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植保机械用风机性能自动测试系统

2012-7-8 20:04 浏览次数:757 我来说两句(0)
 FMSCAT植保机械用风机性能自动测试系统采用VB软件开发,基于W indows界面,具有良好的可视化人机界面,实现数据实时显示,自动采集、处理和保存试验数据,自动绘制风机的有因次性能曲线和无因次特性曲线,并生成试验报告。
  风机在植保机械上应用广泛,风机的性能直接影响风送式植保机械的雾滴穿透能力、射程以及雾化性能。
  国内在植保机械上所用的风机还没有形成系列,甚至找不到适合的模型风机,这时就要用理论计算法进行设计。
  由于理论设计不够精确,通常要经过试验进行修正,因而风机性能试验工作尤为重要。
  但目前植保机械用风机性能测试装置几乎为空白,现在选用的轴流风机均为工业用风机,没有专业的试验装置测试其性能,自行设计改进风机受到了限制,且工业用风机出厂所做的均为进气性能试验,而植保机械用风机更关注风机的出气性能,使得植保机械对风机的选型非常困难,选型不准确,直接影响了风送式喷雾机的防治效果。
  因此,本文针对当前国内植保机械用风机性能测试系统的现状和风送式喷雾机的开发设计需要,设计开发了FMSCAT风机性能测试系统,为植保机械用风机的选型提供试验装置,并为植保机械专用风机的设计开发奠定基础。
  测试试验装置按GB /T1236-2000标准可分为4种试验装置类型:A型为自由进口、自由出口;B型为自由进口、管道出口;C型为管道进口、自由出口;D型为管道进口、管道出口。
  般情况下,引风机:进气试验(负压工作),抽风,出气口通向大气鼓风机;出气试验(正压工作),送风,进气口通向大气。
  进行风机性能试验,应以试验装置尽可能接近风机实际使用情况为宜。根据植保机械用风机的特点,本文设计的风机性能测试系统采用带防涡流装置的B型出气试验装置。
  图1B型出气试验装置示意图风机性能测试系统采用V型锥节流装置测量流量。V型锥节流装置是通过悬在管道中心处的锥体来改变流体的流态,锥体位于管道中心处,锥体改善流速分布轮廓使流体加速流动,从而在锥体尾部产生低压。
  V型锥通过位于管壁的高压取压孔和锥体尾部的低压取压孔来得出差压值,根据伯努利方程式,依据差压值得出流体的流量。其量程比宽为15: 1,相对压损仅为孔板的1/2~1/3。
  测试原理原理FMSCAT植保机械用风机性能自动测试系统采用变频器调速,扭矩转速传感器测量扭矩和转速,采用V锥节流装置测量流量,在风管出口处安装锥形导流体,步进电机带动丝杠移动实现风管出口气流流量的变化,应用PLC、步进电机、行程开关和位移传感器实现闭环调节工况。
  风机性能自动测试系统的组成文件存放在D: \FMSCAT子目录下的主要文件(文件路径可由用户在安装时自定):FMSCAT. exe风机试验程序DBManage. exe FMSCAT数据库管理器程序(中文简体)FansReport. xls风机性能试验记录表(空白表)Sysaccu. dat仪表精度数据文件Sysconf. dat系统配置数据文件Sysfact. dat仪表系数数据文件SysflowC. dat流量计流出系数数据文件ZLF. dat轴流风机试验数据文件ZLF_test. dat轴流风机额定参数及试验条件数据文件LXF. dat离心风机试验数据文件LXF_test。
  离心风机额定参数及试验条件数据文件ctrlcode. dat设备及输出控制码数据文件FANTypeTestD.mdb风机性能试验数据库文件(原始文件,无数据)在程序执行过程中,程序默认以试验编号建立文件名,生成数据文件(*. dat)、数据库文件(FANTy-peTestD.mdb)、数据表格文件(*. xls)和试验曲线文件(* curve. jpg),都保存在目录".. \data\"中。
  数据采集系统目前,风机的性能试验大多采用手工测量,这种方法测量精度和效率低,并且无法实现实时监控。本文开发一套计算机实时采集系统,采用计算机采集数据,增加试验过程中的稳定性,避免人为的读数误差,实时采集数据,从而也提高了试验精度和效率。
  微型计算机是FMSCAT系统的中枢,指挥系统正确、可靠地工作。采用RS232通信方式,实现数据的交换和命令的传递。
  系统通过插在计算机内的脉冲量计数计时卡和PLC可编程控制器输出脉冲量,调节风门的开度来改变试验工况。
  系统可自动采集压力、压差、转速、温度、湿度、大气压力、功率、扭矩和噪声等参数。采集参数均通过二次仪表放入RS232串口与计算机连接,编程使用MSComm控件。数据自动采集系统框图见图3所示。
  图3 数据自动采集系统框图试验前,将被测试风机的额定参数(流量、压力、转速、扭矩和功率等)、试验项目、与之相应的试验条件以及仪表系数人工键入试验条件设置窗体(如图4所示)以及试验参数的实时显示与采集窗体(如图5所示)。
  计算每个工况点的计算由几部分组成:试验环境空气密度和空气粘度风机使用功率;质量流量计算;风机进口压力和容积流量;风机出口压力;风机压力;压缩性系数及风机单位质量功;风机空气功率和效率;规定条件下的性能参数计算;无因次性能参数计算。
  数据处理实测数据经过试验数据处理程序,数据管理系统包括试验数据管理、试验报告管理和传感器数据库管理,每次试验可自动生成采用Access数据库格式(*.mdb)的数据库文件,创建风机测试数据库,实现了历史数据与试验报告的查询、修改和删除。通过编辑传感器数据库来实现传感器的参数修改和传感器的系数更换,而不用修改控制程序。
  结论本文针对植保机械用风机开发的一套基于W in-dows界面的风机性能自动测试系统,实现了测试参数的实时显示、测试数据的实时处理、自动绘制被测风机效率、静压效率、全压、静压、动压、功率、噪声与流量的有因次性能曲线和无因次特性曲线,自动生成试验报告,并可对试验报告进行编辑、修改和打印输出,易学易用,费用低,界面功能强大,实用性强。


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