一種基于無線通信的風(fēng)機(jī)效率在線測量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于無線通信的風(fēng)機(jī)效率在線測量裝置，包括測量主機(jī)、無線網(wǎng)絡(luò)模塊、電功率測量模塊和風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊；風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊由地面測量模塊和風(fēng)機(jī)全壓測量模塊組成；地面測量模塊用于測量大氣溫度和大氣壓力，風(fēng)機(jī)全壓測量模塊用于測量風(fēng)機(jī)進(jìn)出口的靜壓、動(dòng)壓和全壓；測量主機(jī)分別通過無線網(wǎng)絡(luò)模塊與電功率測量模塊和風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊配接，測量主機(jī)與電功率測量模塊和風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，在線測量風(fēng)機(jī)的效率。其優(yōu)點(diǎn)是，設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)小巧、組件模塊化、攜帶方便，現(xiàn)場使用時(shí)采用無線通信，易于布線安裝，能夠方便、快速、準(zhǔn)確地測量風(fēng)機(jī)的效率，為風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行和能效監(jiān)測提供了依據(jù)。
【專利說明】—種基于無線通信的風(fēng)機(jī)效率在線測量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)機(jī)效率測量裝置，特別是一種基于無線通信的風(fēng)機(jī)效率在線測量裝置，其屬于風(fēng)機(jī)效率測量領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，效率是風(fēng)機(jī)最基本的特征參數(shù)，是衡量風(fēng)機(jī)技術(shù)先進(jìn)性、安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要指標(biāo)。風(fēng)機(jī)效率定義為風(fēng)機(jī)的輸出功率和輸入功率之比。一般來說，風(fēng)機(jī)輸出功率可通過風(fēng)量的測量間接求出，而風(fēng)機(jī)的輸入功率則以電動(dòng)機(jī)傳遞到風(fēng)機(jī)上的軸功率為依據(jù)。現(xiàn)在對電動(dòng)機(jī)的軸功率測定一般采用轉(zhuǎn)矩儀測量法或銘牌參數(shù)法進(jìn)行；據(jù) 申請人:所知，轉(zhuǎn)矩儀測量法雖然精度較高，但是現(xiàn)場實(shí)施較為困難，銘牌參數(shù)法誤差很大，難以滿足對風(fēng)機(jī)性能評價(jià)的要求。因此，要得到準(zhǔn)確的風(fēng)機(jī)效率，通常將電動(dòng)機(jī)與風(fēng)機(jī)作為整體來考慮計(jì)算，即風(fēng)機(jī)效率為風(fēng)機(jī)的輸出功率和電動(dòng)機(jī)的輸入功率之比。中國頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15913-2009《風(fēng)機(jī)機(jī)組與管網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測》明確規(guī)定了風(fēng)機(jī)機(jī)組與供風(fēng)管網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測方法和考核指標(biāo)，為正確使用風(fēng)機(jī)、提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率提供了依據(jù)。如何快速、準(zhǔn)確、便捷地測量風(fēng)機(jī)效率、監(jiān)視風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)以及指導(dǎo)風(fēng)機(jī)用戶進(jìn)行節(jié)能降耗改造的技術(shù)，一直是風(fēng)機(jī)行業(yè)關(guān)注的技術(shù)研究課題之一。
[0003]中國專利文獻(xiàn)CN201531404U (申請?zhí)?200920034666.3)公開的《一種風(fēng)機(jī)效率測試裝置》，其技術(shù)特征在于:在標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)道與被測風(fēng)機(jī)之間設(shè)有測量環(huán)，被測風(fēng)機(jī)放置于重力平衡支撐機(jī)構(gòu)上的4個(gè)可自由旋轉(zhuǎn)的滾輪上，重力平衡支撐機(jī)構(gòu)底部置于軸向安裝的2個(gè)直線軸承上，2個(gè)直線軸承安裝在連接液壓升降測試臺(tái)上；所述的液壓升降測試臺(tái)平臺(tái)與裝置底部之間設(shè)有4根立柱，裝置底部下端由2個(gè)支撐腳和2個(gè)萬向輪支撐，一端設(shè)有液壓調(diào)整機(jī)構(gòu)。該專利文獻(xiàn)在原理上和實(shí)現(xiàn)方法上為風(fēng)機(jī)效率測量提供了值得借鑒的新思路、新方法，但是 申請人:通過研究發(fā)現(xiàn)，其公開的技術(shù)內(nèi)容僅局限于小型風(fēng)機(jī)效率的測試，而且存在的不足之處是現(xiàn)場對風(fēng)機(jī)效率進(jìn)行測試實(shí)施起來比較困難。
[0004]除此此外， 申請人:通過檢索，查閱到2001年發(fā)表在《儀器儀表學(xué)報(bào)》上的題目為《風(fēng)機(jī)效率測試儀的研制》的文章。據(jù)該文章介紹，由于電動(dòng)機(jī)的控制配電柜距離風(fēng)機(jī)進(jìn)出口較遠(yuǎn)，電動(dòng)機(jī)輸入?yún)?shù)和風(fēng)機(jī)壓力參數(shù)不能同時(shí)測量，因此，采用了先測風(fēng)機(jī)壓力參數(shù)即風(fēng)機(jī)輸出功率，再測電動(dòng)機(jī)輸入有功功率，并自動(dòng)計(jì)算出風(fēng)機(jī)效率的辦法，但是， 申請人:認(rèn)為這種測量方法必須在電動(dòng)機(jī)和風(fēng)機(jī)工況基本相同的條件下進(jìn)行，否則將會(huì)產(chǎn)生一些誤差，達(dá)不到該文章所述的效果。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，進(jìn)行改進(jìn)，以克服現(xiàn)場測量中存在的難題，提出并研究一種基于無線通信的風(fēng)機(jī)效率在線測量裝置。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是，包括測量主機(jī)和無線網(wǎng)絡(luò)模塊，其特征在于，采用了電功率測量模塊和風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊；電功率測量模塊用于實(shí)時(shí)測量電動(dòng)機(jī)輸入功率；風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊用于測量風(fēng)機(jī)輸出功率；風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊由地面測量模塊和風(fēng)機(jī)全壓測量模塊組成；地面測量模塊用于測量大氣溫度和大氣壓力，風(fēng)機(jī)全壓測量模塊用于測量風(fēng)機(jī)進(jìn)出口的靜壓、動(dòng)壓和全壓；通過無線網(wǎng)絡(luò)模塊測量主機(jī)分別與電功率測量模塊和風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊配接，測量主機(jī)通過無線網(wǎng)絡(luò)模塊與電功率測量模塊和風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，在線測量風(fēng)機(jī)的效率。
[0007]其特征在于，測量主機(jī)采用單片機(jī)。
[0008]其特征在于，測量主機(jī)采用計(jì)算機(jī)或工控機(jī)。
[0009]其特征在于，測量主機(jī)采用嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
[0010]其特征在于，測量主機(jī)采用無線通信接入無線網(wǎng)絡(luò)，測量主機(jī)通過無線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)模塊與電功率測量模塊和風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊配接。
[0011]其特征在于，測量主機(jī)通過無線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)模塊與電功率測量模塊和風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0012]其特征在于，電功率測量模塊和與其配接的一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)模塊放置在電動(dòng)機(jī)配電柜旁邊。其特征在于，風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊和與其配接的另一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)模塊放置在風(fēng)機(jī)旁邊。
[0013]其特征在于，電功率測量模塊由信號(hào)調(diào)理A/D轉(zhuǎn)換單元、液晶顯示單元、微處理器、指示燈、按健、存貯器、串口通信接口組成；微處理器分別與信號(hào)調(diào)理A/D轉(zhuǎn)換單元、液晶顯示單元、指示燈、按鍵、存貯器、串口通信接口配連。
[0014]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)小巧、組件模塊化、攜帶方便，現(xiàn)場使用時(shí)采用無線通信，易于布線安裝，能夠方便、快速、準(zhǔn)確地測量風(fēng)機(jī)的效率。本實(shí)用新型解決了由于電動(dòng)機(jī)的配電柜距離風(fēng)機(jī)進(jìn)出口較遠(yuǎn)，電動(dòng)機(jī)輸入功率和風(fēng)機(jī)壓力參數(shù)不能同時(shí)測量的難題，實(shí)現(xiàn)了在線測量風(fēng)機(jī)的效率，為風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行和能效監(jiān)測提供了依據(jù)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1、本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2、本實(shí)用新型采用的電功率測量模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3、本實(shí)用新型采用的風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:1、測量主機(jī)；2、電功率測量模塊；3、風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊；4、風(fēng)機(jī)全壓測量模塊；5、地面測量模塊；6、無線網(wǎng)絡(luò)模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面，結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0020]如圖1、圖2、圖3所示，本實(shí)用新型包括測量主機(jī)1、電功率測量模塊2、風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊3和無線網(wǎng)絡(luò)模塊6。測量主機(jī)I分別通過無線網(wǎng)絡(luò)模塊6與電功率測量模塊2和風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊3配接，電功率測量模塊2和與其配接的一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)模塊6放置在電動(dòng)機(jī)配電柜旁邊或者電動(dòng)機(jī)配電柜附近，用于實(shí)時(shí)測量電動(dòng)機(jī)輸入功率。風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊3和與其配接的另一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)模塊6放置在風(fēng)機(jī)旁邊或者風(fēng)機(jī)附近。風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊3由風(fēng)機(jī)全壓測量模塊4和地面測量模塊5組成。其中，風(fēng)機(jī)全壓測量模塊4用于測量風(fēng)機(jī)進(jìn)出口處的靜壓、動(dòng)壓和全壓；地面測量模塊5用于測量大氣溫度和大氣壓力。測量主機(jī)I采用無線通信接入無線網(wǎng)絡(luò)。測量主機(jī)I通過無線網(wǎng)絡(luò)配連無線網(wǎng)絡(luò)模塊6，測量主機(jī)通過無線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)模塊與電功率測量模塊和風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊配接。
[0021]測量主機(jī)I通過無線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)模塊6與電功率測量模塊2和風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊3相互進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，在線測量風(fēng)機(jī)的效率，實(shí)時(shí)監(jiān)測風(fēng)機(jī)的工作情況。
[0022]測量主機(jī)I采用單片機(jī)，或者采用計(jì)算機(jī)或工控機(jī)，或者采用嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
[0023]如圖2所示，本實(shí)用新型采用的電功率測量模塊2由信號(hào)調(diào)理A/D轉(zhuǎn)換單元、液晶顯示單元、微處理器、指示燈、按健、存貯器、串口通信接口組成；微處理器分別與信號(hào)調(diào)理A/D轉(zhuǎn)換單元、液晶顯示單元、指示燈、按鍵、存貯器、串口通信接口配連，組合在一起。為便于現(xiàn)場快速布線，電功率測量模塊2采用電壓探頭和鉗形電流互感器，電功率測量模塊2通過采用的電壓探頭和鉗形電流互感器實(shí)時(shí)采集電動(dòng)機(jī)輸入端的電壓信號(hào)和電流信號(hào)，計(jì)算電動(dòng)機(jī)輸入端的電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率、無功功率等多個(gè)參數(shù)，然后通過串口通信接口和與其配接的無線網(wǎng)絡(luò)模塊6將這些參數(shù)傳送給測量主機(jī)I。
[0024]如圖3所示，本實(shí)用新型采用的風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊3包括有溫度傳感器、壓力傳感器、畢托管、微壓計(jì)、信號(hào)調(diào)理A/D轉(zhuǎn)換單元、液晶顯示單元、微處理器、指示燈、按鍵、存貯器、串口通信接口組成。其中，地面測量模塊5通過溫度傳感器和壓力傳感器測量大氣溫度和大氣壓力，風(fēng)機(jī)全壓測量模塊4通過風(fēng)機(jī)進(jìn)出口處的畢托管和微壓計(jì)測量風(fēng)機(jī)進(jìn)出口處的靜壓、動(dòng)壓和全壓。風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊3根據(jù)上述測量參數(shù)計(jì)算測量點(diǎn)處的氣體密度、氣體流量、風(fēng)機(jī)輸出功率，最后通過與其配接的無線網(wǎng)絡(luò)模塊6將這些參數(shù)傳送給測量主機(jī)I。
[0025]測量主機(jī)I通過無線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)模塊6與電功率測量模塊2和風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊3進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，并根據(jù)兩者同一時(shí)刻的測量數(shù)據(jù)計(jì)算風(fēng)機(jī)的效率。
[0026]無線網(wǎng)絡(luò)模塊6采用現(xiàn)有的設(shè)備，如ZigBee、GPRS、CDMA等無線網(wǎng)絡(luò)裝置，只要能進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)裝置均可以`。無線網(wǎng)絡(luò)裝置具備與電功率測量模塊和風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊連接的接口，可以選擇的接口有RS-232接口、RS-485接口、CAN接口或者以太網(wǎng)接口等。
[0027]本實(shí)用新型依據(jù)現(xiàn)行的風(fēng)機(jī)效率測量標(biāo)準(zhǔn)GB/T15913-2009《風(fēng)機(jī)機(jī)組與管網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測》規(guī)定的測試方法及計(jì)算公式對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、計(jì)算和處理。
[0028]本實(shí)用新型在使用中涉及的相關(guān)參數(shù)包括有:
[0029]( I)電動(dòng)機(jī)輸入功率巧:
[0030]
P1 =Xcos φ
[0031]其中:C/為輸入線電壓；/為輸入線電流；cosi?為功率因數(shù)。
[0032](2)風(fēng)機(jī)輸出功率-pyP:
[0033]
= Qx P
[0034]其中:Q為風(fēng)機(jī)流量；P為風(fēng)機(jī)全壓。[0035](3)風(fēng)機(jī)效率P:
[0036]
【權(quán)利要求】
1.一種基于無線通信的風(fēng)機(jī)效率在線測量裝置，包括測量主機(jī)和無線網(wǎng)絡(luò)模塊，其特征在于，采用了電功率測量模塊(2)和風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊(3);電功率測量模塊(2)用于實(shí)時(shí)測量電動(dòng)機(jī)輸入功率；風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊(3)用于測量風(fēng)機(jī)輸出功率；風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊(3)由地面測量模塊(5)和風(fēng)機(jī)全壓測量模塊(4)組成；地面測量模塊(5)用于測量大氣溫度和大氣壓力，風(fēng)機(jī)全壓測量模塊(4)用于測量風(fēng)機(jī)進(jìn)出口的靜壓、動(dòng)壓和全壓；通過無線網(wǎng)絡(luò)模塊(6)測量主機(jī)(I)分別與電功率測量模塊(2)和風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊(3 )配接，測量主機(jī)(I)通過無線網(wǎng)絡(luò)模塊(6 )與電功率測量模塊(2 )和風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊(3)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，在線測量風(fēng)機(jī)的效率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線通信的風(fēng)機(jī)效率在線測量裝置，其特征在于，測量主機(jī)(I)采用單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線通信的風(fēng)機(jī)效率在線測量裝置，其特征在于，測量主機(jī)(I)采用嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線通信的風(fēng)機(jī)效率在線測量裝置，其特征在于，測量主機(jī)(I)采用計(jì)算機(jī)或工控機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線通信的風(fēng)機(jī)效率在線測量裝置，其特征在于，測量主機(jī)(I)采用無線通信接入無線網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)絡(luò)通過無線網(wǎng)絡(luò)模塊(6)使測量主機(jī)(I)與電功率測量模塊(2)和風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊(3)配接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于無線通信的風(fēng)機(jī)效率在線測量裝置，其特征在于，測量主機(jī)(I)通過無線網(wǎng)絡(luò)與電功率測量模塊(2 )和風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊(3 )進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線通信的風(fēng)機(jī)效率在線測量裝置，其特征在于，電功率測量模塊(2)和與其配接的一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)模塊(6)放置在電動(dòng)機(jī)配電柜旁邊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線通信的風(fēng)機(jī)效率在線測量裝置，其特征在于，風(fēng)機(jī)輸出功率測量模塊(3)與其配接的另一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)模塊(6)放置在風(fēng)機(jī)旁邊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線通信的風(fēng)機(jī)效率在線測量裝置，其特征在于，電功率測量模塊(2)由信號(hào)調(diào)理A/D轉(zhuǎn)換單元、液晶顯示單元、微處理器、指示燈、按健、存貯器、串口通信接口組成；微處理器分別與信號(hào)調(diào)理A/D轉(zhuǎn)換單元、液晶顯示單元、指示燈、按鍵、存貯器、串口通信接口配連。
【文檔編號(hào)】F04D27/00GK203441798SQ201320443767
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月24日
【發(fā)明者】王偉, 劉飛, 涂選益 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司