專利名稱：泵與泵站綜合檢測儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及泵與泵站測試技術領域，特別是涉及一種泵與泵站綜合檢測儀。
背景技術：
泵作為一種通用機械，在國民經濟各部門中應用廣泛，而泵站在區(qū)域調水、排澇抗 旱、農田灌溉和人畜飲水等方面都發(fā)揮著關鍵作用。泵與泵站的測試工作對掌握其工作狀 態(tài)、判斷泵站運行故障和改進泵站運轉技術方面有重要的指導意義，同時，也為改進泵與泵 站的設計水平，提高運行效率提供大量的實測數(shù)據。 目前，不管是實驗室中的真機或者模型試驗，還是泵站的現(xiàn)場測試，大多數(shù)還停留 在手持機械儀器水平上，各個參數(shù)需分別測量，最后匯總整理。測試的實時性難以保障，能 量試驗、汽蝕試驗所得到的參數(shù)和水泵非穩(wěn)定特性參數(shù)之間的聯(lián)系分析比較困難，還要付 出較多的人力，數(shù)據的操作管理也相當不便。雖然已經出現(xiàn)了一些用于泵與泵站數(shù)據采集 與檢測的計算機和單片機系統(tǒng)，但是依然存在數(shù)據無法實時匯總并顯示結果的問題。同時， 泵與泵站綜合測試所用到的各種傳感器、不同接口的連接線和其他設備數(shù)量較多，有些設 備體積較大，攜帶困難。尤其是當所測試的泵站處于偏遠地區(qū)，要求測試設備具有更高的易 攜帶性。 隨著國內外各種參數(shù)測量工具和儀器日新月異，將最新的測試技術引入到泵與泵 站測試領域，可以研制集成設備。使用統(tǒng)一的連接線接口將各傳感器連接到同一采集箱內， 并由計算機代替人力對數(shù)據進行采集處理并生成報告。 目前，并沒有針對泵與泵站測試開發(fā)的便攜式多功能綜合測試儀器，尤其是具有 USB接口的多通道集成采集箱以及相配套的綜合測試軟件。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種具有較高精度和效率的泵與泵站綜合測試儀，用以克服 現(xiàn)有技術中存在的測試線路復雜、容易出錯、測試設備不方便攜帶且安裝麻煩等缺陷。
為達到上述目的，提供一種依照本發(fā)明實施方式的泵與泵站綜合測試儀，其包 括 感測模塊，用于測量泵與泵站的性能參數(shù)并獲得感測信號； 采集模塊，通過連接線與所述感測模塊連接，用于采集所述感測模塊測量得到的 感測信號并將所述感測信號傳輸至處理模塊； 處理模塊，與所述采集模塊連接，用于處理所述采集模塊傳輸?shù)母袦y信號。 優(yōu)選地，所述感測模塊包括壓力感測單元、壓力脈動感測單元、流量感測單元、扭
矩及轉速感測單元、噪聲感測單元以及振動感測單元，分別用于測量進出口壓力、壓力脈
動、流量、扭矩及轉速、噪聲以及振動參數(shù)。 優(yōu)選地，所述采集模塊包括 信號調理單元，用于接收由連接線傳輸?shù)碾妷盒盘柡?或電流信號，并將所述電
3流信號調理為電壓信號； 模數(shù)轉化單元，與所述信號調理單元連接，用于將所述信號調理單元調理過的模
擬信號轉化為數(shù)字信號。 優(yōu)選地，所述處理模塊包括 驅動單元，用于驅動存儲單元、顯示單元和處理單元對所述數(shù)字信號進行存儲、顯 示和處理； 存儲單元，分別與所述驅動單元和處理單元連接，用于存儲所述數(shù)字信號； 處理單元，分別與所述驅動單元、存儲單元以及顯示單元連接，用于處理所述數(shù)字
信號； 顯示單元，與所述處理單元連接，用于顯示處理后的數(shù)字信號。 優(yōu)選地，所述泵與泵站綜合測試儀還包括線性電源，通過三針標準接口從外界引
入標準電壓，用于為所述感測模塊和采集模塊供電。 優(yōu)選地，所述采集模塊與所述處理模塊通過USB接口連接。 優(yōu)選地，所述采集模塊具有18個獨立信號通道，用于控制所述感測信號并傳輸所 述感測信號。 優(yōu)選地，所述獨立信號通道的標準接口采用四針航空插頭。 優(yōu)選地，所述連接線采用四針航空插頭，與所述獨立信號通道的所述標準接口相 配合。 上述技術方案具有如下優(yōu)點通過采用處理模塊進行數(shù)據處理，有效地提高泵與 泵站測試精度，同時具有能量試驗、汽蝕試驗、壓力脈動試驗、振動試驗和噪聲試驗的功能； 傳感器接線不易出錯，接線方式簡單可靠，可替換性好；采集卡采用USB接口與處理模塊直 接連接，實現(xiàn)數(shù)據傳遞，支持熱插拔，大大簡化了測試操作過程。此外，該測試儀結構簡單， 使得其方便攜帶。


圖1是本發(fā)明實施例的泵與泵站綜合測試儀的結構示意圖；
圖2是本發(fā)明實施例的四針航空插頭示意圖； 圖3是包含本發(fā)明實施例的泵與泵站綜合測試儀的閉式試驗臺的結構示意圖。
其中，1 :電源；2 :信號a ;3 :信號b ;4 :接地；5 :扭矩儀；6 :連接線；7 :采集箱；8 : USB接口 ；9 :集流筒；10 :流量計；11 :汽蝕筒；12 :流量信號；13 :水泵。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施 例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。 如圖1所示，本發(fā)明實施例提供了一種泵與泵站綜合測試儀，其包括感測模塊， 用于測量泵與泵站的性能參數(shù)并獲得感測信號；采集模塊，通過連接線與所述感測模塊連 接，用于采集所述感測模塊測量得到的感測信號并將所述感測信號傳輸至處理模塊；處理 模塊，與所述采集模塊連接，用于處理所述采集模塊傳輸?shù)母袦y信號。 所述感測模塊包括壓力感測單元、壓力脈動感測單元、流量感測單元、扭矩及轉速感測單元、噪聲感測單元以及振動感測單元，分別用于測量進出口壓力、壓力脈動、流量、扭矩及轉速、噪聲以及振動參數(shù)。優(yōu)選地，所述壓力感測單元選用差壓壓力變送器，所述壓力脈動感測單元選用壓阻式壓力傳感器，所述流量感測單元選用電磁流量計，所述扭矩及轉速感測單元選用微機扭矩儀，所述噪聲感測單元選用聲級計。 所述采集模塊包括信號調理單元，用于接收由連接線傳輸?shù)碾妷盒盘柡?或電流信號，并將所述電流信號調理為電壓信號；模數(shù)轉化單元，與所述信號調理單元連接，用于將所述信號調理單元調理過的模擬信號轉化為數(shù)字信號。優(yōu)選地，所述采集模塊具有18個獨立信號通道，其標準接口采用四針航空插頭，用于控制所述感測信號并傳輸所述感測信號。其中，定義四個接線柱分別為電源l、信號a2、信號b3和接地4，如圖2所示。所述連接線采用四針航空插頭，與所述獨立信號通道的所述標準接口相配合。所述信號調理單元選用信號調理板，由電路板、500Q電阻、開關和相關接線元件構成，可同時接收18個通道的電流信號或者電壓信號，且每個通道都可以用開關控制接收信號的類型，可以采用500 Q電阻將電流信號調理為電壓信號。所述采集模塊還包括線性電源，通過三針標準接口從外界弓I入標準電壓，用于為所述感測模塊和所述采集模塊供電。 所述處理模塊包括驅動單元，用于驅動存儲單元、顯示單元和處理單元對所述數(shù)字信號進行存儲、顯示和處理；存儲單元，分別與所述驅動單元和處理單元連接，用于存儲所述數(shù)字信號；處理單元，分別與所述驅動單元、存儲單元以及顯示單元連接，用于處理所述數(shù)字信號；顯示單元，與所述處理單元連接，用于顯示處理后的數(shù)字信號。優(yōu)選地，所述處理模塊為計算機系統(tǒng)，所述采集模塊與所述處理模塊通過USB接口連接。
所述計算機系統(tǒng)內部具有由C++語言編制的配套測試軟件，包括水泵能量試驗程序、水泵汽蝕試驗程序、水泵壓力脈動試驗程序、水泵振動試驗程序和水泵噪聲試驗程序，可實現(xiàn)水泵的能量試驗、汽蝕試驗、壓力脈動試驗、振動試驗和噪聲試驗等功能。
如圖3所示為包含本發(fā)明實施例的泵與泵站綜合測試儀的閉式試驗臺的結構示意圖。使用如圖2所示的含四針航空插頭統(tǒng)一連接線，一頭連接各參數(shù)測量傳感器，另一頭連接到采集模塊的對應通道。將所有參數(shù)測量傳感器都連接到采集模塊后，把采集模塊的USB接口連接到計算機系統(tǒng)上，然后，分別接通采集模塊和計算機的電源，開機運行程序，調試完成后便可進行測試工作。測試開始，開啟電機至試驗轉速，并按測試要求開啟進出口閥門，此時，通過相應連接線6，采集箱7采集到各路通道中的原始信號，包括扭矩儀5輸出的轉速和扭矩信號、水泵13進出口的壓力、各位置測點的水壓脈動、振動信號和噪聲，并通過USB接口 8把數(shù)字信號傳遞給計算機系統(tǒng)，由相應軟件實時顯示數(shù)據信號，實時處理數(shù)據并繪制性能曲線、汽蝕性能曲線，實現(xiàn)水壓脈動信號、噪聲信號等表征水泵非穩(wěn)定特性參數(shù)的混頻幅值取值和頻譜分析，最后保存測試結果。整個測試過程中，通過調節(jié)汽蝕筒11和集流筒9之間的閥門來控制流量，調節(jié)水泵13與汽蝕筒11之間的閥門來調節(jié)進口損失，采用真空泵來調節(jié)汽蝕筒11液面上的空氣壓力。 由以上實施例可以看出，本發(fā)明實施例通過采用計算機程序處理數(shù)據，有效提高了泵與泵站的測試精度，同時具有能量試驗、汽蝕試驗、壓力脈動試驗、振動試驗和噪聲試驗的功能；由于結構簡單，所以測試設備容易攜帶，只需攜帶筆記本電腦、集成采集箱、標準接線和相關傳感器就可完成測試任務；傳感器接線不易出錯，接線方式簡單可靠，可替換性好；采集卡采用USB接口與計算機直接連接，實現(xiàn)數(shù)據傳遞，支持熱插拔，大大簡化了測試
5操作過程。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
一種泵與泵站綜合測試儀，其特征在于，所述測試儀包括感測模塊，用于測量泵與泵站的性能參數(shù)并獲得感測信號；采集模塊，通過連接線與所述感測模塊連接，用于采集所述感測模塊測量得到的感測信號并將所述感測信號傳輸至處理模塊；處理模塊，與所述采集模塊連接，用于處理所述采集模塊傳輸?shù)母袦y信號。
2. 如權利要求1所述的泵與泵站綜合測試儀，其特征在于，所述感測模塊包括壓力感 測單元、壓力脈動感測單元、流量感測單元、扭矩及轉速感測單元、噪聲感測單元以及振動 感測單元，分別用于測量進出口壓力、壓力脈動、流量、扭矩及轉速、噪聲以及振動參數(shù)。
3. 如權利要求1所述的泵與泵站綜合測試儀，其特征在于，所述采集模塊包括 信號調理單元，用于接收由連接線傳輸?shù)碾妷盒盘柡?或電流信號，并將所述電流信號調理為電壓信號；模數(shù)轉化單元，與所述信號調理單元連接，用于將所述信號調理單元調理過的模擬信 號轉化為數(shù)字信號。
4. 如權利要求1所述的泵與泵站綜合測試儀，其特征在于，所述處理模塊包括 驅動單元，用于驅動存儲單元、顯示單元和處理單元對所述數(shù)字信號進行存儲、顯示和處理；存儲單元，分別與所述驅動單元和處理單元連接，用于存儲所述數(shù)字信號； 處理單元，分別與所述驅動單元、存儲單元以及顯示單元連接，用于處理所述數(shù)字信號；顯示單元，與所述處理單元連接，用于顯示處理后的數(shù)字信號。
5. 如權利要求1所述的泵與泵站綜合測試儀，其特征在于，所述泵與泵站綜合測試儀 還包括線性電源，通過三針標準接口從外界引入標準電壓，用于為所述感測模塊和所述采 集模塊供電。
6. 如權利要求l-5所述的泵與泵站綜合測試儀，其特征在于，所述采集模塊與所述處 理模塊通過USB接口連接。
7. 如權利要求6所述的泵與泵站綜合測試儀，其特征在于，所述采集模塊具有18個獨 立信號通道，用于控制所述感測信號并傳輸所述感測信號。
8. 如權利要求7所述的泵與泵站綜合測試儀，其特征在于，所述獨立信號通道的標準 接口采用四針航空插頭。
9. 如權利要求8所述的泵與泵站綜合測試儀，其特征在于，所述連接線采用四針航空 插頭，與所述獨立信號通道的所述標準接口相配合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種泵與泵站綜合測試儀，其包括感測模塊，用于測量泵與泵站的性能參數(shù)并獲得感測信號；采集模塊，通過連接線與所述感測模塊連接，用于采集所述感測模塊測量得到的感測信號并將所述感測信號傳輸至處理模塊；處理模塊，與所述采集模塊連接，用于處理所述采集模塊傳輸?shù)母袦y信號。本發(fā)明的測試儀能夠有效地提高泵與泵站測試精度；傳感器接線不易出錯，接線方式簡單可靠，可替換性好；采集卡采用USB接口與處理模塊直接連接，實現(xiàn)數(shù)據傳遞，支持熱插拔，大大簡化了測試操作過程。此外，該測試儀結構簡單，使得其方便攜帶。
文檔編號F04B51/00GK101694212SQ200910236428
公開日2010年4月14日 申請日期2009年10月21日 優(yōu)先權日2009年10月21日
發(fā)明者姚志峰, 王福軍, 肖若富 申請人:中國農業(yè)大學;