風機性能測試系統論文

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  利用風機產生的氣流做介質,可實現清選、分離、加熱烘乾、物料輸送、通風換氣、除塵降溫等多種工作, 以下就是由小編爲您提供的風機性能測試系統

風機性能測試系統論文

  在我國的冶金、有色金屬、化工、建材和煤炭等部門,風機得到了廣泛地應用。爲使風機經常保持在高效區運行,須參照風機性能曲線來選擇風機的運行工況點,因此在風機出廠之前須進行風機性能試驗以準確繪製性能曲線。目前工業通風機的性能試驗多采用手工測量和基於DOS環境的自動測量。採用手工測量,存在人爲的讀數誤差及計算誤差且相關數據不能同時記錄,而基於DOS環境的試驗系統則界面不太友好。爲適應現代試驗技術的`要求,增加實驗過程的穩定性,提高試驗精度和試驗效率,本系統採用LabWindows/CVI開發平臺設計了一套基於Windows環境的風機性能自動檢測與分析系統,該系統能實現風機性能試驗中試驗數據的自動採集與分析,風機轉速及運行工況的自動控制,風機性能曲線的自動繪製及試驗數據存儲、查詢、打印等功能,同時具有直觀方便的人機界面。現場運行結果表明該系統的有效性與優越性。

系統原理與結構

  本系統參照國家標準GB 1236-85《通風機空氣動力性能試驗方法》,採用孔板壓差法測量流量、扭矩法測量功率、變頻調速器改變風機轉速、步進電機控制錐形節流閥調節工況等方法進行通風機出氣風管性能試驗。

  其中dn爲節流孔板的孔徑;ε爲流量係數; 爲膨脹係數;ρ爲風機出口氣體密度;F爲電機與風機之間的扭矩;n爲電機轉速;Pst爲靜壓;Pd爲動壓;A爲風筒面積; 爲有效功率。

  硬件結構及功能 系統硬件主要實現各個物理信號的採集、轉換、放大、整形和處理,該試驗檯硬件主要由風機、電機、風管、傳感器、計算機、數據採集板、變頻調速器等組成,其主要結構形式及信號流程如圖1所示:

  信號採集系統的硬件基礎是486以上的微機和插入主機擴展槽的高性能數據採集板。數據採集板主要完成壓差變送器、靜壓傳感器、扭矩轉速傳感器中各試驗數據的採集和A/D轉換及變頻調速器的頻率調節控制、步進電機的脈衝分配控制等。考慮採樣頻率、輸入輸出精度、A/D與D/A轉換速度和分辨率等各項技術指標,本系統採用美國NI(National Instruments)公司的PCI-6024E型數據採集卡,此板具有A/D、D/A、DIO及時鐘/記數等功能,包括16路模擬輸入,2路模擬輸出,12位轉換精度,模擬採樣頻率可達200k,並具有輸入信號可選放大的功能。

  通風機流量的測量採用壓差變送器(型號爲BC69,精度爲0.5級)將壓差信號轉化爲4—20mA的標準電流信號,送至採集板,靜壓測量採用壓力變送器 (型號爲JYB,精度爲0.5 級)直接將風筒內的靜壓信號轉換爲40-20mA的標準電流信號。扭矩轉速傳感器(型號爲JN338,精度爲0.5)加裝在風機與電機之間將扭矩轉速信號轉換爲頻率信號。接口板將4-20mA的電流信號轉化爲0-5V的電壓信號,並送至數據採集板,實現試驗數據的採集。同時數據採集板還承擔着控制風機轉速和流量調節的任務,它把計算機給定的轉速信號,轉化爲0-5V的電壓信號,加載到變頻調速器上(型號爲FR-A540-1.5K-CH),通過電壓的變化,使變頻器輸出的電壓頻率發生變化,從而控制交流電機的轉速,實現通風機轉速的調節。風機流量的調節採用步進電機帶動滾珠絲槓副改變錐形調節器與風筒的相對位置來實現。應用數據採集板的三個數字I/O口,輸出三相脈衝,來控制步進電機的旋轉角度,從而控制絲槓的移動距離來調節風機流量的大小。爲保證測量精度,除選用高精度的傳感器及數據採集板外,系統從各個環節考慮了抗干擾特性,如數據採集板採用雙端差分輸入方式,消除共模干擾;處理好信號、儀表的接地且在軟件中採用數字濾波技術等。