基本介紹
- 中文名：水源熱泵測試裝置
結構性能,配備狀況,實驗台系統及組成,測試界面,測試方法,
結構性能
閥門流動特性實驗台，可實現如下基本測試功能：⑴閥門流量-壓差特性曲線；（2）閥門流量-開度特性曲線；（3）閥門流量係數；（4）閥門流阻係數；（5）減壓閥及壓差控制閥調壓試驗；（6）水泵工作特徵曲線測試及變頻工作特徵曲線測試；（7）其他流體設備及管件流量-阻力特徵測試。
同時可根據用戶需求，增加新的測試功能。
配備狀況
實驗台系統及組成
1.試驗系統
整套系統如圖1所示，系統由機械循環部分、測控硬體部分、計算機測控軟體部分組成，滿足流體控制的多功能測試。
2.機械循環
由循環水泵、穩壓罐、電磁閥、測試元件、管路等組成。主要工作原理：驅動變頻器開啟帶動水泵運行，使流體在管路里循環，套用變頻調速技術控制泵的轉速，可連續改變管道內流體的流量和壓差，通過壓力控制器控制加壓水泵，來調節測試系統的工作壓力。
設計了大、中、小三個管徑不同的管路，同時配帶系列變徑接頭，滿足不同管徑的實驗要求。試驗時，在計算機上控制電磁閥的開啟，保證對應的管路保持通路。
圖1：實驗台系統圖
試驗台系統圖
3.測控硬體
由流量感測器、壓力感測器、壓差感測器、調理模組、數據採集卡、通訊串口、計算機、變頻控制櫃等組成。主要工作原理：根據實驗要求，控制管路內流體走向，感測器獲取實驗件的狀態信息，輸出信號4-20mA，信號經過放大、濾波、隔離等預處理工作後，經A/D轉換輸入到控制器中；通訊串口完成對變頻的控制信號輸出。
4.計算機測控軟體
此實驗系統軟體在美國NI的“LabVIEW”平台上進行開發。LabVIEW是虛擬儀器領域中最具代表性的圖形化編程開發平台，是目前國際上首推並套用最廣的數據採集和控制開發環境之一，主要套用於儀器控制、數據採集、數據分析、數據顯示等領域，具有強大的數據可視化分析和儀器控制能力。以此為平台開發的測試程式具有人機互動界面直觀友好、容易操作，顯示內容清楚直觀等特點。可通過界面控制整個實驗過程，就像直接操縱儀器一樣，可在界面上看到以數據和圖形方式顯示的控制信息和測試結果。軟體還有各種控制及監控功能，如所有測點，如流量測點、壓差測點等參數的實時監控；系統運行狀態、變頻器運行狀態、電動調節閥和感測器工作狀態的實時監控；自動選擇測試管路和數據傳輸通道；自動生成測量數據表格和有關性能曲線；可以在網路上發布測試軟體前面板的圖象，或在網路上打開其他計算機記憶體中的程式前面板，安全、快捷地進行程式的遠程控制等等。
測試界面
軟體包括登入界面、功能選擇界面、測試主界面等等。首先進入歡迎界面，如圖2所示，界面上有“ENTER”與“EXIT”兩個按鈕可選擇，按下“ENTER”，來到登入界面，輸入在程式後台既定的口令，進入圖3所示的功能選擇界面，按下界面上“閥門流量特性實驗”按鈕，彈出如圖4所示的閥門流量特性測試輸入界面，按開始鍵進入測試主界面。
圖2：流體控制系統實驗台歡迎界面
圖3：流體控制系統實驗台選擇界面
圖4：閥門流量特性測試輸入界面
圖5：閥門流量特性測試主界面
圖6、生成報表界面
圖7、測試數據報表
測試方法
1.閥門流量特性實驗
將測試閥門按其尺寸安裝在管路相應位置上，開動變頻器使其頻率按指定速率上升，水泵轉速上升，閥門兩側壓差隨之變化，同時得到對應的流量值。當閥門兩側壓差值到達其最大壓差值或運行頻率到達50HZ時，變頻器自動減速停機。記錄流量感測器和壓差感測器的數值，繪出壓差—流量特性曲線，完成該項試驗。圖8所示為流量平衡閥流量特性曲線的測試結果。
圖8： 流量平衡閥流量—壓差曲線
2.閥門開度特性實驗
將帶有執行器的調節閥裝在管路上，調節閥門上的開度來調節流量，同時將閥門兩端壓差控制在100kPa，得到開度—流量特性曲線。如圖9所示。
圖9： 開度—流量曲線
3.閥門流量係數、閥門流阻係數測試
將閥門兩端壓差控制在100kPa，測得此時閥門的流量 ，利用公式（1），就可求出流量係數 ，而阻力係數 利用公式（2）計算，其中V為閥門管道流速，由公式（3）計算，D為閥門公稱直徑。以上過程在輸入測試選項後，由計算機自動完成生成報表。
4.減壓閥及壓差控制閥調壓試驗
利用本實驗台可以測試減壓閥輸出壓力及流量與輸入壓力的變化曲線；
利用本實驗台可以測試壓差控制閥兩端壓差及流量與輸入壓力的變化曲線。
5.閥門流量特性界面及列印生成圖表
閥門流量特性試驗測試報表
試驗設定參數
參數名稱 | 數據 | 參數名稱 | 數據 |
試驗台名稱 | 多功能流體測控試驗台 | 壓差上限(KPa) | |
試驗名稱 | 閥門流量特性試驗 | 壓差下限(KPa) | |
試驗編號 | 2010-08-12 | 採樣間隔(s) | 1 |
被測閥門類型 | 平衡閥 | 試驗人員 | LSS |
被測閥門型號 | 固定流量式動態平衡閥 | 自定義 | |
試驗管路選擇 | DN65 | 自定義 | |
流量上限(m^3/h) | 自定義 | ||
流量下限(m^3/h) | 自定義 |
壓差—流量數值表
進程壓差（Kpa） | 進程流量（m3/h） | 回程壓差（Kpa） | 回程流量（m3/h） | |
1 | 56.662876 | 8.566942 | 56.662876 | 8.426415 |
2 | 83.928840 | 8.388089 | 84.693306 | 8.273112 |
3 | 111.194803 | 8.311438 | 109.665871 | 8.336988 |
4 | 138.205945 | 8.400864 | 139.734878 | 8.400864 |
5 | 164.452621 | 8.362539 | 164.707443 | 8.324213 |
6 | 191.718585 | 8.324213 | 189.680008 | 8.209236 |
7 | 217.965260 | 8.273112 | 220.768303 | 9.359005 |
8 | 245.740868 | 9.052400 | 245.486046 | 9.269579 |
9 | 272.752010 | 9.512308 | 271.732722 | 9.512308 |
10 | 297.214931 | 9.588959 | 288.041336 | 9.793362 |
壓差—流量曲線
多功能閥門流動特性實驗台運用LabVIEW編程開發出測試軟體，實現了流體控制中流動情況的模擬與流體控制元件的測試，對各測量點及實驗設備運行狀態實現了實時監控，自動生成滿足國家標準及歐洲標準的表格及曲線，大大提高了測試效率，為科研單位及生產企業進行流體控制技術研究和產品開發提供了有力的工具。
閥門測試，水泵測試，流量測試，平衡閥
