应用计算机对离心泵特性参数实施检测控制 毕业论文.doc

目 录 目录 1 1引言： .2 1.1现代水泵测试技术的发展 .2 1.2水泵实验台对电器设备的要求 .3 2水泵性能参数的测定 .4 2.1流量测量 .4 2.2扬程测量 4 2.3功率测量 .4 2.4转速测量 .5 2.5气蚀实验 .5 3硬件系统的建立 .6 3.1流量传感器原理及其性能 .7 3.2压力传感器测量原理及其性能 .9 3.2.1金属应变片结构（如图 3-6） .9 3.3转速传感器测量原理及其性能 10 3.4计算机和传感器间的接口技术 11 3.5实验台的计算机硬件装配原理 12 4测试界面及软件设计 13 4.1vb 编程流程图 .14 4.2 界面的设计 15 4.3vb 编辑程序 .15 5数据的分析计算及误差分析 16 5.2 实验数据输出 18 5.3误差分析 19 5.3.1测量中可能导致误差的来源 19 5.3.2测量误差的估算 19 6结束语 21 9参考文献： 22 1 引言： 1.1现代水泵测试技术的发展 在水泵中离心泵、混流泵和轴流泵广泛用于石油、化工、矿山、冶金、机械、 电力、医疗、卫生、水利、航海、航空、航天等国民经济各个部门。各种不同 的工作条件对水泵提出了不同的（有的是很苛刻的）要求。为适应各种不同的 工作条件，各国都大力研究与开发了各种系列、型号、规格的泵。对重要装置， 例如化工流程、火电、核电、舰船、飞机、火箭等用的泵都进行专门精心设计 制造。就我国而言，泵技术发展今非夕比，已形成 100多个泵产品系列。 泵产品一般需进行全尺寸真机试验，用清水作介质，也有用真实介质的。 同时，为进行泵的研究与开发需进行水力模型试验。泵试验及其测试技术水平 在一定程度上可表征泵研究、开发、制造水平。国内外泵制造厂家、科研设计 单位一般都具有泵试验台。我过把能否进行国际标准 iso 2858单级单吸离心泵 试验，作为泵制造厂家生产许可人证的重要依据之一。国外最大的是美国太平 泵公司汽轮机驱动的 20000kw泵试验台。我国最大的泵试验台为 5500kw。当代 泵试验及其测试技术发展有以下趋势。 国际标准化组织先后指定了关于离心泵、混流泵和轴流泵试验方法的三个 标准，并在全世界推行： a级，精密级， iso/dis 5189 b级，工程级，iso 3555 c级，工程级，iso 2548 b级和 c级一般用于验收试验或出厂试验。a 级用于水利模型研究试验，重 要产品验收试验。 微机对试验数据进行自动采集与处理是普遍发展趋势。微机在测试技术中 的应用，既可提高测试精度，又可节省人力，还可以减少人为读数误差，更好 保证测试数据的客观性和可靠性。国外微机测试已经普及，我国仅一部分泵试 验台实现了微机测试。泵试验的自动化除可节省人力外，还可以提高测试精度 和试验质量。例如，离心泵能量试验一般要求一条能量试验特性曲线至少 13个 流量点。实现试验自动化，可按照要求在试验过程中自动快速分点。由于泵试 验自动化设备投资较大，在一般情况下也不是非要不可，因此泵试验自动化发 展较慢。 鉴于 a级试验台的一次投资费和试验费比起 b级和 c级来有明显的增加， 因此 a级试验只有在适合和必要的条件下才能进行。目前的 a级（草案）试验 标准是 1981年国际标准化组织 iso/tc 115泵委员会提出的。 随着现代工业 、农业和城市建设的蓬勃发展，各种类型的水泵很多，其规 模和投资越来越大，性能要求不断提高 ：由于液体在水泵内流动情况十分复 杂，运行工况因时因地都有变化，要确保水泵在较高的效率范围内运行，就必 须了解水泵性能变化规律 ，及时检测水泵性能参数，掌握水泵的实际性能曲 线，更好地为生产实践服务，并且达到节能的目的。原先的水泵试验测试装置 都是机械式读表，人工 目测所测量的数据误差较大 ；由于不同仪表安装在不 同位置，所得到的数据不是同时的，也给测量数据带来一定的误差；并且所得 到的数据要经人工计算和绘制图形，要耗费较多的人力，绘制的曲线也不规范。 而采用微机控制，则可以较好地解决这一问题。 1.2 水泵实验台对电器设备的要求 泵在试验过程中，有时泵的性能参数值是预测的，实际数值要靠试验来 获得，特别是功率往往容易超载，或是机加工，装配及给定某些间隙尺寸等 要素。是泵试验时产生抱死现象等。所以对泵试验室电器设备提出如下要求， 以确保泵试验顺利进行。 1） 电机起动，最好采用软起动，如采用降压起动补偿器等，并且最好是不同 功率电动机采用不同规格降压起动补偿器，一旦电动机抱死时，可自动跳闸， 避免电动机电流过大而损坏，起自动保护作用。 2） 由于泵实验中经常发生功率超载，所以在实验室电器系统中应设置总开关， 并有良好的接地系统 3 ）不要把实验室的所有降压启动补偿器都连接在一个配电屏上，否则一台泵 的驱动电动机跳闸会影响其他泵的实验，所以最好采用多个配电屏。 4）实验室电气总容量的配备，应考虑到打算开动电气设备的总容量和最大电气 设备额定功率的 1。5-2 倍，两者中取大者，若直接起动，则应在 2倍以上。 5）实验室电力电缆的选用：固定安装的最好采用嵌装防水电缆；连接电动机的 电缆最好采用胶皮电缆。 6） 照明，吊车，仪器仪表（包括计算机）用电与动力用电应分开。 7） 有高温高压实验台的实验室最好备用两路电源，或有紧急备用电源。 2 水泵性能参数的测定 2.1 流量测量 水泵流量的测量通过 lwgy型涡轮流量传感器转换为频率为 2o3000hz 的 近似方波的脉冲信号传递给 xsj-39ak型数字流量积算仪，然后经过流量积算仪 的处理并输出 420ma 的直流电流信号，电流信号再经过电阻转换为电压信号 输入多功能数据采集卡。 2.2 扬程测量 水泵进口压力、出口压力通过两个压阻式压力变送器来测量，压力变送器 将采集到的信号转换成 420ma 的直流电流信号，电流信号经过电阻转换为电 压信号输入多功能数据采集卡。 2.3 功率测量 目前广泛采用有两种方法： (1)电测功方法：选用高精度电流电压互感器以及功率变送器，精度选择 0.2 级。可以满足高压或低压范围的水泵驱动电机的功率的测量。根据标准规定采 用电测方法测量功率，水泵试验精度可达到 b级精度。 (2)扭矩测功法：采用扭矩测功法，同时测量输出功率和转速，测量精度可 达 0.5%级。采用扭矩测量功率，水泵实验精度可达到 b级精度。 本系统采取扭矩测功法，通过转矩转速传感器转换成模拟电压信号输入型 微机扭矩仪，然后通过微机扭矩仪进行数据处理，输出转矩、功率、转速信息。 2.4 转速测量 利用磁电式转速传感器进行测量，即利用线圈在永久磁场中作相对运动切 割磁力线产生与振动速度成正比的电压信号，然后输入多功能数据采集卡。 2.5 气蚀实验 泵的汽蚀余量泵是否发生汽蚀，常用汽蚀余量判断。泵进口处单位重量液 体所具有的超过工作温度下液体汽化压力的剩余能量，称为有效汽蚀余量，以 h 表示，它仅决定于泵吸人侧管路中的绝对压力、能量损失和水温，而与泵 本身无关，其值越大越不易汽蚀。液体从泵进口到泵内最低压力点的压力降， 称为必须汽蚀余量，也就是为保证泵不发生汽蚀，在泵进口处单位重量液体所 必需具有的超过工作温度下液体汽化压力的剩余能量，即要求装置提供的最小 装置汽蚀余量，以h 表示。它与泵内的流动情况有关，是由泵本身决定的， 与装置参数无关，仅与泵进口部分的运动参数有关。泵的h 越小，表示泵进 口压力降小，其装置提供的h 就可以小，因而泵的抗汽蚀性能就越好。为了 不发生汽蚀，在运行中必须保持h