自適應(yīng)噴射器閥陣列的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于噴射器閥陣列自適應(yīng)控制的方法和裝置，尤其涉及提供這種陣列的共形性能的方法。本發(fā)明在分選裝置或機(jī)器領(lǐng)域具有特定應(yīng)用，但不限于此。
【背景技術(shù)】
[0002]噴射器閥陣列被用于分選裝置，其中待分選的材料被指引在沿著空中線路的產(chǎn)品流中，其中由來自噴射器閥的脈沖從產(chǎn)品流中去除某些材料。噴射器閥控制從加壓源至噴射器噴嘴的、諸如空氣的流體傳送，所述噴射器噴嘴指向產(chǎn)品流特定部分。通常包括電磁鐵的機(jī)構(gòu)響應(yīng)于控制信號以起到選擇性地打開陣列中每個(gè)閥的作用，從而傳送加壓流體脈沖至分各自的噴嘴，也并因此從各自噴嘴傳送加壓流體脈沖，從而從產(chǎn)品流中噴射或去除某些材料或顆粒。
[0003]如GB-A-2025038所述，在一個(gè)已知分選應(yīng)用中，具有氣動噴射器的分選裝置根據(jù)其反射光的能力分選特定的材料，其中檢測器響應(yīng)從產(chǎn)品顆粒反射的光并生成指示產(chǎn)品不同品質(zhì)的信號。比較和分析這些信號，生成電控制信號，該電控制信號可激活噴射器閥從而從廣品流中去除相關(guān)聯(lián)顆粒。
[0004]這種噴射器閥的相對性能會是個(gè)問題，其中由于壽命、加工或制造偏差和公差，不同的閥接收相同的控制信號會表現(xiàn)不同。
[0005]US-A-4974622描述了常用于燃油噴射式發(fā)動機(jī)的螺線管閥的占空比的自補(bǔ)償方法。所揭示的方法涉及測量閥從第一位置(開始)至第二位置(停止)的標(biāo)定停止時(shí)間，并隨后通過閥運(yùn)動的實(shí)際感知而確定的偏差時(shí)間來調(diào)整該停止時(shí)間。
[0006]US-A-6889121描述了基于閥關(guān)閉點(diǎn)，螺線管控制閥的自適應(yīng)控制，以及導(dǎo)出其控制電壓的方法。得到了閥關(guān)閉點(diǎn)初始估計(jì)，并通過測量使用中的線圈電流反饋來對其進(jìn)行更新。
[0007]上述方法一般涉及控制單個(gè)閥而不用對局部環(huán)境效應(yīng)的補(bǔ)償，部分是因?yàn)槿缭诜诌x機(jī)中設(shè)立的設(shè)置成陣列的大量的閥。
[0008]特別地，噴射器閥陣列必然具有許多很接近或彼此鄰近的噴射器閥和螺線管。由于溫度以及尤其是可干擾或影響鄰近閥的電磁噪聲的變化，這種環(huán)境下存在一個(gè)問題。由于除了升高的溫度、多種壓力變化，以及每個(gè)閥的單個(gè)耗損之外，噴射器閥彼此影響程度不同，因此加劇了噴射器閥陣列性能的問題。應(yīng)了解，在這樣的復(fù)雜系統(tǒng)中，許多附加因素引起導(dǎo)致整體退化或非共形性能的問題。
[0009]因此在這樣的環(huán)境中，陣列的校準(zhǔn)及隨后的控制和補(bǔ)償并非是微不足道的行為。
[0010]此外，隨時(shí)間的推移，陣列中單個(gè)噴射器閥組件的替換會造成混合了舊的和較新的噴射器閥的陣列。這會提供略微不同的單個(gè)閥性能，因此加重或增加與惡劣工作環(huán)境相關(guān)的上述其它因素。這會導(dǎo)致每個(gè)噴射器的流體流時(shí)間響應(yīng)不同，這造成非共形產(chǎn)品流分選或舍棄。
[0011]因此希望改進(jìn)用于驅(qū)動例如分選機(jī)中的噴射器閥陣列的預(yù)測和實(shí)時(shí)調(diào)整技術(shù)，以在執(zhí)行指標(biāo)內(nèi)，使來自陣列的流體流整體相關(guān)聯(lián)聯(lián)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]在本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于提供在分選機(jī)陣列中設(shè)置的多個(gè)噴射器閥的流的自適應(yīng)控制的方法，包括:測量每個(gè)噴射器閥的時(shí)間響應(yīng)曲線；將所述測量的每個(gè)噴射器閥的時(shí)間響應(yīng)曲線與先前存儲的時(shí)間響應(yīng)曲線庫組進(jìn)行比較；從所述比較中確定每個(gè)噴射器閥的預(yù)測流；以及依賴于所述預(yù)測流調(diào)整每個(gè)噴射器閥的驅(qū)動信號。
[0013]在第二個(gè)方面，提供了一種分選裝置，所述分選裝置包括:設(shè)置在陣列中的多個(gè)噴射器閥，以及至少一個(gè)處理和控制模塊，對所述至少一個(gè)處理和控制模塊進(jìn)行調(diào)整以執(zhí)行本發(fā)明第一方面的方法。
[0014]在第三方面提供了一種分選裝置，所述分選裝置包括:設(shè)置在陣列中的多個(gè)噴射器閥，其中每個(gè)噴射器閥響應(yīng)于電驅(qū)動信號開啟和關(guān)閉；并具有傳感器設(shè)置，用于測量每個(gè)噴射器閥的電或磁時(shí)間響應(yīng)以指示電或磁時(shí)間響應(yīng)或每個(gè)噴射器閥的流；進(jìn)一步包括至少一個(gè)處理和控制模塊，設(shè)置所述至少一個(gè)處理和控制模塊依賴于所述時(shí)間響應(yīng)向每個(gè)噴射器閥提供自適應(yīng)驅(qū)動信號。
[0015]還在又一方面，提供了使分選裝置中的處理器來執(zhí)行本發(fā)明第一方面的所述方法的計(jì)算機(jī)程序。
[0016]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這樣的流體流控制閥組件的電時(shí)間響應(yīng)的某些方面足以代表閥的流體流時(shí)間響應(yīng)，即，代表閥的開啟和/或關(guān)閉以便發(fā)射流體射流。因此可通過基于所測量的電或磁時(shí)間響應(yīng)的計(jì)算，得到閥陣列的流體流時(shí)間響應(yīng)。這樣，陣列中閥的流體流時(shí)間響應(yīng)的變化，可通過向陣列中的每個(gè)閥施加適合地改進(jìn)的或調(diào)整的電驅(qū)動信號或時(shí)間來調(diào)整。
[0017]本發(fā)明的第一方面提供了在“靜態(tài)”或“校準(zhǔn)”模式，當(dāng)機(jī)器不分選時(shí)對陣列中每個(gè)噴射器閥的測量。
[0018]所述測量提供了每個(gè)閥的時(shí)間響應(yīng)曲線，所述每個(gè)閥的時(shí)間響應(yīng)曲線確定該閥的開啟和關(guān)閉時(shí)間。可通過測量電流、電流的變化率、或隨時(shí)間變化的供給至閥的電壓、或磁通量、或磁鏈、或其它合適的指示閥時(shí)間響應(yīng)的參數(shù)得到該曲線。然后將該曲線與先前確定的存儲的時(shí)間響應(yīng)曲線庫組進(jìn)行比較。然后將所述比較用來預(yù)測每個(gè)閥的流或時(shí)間，并因此依賴于所述比較調(diào)整驅(qū)動信號。對于陣列中所有的閥和時(shí)間調(diào)整重復(fù)此步驟，以便提供來自陣列的相關(guān)聯(lián)的流響應(yīng)。
[0019]優(yōu)選地，先前存儲的時(shí)間響應(yīng)曲線庫組包括關(guān)于每個(gè)閥在陣列中具有的單個(gè)鄰近閥的數(shù)量的信息。因此，作為整體的陣列的相關(guān)聯(lián)先前存儲的曲線的選擇考慮到不同的閥的陣列構(gòu)造和設(shè)置。因此，考慮了鄰近的閥可能對它們的相鄰閥的局部電磁效應(yīng)，并自動地將其包含在計(jì)算中。
[0020]以此方式，將非常相關(guān)聯(lián)的預(yù)測曲線匹配至閥，在用戶設(shè)定的性能閾值之內(nèi)提供一般時(shí)間調(diào)整。
[0021]在又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在主動分選(主動模式)時(shí)，提供了經(jīng)由測量的時(shí)間響應(yīng)曲線的閥性能的監(jiān)測和反饋，以進(jìn)一步更新在靜態(tài)模式中確定的來自統(tǒng)計(jì)模型的先前的預(yù)測流。因此，提供了隨時(shí)間的迭代反饋以改進(jìn)閥陣列的相關(guān)聯(lián)性。
[0022]不管個(gè)體閥的損耗、局部改變的電磁或溫度變化、或甚至是這樣陣列中閥的更換，這都可以改進(jìn)共形性能。
[0023]如果定期校準(zhǔn)或檢查陣列，然后噴射器閥的磨損變化可以得到補(bǔ)償。這意味著在檢測到相應(yīng)的舍棄顆粒之后，在第一預(yù)定時(shí)間延遲開啟和/或在第二預(yù)定時(shí)間延遲關(guān)閉每個(gè)閥，而具有與不同閥相關(guān)聯(lián)的時(shí)間延遲之間的最小偏差。這大大提高了由根據(jù)本發(fā)明來校準(zhǔn)的分選機(jī)可實(shí)現(xiàn)的分選精度。
[0024]每個(gè)噴射器閥可包括電磁組件，該電磁組件響應(yīng)于電驅(qū)動信號控制閥運(yùn)動。電磁組件一般將包括促進(jìn)相關(guān)聯(lián)閥的開啟和關(guān)閉的電磁鐵。在這種情況下，一個(gè)或多個(gè)測量的電時(shí)間響應(yīng)可對應(yīng)于相關(guān)聯(lián)的電磁組件的時(shí)間響應(yīng)。
[0025]可為電流或電壓脈沖的驅(qū)動信號，按時(shí)間順序可包括至少以下部分:開啟閥的峰(“升壓”)，以及“保持”期，該“保持”期可執(zhí)行作為驅(qū)動信號的中心平臺，以保持閥在其開啟位置。此外，在“保持”期之后驅(qū)動信號可相繼地包括一個(gè)或多個(gè)如下部分:驅(qū)動信號的衰減、與峰相反極性的谷，以便促進(jìn)閥的關(guān)閉。
[0026]—個(gè)或多個(gè)電或磁時(shí)間響應(yīng)的測量可包括至少一個(gè)以下步驟:
[0027].響應(yīng)于施加驅(qū)動信號，驅(qū)動電磁鐵促進(jìn)閥的開啟和/或關(guān)閉，并測量電磁鐵中電流升至給定閾值所用的時(shí)間；
[0028].響應(yīng)于施加驅(qū)動信號，驅(qū)動電磁組件促進(jìn)閥的開啟和/或關(guān)閉，并測量電磁組件中的電流I或電磁組件中相對于時(shí)間的電流變化率dl/dt達(dá)到預(yù)定值的時(shí)間；
[0029].施加驅(qū)動信號之后在預(yù)定的時(shí)間延遲，驅(qū)動電磁組件促進(jìn)閥的開啟和/或關(guān)閉，并測量電磁組件中的電流I或電磁組件中相對于時(shí)間的電流變化率dl/dt ;以及
[0030].驅(qū)動電磁組件促進(jìn)閥的開啟和/或關(guān)閉，并測量或估計(jì)當(dāng)電磁鐵中電流增加時(shí)，電磁鐵中磁通或磁鏈的變化，然后將任意時(shí)間點(diǎn)的電流值與相同時(shí)間點(diǎn)的相關(guān)聯(lián)磁通或磁鏈進(jìn)行比較。
[0031]這些測量可包括單個(gè)測量或一系列重復(fù)測量，基于這些來測量電響應(yīng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚有其它測量電時(shí)間響應(yīng)的方法，本文并沒有全部提及。尤其是，有可能嘗試以恒定電流或以已知的電流變化率來驅(qū)動閥組件，并測量電壓水平。