一种高压气瓶充放气控制方法及系统与流程

本发明涉及高压气瓶，尤其是涉及一种高压气瓶充放气控制方法及系统。

背景技术：

1、高压气瓶广泛应用于存储和运输各种压缩气体，如氧气、氮气、氦气、氩气及混合气体等。这些气瓶在潜水、医疗、消防、航空航天以及工业领域扮演着至关重要的角色。由于所涉及气体通常具有较高的能量密度，因此对气瓶的充放气过程提出了严格的安全要求，需要精确地控制充气和放气过程，以确保安全和效率。然而，目前的充放气操作主要依靠手动或半自动设备进行，这种方法操作复杂、存在安全隐患及无法实时监控等问题。因此，本发明提供了一种高压气瓶充放气控制方法及系统，提高充放气操作的安全性、可靠性以及操作便捷性。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种高压气瓶充放气控制方法及系统，解决当前充放气操作主要依靠手动或半自动设备进行，操作复杂、存在安全隐患及无法实时监控的问题。

2、本发明提供了一种高压气瓶充放气控制方法，包括：

3、获取高压气瓶的充气管路的充气参数；

4、根据所述充气参数对所述高压气瓶的充气过程进行控制，并根据所述充气参数确定所述高压气瓶的充气压强；

5、设定所述高压气瓶的预设压强，将所述充气压强与预设压强进行对比，若所述充气压强达到所述预设压强则停止对所述高压气瓶的充气；

6、获取所述高压气瓶的放气管路的放气参数；

7、根据所述放气参数对所述高压气瓶的放气过程进行控制，以实现所述高压气瓶的充放气控制。

8、在本技术的一些实施例中，所述充气参数包括实时充气压力、实时充气流速和实时充气温度；

9、所述放气参数包括实时放气压力、实时放气流速和实时放气温度。

10、在本技术的一些实施例中，根据所述充气参数对所述高压气瓶的充气过程进行控制，包括：

11、确定所述实时充气压力与预设充气压力之间的第一比值，若所述第一比值不在第一接受范围内，则对所述充气管路的压力调节阀进行调节，所述压力调节阀的调节量根据所述第一比值进行设定；

12、确定所述实时充气流速与预设充气流速之间的第二比值，若所述第二比值不在第二接受范围内，则对所述充气管路的流量调节阀进行调节，所述流量调节阀的调节量根据所述第二比值进行设定；

13、确定所述实时充气温度与预设充气温度之间的第三比值，若所述第三比值不在第三接受范围内，则对所述充气管路的温度调节器进行调节，所述温度调节器的调节量根据所述第三比值进行设定。

14、在本技术的一些实施例中，根据所述充气参数确定所述高压气瓶的充气压强，包括：

15、获取所述高压气瓶和充气管路的规格参数；

16、根据所述规格参数和所述充气参数确定所述高压气瓶的充气压强；

17、其中，所述充气压强的计算方式为：

18、；

19、其中，p表示为高压气瓶的充气压强，ρ表示为高压气瓶的充气气体的密度，s表示为充气管路的横截面积，vc表示为实时充气流速，t表示为高压气瓶的充气时间，r表示为高压气瓶的充气气体的影响系数，t表示为实时充气温度，m表示为高压气瓶的充气气体的摩尔质量，v表示为高压气瓶的容量。

20、在本技术的一些实施例中，将所述充气压强与预设压强进行对比，还包括：

21、若所述充气压强小于所述预设压强，则确定所述高压气瓶未充满，并继续对所述高压气瓶进行充气；

22、若所述充气压强达到所述预设压强，则确定所述高压气瓶的充气量；

23、设定有所述高压气瓶的预设充气量，将所述充气量与所述预设充气量进行对比；

24、若所述充气量小于所述预设充气量，则停止对所述高压气瓶的充气，并对所述高压气瓶进行降温，当对所述高压气瓶进行降温后，继续对所述高压气瓶进行充气；

25、若所述充气量达到所述预设充气量，则停止对所述高压气瓶的充气。

26、在本技术的一些实施例中，确定所述高压气瓶的充气量，包括：

27、获取实时充气流速检测点到所述高压气瓶的入口处的检测点距离以及充气管路的横截面积；

28、根据所述充气参数、所述检测点距离和所述横截面积确定所述高压气瓶的充气量；

29、所述充气量的计算方式为：

30、；

31、其中，q表示为高压气瓶的充气量，s表示为充气管路的横截面积，vc表示为实时充气流速，t表示为高压气瓶的充气时间，l表示为实时充气流速检测点到所述高压气瓶的入口处的检测点距离。

32、在本技术的一些实施例中，根据所述放气参数对所述高压气瓶的放气过程进行控制，包括：

33、确定所述实时放气压力与预设放气压力之间的第四比值，若所述第四比值不在第四接受范围内，则对所述放气管路的压力调节阀进行调节，所述压力调节阀的调节量根据所述第四比值进行设定；

34、确定所述实时放气流速与预设放气流速之间的第五比值，若所述第五比值不在第五接受范围内，则对所述放气管路的流量调节阀进行调节，所述流量调节阀的调节量根据所述第五比值进行设定；

35、确定所述实时放气温度与预设放气温度之间的第六比值，若所述第六比值不在第六接受范围内，则对所述放气管路的温度调节器进行调节，所述温度调节器的调节量根据所述第六比值进行设定。

36、在本技术的一些实施例中，所述温度调节器包括管路加热器和降温风机；

37、所述降温风机设置于所述充气管路和所述放气管路周围，用于对所述充气管路和所述放气管路内气体进行降温；

38、所述管路加热器设置于所述充气管路和所述放气管路上，用于对所述充气管路和所述放气管路内气体进行加热。

39、本发明还公开了一种高压气瓶充放气控制系统，包括：

40、获取模块，所述获取模块用于获取高压气瓶的充气管路的充气参数和放气管路的放气参数；

41、处理模块，所述处理模块用于根据所述充气参数确定所述高压气瓶的充气压强；

42、对比模块，所述对比模块内设定有所述高压气瓶的预设压强，所述对比模块用于将所述充气压强与预设压强进行对比，若所述充气压强达到所述预设压强则设定停止对所述高压气瓶进行充气的控制指令；

43、控制模块，所述控制模块用于根据所述充气参数对所述高压气瓶的充气过程进行控制，并根据所述放气参数对所述高压气瓶的放气过程进行控制，以及根据所述对比模块设定的控制指令停止对所述高压气瓶的充气。

44、在本技术的一些实施例中，所述获取模块包括：

45、第一压力传感器，所述第一压力传感器设置于所述高压气瓶的充气管路上，用于获取所述充气管路的实时充气压力；

46、第二压力传感器，所述第二压力传感器设置于所述高压气瓶的放气管路上，用于获取所述放气管路的实时放气压力；

47、第一流速传感器，所述第一流速传感器设置于所述高压气瓶的充气管路上，用于获取所述充气管路的实时充气流速；

48、第二流速传感器，所述第二流速传感器设置于所述高压气瓶的放气管路上，用于获取所述放气管路的实时放气流速；

49、第一温度传感器，所述第一温度传感器设置于所述高压气瓶的充气管路上，用于获取所述充气管路的实时充气温度；

50、第二温度传感器，所述第二温度传感器设置于所述高压气瓶的放气管路上，用于获取所述放气管路的实时放气温度。

51、本发明公开了一种高压气瓶充放气控制方法及系统，其方法包括：获取高压气瓶的充气管路的充气参数；根据所述充气参数对所述高压气瓶的充气过程进行控制，并根据所述充气参数确定所述高压气瓶的充气压强；设定所述高压气瓶的预设压强，将所述充气压强与预设压强进行对比，若所述充气压强达到所述预设压强则停止对所述高压气瓶的充气；获取所述高压气瓶的放气管路的放气参数；根据所述放气参数对所述高压气瓶的放气过程进行控制，以实现所述高压气瓶的充放气控制。

52、本发明通过对充气管路的充气参数和放气管路的放气参数进行分析，实现高压气瓶的充放气控制，可以精确控制充放气量和充放气流速，提高充气效率；同时做到了实时监测高压气瓶的状态，便于及时发现潜在的问题；并且充放气过程中产生的数据能得到有效记录和分析，利于后续的性能评估和维护计划制定。确保了操作的安全性与高效性，并优化了高压气瓶的使用和管理。

53、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。