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（答辩稿）基于LabVIEW的风机性能远程测试系统的研究设计（CAD图纸+DOC论文）

基于的风机性能远程测试系统的研究设计摘要步进电机传感器数据采集卡信号调理电路和通用计算机机等，主要完成风机工况的调节和风机各性能参数的采集等工作。虚拟测试系统的硬件组成如图.所示。大气温度湿度压力键盘图.虚拟测试系统的硬件结构在该系统中，试验的结构参数环境参数以及些初始参数由用户设置并保存以待查看和调用。各个传感器检测各路试验数据经调理电路后由卡传入到计算机中，系统软件对各采集信号进行计算处理，将其作为风机性能参数保存下来。当用户发出指令改变风机运转工况时，由工况调节装置来实现流量的调节。工况设定以后，重复上述信号采集处理过程，直至检测全部工况的试验数据，最后运用最小二乘法拟合试验数据，绘制风机性能曲线。.风机工况调节装置的设计风机性能试验是在定转速下改变风机工况，即在改变风管中气流流量的情况下进行的，是通过测量出多个工况点的参数而绘制出风机的性能曲线。本系统采用自行设计的旋转挡板装置，在风机进口处安装圆形挡板，通过步进电机拖动圆形挡板旋转来实现风管进口大小的变化，从而实现风机工况的调节。结构设计为实现风管进口气流流量的调节，即风机工况的调节，本系统设计旋转挡板装置。旋转挡板的结构简图如图.所示。在风管进口处安装圆形挡板，步进电机通过减速器带动圆形挡板的转动，实现挡板与风管进口处孔隙的变化，即实现流量的变化。减速器风管圆形挡板联轴器步进电机图.旋转挡板的结构简图风机工况调节的过程风机的工作流程如图.所示，由卡上的脉冲输出口输出脉冲信号加于数字电路板，控制步进电机的步进角度正反转及步进速度数字电路板用于脉冲分配和步进电机的驱动将减速器加于步进电机与旋转挡板之间，用于防止风机运行过程中由于风力过大使挡板产生转动。通过编程，控制脉冲信号的个数和正反转信号，当用户发出指令改变风机运转工况时，机通过卡输出电压信号，此电压信号再经过电路转换，驱动步进电机使其转过设定的角度，控制旋转挡板的转动，这样就实现风机由工况到工况的调节，从而实现了流量的调节，其旋转挡板在各工况下的转动情况如图.所示。图.旋转挡板的工作流程图.圆形挡板各工况下的转动位置步进电机的控制以上风机工况的调节是利用圆形挡板旋转不同的角度而实现气流流量的调节，而挡板的旋转角度是由步进电机来控制的。当系统将个电脉冲信号加到步进电机定子绕组时，转子就转步当电脉冲按相序加到电机时，转子沿方向转动的步数就等于电脉冲的个数。因此，改变输入脉冲的数目就能控制步进电机转子机械位移的大小改变输入脉冲的通电相序，就能控制转子位移的方向，实现位置的控制。当电脉冲按相序连续加到步进电机时，转子以正比于电脉冲频率的转速沿方向旋转。因此，改变电脉冲的频率大小和通电相序，就可控制步进电机的转速和方向。步进电机的选择由于本系统是通过改变挡板的旋转角度来实现流量调节的，所以精度要求不是很高。步进电机的选择般由步距角静力矩及电流三大要素来决定,。步进电机的个显著特点是步距角固定，目前步进电机的步距角般有五相电机二四相电机.三相电机，由于精度要求不高，本系统选用.的步进电机。本流量调节装置中负载为减速器和旋转挡板，转矩在.•之间。根据实际要求，选择电流为.的电机。电机的工作方式有三拍和六拍，由其频率特性知道六拍的频率特性好过三拍的。综合各方面因素，本系统选用三相六拍反应式步进电机，其型号为，其参数如表所示。表步进电机的参数相数步距角电压电流转子转动惯量.系统测试的内容与方法静压的测量测量风机的静压，般是在风管的横截面上垂直开设静压孔，本文采用取压法此取压法本文暂不做具体介绍，上游取压管位于距节流件前端面.处，下游取压管中心位于距节流件前端面.处。由于流体的惯性很大，常用的“气动测压”方法不能测量随着时间快速变化的压力值。在电机启动加力时，都会产生压力值变化很大的压力，这是种非周期变化的压力。只能依靠压力传感器才有可能测量这些压力。流量的测量在流量测量领域里，差压式流量计的使用直居首位。差压式流量计是利用伯努利方程原理来测量流量的仪表。差压式流量计通常由能将流体流量转换成差压信号的节流装置和测量差压并显示流量的差压计差压变送器组成。它包括节流式流量计均速管流量计等，其中，节流式流量是类系列化和标准化种类繁多应用极广的流量仪表。它的节流装置已标准化，如标准孔板标准喷嘴文丘里管等。.测量原理节流装置是种放置在流体管道内，使流体造成局部收缩的种部件，如收缩喷嘴，孔板与文丘利管等，当流体流过节流装置时，伴随着流束的收缩，流体的平均速度增大，静压不断下降，在最小截面处，速度最高，压力最低，且流体体积流量和压力差的平方根成正比。对于各种形式的节流装置，流量测量依据的基本理论和方程式都是样的，仅仅是其中有些系数不同。为了简单起见，首先假设流体是不可压缩的密度不变化理想的流体没有粘性定常流动管道内各点的参数不随时间变化，管道是水平放置的。能量守恒方程即理想流体的伯努力方程式基于的风机性能远程测试系统的研究设计摘要基于风机,性能,机能,远程,测试,系统,研究,钻研,毕业设计,全套,图纸摘要绪论.引言.研究的目的和意义.国内外研究状况.本文研究的内容和目标虚拟仪器技术及相关知识.虚拟仪器简述.虚拟仪器系统的构成虚拟仪器的硬件虚拟仪器的软件.虚拟仪器的特点.虚拟仪器的开发平台面向仪器与测控过程的图形化开发平台的特点.本章小结风机性能试验的原理.风机性能试验概述风机性能试验的原理和方法风机的性能参数风机的性能曲线.风机性能试验风机性能测试的环境参数风机性能测试中的结构参数风机性能试验装置的方案及选用.风机性能参数的相关计算处理.风机性能曲线绘制.本章小结采集系统的设计.风机性能测试系统的组成.风机工况调节装置的设计结构设计步进电机的控制步进电机的选择.系统测试的内容与方法静压的测量流量的测量扭矩的测量.传感器的选用压力传感器差压传感器温度传感器转速传感器.信号调理电路.数据采集卡虚拟测试系统的结构.系统设计流程.基于虚拟仪器的风机性能远程测试系统的总体结构系统的总体结构系统主界面系统操作流程.数据采集.数据处理数据计算曲线拟合.试验数据.本章小结总结与展望.总结.研究展望致谢参考文献绪论.引言风机使用面广，种类繁多，遍及国民经济各部门，利用风机产生的气流为介质进行工作，可实现工业生产中分离清选加热烘干除尘降温物料输送通风换气等多种工作。所以，在我国的化工冶金和建材等部门，风机得到了广泛的应用。如冶金工业中的锅炉鼓风空气调节设备和家用电器设备中的设备通风和冷却风洞风源和气垫船的充气和推进化工业中的气体排送采矿业中的矿井通风厂房的通风等都离不开风机。在农业中气力播种谷物清选植物保护物料干燥农副产品加工以及物料输送等方面都要用到风机。风机系统中处于核心地位是气力输送，它输送的风量和提供的压力强有力地保证了系统的可靠性和有效性。风机的安全可靠性在工农业生产中的地位显而易见。而风机的安全性及其工作效益与它的性能息息相关，所以风机具备良好的性能可以保障日常生产安全运行。由于风机内气体流动的复杂性，目前还很难用单纯的理论计算方法准确地获得风机性能曲线，只能通过试验方法测定。因此，快速准确地测定风机性能参数并绘制性能曲线对开展风机的研究有重要的意义。.研究的目的和意义评判风机的性能主要反应出三方面产品质量的提高工作效率的提高和工作质量保证的关键因素。校验产品的气动性能能否达到设计要求出厂的风机性能能否达到样本数据的要求改造后的风机是否能达到性能指标都需要进行性能测试。性能测试也是诊断故障的前提。风机的工作体现在输送流量产生全压所需功率及效率。为了人们能正确使用风机，我们必须了解这些参数之间的相互关系。但由于风机理论至今尚未完善，所以大部分依赖于状态试验获取风机状态参数。风机状态试验原理是在风机转速不变的情况下改变，改变风机的流量来检测风机的其他各个参数，并且绘制状态曲线。目前，风机用户为提高自身的经济效益，在选择风机时对风机的各指标提出了更为严格的要求，如压力，转速，流量，噪声，功率，可靠性等。与此同时，风机生产厂家为了提高自身的竞争能力，在努力提高机械加工，改进气动设计的同时，也对风机状态试验的开发和研究给予了高度的重视。长期以来，我国的风机测试技术比较落后，主要以手动操作试验过程手工测量试验数据手工绘制数据曲线为主，存在劳动强度大测量精度低测量手段落后等缺点。然而，现代风机性能测试正迅速从传统人工测试向自动化测试转变。计算机技术与测试仪器技术的结合，使得人类研发出了种新的测试仪器虚拟仪器。虚拟测试技术和计算机通信技术的结合，使得虚拟仪器应运而生，信号的采集处理和传输形成了体化，不再受环境地域等的限制。虚拟仪器的网络化是虚拟仪器目前发展的必然趋势。由此，本文提出了利用公司开发软件构建风机性能远程测试系统的方案。.国内外研究状况在过去的年，风机的应用不断拓广。年，罗本逊先生的矿井通风实践，使得风机控制开始从自然通风过渡到机械通风。丹麦是世界上研究风机最早国家之，很多风机制造商如公司和风机公司都具有先进的风机性能试验系统，能够自动测试风机性能参数，并且进行分析，以此指导风机生产，提高风机性能和效率。我国风机性能测试大体上经历三个阶段上世纪五十年代以后，我国许多学院和高等院校以化工部门颁发的标准研制了风机测试试验台，但测试手段落后，主要以手工测量为主。采用毕托管杠杆测矩等传统仪器进行数据采集，人工计算流量压力效率和功率等参数，手工绘制性能曲线。这样测测精度不高劳动强度大工作效率低。八十年代中期，可编程计算机的出现使风机性能测试程序实现了部分仪表测试的自动化后来出现Ⅱ微型计算机和有关测试仪器，通