷枪可以用于许多不同的应用,但是在许多应用中,喷枪是压力控制的或流量控制的,以获得期望的流量输出。在压力控制系统中,用户通过调节泵系统的压力、喷嘴尺寸和喷枪扳机打开位置来控制分配的流量。此外,连接到电子控制比例阀和电子流体压力传感器两者的控制器尝试使用闭环反馈控制将系统压力驱动到目标压力。

在流量受控的系统中,用户通过在控制器中设定目标流量来控制分配的流量。控制器连接到电子控制比例阀、电子流体压力传感器和电子流量计,并从电子控制比例阀、电子流体压力传感器和电子流量计接收数据。在尝试达到用户定义的目标流体流量时控制器使用反馈控制技术来调整喷枪系统的参数。在一些流量受控应用中,如果只有空气而没有流体从喷枪进行分配,系统会变得过压。如果只有空气从喷枪流出,控制器可能尝试快速增加压力,因为流量计没有返回等于目标流量的测量值。如果出现这种情况,系统可能很快会超压,导致过多的流量迅速离开喷枪以及导致工作表面不令人满意的光洁度。



技术实现要素:

根据本公开的一个方面,喷枪系统包括喷枪、压力传感器和控制器。喷枪被构造成将空气和流体的混合物分配到工作表面上。压力传感器流体地连接到喷枪,并被构造成测量喷枪系统内的流体压力。控制器电连接到压力传感器,并被构造为:从压力传感器接收测量的压力;基于测量的压力和压力设定点计算压力误差;将压力误差与误差阈值进行比较;如果压力误差超过误差阈值,则递增计数器;响应于确定递增计数器超过计数阈值,执行流量控制循环,该流量控制循环调节压力设定点以实现目标流量;以及执行压力控制循环来调节喷枪系统内的流体压力以实现压力设定点。

根据本公开的另一方面,一种用于检测喷枪系统中的流体流量的方法包括:由控制器接收来自压力传感器的压力测量值,该压力传感器流体地连接到喷枪并电连接到控制器。该方法还包括:由控制器基于测量的压力和压力设定点计算压力误差;由控制器将压力误差与误差阈值进行比较;以及如果压力误差超过误差阈值,则由控制器递增计数器。该方法还包括:由控制器响应于确定递增计数器超过计数阈值而执行流量控制循环,该流量控制循环调节压力设定点以实现目标流量;以及由控制器执行压力控制循环以调节喷枪系统内的流体压力以实现压力设定点。

附图说明

图1是喷枪系统的示意框图。

图2a是喷枪系统内的示例流体控制循环的示意框图。

图2b是喷枪系统内的示例压力控制循环的示意框图。

图3是示出喷枪系统内流体流量检测过程的示例操作的流程图。

具体实施方式

图1是喷枪系统10的示意框图,该喷枪系统包括喷枪12、控制器14、压力传感器16、流量计18、气流开关20、流体流量控制调节器22、空气引导输出件24和泵26。

喷枪12可以是手动的、手持式喷枪,其中用户操作扳机以将液体(例如油漆)从喷嘴排放到工作表面上。控制器14可以是被构造为与喷枪系统10的部件通信地耦合以便在喷枪系统10的操作期间监控和控制这些部件的控制器装置,如下面进一步讨论的那样。压力传感器16可以是用于测量气体或液体压力的装置(诸如压力变换器或其他装置),其根据施加在装置上的压力而生成并发送信号。流量计18可以是能够通过确定由流动的流体在其克服已知的收缩时产生的力来计算流体的流量的装置。

气流开关20可以是检测系统中的气体流并发送指示气体流的检测的信号的装置。流体流量控制调节器22可以是调节流动通过喷枪系统10的流体的流量或压力(例如,通过调节孔的尺寸)的装置。空气引导输出件24可以是增加和/或降低喷枪系统10内的空气压力以增加和/或降低流体流量控制调节器22内的流体压力的装置。泵26可以是使用机械作用使流体移动的装置。例如,泵26可以是电动泵、气动泵、发动机驱动泵、或能够使喷枪系统10中的流体移动的任何其他类型的泵。

尽管为了清楚和便于说明,在图1中未示出,但是控制器14包括一个或更多个处理器和计算机可读存储器。一个或更多个处理器的示例可以包括微处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其他等效的分立或集成逻辑电路中的任何一种或更多种。

控制器14的计算机可读存储器可以被构造成在操作期间在控制器14内存储信息。在一些示例中,计算机可读存储器可以被描述为计算机可读存储介质。在一些示例中,计算机可读存储介质可以包括非暂时性介质。术语“非暂时性”可以指示存储介质没有体现在载波或传播信号中。在某些示例中,非暂时性存储介质可以存储可以随时间变化的数据(例如,在ram或高速缓存中)。控制器14的计算机可读存储器可以包括易失性存储器和非易失性存储器。易失性存储器的示例可以包括随机存取存储器(ram)、动态随机存取存储器(dram)、静态随机存取存储器(sram)和其他形式的易失性存储器。非易失性存储器的示例可以包括磁性硬盘、光盘、闪存或各种形式的电可编程存储器(eprom)或电可擦除可编程存储器(eeprom)。

控制器14可以是被构造为与喷枪系统10的部件(诸如压力传感器16、流量计18、气流开关20和空气引导输出件24)通信地耦合以便在喷枪系统10的操作期间监控和控制这些部件的控制器装置。在一些示例中,控制器14包括和/或可操作地耦合到显示装置和/或用户接口元件(例如,按钮、拨号盘、在触敏显示器上呈现的图形控制元素或其他用户界面元素),以使得用户能够与控制器14交互,诸如用于系统的初始化、监控和/或控制。虽然在图1的示例中未示出,但是在某些示例中,控制器14可以通信地耦合到一个或更多个远程计算装置,诸如经由有线或无线通信网络,或者两者。

喷枪12气动地连接到气流开关20并通过气流开关20接收气流,诸如空气。气流开关20通过连接到气流开关20的软管或管道接收系统空气28。气流开关20也电连接到控制器14。气流开关20被构造成向控制器14发送指示空气何时已经开始在喷枪系统10内流动的气流数据。

喷枪12也流体地连接到流量计18并接收通过该流量计18的流体流量。流量计18流体地连接到喷枪12和压力传感器16两者,并接收通过压力传感器16的流体流量。流量计18也电连接到控制器14,并且流量计18被构造成向控制器14发送流体流量测量值。在所示实施例中,流量计18被定位在喷枪12和压力传感器16之间。在另一实施例中,流量计18可以被定为在压力传感器16或流体流量控制调节器22的上游。例如,流量计18可以被定位在压力传感器16和流体流量控制调节器22之间。在另一示例中,流量计18可以被定位在流体流量控制调节器22和泵26之间。

压力传感器16流体地连接到流量计18和流体流量控制调节器22两者。压力传感器16通过流体流量控制调节器22接收流体流量。压力传感器16也电连接到控制器14,并且压力传感器16被构造成向控制器14发送流体压力测量值。流体流量控制调节器22流体地连接到压力传感器16和泵26两者。流体流量控制调节器22接收通过泵26的流体流。流体流量控制调节器22也气动地连接到空气引导输出件24,并且流体流量控制调节器22从空气引导输出件24接收加压输入空气。空气引导输出件24气动地连接到流体流量控制调节器22和空气输入件30两者。空气引导输出件24从空气输入件30接收加压空气,并将加压空气供应到流体流量控制调节器22。

空气引导输出24也电连接到控制器14,并由从控制器14接收到的信号控制,诸如电流、电压或被构造成使空气引导输出件24增加和/或减少经由空气引导输出件24提供给流体流量控制调节器22的空气压力的其他控制信号。泵26流体地连接到流体流量控制调节器22。泵26从流体输入件32接收工作流体(例如,油漆)。泵26还气动地连接到空气输入件30,该空气输入件供应气体(诸如空气)以向驱动泵26。

在操作中,工作流体通过流体输入件32进入泵26,空气通过空气输入件30进入泵26。进入泵26的空气用于驱动泵26,并允许泵26在压力下驱动流体通过喷枪系统10。来自空气输入件30的加压空气也被引导至空气引导输出件24。空气引导输出件24基于从控制器14接收到的命令(诸如电流、电压或其他控制信号)来调节喷枪系统10内的压力,使用加压空气来控制流体流量控制调节器22内的流体压力。

流体流量控制调节器22接收来自泵26的流体,并被构造成通过例如调节流体流量控制调节器22内的孔口的尺寸、或者根据从空气引导输出件24接收的控制信号以其他方式增加和/或降低流体压力,来控制喷枪系统10内的流体压力。离开流体流量控制调节器22的加压流体被驱动通过喷枪系统10。通过流体流量控制调节器22驱动的加压流体由压力传感器16接收,该压力传感器被构造成测量喷枪系统10内的流体压力,并将流体压力测量值传输到控制器14以便进行进一步处理,如下面进一步讨论的那样。

在所示的实施例中,流量计18接收来自压力传感器16的流体,并被构造成测量喷枪系统10的流体流量,并将流量测量值传输到控制器14以便进行进一步处理,如下面进一步讨论的那样。加压流体到达喷枪12,在该喷枪中,加压流体响应于激活喷枪12(诸如通过喷枪12的扳机或其他致动机构)的操作者动作而与空气流混合。空气流经过气流开关20,使得气流开关20向控制器14发送指示空气正在喷枪系统10内流动的信号。加压流体和加压空气的混合物使流体混合物雾化,从而导致工作产品上的令人满意的光洁度或抛光。

根据本公开的技术,控制器14实施闭环控制操作来控制喷枪系统10内的流体压力,以实现从喷枪12分配的流体的目标流量,诸如用户定义的目标流量(例如,通过控制器14的用户界面输入)、系统定义的目标流量、预定义的目标流量或其他目标流量。例如,如下文进一步描述的那样,控制器14可以实施流量控制循环,该流量控制循环调节压力设定点以实现目标流量。流量控制循环可以被实施为比例积分微分(pid)控制循环或其他闭环控制算法。例如,控制器14可以从流量计18接收喷枪系统10内的流体的测量的流量作为反馈,该测量的流量指示流体从泵26通过喷枪系统10流到喷枪12的流量。控制器14可以以受控的方式(即,通过流量控制反馈循环)增加和/或减少压力设定点以实现目标流量。

控制器14可以进一步实施压力控制循环(例如,pid控制循环或其他闭环控制算法),以调节喷枪系统10内的流体压力,从而实现由流量控制循环定义的压力设定点。例如,控制器14可以通过压力传感器16接收喷枪系统10内流体的测量的压力作为反馈。控制器14可以经由压力控制循环向空气引导输出件24输出控制命令(例如,电压、电流或其他控制命令),以使得空气引导输出件24经由流体流量控制调节器22增加和/或降低流体压力。

由此,控制器14可以通过流量控制循环(例如外循环)来控制压力设定点,以实现目标流量,诸如被构造为在工作产品上产生令人满意的流体(例如油漆)光洁度的用户定义的目标流量。控制器14可以通过压力控制循环(例如,内循环)进一步控制喷枪系统10内的流体压力,以实现通过流量控制循环确定的压力设定点。

在一些示例中,喷枪12可以被手动致动(例如,通过扳机或其他致动机构),使得只有加压空气流动通过喷枪12。也就是说,在某些示例中,喷枪12可以通过用户输入对扳机或其他机构进行手动致动,使得加压空气从喷枪12进行分配,并且流体(例如,油漆)不从喷枪12进行分配,诸如用于工作产品的表面的通常所称的“除尘”。在这样的示例中,流动通过喷枪12的空气由气流开关20感测,该气流开关向控制器14传输指示空气正由喷枪12分配的信号(例如,电信号)。由于在这样的示例中流体没有被喷枪12分配,因此喷枪系统10内的流体压力通过由控制器14实施的压力控制循环而维持在压力设定点。然而,在流体没有被分配的示例中,流量控制循环中的表示目标流量和测量的流量之间的差的误差项可能很大,从而导致增加的压力设定点,以及通过压力控制循环的用于实现增加的压力设定点的操作而导致在喷枪系统10内的流体压力累积。

由此,根据本文描述的技术,控制器14响应于确定正从喷枪12分配流体,执行流量控制循环以实现目标流量。控制器14响应于确定没有从喷枪12分配流体避免执行流量控制循环以实现目标流量,而是仅执行压力控制循环以维持压力设定点。由此,当流体没有被分配时,控制器14可以维持压力设定点,而不会导致系统压力的累积和由此产生的不期望的喷射效果。

此外,控制器14可以基于压力控制循环内的表示压力设定点和从压力传感器16接收到的测量的压力之间的差的误差项来确定是否正在从喷枪12分配流体。也就是说,控制器14可以使用压力控制循环内的压力误差项来确定流体是否正在喷枪系统10内流动,而不是利用来自流量计18的流量测量值(这可能将延迟引入到流量检测操作中)。这种流量检测操作可以在流量计18检测之前,基于移动的流体内压力降低的趋势来识别喷枪系统10内的流体的移动。由此,监控压力控制循环内的压力误差项,可以快速且可靠地识别喷枪系统10内的流体的移动,从而使控制器14能够快速且有效地响应于移动的流体以执行流量控制循环,并为工作产品提供满意的光洁度。

图2a是由喷枪系统10的控制器14执行的流体控制循环34的示意框图。图2b是由喷枪系统10的控制器14执行的压力控制循环36的示意框图。图2a和图2b将一起讨论。图2a和图2b两者包括比例积分微分(pid)控制循环,其中图2a示出了流体流量pid控制循环,并且图2b示出压力pid控制循环。pid控制循环连续计算误差值(该误差值是期望的设定点和测量的过程变量之间的差),然后基于误差的比例项、积分项和微分项施加校正。pid控制循环可以用于以最小的延迟和超调而对控制功能自动地施加准确性和响应性校正,从而快速且有效地收敛到期望的设定点。

当在流量控制操作中操作喷枪系统10时,控制器14可以识别经由用户输入件接收的或由控制器14定义的(例如,预定义的并存储在控制器14的计算机可读存储器中的)流体流量设定点(即,目标流量)。如图2a所示,流体流量设定点38被提供作为流体控制循环34的输入,并通过流体控制循环34内的pid功能来处理。例如,如图2a所示,流体控制循环34可以从流体流量设定点38减去从流量计18接收的测量的流量,以识别流量误差(fe)。

流体控制循环34进一步识别流量误差相对于时间的数学积分(例如,通过数值积分技术)和流量误差相对于时间的数学微分(例如,通过数值微分技术)。流体控制循环34将流量误差乘以比例增益,以产生缩放后的比例误差项。流体控制循环34将流量误差的积分乘以积分增益,以产生缩放后的积分误差项。流体控制循环34将流量误差的微分乘以微分增益,以产生缩放后的微分误差项。流体控制循环34将压力设定点40确定为缩放后的比例误差项、缩放后的积分误差项和缩放后的微分误差项的总和。比例增益、积分增益和微分增益的值可以以实验方式和/或数学方式确定,以实现目标响应时间和精度阈值。

流体控制循环34输出压力设定点40,以便由压力控制循环进行处理,如将在下面进一步描述的那样。因此,流体控制循环34识别压力设定点,该压力设定点可以用于实现通过用户输入确定和/或接收的流体流量设定点,以在工作表面上产生令人满意的光洁度。

如图2b所示,压力设定点40被提供作为压力控制循环36的输入,并由压力控制循环36中的pid功能来处理。例如,如上文关于图2a的流体控制循环34类似地描述的那样,压力控制循环36可以基于表示压力设定点40和从压力传感器16接收到的测量的流体压力之间的差的压力误差来实施pid反馈控制循环。压力控制循环36可以通过从压力设定点40减去从压力传感器16接收的测量的压力来确定压力误差(pe)。压力控制循环36可以将压力误差乘以比例增益,以产生缩放后的比例误差项。压力控制循环36进一步将压力误差的积分乘以积分增益以产生缩放后的积分误差项,并将压力误差的微分乘以微分增益以产生缩放后的微分误差项。压力控制循环36将当前控制值42确定为缩放后的比例误差项、缩放后的积分误差项和缩放后的微分误差项的总和。比例增益、积分增益和微分增益的值可以以实验方式和/或数学方式来确定,以实现目标响应时间和精度阈值。

如图2b所示,压力控制循环36输出当前控制值42,该当前控制值用于将控制命令(例如,电流控制命令)传输到空气引导输出件24。例如,当前控制值42可以表示电流值,诸如4毫安至20毫安之间(或其他范围)的电流值,其被构造为表示由空气引导输出件24输出的压力范围的标度。尽管图2b的示例将当前控制值42示出并描述为代表电流,但是应当理解,可以使用其他控制值,诸如电压控制值、数字输出值或被构造为控制空气引导输出件24的操作以供应压力空气的其他控制值。

空气引导输出件24基于由控制器14提供的当前控制值42向流体流量控制调节器22供应加压空气,以增加或减少喷枪系统10内的流体压力。增加或减少喷枪系统10内的流体压力会导致离开喷枪12的流体流量方面的增加或减少。压力传感器16、流量计18和控制器14(具有流体控制循环34和压力控制循环36)协同工作,以连续地监控喷枪系统10内的压力和流体流量,并且还调节喷枪系统10内的流体压力,以实现流体流量设定点38(例如,由用户输入到控制器14中)。进一步,压力控制循环36内的数据可以用于精确地指示流体何时开始在喷枪系统10内流动,如下面进一步讨论的那样。

图3是示出喷枪系统10内的流体流量检测过程44的示例操作的流程图。流体流量检测过程44包括步骤100至112。步骤100包括从流体控制循环34接收压力设定点40。步骤102包括从压力传感器16接收喷枪系统10内的测量的流体压力。步骤104包括计算喷枪系统10内的压力误差46。例如,控制器14可以从压力设定点40减去由压力传感器16接收的测量的压力,以确定压力误差46。步骤105包括执行压力控制循环36,如以上在图2b中所讨论的那样。例如,控制器14可以执行压力控制循环36来调节当前控制值42以实现压力设定点40。

步骤106包括将计算的压力误差46与误差阈值进行比较。误差阈值可以是用户定义值、基于实验的值或数学推导值。如果压力误差46大于误差阈值(步骤106的“是”分支),则计数器递增。例如,控制器14可以将计数器递增一递增值,诸如整数值二,或者其他整数值或非整数值。在其他示例中,控制器14可以将计数器递增一递增值,诸如整数值五。如果压力误差46不大于误差阈值(步骤106的“否”分支),则计数器不递增。

步骤108包括将计数器与计数阈值进行比较。计数阈值可以是用户定义值、基于实验的值或数学推导值。如果计数器大于计数阈值(步骤108的“是”分支),则这指示流体正在喷枪系统10内流动。响应于确定计数器大于计数阈值,步骤110包括控制器14执行流体控制循环34来调节压力设定点40以实现流体流量设定点38。如果计数器不大于计数阈值(步骤108的“否”分支),则这指示流体没有在喷枪系统10内流动。响应于确定计数器不大于计数阈值,控制器14抑制运行流体控制循环34,并继续运行压力控制循环36以实现预定的压力设定点。

步骤112包括每次将压力误差46与误差阈值比较时使计数器递减。例如,控制器14可以将计数器递减一递减值,诸如整数值一,或者其他整数或非整数值。在一些示例中,递增值(即,在步骤106中应用的)可以大于递减值,使得计数器以大于其递减的速率被递增,但是仅响应于确定压力误差46大于误差阈值而递增。进一步,喷枪系统10的控制器14被构造为响应于从气流开关20接收到指示喷枪12未被触发并且未从喷枪系统10分配气流的信号,将计数器设置为初始值。换句话说,控制器14可以接收空气没有从气流开关20流出的指示,并且作为响应,将计数器重置为初始值,诸如某一值或1。

当系统处于流量控制操作时,流体流量检测过程44防止喷枪系统10超压。流体流量检测过程44非常快速且直接地响应于喷枪系统10内的流体流量,即使对于非常低的流体流量。进一步地,流体流量检测过程44可以代替或消除对气流开关20的需要,因为流体流量检测过程44精确地指示流体何时流动通过喷枪系统10。知道流体何时正在流动有助于防止喷枪系统10的超压,从而导致离开喷枪12的稳定且均匀的流量,从而在流量控制操作中时导致工作表面上的令人满意的光洁度。

虽然已经参照示(多个)例性实施例描述了本发明,但是本领域的技术人员将理解,在不脱离本发明的范围的情况下,可以进行各种改变,并且可以用等同物来替代其元件。此外,在不脱离本发明的基本范围的情况下,可以进行许多修改以使特定的情况或材料适应本发明的教导。因此,本发明旨在不限于所公开的(多个)特定实施例,而是本发明将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施例。


技术特征:

1.一种喷枪系统,包括:

喷枪,所述喷枪被构造成将空气和流体的混合物分配到工作表面上;

压力传感器,所述压力传感器被流体地连接到所述喷枪,其中所述压力传感器被构造成测量所述喷枪系统内的流体压力;以及

控制器,所述控制器被电连接到所述压力传感器,其中所述控制器被构造成:

接收来自所述压力传感器的测量的压力;

基于所述测量的压力和压力设定点计算压力误差;

将所述压力误差与误差阈值进行比较;

如果所述压力误差超过所述误差阈值,则使递增计数器递增;

响应于确定到所述递增计数器超过计数阈值,执行流量控制循环,所述流量控制循环:

接收目标流量作为输入;

接收测量的流量作为反馈;

将流量误差确定为所述目标流量与所述测量的流量之间的差;以及

使用所述流量误差来调节所述压力设定点以实现所述目标流量;以及

使用所示压力误差来执行调整所述喷枪系统内的所述流体压力的压力控制循环,以实现所述压力设定点。

2.根据权利要求1所述的喷枪系统,其中所述控制器还被构造为响应于确定到所述递增计数器没有超过所述计数阈值,避免执行所述流量控制循环。

3.根据权利要求1所述的喷枪系统,其中所述递增计数器超过所述计数阈值指示流体已经开始在所述喷枪系统内流动。

4.根据权利要求1所述的喷枪系统,其中所述控制器通过从所述压力设定点减去所述测量的压力来计算所述压力误差。

5.根据权利要求4所述的喷枪系统,其中:

所述压力设定点是用户定义值、实验定义值或基于在所述流量控制循环的操作期间确定的所述目标流量的数学推导值中的一个值;以及

所述误差阈值是用户定义值、实验定义值或数学推导值中的一个值。

6.根据权利要求1所述的喷枪系统,其中所述控制器还被构造为在所述压力误差与所述误差阈值的每次比较之后递减所述计数器。

7.根据权利要求1所述的喷枪系统,还包括气流开关,所述气流开关被气动地连接到所述喷枪并被电连接到所述控制器,其中所述气流开关被构造为向所述控制器发送信号:所述信号指示是否所述喷枪被触发且正在从从所述喷枪分配气流,或者所述信号指示是否所述喷枪未被触发且未从喷枪分配气流。

8.根据权利要求7所述的喷枪系统,其中所述控制器还被构造为响应于从所述气流开关接收到指示所述喷枪未被触发且未从所述喷枪系统分配气流的信号,将所述计数器设置为初始值。

9.根据权利要求1所述的喷枪系统,还包括:

流量计,所述流量计被流体地连接到所述喷枪并被电连接到所述控制器;

其中所述流量计被构造成测量所述喷枪系统的流体流量;以及

其中所述流量计被构造成将流体流量测量值发送到所述控制器。

10.根据权利要求9所述的喷枪系统,其中所述控制器被构造为基于所述目标流量和所述流体流量测量值之间的差来执行所述流量控制循环以实现所述目标流量。

11.根据权利要求1所述的喷枪系统,还包括流体流量控制调节器,所述流体流量控制调节器被流体地连接到所述压力传感器,其中所述流体流量控制调节器被构造成控制所述喷枪系统内的所述流体压力。

12.根据权利要求11所述的喷枪系统,还包括空气引导输出件,所述空气引导输出件被气动地连接到所述流体流量控制调节器并被电连接到所述控制器,其中所述控制器被构造为向所述空气引导输出件发送信号,以调节所述流体流量控制调节器内的所述流体压力,从而实现所述压力设定点。

13.根据权利要求11所述的喷枪系统,还包括泵,所述泵流体被连接到所述流体流量控制调节器,其中所述泵被构造为向所述喷枪系统供应流体。

14.一种用于检测喷枪系统中的流体流量的方法,所述喷枪系统包括喷枪、压力传感器和控制器,所述方法包括:

由所述控制器接收来自所述压力传感器的压力测量值,所述压力传感器被流体地连接到所述喷枪并且被电连接到所述控制器;

由所述控制器基于测量的压力和压力设定点计算压力误差;

由所述控制器将所述压力误差与误差阈值进行比较;

如果所述压力误差超过所述误差阈值,则通过所述控制器使计数器递增;

响应于确定到所述递增计数器超过计数阈值,由所述控制器执行流量控制循环,所述流量控制循环:

接收目标流量作为输入;

接收测量的流量作为反馈;

将流量误差确定为所述目标流量与所述测量的流量之间的差;以及

使用所述流量误差来调节所述压力设定点以实现所述目标流量;以及

由所述控制器执行使用所示压力误差调整所述喷枪系统内的所述流体压力的压力控制循环,以实现所述压力设定点。

15.根据权利要求14所述的方法,其中所述方法还包括:

响应于确定到所述递增计数器没有超过所述计数阈值,由所述控制器避免执行所述流量控制循环。

16.根据权利要求14所述的方法,其中所述递增计数器超过所述计数阈值指示流体已经开始在所述喷枪系统内流动。

17.根据权利要求14所述的方法,其中:

所述控制器通过从压力设定点减去测量的压力来计算所述压力误差;

所述控制器还被构造为在所述压力误差与所述误差阈值的每次比较之后使所述计数器递减;

所述压力设定点是用户定义值、实验定义值或基于在所述流量控制循环的操作期间确定的目标流量的数学推导值中的一个值;以及

所述误差阈值是用户定义值、实验定义值或数学推导值中的一个值。

18.根据权利要求14所述的方法,还包括气流开关,所述气流开关被气动地连接到所述喷枪并被电连接到所述控制器,其中所述气流开关被构造为向所述控制器发送指示信号:所述信号指示是否所述喷枪被触发且正在从所述喷枪分配气流,或者所述信号指示是否所述喷枪未被触发且未从所述喷枪分配气流。

19.根据权利要求14所述的方法,还包括:

流量计,所述流量计被流体地连接到所述喷枪并被电连接到所述控制器;其中所述流量计被构造为测量所述喷枪系统的流体流量;并且其中所述流量计被构造成将流体流量测量值发送到所述控制器;

流体流量控制调节器,所述流体流量控制调节器被流体地连接到所述压力传感器,其中所述流体流量控制调节器被构造成控制所述喷枪系统内的所述流体压力;

空气引导输出件,所述空气引导输出件被气动地连接到所述流体流量控制调节器并被电连接到所述控制器,其中所述控制器被构造为向所述空气引导输出件发送信号,以调节所述流体流量控制调节器内的所述流体压力,从而实现所述压力设定点;以及

泵,所述泵被流体地连接到所述流体流量控制调节器,其中所述泵被构造为向所述喷枪系统供应流体。

20.根据权利要求14所述的方法,其中所述控制器还被构造成:

响应于从所述气流开关接收到指示所述喷枪未被触发且未从所述喷枪系统分配气流的信号,将所述计数器设置为初始值;以及

基于所述目标流量和流体流量测量值之间的差来执行所述流量控制循环以实现所述目标流量。

技术总结
一种喷枪系统包括喷枪、压力传感器和控制器。喷枪被构造成将空气和流体的混合物分配到工作表面上。压力传感器流体地连接到喷枪,并被构造成测量喷枪系统内的流体压力。控制器电连接到压力传感器,并被构造为基于测量的压力和压力设定点来计算压力误差。控制器还被构造为:如果压力误差超过误差阈值,则递增计数器;响应于确定递增计数器超过计数阈值,执行流量控制以调节压力设定点,从而实现目标流量;以及执行压力控制循环以调节喷枪系统内的流体压力,从而实现压力设定点。

技术研发人员:皮特·N·迪福
受保护的技术使用者:固瑞克明尼苏达有限公司
技术研发日:2020.09.28
技术公布日:2021.04.06

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