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水泵綜合性能測試系統


一、概    述
 水泵綜合性能測試系統為回轉動力泵(離心泵、混流泵、軸流泵)水力性能及汽蝕試驗設計,根據GB/T 3216的要求,測量回轉動力泵的水力性能和汽蝕試驗參數,打印試驗報告,繪制各種性能曲線。系統可以完成的測量項目:泵的輸入轉速、扭矩、進水及出水壓力、溫度、出水流量、揚程、汽蝕余量、大氣溫度壓力等,可根據國標或用戶要求定制輸出報表和曲線格式。系統在計算機上構建,所有傳感器輸出信號通過各種采集卡(轉矩轉速功率測量卡、A/D卡)直接接入計算機,控制信號由計算機通過各種控制卡(I/O卡、D/A卡)直接控制機構動作。
本系統由控制柜和試驗臺架組成(圖1)。
(一)控制柜
1. 15`觸摸屏工業控制計算機
2. 變頻器及電機速度控制系統
3. 出口流量控制系統
4. CYT-30扭矩傳感器測量系統
5. 智能模擬量采集模塊
6. 傳感器、控制器電源模塊
可外加 打印機
(二)試驗臺架
1.安裝底座機械平臺
2.CYT-302扭矩傳感器
3.電機
4.活動式水泵裝夾架
5.連軸節、支撐架、接線端子
6、各種測量傳感器
7、水泵及其輔助系統

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圖1:水泵試驗測量控制系統示意圖

二、功能及技術指標
(一)系統功能
1、系統能對水泵進行性能及汽蝕試驗。
2、系統能對水泵的特定點進行測試。
3、系統能實時顯示水泵的流量、人口壓力、出口壓力、速度頭、人口溫度、出口溫度、揚程、轉矩、轉速、輸入功率、輸出功率、效率、汽蝕余量以及換算到標準狀況下的流量、揚程、輸入功率、效率、汽蝕余量等國標要求的測量參數。
4、系統能對一些重要測量參數分別進行上、下限報警,報警值可任意設定。
6、系統可以對測試數據進行連續存儲或按使用者的意愿進行選點存儲。
7、系統在“選點測量”方式下,能實時顯示采集數據和曲線。
8、系統可將測試結果進行性能及汽蝕曲線繪制。
9、系統對于各種參數的設置具有記憶功能,只需輸入一次即可。
10、允許數據編輯、修改,系統具有歷史數據回放功能。
11、系統可以通過打印機對測試結果進行數據、曲線打印。
12、系統的整個功能具有菜單和快捷鍵雙重操作。
13、系統在WINDOWS環境下運行,界面生動、美觀。
(二)技術指標
1、 壓力測量精度:±0.5%FS
2、 溫度測量精度:±0.5%FS
3、 流量測量精度:  ±0.5%FS
4、 轉矩測量精度:優于±1%FS
5、 轉速測量精度:  50r/min以上±0.1%, 50r/min以下±0.5%
6、 報警數值范圍:任意設定上限和下限。
三、結構概述
1、試驗臺架:
由安裝底座機械平臺、測量傳感器、電機、待測水泵及其輔助系統、升降機構等組成。(見圖2:水泵試驗臺架示意圖,以2000Nm扭矩傳感器及配套設備為例)
2、控制柜:
由臥式或立式機柜構成,內部裝有15`觸摸屏工業控制計算機、出口流量控制系統、變頻器及電機速度控制系統、智能模擬量采集模塊、CYT-302扭矩傳感器測量系統、傳感器、控制器電源模塊等。

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圖2:水泵試驗臺架示意圖

3、流量測量控制系統:(本部分可以根據用戶的要求是否加入,用戶也可以采用手動調節的方法)

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(1)、由計算機利用D/A模塊調整控制器輸出電流大小,實現計算機自動加載。
(2)、控制器單元:利用PID調節模塊輸出電流,進行精確調整。
設定值與反饋相比較,通過比例(P)、積分(I)、微分(D) 調節固態繼電器,控制脈寬來調節電流的大小,當設定值保持不變時,電流保持不變(恒流源),由于固態繼電器內部采用場效應管做開關元件,無機械動作,不產生電火花干擾,故可靠性高。
4、聯軸器:
采用剛性連接(法蘭、軸套),從而保證測量精度
5、傳感器:
CYT-302扭矩傳感器測量水泵輸入轉速和扭矩,壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器測量壓力、溫度和流量。
6、安裝底座、升降機構:
底座采用標準平臺,平臺上有標準的T型槽,表面光潔。平板的安裝不平度小于0.05mm。底座穩固,避免過大震動,否則將造成數據測試不準。
升降機構由20—30mm鋼材和M16~M30螺桿螺帽構成。升降時,調節螺帽即可完成。測試時,一定要緊固升降機構,防止過大震動。安裝時,根據水泵高度,調節升降鋼板。注意同軸度,避免傳感器變形而產生的附加彎矩。當存在彎矩時,不僅會降低測試精度,在某些情況下,甚至可能損壞變形軸,具體方法:先連接好水泵,不要緊固水泵底座,用手轉動傳感器、水泵應平穩,不應有稍微移動。轉動時,手感要平穩,如果安裝同軸度未達到,調節升降鋼板,直至達到要求。最后緊固水泵和升降鋼板螺柱。
7、電機轉速控制:(本部分可以根據用戶的要求是否加入)
電機轉速控制由計算機控制變頻調速器實現,可以是數字控制接口,也可以是模擬控制接口。
四、系統軟件界面

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