風機效能測試系統論文

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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, 以下就是由小編為您提供的風機效能測試系統

風機效能測試系統論文

  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。為使風機經常保持在高效區執行,須參照風機效能曲線來選擇風機的執行工況點,因此在風機出廠之前須進行風機效能試驗以準確繪製效能曲線。目前工業通風機的效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,存在人為的讀數誤差及計算誤差且相關資料不能同時記錄,而基於DOS環境的試驗系統則介面不太友好。為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環境的風機效能自動檢測與分析系統,該系統能實現風機效能試驗中試驗資料的自動採集與分析,風機轉速及執行工況的自動控制,風機效能曲線的自動繪製及試驗資料儲存、查詢、列印等功能,同時具有直觀方便的人機介面。現場執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《通風機空氣動力效能試驗方法》,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效能試驗。

  其中dn為節流孔板的孔徑;ε為流量係數; 為膨脹係數;ρ為風機出口氣體密度;F為電機與風機之間的扭矩;n為電機轉速;Pst為靜壓;Pd為動壓;A為風筒面積; 為有效功率。

  硬體結構及功能 系統硬體主要實現各個物理訊號的採集、轉換、放大、整形和處理,該試驗檯硬體主要由風機、電機、風管、感測器、計算機、資料採集板、變頻調速器等組成,其主要結構形式及訊號流程如圖1所示:

  訊號採集系統的硬體基礎是486以上的微機和插入主機擴充套件槽的高效能資料採集板。資料採集板主要完成壓差變送器、靜壓感測器、扭矩轉速感測器中各試驗資料的採集和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。考慮取樣頻率、輸入輸出精度、A/D與D/A轉換速度和解析度等各項技術指標,本系統採用美國NI(National Instruments)公司的PCI-6024E型資料採集卡,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,模擬取樣頻率可達200k,並具有輸入訊號可選放大的功能。

  通風機流量的測量採用壓差變送器(型號為BC69,精度為0.5級)將壓差訊號轉化為4—20mA的標準電流訊號,送至採集板,靜壓測量採用壓力變送器 (型號為JYB,精度為0.5 級)直接將風筒內的靜壓訊號轉換為40-20mA的標準電流訊號。扭矩轉速感測器(型號為JN338,精度為0.5)加裝在風機與電機之間將扭矩轉速訊號轉換為頻率訊號。介面板將4-20mA的電流訊號轉化為0-5V的電壓訊號,並送至資料採集板,實現試驗資料的採集。同時資料採集板還承擔著控制風機轉速和流量調節的任務,它把計算機給定的轉速訊號,轉化為0-5V的電壓訊號,載入到變頻調速器上(型號為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。應用資料採集板的三個數字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。為保證測量精度,除選用高精度的感測器及資料採集板外,系統從各個環節考慮了抗干擾特性,如資料採集板採用雙端差分輸入方式,消除共模干擾;處理好訊號、儀表的接地且在軟體中採用數字濾波技術等。