基于虛擬儀器的水泵性能多功能檢測(cè)與處理系統(tǒng)的研究.pdf

1、水泵是在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活中廣泛使用的流體機(jī)械產(chǎn)品，其性能參數(shù)的檢測(cè)與處理關(guān)系到其工作的可靠性與穩(wěn)定性。在使用時(shí)，必須參照其性能曲線(xiàn)來(lái)選擇水泵，并確定其運(yùn)行工作點(diǎn)，才能使水泵保持在高效率區(qū)運(yùn)行，從而充分發(fā)揮水泵的效能。此外，就水泵性能進(jìn)行檢測(cè)和處理對(duì)于正確選擇、使用、保養(yǎng)水泵和開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品等都具有重要的科研和實(shí)用意義。
　　 采用美國(guó)NI公司的LabVIEW7.1虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了水泵性能參數(shù)采集軟硬件系統(tǒng)，編寫(xiě)了水泵性能

2、數(shù)據(jù)采集、檢測(cè)和處理程序，組建成功了一套完整的基于LabVIEW7.1軟件的水泵性能多功能檢測(cè)與處理系統(tǒng)；并用武漢農(nóng)業(yè)水泵廠(chǎng)生產(chǎn)的11/2B17離心式清水泵進(jìn)行了具體工況下的流量和揚(yáng)程、流量和軸功率、流量和效率等特性的試驗(yàn)研究；利用EXCEL和MATLAB軟件分析處理了水泵的性能特點(diǎn)、描繪了其性能曲線(xiàn)。
　　 在相同條件下，再采用傳統(tǒng)試驗(yàn)法對(duì)水泵性能進(jìn)行檢測(cè)和處理，得到其性能參數(shù)的數(shù)據(jù)，并得出性能曲線(xiàn)和函數(shù)關(guān)系式。在此基礎(chǔ)上，利

3、用MATLAB軟件將兩種方法檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行處理和比較，從而對(duì)開(kāi)發(fā)的水泵性能多功能檢測(cè)與處理虛擬儀器系統(tǒng)的質(zhì)量和效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。主要結(jié)論如下：
　　 1.基于水泵性能檢測(cè)相關(guān)理論，采用LabVIEW7.1虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)研制了一套水泵性能多功能檢測(cè)與處理系統(tǒng)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)采用了模塊化結(jié)構(gòu)，具有先進(jìn)、快速、方便、準(zhǔn)確等一系列優(yōu)點(diǎn)。其硬件系統(tǒng)由流量傳感器、壓力變送器、霍爾傳感器、扭矩測(cè)量?jī)x、NISCB-68接線(xiàn)盒、PCI-6040E

4、同步數(shù)據(jù)采集卡和PC機(jī)等構(gòu)成；測(cè)試軟件系統(tǒng)包括水泵性能數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)檢測(cè)和處理等模塊。
　　 2.開(kāi)發(fā)的水泵性能檢測(cè)與處理系統(tǒng)運(yùn)用計(jì)算機(jī)和虛擬儀器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水泵性能參數(shù)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、快捷、準(zhǔn)確的采集，從而降低了測(cè)試成本、并縮短了測(cè)試時(shí)間。
　　 3.充分運(yùn)用PC-DAQ方式可以比較好地滿(mǎn)足系統(tǒng)運(yùn)算速度快，處理效率高，算法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要處理的數(shù)據(jù)量大等要求，并利用LabVIEW7.1軟件對(duì)運(yùn)算結(jié)構(gòu)要求相對(duì)簡(jiǎn)單的處理優(yōu)勢(shì)，使

5、得水泵性能檢測(cè)與處理系統(tǒng)通用性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)靈活。
　　 4.水泵性能檢測(cè)與處理系統(tǒng)將硬軟件技術(shù)特點(diǎn)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量水泵性能數(shù)據(jù)顯示、采集、存儲(chǔ)及智能控制，測(cè)試精度高，克服了傳統(tǒng)的測(cè)試水泵性能系統(tǒng)不穩(wěn)定及人工測(cè)試與處理誤差，測(cè)試效率有比較大的提高，實(shí)現(xiàn)了水泵性能檢測(cè)與處理的高自動(dòng)化、高精度和多功能化。
　　 5.搭建的水泵性能試驗(yàn)平臺(tái)使用方便；硬件系統(tǒng)緊湊合理；系統(tǒng)軟件的實(shí)用性強(qiáng)，操作界面友好，運(yùn)用簡(jiǎn)單、便捷、省時(shí)。在實(shí)際

6、應(yīng)用中，水泵性能檢測(cè)系統(tǒng)能自動(dòng)生成數(shù)據(jù)表格，測(cè)試水泵性能數(shù)據(jù)自動(dòng)保存在文本文件中，為水泵性能檢測(cè)和處理找到了一條先進(jìn)、準(zhǔn)確、便捷的方法，具有比較好的推廣使用價(jià)值。
　　 6.用開(kāi)發(fā)的虛擬儀器系統(tǒng)進(jìn)行了水泵性能檢測(cè)與處理的試驗(yàn)研究，對(duì)水泵的流量和揚(yáng)程、流量和軸功率、流量和效率等關(guān)系特性進(jìn)行了試驗(yàn)分析，結(jié)果表明：
　　 ①水泵的流量（x代Q）和揚(yáng)程（y代H）關(guān)系特性為y=-0.0195x2-0.3195x+13.026；

7、r>　　 ②水泵的流量（x代Q）和軸功率（y代N軸）關(guān)系特性為y=0.0013x2+0.0045x+0.7959；
　　 ③水泵的流量（x代Q）和效率（y代η）關(guān)系特性為y=-1.0415x2+20.975x-16.694。
　　 7.進(jìn)行了水泵性能的傳統(tǒng)試驗(yàn)法研究，在和虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試水泵的同樣條件下對(duì)水泵流量和揚(yáng)程、流量和軸功率、流量和效率等特性關(guān)系進(jìn)行了基于傳統(tǒng)試驗(yàn)法的試驗(yàn)分析，結(jié)果表明：
　　 ①水

8、泵的流量（x代Q）和揚(yáng)程（y代H）關(guān)系特性為y=-0.0191x2-0.3303x+12.865；
　　 ②水泵的流量（x代Q）和軸功率（y代N軸）關(guān)系特性為y-0.0014x2+0.0034x+0.7725；
　　 ③水泵的流量（x代Q）和效率（y代η）關(guān)系特性為y=-1.0357x2+20.847x-16.89。
　　 8.將以上函數(shù)關(guān)系式分別導(dǎo)入到MATLAB軟件中，在同一個(gè)坐標(biāo)系中分別繪制出水泵的流量和揚(yáng)