專利名稱：全自動風(fēng)機性能測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種測試系統(tǒng)，特別涉及一種全自動風(fēng)機性能測試系統(tǒng)。
技術(shù)背景 風(fēng)機是我國對氣體壓縮和氣體輸送機械的習(xí)慣簡稱，通常所說的風(fēng)機包括通風(fēng)機，鼓風(fēng)機。風(fēng)機在出廠時都會進行性能測試，來確保風(fēng)機的性能合格。在我國風(fēng)機性能是根據(jù)GB/T1236-1985《通風(fēng)機空氣動力性能實驗方法》測試的。在目前工業(yè)風(fēng)機的性能測試中，可分為手工測量分析和基于DOS環(huán)境的測試系統(tǒng)兩種。在手工測量分析時，由于人工操作容易造成讀數(shù)誤差，并且由于需要大量計算，存在人為計算誤差。得出數(shù)據(jù)需要手工繪制曲線圖，十分耗時。并且需要手動調(diào)節(jié)風(fēng)機流量變化，造成測試過程繁瑣。而基于DOS環(huán)境的測試系統(tǒng)存在操作界面不友好等問題。
發(fā)明內(nèi)容本新型公開的了一種一種全自動風(fēng)機性能測試系統(tǒng)，包括風(fēng)機8、測試流道11、計算機系統(tǒng)12，風(fēng)機8的風(fēng)道連接測試流道11，扭矩傳感器5和轉(zhuǎn)速傳感器6安裝在風(fēng)機8的電機上，扭矩傳感器5和轉(zhuǎn)速傳感器6分別與計算機系統(tǒng)12相連接。所述測試流道內(nèi)側(cè)11安裝有壓力傳感器4，所述風(fēng)機8的風(fēng)道內(nèi)側(cè)安裝有壓差變送器7，壓力傳感器4與壓差變送器7分別與計算機系統(tǒng)12相連接。所述計算機系統(tǒng)12連接溫度傳感器I、濕度傳感器2和大氣壓力傳感器3。所述測試流道11設(shè)置錐形進口 9、伺服電機帶流量調(diào)節(jié)閥10。所述計算機系統(tǒng)12為單片機。本實用新型的風(fēng)機性能測試系統(tǒng)通過風(fēng)機性能測試中壓差、壓力、電機轉(zhuǎn)速以及大氣環(huán)境參數(shù)來計算在不同流量下風(fēng)機的全壓、靜壓、電機功率、效率。再轉(zhuǎn)化為標準狀態(tài)下的數(shù)據(jù)。最后根據(jù)標準狀態(tài)數(shù)據(jù)繪制出風(fēng)機性能曲線。標準狀態(tài)是指風(fēng)機在具體工作環(huán)境時的轉(zhuǎn)速和入口空氣密度。風(fēng)機性能特性曲線是用來表征風(fēng)機性能的曲線圖。在風(fēng)機的使用中，主要是用來檢查風(fēng)機在某些特定流量時，其全壓靜壓以及電機功率是否能滿足需求。風(fēng)機性能特性曲線由通風(fēng)機零靜壓一直到零進口容積流量。然而通常僅僅使用一部分，并且建議供貨者應(yīng)該說明風(fēng)機適應(yīng)的進口容積流量范圍。所繪制的通風(fēng)機特性則可限制到這一正常工作范圍。進口容積流量的正常范圍之外，測量值的誤差有增大的趨向并且可能在進口或出口生成不滿意的流型。分別采集壓力、壓差轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。由溫度傳感器和壓力傳感器測量環(huán)境溫度和大氣壓力。系統(tǒng)設(shè)定值根據(jù)輸入的參數(shù)計算后得出，并且在顯示器上顯示。當(dāng)風(fēng)機工作后，風(fēng)道內(nèi)壓力傳感器的內(nèi)部電阻阻值變化經(jīng)過內(nèi)部電路轉(zhuǎn)換為壓力信號，由單片機進行A/D轉(zhuǎn)換和量綱轉(zhuǎn)換后得到測量壓力。單片機對測得的數(shù)據(jù)進行計算，得到對當(dāng)前的風(fēng)機入口流量。單片機內(nèi)部的PID控制算法程序根據(jù)設(shè)定值與當(dāng)前流量的偏差計算出控制量，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換和電壓/電流轉(zhuǎn)換后得到Γ20πιΑ的電流信號，然后信號被傳送至伺服電機。伺服電機轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥的開度，從而實現(xiàn)了對流量的定量控制。根據(jù)程序設(shè)定的測試步驟將輸入值(風(fēng)機標準狀態(tài)的空氣密度、電機轉(zhuǎn)速、風(fēng)機小流量狀態(tài)體積流量Qmin、風(fēng)機額定狀態(tài)體積流量Qe和測試次數(shù)η)處理，初始化數(shù)據(jù)，設(shè)定測試過程所需要測量的η個點。再利用測試系統(tǒng)的定流量過程進行逐個測試。全部測試完成后跳出循環(huán)，將測試結(jié)果輸出。實現(xiàn)了性能測試過程的自動化。在試驗過程中，單片機每次測量都將采集的數(shù)據(jù)顯示在單片機顯示器上，實現(xiàn)測試過程可視化。系統(tǒng)采集計算的中間數(shù)據(jù)存儲在單片機外界存儲設(shè)備中。在實驗結(jié)束后，利用配套程序(基于Matlab)對測試結(jié)果進行分析，生成風(fēng)機性能測試恒轉(zhuǎn)速曲線圖和風(fēng)機性能測試報表。同時測試結(jié)果也將存儲在外界存儲設(shè)備中，方便測試者查閱。采用本實用新型的全自動風(fēng)機性能測試系統(tǒng)，可實現(xiàn)風(fēng)機性能參數(shù)的自動采集和處理，數(shù)據(jù)處理精確、可靠，能夠降低勞動強度和有效地避免人為誤差。在測試過程中，實時顯示測量數(shù)據(jù)，方便測試人員觀察測試進程，判斷系統(tǒng)工作狀態(tài)。整個測試過程只需要一個 測試人員即可完成。系統(tǒng)實現(xiàn)了對風(fēng)機性能的定范圍性能測試，只對正常工作范圍進行測試，節(jié)省了測試時間，突出了性能測試的重點。多種結(jié)果處理方式方便、靈活，可滿足不同需求。

圖I全自動風(fēng)機性能測試系統(tǒng)圖中溫度傳感器1，濕度傳感器2，大氣壓力傳感器3，壓力傳感器4，扭矩傳感器5，轉(zhuǎn)速傳感器6，壓差變送器7，風(fēng)機8，錐形進口 9，伺服電機帶流量調(diào)節(jié)閥10，測試流道11，計算機系統(tǒng)12。圖2單片機程序流程圖。圖3風(fēng)機性能試驗報告。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步解釋說明。實施例I首先將需要測試的風(fēng)機安裝到指定位置，通過單片機鍵盤將風(fēng)機標準狀態(tài)的空氣密度、電機轉(zhuǎn)速N、風(fēng)機小流量狀態(tài)體積流量Qmin、風(fēng)機額定狀態(tài)體積流量Qe和測試次數(shù)η通過單片機鍵盤輸入到單片機中，并按下開始測試按鈕。單片機首先完成對性能測試過程的設(shè)定。程序進行如下計算Qtl=(Qe-Qn)/(η-3)
得出單位流量 Qq。令 Qi=Qn-Qci，Q2=Qn，Q3=Qn+Q0.......，Qn-I=Qe. Qn=Qe+ Q。。首先把 Qi 設(shè)定
為為給定值。然后傳感器將采集的數(shù)據(jù)經(jīng)信號處理和A/D轉(zhuǎn)換傳輸?shù)絾纹瑱C中。單片機將此時的設(shè)定值和實時測量的數(shù)據(jù)顯示在顯示器上。如圖2單片機程序流程圖，單片機將采集數(shù)據(jù)進行計算，并轉(zhuǎn)化為標準狀態(tài)下的風(fēng)機流量Q,。Q,再根據(jù)此時的給定值Q1進行PID調(diào)節(jié)。單片機通過控制伺服電機轉(zhuǎn)動，使流量調(diào)節(jié)閥達到指定開度。當(dāng)風(fēng)機流量為Q1時，單片機停止輸出信號，伺服電機停止工作，并由縮進裝置鎖住。單片機將此時連續(xù)采集的數(shù)據(jù)進行比較，當(dāng)連續(xù)測量的數(shù)據(jù)基本不變時，將采集的數(shù)據(jù)分別輸出到PC的顯示器和外界存儲設(shè)備中。然后將Q2設(shè)定為新的給定值，此時由于給定值變化，采集的數(shù)據(jù)和給定值不等，系統(tǒng)再次利用PID調(diào)節(jié)，把風(fēng)機入口流量調(diào)節(jié)為Q2。[0021]當(dāng)以上動作循環(huán)N次后，風(fēng)機性能測試即完畢。此時單片機已經(jīng)將測試所得數(shù)據(jù)依次存儲在外界存儲設(shè)備中，生成TXT格式的文件，并且將實驗時間設(shè)置為文件名稱。數(shù)據(jù)還通過串口傳輸至電腦軟件中。并由配套的軟件對數(shù)據(jù)進行分析，通過最小二乘法擬合生成風(fēng)機恒轉(zhuǎn)速性能曲線圖，并自動生成風(fēng)機性能測試報表。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實用 新型的技術(shù)方案及其實用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種全自動風(fēng)機性能測試系統(tǒng)，其特征在于，包括風(fēng)機(8)、測試流道(11 )、計算機系統(tǒng)(12 )，風(fēng)機(8 )的風(fēng)道連接測試流道(11)，扭矩傳感器(5 )和轉(zhuǎn)速傳感器(6 )安裝在風(fēng)機(8)的電機上，扭矩傳感器(5)和轉(zhuǎn)速傳感器(6)分別與計算機系統(tǒng)(12)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全自動風(fēng)機性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述測試流道內(nèi)側(cè)(11)安裝有壓力傳感器(4)，所述風(fēng)機(8)的風(fēng)道內(nèi)側(cè)安裝有壓差變送器(7)，壓力傳感器(4)與壓差變送器(7)分別與計算機系統(tǒng)(12)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的全自動風(fēng)機性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述計算機系統(tǒng)(12)連接溫度傳感器(I)、濕度傳感器(2)和大氣壓力傳感器(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全自動風(fēng)機性能測試系統(tǒng)其特征在于，所述測試流道(11)設(shè)置錐形進口( 9 )、伺服電機帶流量調(diào)節(jié)閥(10 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4任意一項所述的全自動風(fēng)機性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述計算機系統(tǒng)(12)包括單片機和顯示器。
專利摘要本實用新型公開了一種全自動風(fēng)機性能測試系統(tǒng)，包括風(fēng)機(8)、測試流道(11)、計算機系統(tǒng)(12)，風(fēng)機(8)的風(fēng)道連接測試流道(11)，扭矩傳感器(5)和轉(zhuǎn)速傳感器(6)安裝在風(fēng)機(8)的電機上，扭矩傳感器(5)和轉(zhuǎn)速傳感器(6)分別與計算機系統(tǒng)(12)相連接。所述測試流道內(nèi)側(cè)(11)安裝有壓力傳感器(4)，所述風(fēng)機(8)的風(fēng)道內(nèi)側(cè)安裝有壓差變送器(7)，壓力傳感器(4)與壓差變送器(7)分別與計算機系統(tǒng)(12)相連接。采用本實用新型的全自動風(fēng)機性能測試系統(tǒng)，可實現(xiàn)風(fēng)機性能參數(shù)的自動采集和處理，數(shù)據(jù)處理精確、可靠，能夠降低勞動強度和有效地避免人為誤差。
文檔編號F04B51/00GK202628482SQ20112050802
公開日2012年12月26日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者劉伊凡, 王旭, 王博 申請人:大連海事大學(xué)