水泵性能测试系统设计
水泵开式台性能自动测试系统硬件采集模块的设计及装置选型
水 泵 开式 台性 能 自动测 试 系统 硬 件 采集 模 块 的设 计 及 装 置 选 型
蔡 礼 权
（ 建 工 程 学 院环 境 与设 备 工 程 系 ， 建 福 州 ３ ０ ０ ） 福 福 ５ ００
摘 要 ： 对水 泵开 式 实验 台研 究 了其 自动 测试 系统 中的数据 采集模 块 ， 据 设计要 求给 出 了 针 根 试验 台测试 系统设计 方案 ， 对数据 采 集模 块的仪 器选型进 行 了论 证 ， 并 最终 选择主要 测量仪 器
微机 扭矩 仪 读 出泵 的转 速 、 矩 以及 功率 ［ ． 转 ４ ］
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综 上所 述， 泵 的 水
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性能 试验需 场采 要现 集
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的设 计 ； 硬件 布局 和结构 的设 计 ； 电气 系统 的设 计 ； 信 系统 的设计 ； 集 模 块 的设 计 及 选 型等 ． 件 设计 通 采 软
是测 控 系统 的核心 部分 ， 与计 算机 软件 不 同 的是 测控 系统 的应 用 软件 开发 与硬件 平 台有很 大 的相关 性 ， 即 软件 需要 直接 与硬 件进 行通 信或 固化 其 中［ ． 文主 要研 究硬 件采 集模 块 的设 计 及装 置选 型 ， １本 ］ 以构建 一个 可用 于测 量不 同功 率 、 同类 型 和不 同管径 泵 的测试 平 台． 不
（ ） 实现 试验 数据 的管 理和 查询 功能 ． ５可
而数据 采集 模块 是完 成 自动测 试 系统功 能 的前 提和保 障 ．
＊ 收 稿 日期 ：０ ０１—０ ２ １ —２２
基于PLC的水泵测试控制系统设计
（ 如 电 压 、电 流 、功 率 、频 率 和 进 出 口 压 力 等 ）。因 此，其性能的好坏直接影响信号测量的精度和可靠 性。图 5 是该系统的测量电路原理图。
V V3
V V1
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11ZJ 11ZJ
L1
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1HL
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水泵测试实验台系统plc电源键盘输入声音报警通信通道模拟执行部件传感器非电信号模拟电信号弹开关量输入天关量输出电网压力传感器电机plccpu电压电流频率绕组温度相位差启动停机转速调节进口压力出口压力电压电流频率功率软启动装置160kva800kvammc1c2c3c4k1k2k3kl1l2l3图4水泵测试过程控制系统主控制电路原理图2008年4月农机化研究第4期197232测量电路设计测量电路是水泵测试系统关键部分其功能是负责测量水泵与电机的各种信号通过各种测量仪器和传感器采集水泵与电机运行的各种关键信号量如电压电流功率频率和进出口压力等
安全系统的任务主要是针对水泵在测试运行过 程中发生的严重漏电现象，以及由于某些异常或是 人为因素而引起的电机反转，致使水泵出现倒吸的 严重故障，能适时地产生保护性动作，避免整个测 试系统的崩溃。
- 195 -
2008 年 4 月
农机化研究
第4期
水泵测试控制系统的结构如图 1 所示。它包含 了自动控制系统应具备的各项功能，由总体控制逻 辑把它们有机组织在一起，各项功能相互独立又相 互联系，共同完成水泵测试的自动控制。
监控模块就是对系统各个部分的状态进行监 控。当系统发生异常或出错时，及时报警并采取相
过程控制模块 D/A
监控模块
水泵自动检测系统设计
流量 ｌ 、 路 温度 ２ ）还有 ｌ 路 ， 路是 为功率 或噪音 等参数 备用的， 数据采集 的插槽板依据 Ｐ ！ Ｃ 总路协议设计 ， 使用
时插 入 Ｐ Ｃ机 Ｐ Ｉ 展槽 Ｃ扩 这 ・ 分 没计 直接 关 系到 信号 的质 量 和 最终 处 理 结 部
力传感器和温度传感器过程中用到压 电式传感器 ４ 、 个 热电式传感器
２个 、电磁 式 传感 器 １ 。测 试得 到 ４个压 力 信 号 （ ． 个 Ｖ～
Ｖ ）２ 、 个温度信 号（ Ｔ）１ ～ ２、 个流量信号（ ）总共 ７个信 （， ）
号。其中 ， 压力信号 、 温度信号 、 流量信 号 为模拟信号。 都
ＡＤ转换 得 列 的 １ 位 数 据 一 汝… 并锁 仔 起 来 ， ／ ２ 次 然后 由 计 算机 通 过 ８ 数据 总线 分 两 次 汝入 化 路 整婵 后 ．输 为 Ｔｒ 电 的 准 波 信 ，经 ８５ Ａ Ｉ ２５
重要物理参数 它对提高生产效率 、 Ｅ 保讧产品质量 、 降低
关键 词 ： 片机 ； 心水泵 ｉ自动测试 系统 单 离
中图分类号 ：Ｈ Ｔ３
文献标识码 ： Ｂ
文章编号：０ ２ ２ ３ （０ ６）０ ０ ８ — ３ １０ — ３３２０ １— ０ ４ ０
１ 前
言
址范围， 低位 地 址 的译 码 输 为 片选 信号 ， 低两 位 地 址 最 Ａ 、 ． 于控 制各 芯 片 内部 的 计数 器 或 寄存 器 ： 。Ａ 用
生 产 成本 、 合押 利用 能 资源 有 着重 要 的 意 义 一 量是 指 流 前 称 体 积 流 星 ． 暂称质 量 流 量 测 量 流 量 的传 感器 有 后 ．
流量传感器和转速传感器输Ｈ 的频率佾 经整形 电 流体在 位ｌ ｌ 内流经管道一个截面的体积或质量数 ： ｛ Ｉ＇ ，Ｈ ｔｌ 芷 ＝ 片采集 。 计数结果反映传感 器输 ｌ的信 ‘ Ｌ ｆ Ｊ 频率的高低 ， 然后利用公式可 力便求 传感器 的各个物理量 ‘ ．
基于微机的水泵性能测试系统的设计
测试数据进行分析计算， 打印输出彩色试验报表和曲线
２ ．系统组成
系统组成框 图 ， 图 ｌ 如 所示 。
关 开 机 攮 算 ＃ 计 拟 一
横
图 １ 系统框 图
系统主要由传感器、 接口板、 计算机 、 彩色显示器、 打印机、 稳压电源组成。主板选 用工业 控 制 Ｃ Ｕ模 块， 内存有 Ｐ 其 ６Ｋ ， ４ Ｂ４ Ｂ浮点运算库、 常用算法软件包 ， 并有 ８ ＢＲ Ｍ数据 Ｋ Ａ 可掉电保护 。 确保失电后数据不丢失。 系统由不同传感器同时采集吸程 、 压程、 流量、 转矩、 转速
ｗａｅ ａｃ ｔｃｕｅａ ｄ ｓｆｗ ｒ ｅ ｉｎ ｒ ｒｈｉ ｔｒ ｎ ｏｔ ａｅｄ ｓｇ ．Ｔｈ ａ ｅ ｉｌ ｉｃ ｓｅ ｈ ｔｏ ｆｓ ｎ ｌａ ｎ ｎ ｅ ｕ ｎ ｙｔｓ ｔ ｒ ｄ Ｆｎａｌ ｔｅｍａｈ － ｅ ｅｐ ｐ ｒｍａｎｙｄｓｕ ｓ ｔｅｍｅｈ ｄｏ ｉ ａ ｍｅ ｄａ ｄｆ ｑ ｅ ｃ ｅｔｗｉｈ ｐ ｉ ． ｉ ｌ ｓ ｇ ｒ ｅ ｏ ｙ， ｈ ｔｅ
水泵全性能测试 是水 泵研 究 、 生产 中不 可缺少 的重 要 环 节 。以往采用人工读 数 、 工计算 的老 式实验方 法 。 人 此法效 率 低、 精度差。国内的大多数水泵智能测控系统庞大、 接口复杂、
进 形曲 输出 行图 线 。
３ ．软件结构
系统软件主流程 。 图 ２ 如 所示 。软件设计 中 ， 以操作简便 、 功能齐全、 数据处理准确为 目 ， 标 主要特点有 ：１ 设计大字符 （）
基于微机的水泵性能测试系统的设计
邱 丽 芳
（ 湖南工业职业技术学院 ．湖南 长沙 ４００ ） １２８
［ 摘 要］ 介绍了 基于 一种 微机的水录全 性能测 试系 统， 分析了系 统的工作原理， 给出了系 硬件框图和 统的 软件设计的 主要思 路．
基于C8051F120的水泵全性能测试系统的研究
Ｑ～Ｈ（ 流量 ～扬程 ） Ｑ ～ Ｐ（ 和 流量 ～效率）
图３ 电 路 原 理 图
曲线 可通 过 采 用 三 次 多项 式最 小 二 乘法 拟 合 ，如
第３卷 第９ ３ 期 ２１－ （ ［１ ０ １ ９下） ４１
ｌ 匐 化
果也用此方法拟合 Ｑ ～ （ 流量～效率） 曲线 ，由
图 １ 系统 组 成 图
键 盘
５ ｌ内核 及指 令 集 完全 兼 容 的微 控 制 器 ，是 集成 的
混 合 信 号 片 上 系统 Ｓ （ ｙｔｍ ｎｃ ｉ） ＯＣ Ｓ ｓ ｏ ｈｐ 。具 有 标 ｅ
２ 系统组成
主 要 的 系统 的组 成如 下 ： ） 矩 转速 传 感 器 ； １转 ２ 流量传感器 ， ） ） ３ 吸、压程传感器ｌ ） 信号预处 ４
理 接 口板 ； ） ５ 键盘 ； ）Ｃ ０ １１０ ６ ８５ Ｆ ２ 处理 器Ｉ ） 打 ７ 印机 ； ） ８ 显示 器 。
３ 软件结构
系统软件 主框 图如 图 ２所示 。 系统软件 设 计的主 要 目标 ： 操作便 捷 、功能全 面 和处理数 据 准确 。
系统 的主 要特 点 ：
【０ 第３卷 ４ｌ ３
第９ 期
２１— （ ） ０１ ９下
参
复 位
訇 似
采 样误 差 就 高 达 百 分之 几 。 可 通 过 整 周 期 法 测 频 率 来 消 除 ±１ 脉 冲误 差 ，图 ３ 个
是 电路原 理 图 。
工
初 始 化
ｌ 堇堡 ｌ
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Ｔ ２ ６ ０ ５进 行分 析 测试 的数 据 ，最 终 打 ３ １ —２ ０
信 ＝＝＝ 号 ：口 ：
印输 出 曲线和 彩色试 验 报表 。
水泵计算机辅助测试系统的设计及应用
ห้องสมุดไป่ตู้
水 泵 计 算 机 辅 助测 试 系 统 的 设 计 及 应 用
《 机 与控 制 应 用 ） ０６，３ ８ 电 ） ０ ３（ ） ２
水 泵计 算 机 辅 助 测 试 系统
的设 计 及 应 用
金 实斌 ， 金 建军
（ 温岭 市产品质 量监督 检 验所 ， 台州
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｏ ｏ ｉ ｏ ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｓｔ ｎ，ｆ ｎ ｔ ｎ，ｐ ｎ ｉｌ ｎ ｐ ｌ ａｉ ｎ ｏ ｕ ｏ ｌ ｔ ｓｉ ｇｓ ｓ ｍ ｄ ｓｇ ｅ ｅｉ — ｉ ｕ ｃｉ ｏ ｉ ｒ ｃ ｐｅ ａ ｄ ａ ｐ ｉ ｔ ｆ ｍｐ ｃ ｍｐ ｅｅ ｔ ｔ ｙ ｔ ｅ ｉｎ ｗ ｒ ｎ ｃ ｏ ｐ ｅ ｎ ｅ ｔ ｄ ｃ ｄ ｐ ｍａ ｌ ．Ｔ ｉ ｓ ｓｅ ａ ｏ ｌｔ ｈ ａｅ ｕ ｗ ｏ ｅ ｐ ｒｏｍａ ｃ ｅ ｔ ｇ ｑ ｉｋ ｙ ａ ｄ ａ ｃ ｒ ｔｌ ｓ ｒ ｕ ｅ ｒ ｒ ｙ ｈ ｓ ｙ ｔ ｍ ｃ ｎ ｃ ｍｐ ｅｅ ｔｅ ｗ ｔｒ ｐ ｍｐ ｈ ｌ ｅｆ ｒ ｎ ｅ ｔ ｓｉ ｕ ｃ ｌ ｎ ｃ ｕ ａｅ ｙ ａ ｏ ｉ ｉ ｇ ｎ ｐ ｒｔ ｅ ｅ ｉ ｉ ｇ ｎ ｔ ｎ ｌｓａ ｄ ｒ ｅ ｈ ｘ ｓ ｎ ａｉ ａ ｔｎ ａｄ，ｉ ｃ ｕ ｉ ｇ ｔ ｏ ｎ ｌ ｄ ｎ ，ｄ ｔ ｕ ｏ ｔ ｃ ｕｓｔ ｎ，ｄ ｔ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ａａ ａ ｔ ｍａｉ ａ ｑ ｉｉ ｏ ｃ ｉ ａ ａ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ，ｐ ｒｏ ａ ｃ ｙ ｅ ｔｓ ， ｅ ｒ ｎ ｅ ｔｐ ｅ ｔ ｆ ｍ ｃ ｖｔｔ ｎ ｃ ｒｏ ｉｎ ｔｐ ｅ ｔ ｒ ｗ ｎ ｅ ｏ ａ ｃ ｕ ｖ ｔ．Ｔ ｉ ｓ ｓ ｍ ａ ｅ ｂ ｅ ｓ ｄ ｉ ｎ ｉ ｇ ｃｔ ｕ ｌ ｙｔ ｓ ａ ｉ ｉ ｏｒ ｓｏ ｙ ｅｔ ｓ ．ｄ ａ ｉ ｇ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｃ ｒ ｅ ｅｃ ｈ ｓ ｙ ｔ ｈ ｖ ｅ ｎ ｕ ｅ ｎ Ｗｅ ｌ ｉ ｑ ａｉ ｅ ｔ ａｏ ｆｍ ｅ ｎ ｙ ｔ ｓａｉｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｐ ａ ｔ ｅ ｈ ｖ ｒ ｖ ｎ ｔ ａ ｈ ｓ ｓ ｓｅ ａ ｅ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｆｓｍｐ ｅ ｏ ｅ ａｉｎ ａ ｄ ｕ ｅ，ｇ ｏ ｅ ｉｂ ｌ ｙ ｔ ｔ ｎ ｈ ｒ ｃｉ ａ ｅ ｐ ｏ ｅ ｈ ｔｔｉ ｙ ｔ ｍ ｈ ｖ ｄ ａ ｔ ｇ ｓ ｏ ｉ ｌ ｐ ｒｔ ｎ ｓ ｏ ｃ ｏ ｏ ｄｒｌ ｉ ｔ， ａ ｉ ｈ ｇ ｒｄ ｃ ｉｎ ｅ ｆ ｉｎ ｙ ｉ ｈ ｐ ｏ ｕ ｔ ｆ ｃｅ ｃ ． ｏ ｉ
水泵性能测试实验装置设计
摘要水泵是人类把自然能转变为有用功的发明之一，水泵种类繁多、使用广泛，属于通用类机械。
然而由于液体在泵内流动情况十分复杂，运行工况因时因地都有变化要确保水泵在较高的效率范围内安全经济的运行，就必须了解水泵基本原理、性能变化规律，及时检测水泵性能参数，掌握水泵的实际性能曲线，更好地为生产实践服务，以达到节能的目的。
目前获得水泵性能参数及这些参数之间的相互关系，主要依赖于性能试验。
为了测定离心泵的各项性能参数，从而绘制离心泵性能曲线。
我设计了离心泵性能测试开式试验台，通过此次试验可以熟悉离心泵试验装置的布置以及各种仪表仪器的原理及使用方法。
通过该试验台对离心泵流量、扬程、轴功率、效率等的测定可以绘制出离心泵性能曲线，进而达到对离心泵性能的深入了解。
本文研究的系统符合国家标准GB/T3216《离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法》。
关键词：水泵性能参数性能测试实验装置AbstractHuman nature is the pump can turn into one of invention，pumps，phyletic，widely use belongs to. However，due to liquid flow within the pump is extremely complex，operating conditions are changing to ensure also describes in high efficiency water within the scope of the safe and economic operation，we must understand the basic principle，the performance of water pump，timely detection performance parameters of the pump，master of actual performance curve，better service for the production practice，in order to achieve the purpose of saving energy.Now get pump performance parameters and the relationship between these parameters，mainly rely on performance tests. To determine the performance parameters of the centrifugal pump，thus rendering centrifugal pump performance curve. I designed the centrifugal pump performance testing，through the test bench type can be familiar with centrifugal pump test equipment layout and various instrument principle and method of use. Through the test of centrifugal pump capacity and head，the shaft power，efficiency of determination can draw the centrifugal pump performance curves of centrifugal pump，and the deep understanding of the performance.This research system complies with the state standard of GB/T3216 the centrifugal pump，mixed flow pump，axial vortex pumps and test methods.Keywords:pumps performanceparameters performancetesting test equipment目录前言 (1)1 绪论 (2)1.1 课题来源及意义 (2)1.2 国内外水泵测试技术发展概况 (3)1.3 离心泵的工作原理 (4)1.4 离心泵的主要参数 (5)2 离心泵的测试原理及方法 (6)2.1性能试验各个参数的测量原理及计算 (6)2.1.1 参数测量原理 (6)2.1.2 参数测试过程 (9)2.2 汽蚀试验原理及方法 (12)2.2.1 试验原理 (12)2.2.2 试验方法 (13)3 系统总体方案设计 (16)3.1 设计目标 (16)3.2系统方案的设计原则 (16)3.2.1 需要采集的变量 (17)3.2.2 试验装置设计方案对比 (18)3.2.3 管道和水池的设计 (20)3.3 阀门的设计 (23)3.3.1 阀门的种类及特点 (23)3.3.2 阀门的调节机构的选择 (25)3.3.3 阀门的选择 (26)3.4 泵的选型设计 (28)3.4.1泵的选型原则 (28)3.4.2泵的具体选择 (29)3.5 电动机的选型设计 (30)3.6 联轴器的选型设计 (31)3.7 转速仪的选型设计 (32)3.7.1转速仪的基本原理 (32)3.7.2具体选型 (32)4 测试仪表的选择 (34)4.1流量计的种类及特点 (34)4.1.1 流量计的选择 (35)4.1.2 流量计的选型原则 (37)4.1.3 流量计的具体选择 (37)4.2 压力仪器的种类及选择 (38)4.2.1 压力仪器的种类 (38)4.2.2 压力变送器的选型原则 (39)4.2.3 压力变送器的具体选择 (39)4.3 取力孔的设计 (40)5 实验指导书 (42)5.1 实验目的 (42)5.2实验内容 (42)5.3 实验台介绍 (42)5.4 实验原理、方法和手段 (43)5.5 实验步骤 (44)5.6 实验注意事项 (44)5.7 实验报告 (44)5.7.1 实验报告要求 (44)5.7.2实验数据记录及处理 (45)结束语 (47)致谢 (48)参考文献 (49)附录 (50)外文资料与中文翻译 (50)前言自从首次采用泵装置输送和提升水开始。
离心泵性能测试系统的设计与实现
离 泵性能棚试系统的设计与实现
谌章 义 伍临莉
（ 洛阳师范学院计算机科学系 河南 洛阳 ４１２） ２ ７０
摘要：本文介绍 了该离心泵性 能测试系统 的测试原理 及测试过程 ， 出了该系统硬件 电路 的方 案设计 ， 给 将计算机 硬件接 口电路与数字 电路相结合， 以实现离心泵性 能检测控 制的 目的。 系统的软件设计包括 ３部分： 数据采集程序 ； 数据 处理程序 ； 绘性能 曲线并实现打 印、 打印预览程序 关键词： 离心泵； 串行通信 ； 并行通信 ： Ｄ ＤＡ ；／ 中图法分类号： Ｈ 】 Ｔ ３１
打印机
磁盘驱动器
计算机 Ｃ Ｐ Ｕ
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Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｏ ａ ｕ ｎ ｅ ｃ ｎ ｒ ｕ ａ ｕ ’ ｓｒ ｃ： ｈ ｙ ｔｍ ｆｍｅ ｓ ｒ ｇ ｔ ｅ ｔｉ ｇ ｐ ｍｐ ｓ ｉ ｈ ｆ ｌ ｐ ｒｏ ａ ｃ ，ｄ ｓｇ ｅ ｎ ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｓ ｒａ ｉｅ ｙ ｕ ｉ ｇ ＶＣ ． ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｅ ｉｎ ｄ ｉ ｈ ｓ ａ ｅ ，ｉ ｅ ｌ ｄ ｂ ｓｎ ６ ｍ ｚ
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摘要本文对水泵性能参数测试方法进行了分析和研究，提出了基于虚拟仪器技术的水泵性能参数测试系统的解决方案。
在研究过程中，分析讨论了数据采集卡与虚拟仪器软件的接口方法;分析了光电传感器法、感应线圈法和霍尔传感器法三种转速测量方法在水泵转速测量中的优缺点;提出了在LabVIEW 虚拟仪器软件平台上，采用模块化设计方法开发应用程序的方法;分析讨论了对采集数据的软件滤波处理及应用最小二乘法对水泵参数数据的拟合。
试验结果表明这种基于虚拟仪器技术的水泵测试系统，可以适用于科研院校和水泵厂的使用要求，具有一定的推广应用价值。
关键词:水泵性能、虚拟仪器技术、转速测量、数据处理ABSTRACTThe paper does some research and analysis on the measurement methods of the Pump performance parameters. During the researching, the methods of interface between data acquisition card and visual instrument software are discussed; analyzing the difference among the methods of rotate measurement of asynchronous motor using photo electricity sensor, induce and hall sensor; using the style in the programming of system application software; analyzing the method of the median filter and using the conic approach technique in dealing with the measuring data;Experiment results approve that the pump performance measurement system based on visual instrument technology can be used in the institutes and small-scale Pump manufactory.Key words: pump testing research, visual instrument technology, rotational velocity measurement, data processing.目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1 水泵性能测试系统的现状概述 (1)1.2 水泵测试在生产与研究中的应用 (2)1.3 水泵的主要性能指标 (2)1.4 国内外泵测试技术的现状和发展趋势 (2)1.4.1 国外泵测试技术现状 (2)1.4.2 国内泵测试技术的发展现状 (3)1.4.3 泵测试技术的发展趋势 (3)1.5 本研究课题的提出、内容及意义 (4)1.5.1 本研究课题的提出 (4)1.5.2 本研究课题的内容 (4)1.5.3 本研究课题的意义 (4)第二章测试系统总体方案的确定 (6)2.1 方案比较 (6)2.2 开发平台的选择 (7)2.3 水泵性能参数测试台管路装置 (7)2.3.1 试验装置 (7)2.3.2 试验管路的安装 (9)2.4 总体方案 (9)2.5 本章小结 (10)第三章管路参数的选择 (11)3.1 无缝钢管的选择 (11)3.2 法兰的选择 (12)3.3 垫片的选择 (13)3.4 阀门的选择 (14)第四章水泵性能参数测量的基本原理 (16)4.1 水泵试验概述 (16)4.2 水泵性能参数试验理论与测试仪表选择 (16)4.2.1 水泵流量测量与流量变送器选择 (16)4.2.2 水泵扬程测量与压力变送器选择 (18)4.2.3 水泵轴功率测量与功率变送器选择 (20)4.2.4 电机转速的测量 (22)4.2.5 水泵效率的计算 (25)第五章信号调理电路 (26)5.1 信号调理电路设计 (26)5.2 本章小结 (27)第六章数据采集卡的选择及软件设计 (28)6.1 数据采集卡 (28)6.1.1 数据采集卡的选择 (28)6.1.2 数据采集卡的接线 (30)6.2 软件设计 (32)6.2.1 软件开发语言Labview的简介 (32)6.2.2 数据采集卡和Labview下的驱动 (33)6.3 数据采集系统软件的总体框架 (34)6.4 数据采集方式 (36)6.5 本章小结 (38)第七章数据处理与性能曲线的绘制 (39)7.1 试验数据的处理 (39)7.2 整体曲线拟合法 (40)7.3 本章小结 (42)第八章结论 (43)参考文献 (45)附录一 (46)附录二 (47)致谢 (48)第一章绪论1.1 水泵性能测试系统的现状概述水泵使用面广，种类繁多，属于通用性的机械类而广泛的应用于国民经济的各个部门。
随着现代工业的蓬勃发展，采矿、冶金、电力、石油、化工、市政以及农林等部门中，各种形式的泵应用很多，其规模和投资越来越大，功能分类愈分愈细。
水泵的工作是以输送流量、产生全压、所需功率及使用效率来体现的，这些工作参数之间存在着相应的关系，当流量与转速变化时，会引起其他参数相应的变化。
为了正确选择、使用水泵，必须了解这些参数之间的相互关系。
由于水泵理论至今仍不十分完善，所以水泵性能参数的获取主要依赖于性能试验。
水泵性能试验包括基本性能试验和变速下的通用性能试验。
基本性能试验是在水泵转速不变的情况下，改变水泵流量，测试水泵各个性能参数变化，并绘制性能曲线。
但随着水泵调速节能技术的发展和应用的越来越普及，变速调节下的水泵性能参数的变化也越来越值得研究。
长期以来，我国的水泵测试手段比较落后。
水泵性能参数测试设备仍主要以手动操作试验过程、手工测量试验数据、手工绘制曲线为主，存在测量手段落后，测量精度不高和劳动强度高等功能缺点。
其实，这种状况在我国还相当普遍。
从20世纪八十年代末九十年代初，在伴随着电子技术、传感器技术、计算机技术、自控技术的飞跃发展，在水泵参数的自动采集和测试方面，我国取得了一定的进步。
浙江机械研究所、江苏理工大学、山东农业大学、华北水利电力学院等单位相继对水泵试验装置进行了研究与开发，建立了各具特色的试验装置，他们为水泵自动测试系统的不断完善发挥了先导作用。
如中国农业机械化科学研究等开发的PMS水泵综合测试系统，它是以工控机为下位机、PC机为上位机构成的分布式大型水泵参数测试系统，功能完备，但操作也较复杂:另外，江苏理工大学TP自动化研发中心开发的泵参数综合测量仪则结构紧凑，安装方便。
它们都是各具特色的水泵性能参数测试设备。
在我国，许多厂家或者是由国有企业改制后的中、小型企业，或是乡镇企业、民营企业，生产规模一般不大、并且产品多样，甚至许多厂家的水泵都按用户需求生产，很难形成统一的系列。
这种状况就要求水泵性能测试系统具有:(1)投资少，适合小企业的推广使用;(2)测试系统调整或升级容易，适用不同类型泵类产品测试要求;(3)尽量满足不同工况测试需求，能为水泵改型提供参考;(4)操作简单、易行。
因此，对于这种需求现状，目前的测试系统中仍然存在一些缺憾:或者参数测量不完整或者系统过于庞大且复杂，造价太高而不能为众多小型水泵生产厂家所采用，或者功能单一不易推广。
因此，在大多数小型泵厂，其型式试验和出厂试验仍然靠手工操作为主。
如何在国家标准的基础上，利用高新技术，低成本的手段实现水泵性能的自动测试与分析已成为国内众多水泵生生产厂家及研究单位的迫切需求。
1.2 水泵测试在生产与研发中的作用目前，泵应用很多，其规模和投资越来越大，功能分类愈分愈细。
这一切与泵试验及测试技术的发展是分不开的。
因为泵从研究、开发、生产到应用，必须经过一系列试验。
因此，测试在泵的发展中具有极其重要的地位。
由于水泵理论至今仍不十分完善，流体在水泵中的运动过程十分复杂，无法用完整的数学解析式来描述水泵在不同工作状态下的运动特征，所以水泵的各项技术指标仍然必须用水泵试验的方法来测量，即水泵性能参数的获取主要依赖于性能试验，并以测量结果来评判该泵的性能是否达到规定的要求。
1.3 水泵的主要性能指标水泵的应用如此广泛，为了正确使用它，我们必须了解其性能特点。
水泵的性能主要从以下几个方面来考虑:流量、扬程、功率、效率、转速。
1.4 国内外泵测试技术的现状和发展趋势1.4.1 国外泵测试技术现状国外在水泵测试领域研究起步较早，测试系统的产品己经比较成熟。
由于泵测试技术的重要性，国内外在致力于泵研究、设计、加工的同时，也相继建立了一些相配套的泵试验台。
例如，英国国立工程实验室(NEL)的水力试验台，自1961年1月以来投入运行至今，该试验台适合于水泵和模型水轮机(最大转轮直径0.5m)的性能试验，可以以开式和闭式两种循环方式进行效率和汽蚀试验，部分参数可自动控制，试验数据由计算机进行自动采集、处理，并自动绘图和打印试验结果。
随着科学技术的发展，现今试验台设备的不断更新及数据采集处理手段的改进，测试的精度和自动化程度也就相应地提高了。
目前，国外测试系统呈现出高集成、小体积、可移动、多功能、设备全、易操作等特点。
西德KSB公司和瑞士苏尔康公司水泵试验台均采用了计算机自动化测试系统。
又例如美国TecQuipment Inc生产的Centrifugal Pump Test Set(GI-15)，是一台用于离心泵测试的装置。
GI-5提供了一种测试研究离心泵在不同扬程、流量、转速下的特性的方法。
同类产品还有英国的Cussons Technology公司生产的P6250齿轮泵、轴流泵、离心泵和活塞泵测试平台等。
这类水泵测试装置尽管具有高集成、小体积、可移动、多功能、设备全、易操作等优点，但在数据处理方面尚显的功能薄弱，缺少嵌入式的数据处理分析系统，效率不高。
针对以上的不足，另外一种基于计算机的测试系统孕育而生。
例如美国的AgriTechnology公司开发的PTEST水泵测试系统，该系统在Windows或DOS环境下工作，操作者将观测到的数据输入计算机，PTEST系统根据水泵测试的公式、算法及ISO标准，计算出相关参数，拟合曲线、保存数据并生成打印报表。
此外，还有美国Scientific Software集团开发的Infinite Extent等水泵测试系统。
1.4.2 国内泵测试技术的发展现状从20世纪八十年代末九十年代初，伴随着电子技术、传感器技术、计算机技术、自控技术的飞跃发展，在水泵参数的自动采集和测试方面，我国取得了一定的进步。