专利名称：一种大型换热器气阻特性自动快速准确检测方法
技术领域：
本发明属于控制技术领域，涉及エ业过程控制领域的数据建模和过程控制。主要涉及到一种用于大型板翅式换热器气阻特性测量过程中，自动和快速的将换热器风量控制在变换后的设定风量值，然后通过检测得到换热器的气阻特性值。
背景技术：
气阻特性是表征大型换热器流动性能的重要指标，也是大型板翅式换热器产品在出厂前必须测试的重要指标之一。主要包括两个方面ー个是对于一定的换热器通道，在标准温度、标准压力和标准流量情况下，该换热器通道两端的压カ损失；另外ー个是在此情况下的换热器通道的摩擦因子。由于在不同温度、压カ等条件下测试结果不同，缺乏可比性。因此规定标准状况为ー个标准大气压下、标准零摄氏度为标准状況，此时测得的风量为标准风量，在其他压カ和温度下测得的风量需要转化为标准风量。过去在测量过程中一般采用孔板流量计通过測量一定风量情况下换热器的气阻參数，然后換算得到在标准情况下换热器的气阻特性。采用以上方法具有明显的缺点，一个是孔板流量计的测量准确性比较差，另外风量的控制采用人エ控制阀门的方式，没法准确控制在变换后的风量，第三个是采用孔板测量和人工控制不节能、不准确、后续人工计算量大，由于每个换热器测试时间长，工作效率比较低。采用变频器控制风机的风量，采用喷嘴測量系统可以解决系统节能问题，喷嘴测量风量的精度大大高于孔板流量计。由于测试过程中无法保证当前エ况处于标准エ况，需对换热器的温度和压カ可根据气体状态方程进行換算转换方法为
Qo = Qix-^ix% KPa x^i),这Jl岛和てI表不标准温度和压カ，为实测风量I和为实测
压カ和温度，a则为換算后的标准实测风量。为了准确起见，在换热器通道性能测试过程
中将风量快速控制在換算后的标准实测风量，也就是要求将实测风量通过转换成实测标准风量，然后控制这个实测标准风量使其等于设定标准风量。考虑到测试的效率和节能要求，測量装置采用变频技术进行风量调节。换热器不同通道测试还有一个特点是测试具有间歇性即测试完ー个通道后，在将新的通道接到測量装置之前，測量装置风道风量要求为零。由于每个换热器的型号和类型不同，在测试过程中，如何确定风机的初始频率，以及如何根据被测系统的特性，采用合适的控制方法将风量快速稳定控制在与标准エ况相对应的设定值上，对换热器測量精度和快速性有重要影响。由于测量系统的滞后性、不同通道负荷特性差异很大以及变频信号变化的非线性特性，导致系统难以实现自动快速測量。因此有必要研究ー种能在此情况下实现自动快速测控风量的方法，使之满足板翅式换热器气阻特性测试的エ业要求。

发明内容
本发明的目的是提供ー种对不同换热器不同通道特性，进行自动快速測量气阻特性的方法。在该方法中，首先根据历史测试数据进行数据挖掘，采用支持向量机建立换热器设计參数与初始频率之间的大体关系，然后通过不同换热器通道的控制特性參数自动辨识获得换热器通道的控制特性，采用最优性能指标整定自动控制器的PID參数，然后采用增量式PID控制器将风道风量转换后的标准值控制到设定标准风量处，通过检测此时的气阻值来得到其气阻特性。本发明的具体步骤为
步骤(I)采集不同类型板翅式换热器设计參数以及检测參数，建立包含换热器设计參数和检测參数的实时数据库；所述的换热器设计參数包括换热器的通道名称、设计标准风量、设计气阻、摩擦因子，检测參数包括换热器的实际气阻、环境温度、气压以及风机频率。在此基础上，基于历史测试数据，采用泛化能力强的支持向量机集成建模方法建立设计标准风量、设计气阻、环境温度与实际气阻、实际风机频率之间的关系模型，以此预测不同换热器通道设定标准风量和设计气阻下，风机为了达到该设定标准风量的所需的频率值J;,。具体建模方法如下
用于建模样本的输入參数及输出參数可以表不为}■，其中ち表不第i组作为输
入数据的參数向量，包括设计标准风量、设计气阻和环境温度I表示第i组作为输出的參
数向量，包括实际气阻和实际风机频率，況为样本数量。对于支持向量机算法，其核函数选为径向基函数
权利要求
1. ー种大型换热器气阻特性自动快速准确检测方法，其特征在于该方法的步骤包括 步骤(I)采集不同类型换热器设计參数以及检测參数，建立包含换热器设计參数和检测參数的实时数据库； 所述的换热器设计參数包括换热器的通道名称、设计标准风量、设计气阻和摩擦因子；检测參数包括换热器的实际气阻、环境温度、气压以及风机频率； 在此基础上，基于历史测试数据，采用泛化能力强的支持向量机集成建模方法建立设计标准风量、设计气阻、环境温度与实际气阻、实际风机频率之间的关系，以此预测不同换热器通道设定标准风量和设计气阻下，风机为了达到该设定标准风量的所需的频率值Io ;具体建模方法如下用于建模样本的输入參数及输出參数表不
全文摘要
本发明公开了一种大型换热器气阻特性自动快速准确检测方法。现有板翅式换热器气阻特性测控系统难以实现自动快速测量。本发明首先根据历史测试数据进行数据挖掘，采用支持向量机建立换热器设计参数与初始频率之间的大体关系，通过不同换热器通道的控制特性参数自动辨识获得换热器通道的控制特性，采用最优性能指标整定自动控制器的PID参数，然后采用增量式PID控制器将风道风量转换后的标准值控制到设定标准风量处，通过检测此时的气阻值来得到其气阻特性。本发明可以实现大型换热器气阻特性自动快速测量，测试精度高，有效地提高了生产效率。
文档编号G01M9/00GK102645315SQ20121012956
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者姜周曙, 江爱朋, 王剑 申请人:杭州电子科技大学