基于LabVIEW的泵性能试验检测

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  [摘 要]总结普通泵性能试验公式,以电测法测功和乘系数法计算效率为例,计算分析了普通泵的性能试验数据(扬程计算不计摩阻损失),并将计算的数据按照国家标准GB/T 3216—2005换算到额定转速下,用LabVIEW自带的曲线拟合控件绘制曲线,按照国家标准对绘制的曲线进行评定,确定扬程和流量以及效率的保证是否得到满足,用曲线拟合得到的拟合系数代入LabVIEW自带的求值控件算出流量、扬程、功率和效率的检验值。
  [关键词]泵检测;LabVIEW;曲线拟合;容差十字线
  中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0061-01
  1 引言
  随着我国经济的高速发展,我国的泵行业得到了更迅速的发展,泵产品从设计到制造很大程度上是依靠检测来验证是否合格,分析检测结果用的方法有多种多样,以往泵曲线的曲线拟合多用Visual Basic、MATLAB等工具开发,虽然能满足需求,但存在着开发周期长,实时性差。本文采用了美国NI公司开发的LabVIEW软件来处理,利用LabVIEW自带的控件,能够简单快速的计算出数据并绘制拟合曲线,拟合结果直观、准确、易调试,较以往方法方便很多。
  2 设置基础数据
  在试验中,需要输入计算用到的基础数据,如检验编号、规定转速、规定流量、规定扬程、电机额定效率、重力加速度、效率类型(泵效率或机组效率)、检验精度(1级或2级)、相关容差系数、测功方式(电测法、扭矩仪或MODBUS)、效率计算方法(乘系数法或损耗分析法)、检测项目(水泵性能试验或水泵性能汽蚀试验)等等。
  4 数据计算
  按照上面的计算公式,泵的试验数据和计算数据见表1。表中第1、2、3、4、8列是采集到的数据,Pgr前面的扬程是计算的扬程,Pgr后面的功率是用乘系数法计算出的功率,后三列数据是换算到额定转速下的数据。
  5 绘制曲线
  5.1 画拟合曲线
  将表1中换算到规定转速下的流量Q、扬程H、功率Pa和效率η数据以点的形式画到图上,如图2所示。
  根据数据点的数组大小作曲线拟合,用拟合出来的均方差数组的最小值确定最佳拟合的阶数,求出最佳拟合的拟合系数和最佳的拟合数组。具体程序框图如图1所示。
  图1中是创建的子VI,前面的换算Q和效率是换算的额定转速下的数据的全局变量,使用全局变量,可以减少访问数据库的次数,简化程序,提高程序执行速度。
  5.2 曲线评定[3]
  曲线的评定与容差系数有关,容差系数取决于不同的检验精度。流量、扬程评定:、、分别表示流量、扬程、泵效率的容差系数。保证点、以水平线段和垂直线段作出容差的十字线。如果曲线与垂直线段和/或水平线段相交或至少相切,则认为对扬程和流量的保证得到满足。
  流量、效率评定:效率值由通过规定点的工作点、和坐标轴的原点的直线与测得曲线的交点作一条垂直线与曲线相交得到。如果该点的效率值高于或者至少等于,则认为对效率的保证条件是在容差范围内。
  由图2可以看出该试验对扬程和流量的保证得到满足,对效率的保证条件也是在容差范围内的。
  6 结语
  本文结合实际试验采集的数据,按照国家标准GB/T 3216—2005,应用这些公式计算、分析了性能试验数据。将计算出的数据按照数组大小全部拟合一遍,找出数组中均方差最小的拟合数据和拟合系数,根据拟合系数在横坐标流量数据的最小值和最大值之间插值得到更多的拟合数据,绘制拟合曲线,由于事先不知道采集数据的走向及其规律,所以如果采集到的原始数据不规范,将直接影响拟合曲线的拐点,这是本文需要进一步研究的问题。另外,本文只对普通泵的性能试验的算法和曲线做了研究,普通泵的汽蚀试验计算公式和曲线绘制也需要进一步研究。
  参考文献
  [1] GB/T 3216—2005 ICS 23.080 J 71回转动力泵 水力性能试验验收试验 1级和2级[S],2005.
  作者简介
  李颖(1980-),女,辽宁沈阳人,学士,从事自动化工程工作。
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