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水泵综合性能测试系统


一、概    述
 水泵综合性能测试系统为回转动力泵(离心泵、混流泵、轴流泵)水力性能及汽蚀试验设计,根据GB/T 3216的要求,测量回转动力泵的水力性能和汽蚀试验参数,打印试验报告,绘制各种性能曲线。系统可以完成的测量项目:泵的输入转速、扭矩、进水及出水压力、温度、出水流量、扬程、汽蚀余量、大气温度压力等,可根据国标或用户要求定制输出报表和曲线格式。系统在计算机上构建,所有传感器输出信号通过各种采集卡(转矩转速功率测量卡、A/D卡)直接接入计算机,控制信号由计算机通过各种控制卡(I/O卡、D/A卡)直接控制机构动作。
本系统由控制柜和试验台架组成(图1)。
(一)控制柜
1. 15`触摸屏工业控制计算机
2. 变频器及电机速度控制系统
3. 出口流量控制系统
4. CYT-30扭矩传感器测量系统
5. 智能模拟量采集模块
6. 传感器、控制器电源模块
可外加 打印机
(二)试验台架
1.安装底座机械平台
2.CYT-302扭矩传感器
3.电机
4.活动式水泵装夹架
5.连轴节、支撑架、接线端子
6、各种测量传感器
7、水泵及其辅助系统

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图1:水泵试验测量控制系统示意图

二、功能及技术指标
(一)系统功能
1、系统能对水泵进行性能及汽蚀试验。
2、系统能对水泵的特定点进行测试。
3、系统能实时显示水泵的流量、人口压力、出口压力、速度头、人口温度、出口温度、扬程、转矩、转速、输入功率、输出功率、效率、汽蚀余量以及换算到标准状况下的流量、扬程、输入功率、效率、汽蚀余量等国标要求的测量参数。
4、系统能对一些重要测量参数分别进行上、下限报警,报警值可任意设定。
6、系统可以对测试数据进行连续存储或按使用者的意愿进行选点存储。
7、系统在“选点测量”方式下,能实时显示采集数据和曲线。
8、系统可将测试结果进行性能及汽蚀曲线绘制。
9、系统对于各种参数的设置具有记忆功能,只需输入一次即可。
10、允许数据编辑、修改,系统具有历史数据回放功能。
11、系统可以通过打印机对测试结果进行数据、曲线打印。
12、系统的整个功能具有菜单和快捷键双重操作。
13、系统在WINDOWS环境下运行,界面生动、美观。
(二)技术指标
1、 压力测量精度:±0.5%FS
2、 温度测量精度:±0.5%FS
3、 流量测量精度:  ±0.5%FS
4、 转矩测量精度:优于±1%FS
5、 转速测量精度:  50r/min以上±0.1%, 50r/min以下±0.5%
6、 报警数值范围:任意设定上限和下限。
三、结构概述
1、试验台架:
由安装底座机械平台、测量传感器、电机、待测水泵及其辅助系统、升降机构等组成。(见图2:水泵试验台架示意图,以2000Nm扭矩传感器及配套设备为例)
2、控制柜:
由卧式或立式机柜构成,内部装有15`触摸屏工业控制计算机、出口流量控制系统、变频器及电机速度控制系统、智能模拟量采集模块、CYT-302扭矩传感器测量系统、传感器、控制器电源模块等。

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图2:水泵试验台架示意图

3、流量测量控制系统:(本部分可以根据用户的要求是否加入,用户也可以采用手动调节的方法)

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(1)、由计算机利用D/A模块调整控制器输出电流大小,实现计算机自动加载。
(2)、控制器单元:利用PID调节模块输出电流,进行精确调整。
设定值与反馈相比较,通过比例(P)、积分(I)、微分(D) 调节固态继电器,控制脉宽来调节电流的大小,当设定值保持不变时,电流保持不变(恒流源),由于固态继电器内部采用场效应管做开关元件,无机械动作,不产生电火花干扰,故可靠性高。
4、联轴器:
采用刚性连接(法兰、轴套),从而保证测量精度
5、传感器:
CYT-302扭矩传感器测量水泵输入转速和扭矩,压力传感器、温度传感器、流量传感器测量压力、温度和流量。
6、安装底座、升降机构:
底座采用标准平台,平台上有标准的T型槽,表面光洁。平板的安装不平度小于0.05mm。底座稳固,避免过大震动,否则将造成数据测试不准。
升降机构由20—30mm钢材和M16~M30螺杆螺帽构成。升降时,调节螺帽即可完成。测试时,一定要紧固升降机构,防止过大震动。安装时,根据水泵高度,调节升降钢板。注意同轴度,避免传感器变形而产生的附加弯矩。当存在弯矩时,不仅会降低测试精度,在某些情况下,甚至可能损坏变形轴,具体方法:先连接好水泵,不要紧固水泵底座,用手转动传感器、水泵应平稳,不应有稍微移动。转动时,手感要平稳,如果安装同轴度未达到,调节升降钢板,直至达到要求。最后紧固水泵和升降钢板螺柱。
7、电机转速控制:(本部分可以根据用户的要求是否加入)
电机转速控制由计算机控制变频调速器实现,可以是数字控制接口,也可以是模拟控制接口。
四、系统软件界面

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