水泵性能测试系统设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 本文对水泵性能参数测试方法进行了分析和研究，提出了基于虚拟仪器技术的水泵性能参数测试系统的解决方案。在研究过程中，分析讨论了数据采集卡与虚拟仪器软件的接口方法 ;分析了光电传感器法、感应线圈法和霍尔传感器法三种转速测量方法在水泵转速测量中的优缺点 ;提出了在 拟仪器软件平台上，采用模块化设计方法开发应用程序的方法 ;分析讨论了对采集数据的软件滤波处理及应用最小二乘法对水泵参数数据的拟合 。 试验结果表明这种基于虚拟仪器技术的水泵测试系统，可以适用于科研院校和水泵厂的使用要求，具有一定的 推广应用价值。 关键词 :水泵性能、虚拟仪器技术、转速测量、数据处理 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he on of of of of in of of in on be in 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘要 第一章 绪论 1 泵性能测试系统的现状概述 1 泵测试在生产与研究中的应用 2 泵的主要性能指标 2 内外泵测试技术的现状和发展趋势 2 外泵测试技术现状 2 内泵测试技术的发展现状 3 测试技术的发展趋势 3 研究课题的提出、内容及意义 4 研究课题的提出 4 研究课题的内容 4 研究课题的意义 4 第二章 测试系统总体方案 的确定 6 案比较 6 发平台的选择 7 泵性能参数测试台管路装置 7 验装置 7 验管路的安装 9 体方案 9 章小结 10 第三章 管路参数的选择 11 缝钢管的选择 11 兰的选择 12 片的选择 13 门的选择 14 第四章 水泵性能参数测量的基本原理 16 泵试验概述 16 泵性能参数试验理论与测试仪表选择 16 泵流量测量与流量变送器选择 16 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 水泵扬程测量与压力变送器选 择 18 泵轴功率测量与功率变送器选择 20 机转速的测量 22 泵效率的计算 25 第五章 信号调理电路 26 号调理电路设计 26 章小结 27 第六章 数据采集卡的选择及软件设计 28 据采集卡 28 据采集卡的选择 28 据采集卡的接线 30 件设计 32 件开发语言 32 据采集卡和 33 据采集系统软件的总体框架 34 据采集方式 36 章小结 38 第七章 数据处理与性能曲线的绘制 39 验数据的处理 39 体曲线拟合法 40 章小结 42 第八章 结论 43 参考文献 45 附录一 46 附录二 47 致谢 48 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第一章 绪论 泵性能测试系统的现状概述 水泵使用面广，种类繁多，属于通用性的机械类而广泛的应用于国民经济的各个部门。随着现代工业的蓬勃发展，采矿、冶金、电力、石油、化工、市政以及农林等部门中，各种形式的泵应用很多，其规模和投资越来越大，功能分类愈分愈细 。水泵的工作是以输送流量、产生全压、 所需功率及使用效率来体现的，这些工作参数之间存在着相应的关系，当流量与转速变化时，会引起其他参数相应的变化。为了正确选择、使用水泵，必须了解这些参数之间的相互关系。由于水泵理论至今仍不十分完善，所以水泵性能参数的获取主要依赖于性能试验。水泵性能试验包括基本性能试验和变速下的通用性能试验。基本性能试验是在水泵转速不变的情况下，改变水泵流量，测试水泵各个性能参数变化，并绘制性能曲线。但随着水泵调速节能技术的发展和应用的越来越普及，变速调节下的水泵性能参数的变化也越来越值得研究 。 长期以来 ， 我国的水泵测试手段比较 落后。水泵性能参数测试设备仍主要以手动操作试验过程、手工测量试验数据、手工绘制曲线为主，存在测量手段落后，测量精度不高和劳动强度高等功能缺点。其实，这种状况在我国还相当普遍 。 从 20世纪八十年代末九十年代初，在伴随着电子技术、传感器技术、计算机技术、自控技术的飞跃发展，在水泵参数的自动采集和测试方面，我国取得了一定的进步。浙江机械研究所、江苏理工大学、山东农业大学、华北水利电力学院等单位相继对水泵试验装置进行了研究与开发，建立了各具特色的试验装置，他们为水泵自动测试系统的不断完善发挥了先导作用。如中国农业机 械化科学研究等开发的 是以工控机为下位机、 能完备，但操作也较复杂 :另外，江苏理工大学 装方便。它们都是各具特色的水泵性能参数测试设备。 在我国 ， 许多厂家或者是由国有企业改制后的中、小型企业，或是乡镇企业、民营企业，生产规模一般不大、并且产品多样，甚至许多厂家的水泵都按用户需求生产，很难形成统一的系列。这种状况就要求水泵性能测试系统具有 :(1)投资少，适合小企业的推广使用 ;(2)测试系 统调整或升级容易，适用不同类型泵类产品测试要求 ;(3)尽量满足不同工况测试需求，能为水泵改型提供参考 ;(4)操作简单、易行。因此，对于这种需求现状，目前的测试系统中仍然存在一些缺憾 :或者参数测量不完整或者系统过于庞大且复杂，造价太高而不能为众多小型水泵生产厂家所采用，或者功能 单一不易推广。 因此，在大多数小型泵厂，其型式试验和出厂试验仍然靠手工操作为主。如何在国家标准的基础上，利用高新技术，低成本的手段实现水泵性能的自动测试与分析已成为买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 国内众多水泵生生产厂家及研究单位的迫切需求。 泵测试在生产与研 发中的作用 目前，泵应用很多，其规模和投资越来越大，功能分类愈分愈细。这一切与泵试验及测试技术的发展是分不开的。因为泵从研究、开发、生产到应用，必须经过一系列试验。因此，测试在泵的发展中具有极其重要的地位。 由于水泵理论至今仍不十分完善，流体在水泵中的运动过程十分复杂，无法用完整的数学解析式来描述水泵在不同工作状态下的运动特征，所以水泵的各项技术指标仍然必须用水泵试验的方法来测量，即水泵性能参数的获取主要依赖于性能试验，并以测量结果来评判该泵的性能是否达到规定的要求。 泵的 主要性能指标 水泵的应 用如此广泛，为了正确使用它，我们必须了解其性能特点。水泵的性能主要从以下几个方面来考虑 :流量、扬程、功率、效率 、转速。 内外泵测试技术的现状和发展趋势 外泵测试技术现状 国外在水泵测试领域研究起步较早，测试系统的产品己经比较成熟。由于泵测试技术的重要性，国内外在致力于泵研究、设计、加工的同时，也相继建立了一些相配套的泵试验台。 例如 ，英国国立工程实验室 (水力试验台，自 1961年 1月以来投入运行至今，该试验台适合于水泵和模型水轮机 (最大转轮直径 性能试验，可以以 开式和闭式两种循环方式进行效率和汽蚀试验，部分参数可自动控制，试验数据由计算机进行自动采集、处理，并自动绘图和打印试验结果。随着科学技术的发展，现今试验台设备的不断更新及数据采集处理手段的改进，测试的精度和自动化程度也就相应地提高了。目前，国外测试系统呈现出高集成、小体积、可移动、多功能、设备全、易操作等特点。西德例如美国是一台用于离心泵测 试的装置。 量、转速下的特性的方法。同类产品还有英国的 6250齿轮泵、轴流泵、离心泵和活塞泵测试平台等。这类水泵测试装置尽管具有高集成、小体积、可移动、多功能、设备全、易操作等优点，但在数据处理方面尚显的功能薄弱，缺少嵌入式的数据处理分析系统，效率不高。针 对 以 上的不足，另外一种基于计算机的测试系统孕育而生。例如美国的 系统在 工作，操作者将观测到的数据输入计算机， 法及 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 标准，计 算出相关参数，拟合曲线、保存数据并生成打印报表。此外，还有美国 内泵测试技术的发展现状 从 20世纪八十年代末九十年代初，伴随着电子技术、传感器技术、计算机技术、自控技术的飞跃发展，在水泵参数的自动采集和测试方面，我国取得了一定的进步。浙江机械研究所、江苏理工大学、山东农业大学、华北水利电力学院等单位相继对水 泵试验装置进行了研究与开发，建立了各具特色的试验装置，他们为水泵自动测试系统的不断完善发挥了先导作用。如中国农业机械化科学研究等开发的 是以工控机为下位机、 能完备，但操作也较复杂。九十年代初，天津正大电子研究所研制开发出采用标准仪器和 系统采用标准仪器以积木的方式组成，这种开放式的组成方式使得各仪器脱离计算机都可以独立工作，系统的组成与分解，维修和计量都十分方便。另外，江苏理工大学 发中心开发的泵类产品测试 (试验 )系统为功能比较完善的测试系统，结构紧凑，且安装方便。以上都是各具特色的水泵性能参数测试设备。 在我国 ,许多厂家是由国有企业改制后的中、小型企业，或者是乡镇企业、民营企业。其生产规模一般不大，而且产品多样，甚至许多水泵厂家是按照用户的需求生产，所以很难形成统一的系列。这种状况就要求水泵性能测试系统应具有以下要求 :(1)投资少，适合小企业的推广使用 ;(2)测试系统调整或升级容易，适用不同类型泵类产品测试要求 ;(3)尽量满足不同工况测试需求，能为水泵改型提供参考 ;(4)操作简单、易行。对于这种 需求现状 ,目前的测试系统中存在着一些不足，例如 :参数测量不完整 ;系统过于庞大且复杂，造价太高而不能为众多小型水泵生产厂家所采用 ;功能单一不易推广等等。因此，在大多数小型泵厂，其型式试验和出厂试验仍然靠手工操作为主。那么，如何按照国家标准的要求，利用高新技术，低成本的手段实现水泵性能的自动测试与分析已成为国内众多水泵生产厂家及研究单位的迫切需求。 测试技术发展的趋势 (1) 高精度、高自动化程度是水泵测试的普遍发展趋势 传统的人工测量系统进行水泵测试时，测量一个 单项参数一般需要多个测量人员参与，测试周期较长，测量效率很低，而且人工读数 (采集数据 )及原始测量数据处理也容易带来随机误差、粗大误差和计算误差，从而使水泵测试精度大大降低，与此相反，以微机控制系统为核心的数据采集、数据的实时处理装置往往能实现以较少的测试人员、较短的测试周期并能避免测试过程中人为因素造成的误差 代水泵测试系统有买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 必要实现测试过程的微机化、自动化。并且，精度低的测试系统还不能鉴别水泵设计上的微小差异，这很容易埋没水泵开发人员在水力模型上花费的大量研究工作。所以，对水泵性能参数测量试验还必 须力求高精度化。 (2) 多功能化是水泵测试的发展方向 以计算机辅助测试的水泵试验装置可进行型式试验、出厂试验，同时也自动完成性能曲线和测试报告。除此而外，还可以进行轴向力测定、振动试验以及流速分布、压力脉动、汽蚀等内特性的测试研究。因此作为一个功能完善的微机水泵综合测试系统一般应能对多型式、多种规格的水泵进行测试，以此增 加试验装置的适应性、多功能性。 研究课题的提出、内容及意义 研究课题的提出 根据 试验 的要求，并结合国内外应用虚拟仪器开发的测试与分析系统的实例，本课题采用虚拟仪器 技术对水泵试验的数据采集、转速调节、试验数据的分析处理与曲线拟合、数据存储、报表打印等进行研究，研制了一套水泵性能测试系统，满足了 试验 的需求，并适合进一步技术推广。 研究课题内容 本课题设计了利用计算机技术、传感器技术、数据采集技术 等 技术相结合的水泵测试系统试验台。本套计算机辅助水泵 性能参数 系统要完成如下内容 : 实现对水泵进、出口压力、流量、转速、电流、电压、功率的实时监测功能。 因此，本课题的主要任务是选用合适的测试手段与测试方法，进行水泵性能参数试验台的管路及软硬件设计，实现实验数据自动 采集与数据处理，完成水泵性能参数测试及数据处理功能。 研究课题意义 本课题采用虚拟仪器技术，充分发挥虚拟仪器软件在 换、曲线绘制、数据存储、界面显示、报表打印功能。这样，测试系统一方面减少硬件需求，只是数据采集卡，基本管路和传感器，甚至 时还可以用在日常办公，因此，降低了开发成本 ;同时，虚拟仪器模块化设计使得在对不同类型、不同型式水泵进行测 量时，程序调整或升级变的简单，并且操作界面友好，使用方便 ;另外，使用变频调速技术可以完成通用性能曲线的绘 制时对转速调节的要求，使得测试系统功能能够满足实际需要。 水泵作为仅次于电机的第二大通用机械，在国民生产中占有极其重要的地位，因此，开发出一套适合我国国情、能够在众多中小型厂家推广的水泵性能测试系统，对于提高买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 产品质量、减少返修率以及节约能源都有重要意义。本文即在这方面作了深入探讨和尝试。同时，本文在水泵测试系统功能多样化等方面所作的一些尝试和创新，对今后水泵试验台的建设具有借鉴意义。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第 二 章 测试系统总体方案的确定 案比较 目 前在 ， 对水泵性能参数自动测量系统设计中，可以有三种方案选择 :组合仪表方案，单片机与上位机构成的分布式系统，数据采集卡与 (1)组合仪表方案 这种方案是指整个测试系统是由仪器、仪表组合而成。数据的测量可以采用相对应的传感器，数据的调理可以各种调理模块，数据的采集可以使用相应的数据采集模块，数据分析可以有频率分析仪、振动测试仪、各种数字量处理模块等，打印选用绘图仪，显示可以采用使用组态软件的专用显示设备。 这种方法搭建系统方便，根据使用的精度可以选择满足要求的仪器，测量可以保证可靠性，不过也可以看出，这种方案需要的硬件多，相对资金投入也要大。 (2) 单片机与上位机构成的分布式测试系统 目前有些水泵的检测系统也采用这种方案。单片机作为下位机， 片机可以根据实际情况选择使用一个或几个，负责对传感器测量到的试验性能参数进行采集，转换，并进行简单的处理，然后将数据通过数据总线 (并行总线或串行总线 )将数据传输到上位机，上位机负责对数据的进一步处理，并对数据进行管理、显示、数据拟合，打印报表等 。 这种测试方案较为简单，投资也不会很大，对于水泵出厂试验或者对于水泵运 行系统的监测十分适用，但它也有不足之处，那就是数据传输速度较为缓慢，传送量不大。这样在水泵进行型式试验或者在为水泵性能研究提供参考数据的情况下，不能快速，大批量的采集数据，来捕捉到可能的性能信息，比方说，汽蚀的临界点。因此在这一系统测量方案，不能满足厂家对测试系统的要求。 (3) 数据采集卡和 这种方案是采样用传感器作为测量设备，数据采集卡作为数据转换设备， 种方案资金投入不是很大，并且能够完成数据的大批量、快速传送到 机进行分析。这样，便能够完成对型式试验、出厂试验以及为泵的研发提供参考数据的要求 。 对这三种方案进行比较可以看出第三种方案最为适合机械厂对水泵测试系统的要求。因此，我们选定这一方案作为测试系统的构架。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 发平台的选择 在对测试系统应用软件选择开发平台时，一般有三种选择，一是采用传统的方法，采样高级语言，如 : 十 ， 一种是采用现在流行的图形语言编程方法，如 再就是介于两者之间，采用传统的 编程语言方式，通过大量定制的功能模板调用来简化实际编程的工作，如 于虚拟仪器技术的应用软件框架主要是后两种。图形化编程语言方式代表了测试软件的发展方向，具有编程效率高、修改灵活、功能完善、操作与显示界面快速设计、测试任务方便等特点，并且具有与多种编程语言的接口，便于用户扩展。因此选择具有图形化编程方式的系统软件开发集成环境。 且具有与编程语言的接口。在使用操作、界面设计上也各有特色。但 方面体现在它可以提供编译环境，便于生成实际应用的可执行文件，简化了对实际系统的配置要求 ;另一方面还提供了对 986年问世以来，已成为测试与测量领域的工业标准，它可以通过行设备和插卡式数据采集设备构成实际的数据采集系统。它提供工业界最大的仪器驱动程序库，它还支持通过 所提供的众多开发工具 使得复杂的测试与测量任务变得简单易行 。 本测试系统采用 以往版本比较，更为开放，并进一步增强和简化了 行用户可以通过 扩充和更新了测量分析功能，引进了全新的逐点分析库，提供了测量分析的工作的精度、效率和速度 ;改进了人机交互界面编程技术 :集成了最新的无线通信、运动控制和图像处理模块，应用领域进一步扩大。 泵性能参数测试台管路装置 验装置 按照国家标准，水泵的试验装置主要分为 :开式池式试验装置和闭式回 路试验装置 (1)开式池式试验装置如图 示，进口吸水和出口排水不在同一水源或者两者相距较远，对水源相互的影响几乎可以忽略。这种试验装置可以保证吸入水流平稳，有效的去除旋涡的影响，并且设备简单，适合不同型号水泵试验。但由于吸水和排水分开，占地面积大，并且受到环境条件的限制。 (2)闭式回路式试验装置如图 口吸水和出口排水在同一个水源，水循环使用，这种装置由于容器有限，使得进口进水受到出口水流的影响，水流不平稳，容易产生旋买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 涡，但另一方面，该装置占地面积小，可在厂房内设置。在采取一定措施后也能保 证试验精度。 图 1 2 3 4 5 6 78 9 10图 水泵闭式回路试验装置示意图 1 2 3 4 5 678 9 10 11由于实验场地的限制，以 及进口吸水和出口排水在同一个水源，水可以循环使用 且符合实验室测试要求 ,故选择方案 2闭式回路实验装置。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 验管路的安装 根据 于标准的试验装置必须采取一切的有效措施来保证通过测量截面的液流具有如下特性 : (1)轴对称的速度分布 ; (2)等静压分布 : (3)无装置引起的旋涡。 为了保证以上条件，对于型式数小于或等于 于型式数大于 样的试验结果将只适合于规定的条件，而且这种试验 的目的在于提供一种保证，既如果安装合适，泵将达到规定的性能。 对于标准试验回路，国标规定 :若入口节流阀一直保持全开状态，入口等径直管的长度取用不小于 7D (;若入口节流阀任意开度状态，入口等径直管的长度应不少于 12D(。我们从具有自由液面的水池中引水，并要进行试验，考虑任意开度状态。因此，入口等径直管的长度取 (1)进口处使用整流栅，以平稳水流 (2)恰当的布置取压孔，使它对测量的影响减至最小 (3)置泵出口等径管段长度取用 4D 如果泵在 模拟现场条件下进行试验，则不在紧接泵的前面设置整流栅。因为重要的是模拟回路的液流性能应是可控制的 ;液流应当尽可能没有装置引起的大的旋涡，并且有对称速度分布。必要时应当用精皮托管排 (梳状管 )测定进入模拟回路的液流速度分布， 以 证实液流特性符合要求。 体方案 根据以上的分析，本测试系统采用了传感器、数据采集卡、 拟仪器软件平台相结合的设计方案。 系统的总体方案如图 统配置如图 系统的整体运行分为实时显示、基本性能测试和 调速性 能测试。 基本性能测试是通过水泵流量的调节，来 分析水泵的扬程、功率、效率。调速性能测试是在电动机不同转速的情况下，纪录流量变化带来的扬程、功率、效率变化，分析水泵 的 调速 性能。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 图 统配置图 章小结 本章通过对水泵性能参数测试方案、软件开发平台和试验管路的比较 、 选择，根据实际情况及所掌握的知识，确定了以 拟仪器软件为开发平台，由传感器、数据采集卡、 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 第三章 管路参数的选择 根据水泵型号 07及查阅相关资料手册得以下参数 ： 缝钢管 的选择： 流体输送用 的 不锈钢无缝管，适用于石油、化工、轻工等行业的气体、液体、干粉等介质输送，产品性质优良抗腐蚀 。 根据水泵进出口口径大小，查机械设计手册 4得： (1)直管的选择 ： 吸入管外径 60径 50厚 5 排出管外径 60 厚 5 实物如图 (a) (b) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 (c) (d) 图 管 (2)弯管的选择 ： 管径（内径） 50厚 5 实物如图 (a) (b) (c) 图 管 兰的选择： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 根据直管公称通径的大小，查机械设计手册 4得： 选用平面整体钢制管法兰 (1) 入口法兰： 公称通径 50 法兰外径 165兰厚度（ C） 20栓孔中心圆直径（ K） 125栓孔径 （ L） 18栓数量（ n） 4 螺栓螺纹（ 2) 出口法兰参数同入口法兰 。 实物如图 (a) (b) (c) 图 兰 片的选择： 根据法兰公称通径的大小，查机械设计手册 4得： 选用 平 面型钢制管法 兰用石棉橡胶垫片 (1) 入口 垫片 ：公称通径 50片内径 61片外径 165栓孔中心圆直径（ K） 125文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 螺栓孔径 18栓孔数 (n)4 (2) 出口法兰垫片参数同入口 实物如图 (a) (b) (c) (d) 图 片 门的选择 : 根据直管公称通径的大小，查机械设计手册 4 得： 选用 图 实物如图 图 44买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 (a) (b) 图 门 数 如表 表 44数 公称 通径 DN(公称 压力 外形尺寸 (阀门 重量 (L D 2 D6 h f2 f 0 50 160 125 100 88 20 4 3 472 250 29 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 第 四 章 水泵性能参数测量的基本原理 泵试验概述 根据 绪论所述，流体在水泵中的运动过程十分复杂，以致不能完全用完整的数学解析式来描述水泵在不同工作状态下的运动特征，所以，目前还必须利用试验的方法来测量水泵的重要技术指标，尤其是测量水泵的流量、扬程、轴功率、效率、转速等参数，并以测量结果作为评判该泵在性能上是否达到规定的设计要求。 根据水泵试验的目的，进行水泵试验的类别主要有水泵的型式试验和水泵的出厂试验。其中型式试验又称典型试验，它包 括水泵的运转试验、性能试验。作水泵的运转试验应在规定转速及输送液体允许最高温度等条件下进行，所选择的试验点应落在水泵规定的使用范围内，运转试验时间一般至少持续 30分钟以上。 进行运转试验的目的主要是检查水泵工作的可靠 性 ，例如检查水泵轴承和填料的温升、密封部分的泄漏、密封环和轴承的磨损，水泵各部位的振动及其运转噪声等情况 ;作水泵的性能试验则是为了测得水泵的主要性能参数值，并确定各个性能参数之间的相互关系，试验范围应从水泵关闭点 (或称最小流量点 )开始到至少高于泵最大流量的 15%之间 。 检查泵的扬程、功率、泵效率及 转速等性能参数值，并与该产品的规定值进行比较，判断其是否达到规定要求，确定产品的精度级别。 泵性能参数测试理论与测试仪表选择 流量 :指水泵在单位时间内通过泵出水口的体积量，通常用 Q， 常用的体积流量单位是 流量测量原理 在水泵性能参数试验中，流量是一个重要的物理参量。目前流量测试仪器仪表和测试方法有很多，如节流流量计、量水堰、超生波流量计、涡轮流量计等，测量方 法和测量原理都各不相同。 我们在参照了国家标准 3214泵流量的测量方法，考虑到涡轮传感器测量流量比较简单和普遍，自动化程度与测量精度容易得到保证，利用微计算机进行流量数据的采集也特别简单，所以在设计时，我们首选了涡轮流量计作为测试水泵流量的传感器。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 图 轮流量计结构图 1 2 3 4 5 6在结构上，涡轮流量计主要由涡轮、支承、永久磁钢、感应线圈、壳体、导流器组成，如图 其流量测 量过程在于 : 图 涡轮流量计流量测试方框图 如图 。涡轮流量计是遵循动量守恒的一 种速度式流量仪表。 当流体沿管道的轴线方向流动并冲击具有导磁性的涡轮叶片时，涡轮便周期性地旋转，其旋转速度 一般随流量大小的变化而变化 ;由于变送器内装有磁电转换装置 (由永久磁钢和感应线圈组成 )，当导磁性叶片旋转时，叶片便周期性地改变磁电系统的磁阻值，使通过线圈的磁通量发生周期性的变化，因此感应线圈便感应出连续的脉冲电信号 ;当液体流速相当大，且在变送器许可的测量范围内时，变送器电磁阻力矩、 机械摩擦阻力矩、粘滞阻尼矩均可忽略不计，这时涡轮流量计输出的脉动信号与流量可近似为线性关系，即有 Q 。假如通过微计算机对脉动信号进行计数，由单位时间的脉冲数和累计脉冲数不难折算出流过变送器的瞬时流量和累积流量 . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 流量系数 )( 3米次 是涡轮流量计的重要特性参数，须由制造厂家提供。由于变送器是通过磁电装置将角速度 转换成相应的脉冲数，因此 的含义是单 位体积流量 Q (L/s)通过变送器时，变送器所输出的脉冲数，即脉冲数 N/L,所以 也称为流量系数。 取 测量范围内流量系数的平均值作为仪表常数。则流量总量 的计算关系式为 ： 4 流量测量结果按规定转速的换算 在流量测量中，若电机的转速与规定转速不符，此时所得到的水泵流量值 量值020%范围内，则流量值0 )(0 （ 4 流量测量的涡轮流量计选择 为了达到对测试试验装置的 们参照国标 3214照国标 系统误差范围 :. 5%, 最大总误差限中，流量测量误差允许范围 :,C 级为土 所以选用了目前使用范围比较广，计量精度比较高 (、反应也很快，而且刻度线性化程度好，耐高压能力强的 河南开封仪表厂生产 ， 传感器输出为 4 泵扬程测量与压力变送器的选择 扬程就是单位重量的液体通过水泵后所获得的能量，或者就是水泵的出口总水头 (动能 )与入口总水头的代数差，通常用 H(水柱高 )m(米 )来表示。 扬程 测量 原理 水泵扬程是评判水泵质量优劣的重要技术指标。对扬程的测量实际上就是对压力测量，也就是对水泵进口压力、出口压力的测量。压力单位为 用压力测试仪表有很多，下面以液柱式压力计为例来说明水泵扬程测量的基本原理。 扬程是表征液体经过水泵后比能增值的一个参数，如果水泵抽送的是水，水流进水泵时所具有的比能为 E,，流出水泵时所具有的比能为 水泵的扬程是 12 。那么，水泵的扬程也就是水比能的增值。 泵进口总水头 1H 的表达式： （ 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 泵出口总水头 2H 的表达式： （ 4 由以上两式可以推导出扬程 )()()( 2122121212 （ 4 其中 ， 2P 、 1P 水泵出口和进口的液体压力 2Z 、 1Z 水泵出口和进口的高度差 2c 、 1c 水泵出口和进口的液体流速，可以由流量除以进出口截面积分别得到。 由此我们可知，水泵的扬程可以通过测量水泵进出口的静压力、势能水头、平均流速，然后通过以上公式计算即可。对于水泵进出口的势能水头 1Z 、 2Z 可以通过测量水泵进出口压力传感器的安装高度即可 ;对于平均流速 1c 、 2c 是通过测量水泵的流量和水泵进出口处的管道几何尺寸通过如下公式进行计算 : 11 （ 4 22 （ 4 式中 1S 、 2S 水泵进出口的截面面积（ 2米 ） 扬程测量的压力传感器选择 对压力测试仪表的正确选择是保证水泵扬程准确测量的重要环节。根据水泵试验装置的 测试试验装置的自动化程度，结合水泵生产实际情况，在参照国标 心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法有关水泵扬程试验测量仪表系统误差要求 :对 力变送器允许的系统误差范围为士 而 许的系统误差范围则为士 在测试结果的最大总误差限中，泵扬程测量值允许范围 :而 所以我们首选了中外合资陕西宝鸡麦克传感器有限公司生产的 表 精确度 长期稳定性 零点温漂 满度温漂 工作温度 输出信号 % % 80 4 20种变送器采用半导体硅材料的压阻效应，利用惠斯通电桥法实现压力信号向电信号的线 性 变换，传感器输出为 4且稳定性较好，零点与满量程均可精确调校，测量范围为 0载能力可达 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 泵轴功率测量与功率变送器选择 水泵轴功率 异步电机 )中得到的功率，单位用 (1) 水泵轴功率测量原理 轴功率是水泵的基本参数之一。根据水 泵和配套动力机的类型和结构形式的不同，轴功率常用以下 几 种测试方法测试。 测功电动机方法 扭距传感器法 电流电压测定法 测功电动机法以往是采用测功电动机，测功电动机是试验室用于测量功率小于100矩传感器测量电动机扭矩时，由于水泵和电动机出厂时装配在一起，并且这种方法空间占用大，投资较高。因此，本系统选用第三种方法。 用电量传感器测量输入三相电流和电压，根据下式 1000 co （ （ 4 其中， I 线电流 A U 相电压 V 电动机运行时的的、功率因素，由功率表确定。 计算输入功率。 泵的轴功率 P （ 4 式中， g 电动机效率； c 传动效率。 电动机效率应从电机特性 )(曲线上查得。由于g随负荷变化不大，通常可以由额定功率的效率代替。 (2)轴功率测量的电流电压变送器的选择 为了达到对水泵性能参数的 们在参照国家标准 ,C 级试验为士 在最大测试总误差中，轴功率的测试误差允许范围 : ,C 级试验为士 因此，我们 采用 种传感器采用特制的隔离模块，对电网和电路中的交流电压和电流进行测量。 电流传 感器将电流转化为标准的直流电流 (4主要技术指标如下 : 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 表 精 度等级 输入频响 隔离耐压 测量 电流 供电电压 输出电流 响应时间 5分钟 02V 400线采用端子连接方式，二线制电流输出，连接方式如图 图 电流传感器接线 电压传感器是将电压转化为标准的直流电压