一種基于無線通信的風機效率在線測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于無線通信的風機效率在線測量裝置，包括測量主機、無線網絡模塊、電功率測量模塊和風機輸出功率測量模塊；風機輸出功率測量模塊由地面測量模塊和風機全壓測量模塊組成；地面測量模塊用于測量大氣溫度和大氣壓力，風機全壓測量模塊用于測量風機進出口的靜壓、動壓和全壓；測量主機分別通過無線網絡模塊與電功率測量模塊和風機輸出功率測量模塊配接，測量主機與電功率測量模塊和風機輸出功率測量模塊進行數據通信，在線測量風機的效率。其優(yōu)點是，設計合理、結構小巧、組件模塊化、攜帶方便，現(xiàn)場使用時采用無線通信，易于布線安裝，能夠方便、快速、準確地測量風機的效率，為風機的安全運行和能效監(jiān)測提供了依據。
【專利說明】—種基于無線通信的風機效率在線測量裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種風機效率測量裝置，特別是一種基于無線通信的風機效率在線測量裝置，其屬于風機效率測量領域。
【背景技術】
[0002]眾所周知，效率是風機最基本的特征參數，是衡量風機技術先進性、安全經濟運行的重要指標。風機效率定義為風機的輸出功率和輸入功率之比。一般來說，風機輸出功率可通過風量的測量間接求出，而風機的輸入功率則以電動機傳遞到風機上的軸功率為依據?，F(xiàn)在對電動機的軸功率測定一般采用轉矩儀測量法或銘牌參數法進行；據 申請人:所知，轉矩儀測量法雖然精度較高，但是現(xiàn)場實施較為困難，銘牌參數法誤差很大，難以滿足對風機性能評價的要求。因此，要得到準確的風機效率，通常將電動機與風機作為整體來考慮計算，即風機效率為風機的輸出功率和電動機的輸入功率之比。中國頒布的國家標準GB/T15913-2009《風機機組與管網系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測》明確規(guī)定了風機機組與供風管網系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測方法和考核指標，為正確使用風機、提高風機運行效率提供了依據。如何快速、準確、便捷地測量風機效率、監(jiān)視風機的運行狀態(tài)以及指導風機用戶進行節(jié)能降耗改造的技術，一直是風機行業(yè)關注的技術研究課題之一。
[0003]中國專利文獻CN201531404U (申請?zhí)?200920034666.3)公開的《一種風機效率測試裝置》，其技術特征在于:在標準風道與被測風機之間設有測量環(huán)，被測風機放置于重力平衡支撐機構上的4個可自由旋轉的滾輪上，重力平衡支撐機構底部置于軸向安裝的2個直線軸承上，2個直線軸承安裝在連接液壓升降測試臺上；所述的液壓升降測試臺平臺與裝置底部之間設有4根立柱，裝置底部下端由2個支撐腳和2個萬向輪支撐，一端設有液壓調整機構。該專利文獻在原理上和實現(xiàn)方法上為風機效率測量提供了值得借鑒的新思路、新方法，但是 申請人:通過研究發(fā)現(xiàn)，其公開的技術內容僅局限于小型風機效率的測試，而且存在的不足之處是現(xiàn)場對風機效率進行測試實施起來比較困難。
[0004]除此此外， 申請人:通過檢索，查閱到2001年發(fā)表在《儀器儀表學報》上的題目為《風機效率測試儀的研制》的文章。據該文章介紹，由于電動機的控制配電柜距離風機進出口較遠，電動機輸入參數和風機壓力參數不能同時測量，因此，采用了先測風機壓力參數即風機輸出功率，再測電動機輸入有功功率，并自動計算出風機效率的辦法，但是， 申請人:認為這種測量方法必須在電動機和風機工況基本相同的條件下進行，否則將會產生一些誤差，達不到該文章所述的效果。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的是，針對現(xiàn)有技術存在的不足，進行改進，以克服現(xiàn)場測量中存在的難題，提出并研究一種基于無線通信的風機效率在線測量裝置。
[0006]本實用新型的技術解決方案是，包括測量主機和無線網絡模塊，其特征在于，采用了電功率測量模塊和風機輸出功率測量模塊；電功率測量模塊用于實時測量電動機輸入功率；風機輸出功率測量模塊用于測量風機輸出功率；風機輸出功率測量模塊由地面測量模塊和風機全壓測量模塊組成；地面測量模塊用于測量大氣溫度和大氣壓力，風機全壓測量模塊用于測量風機進出口的靜壓、動壓和全壓；通過無線網絡模塊測量主機分別與電功率測量模塊和風機輸出功率測量模塊配接，測量主機通過無線網絡模塊與電功率測量模塊和風機輸出功率測量模塊進行數據通信，在線測量風機的效率。
[0007]其特征在于，測量主機采用單片機。
[0008]其特征在于，測量主機采用計算機或工控機。
[0009]其特征在于，測量主機采用嵌入式計算機系統(tǒng)。
[0010]其特征在于，測量主機采用無線通信接入無線網絡，測量主機通過無線網絡、無線網絡模塊與電功率測量模塊和風機輸出功率測量模塊配接。
[0011]其特征在于，測量主機通過無線網絡、無線網絡模塊與電功率測量模塊和風機輸出功率測量模塊進行數據通信。
[0012]其特征在于，電功率測量模塊和與其配接的一個無線網絡模塊放置在電動機配電柜旁邊。其特征在于，風機輸出功率測量模塊和與其配接的另一個無線網絡模塊放置在風機旁邊。
[0013]其特征在于，電功率測量模塊由信號調理A/D轉換單元、液晶顯示單元、微處理器、指示燈、按健、存貯器、串口通信接口組成；微處理器分別與信號調理A/D轉換單元、液晶顯示單元、指示燈、按鍵、存貯器、串口通信接口配連。
[0014]本實用新型的優(yōu)點是:設計合理、結構小巧、組件模塊化、攜帶方便，現(xiàn)場使用時采用無線通信，易于布線安裝，能夠方便、快速、準確地測量風機的效率。本實用新型解決了由于電動機的配電柜距離風機進出口較遠，電動機輸入功率和風機壓力參數不能同時測量的難題，實現(xiàn)了在線測量風機的效率，為風機的安全運行和能效監(jiān)測提供了依據。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1、本實用新型的基本結構示意圖。
[0016]圖2、本實用新型采用的電功率測量模塊的結構示意圖。
[0017]圖3、本實用新型采用的風機輸出功率測量模塊的結構示意圖。
[0018]圖中:1、測量主機；2、電功率測量模塊；3、風機輸出功率測量模塊；4、風機全壓測量模塊；5、地面測量模塊；6、無線網絡模塊。
【具體實施方式】
[0019]下面，結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細的描述。
[0020]如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型包括測量主機1、電功率測量模塊2、風機輸出功率測量模塊3和無線網絡模塊6。測量主機I分別通過無線網絡模塊6與電功率測量模塊2和風機輸出功率測量模塊3配接，電功率測量模塊2和與其配接的一個無線網絡模塊6放置在電動機配電柜旁邊或者電動機配電柜附近，用于實時測量電動機輸入功率。風機輸出功率測量模塊3和與其配接的另一個無線網絡模塊6放置在風機旁邊或者風機附近。風機輸出功率測量模塊3由風機全壓測量模塊4和地面測量模塊5組成。其中，風機全壓測量模塊4用于測量風機進出口處的靜壓、動壓和全壓；地面測量模塊5用于測量大氣溫度和大氣壓力。測量主機I采用無線通信接入無線網絡。測量主機I通過無線網絡配連無線網絡模塊6，測量主機通過無線網絡、無線網絡模塊與電功率測量模塊和風機輸出功率測量模塊配接。
[0021]測量主機I通過無線網絡、無線網絡模塊6與電功率測量模塊2和風機輸出功率測量模塊3相互進行數據通信，在線測量風機的效率，實時監(jiān)測風機的工作情況。
[0022]測量主機I采用單片機，或者采用計算機或工控機，或者采用嵌入式計算機系統(tǒng)。
[0023]如圖2所示，本實用新型采用的電功率測量模塊2由信號調理A/D轉換單元、液晶顯示單元、微處理器、指示燈、按健、存貯器、串口通信接口組成；微處理器分別與信號調理A/D轉換單元、液晶顯示單元、指示燈、按鍵、存貯器、串口通信接口配連，組合在一起。為便于現(xiàn)場快速布線，電功率測量模塊2采用電壓探頭和鉗形電流互感器，電功率測量模塊2通過采用的電壓探頭和鉗形電流互感器實時采集電動機輸入端的電壓信號和電流信號，計算電動機輸入端的電壓、電流、功率因數、有功功率、無功功率等多個參數，然后通過串口通信接口和與其配接的無線網絡模塊6將這些參數傳送給測量主機I。
[0024]如圖3所示，本實用新型采用的風機輸出功率測量模塊3包括有溫度傳感器、壓力傳感器、畢托管、微壓計、信號調理A/D轉換單元、液晶顯示單元、微處理器、指示燈、按鍵、存貯器、串口通信接口組成。其中，地面測量模塊5通過溫度傳感器和壓力傳感器測量大氣溫度和大氣壓力，風機全壓測量模塊4通過風機進出口處的畢托管和微壓計測量風機進出口處的靜壓、動壓和全壓。風機輸出功率測量模塊3根據上述測量參數計算測量點處的氣體密度、氣體流量、風機輸出功率，最后通過與其配接的無線網絡模塊6將這些參數傳送給測量主機I。
[0025]測量主機I通過無線網絡、無線網絡模塊6與電功率測量模塊2和風機輸出功率測量模塊3進行實時通信，并根據兩者同一時刻的測量數據計算風機的效率。
[0026]無線網絡模塊6采用現(xiàn)有的設備，如ZigBee、GPRS、CDMA等無線網絡裝置，只要能進行遠程數據傳輸的網絡裝置均可以`。無線網絡裝置具備與電功率測量模塊和風機輸出功率測量模塊連接的接口，可以選擇的接口有RS-232接口、RS-485接口、CAN接口或者以太網接口等。
[0027]本實用新型依據現(xiàn)行的風機效率測量標準GB/T15913-2009《風機機組與管網系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測》規(guī)定的測試方法及計算公式對相關參數進行數據采集、計算和處理。
[0028]本實用新型在使用中涉及的相關參數包括有:
[0029]( I)電動機輸入功率巧:
[0030]
P1 =Xcos φ
[0031]其中:C/為輸入線電壓；/為輸入線電流；cosi?為功率因數。
[0032](2)風機輸出功率-pyP:
[0033]
= Qx P
[0034]其中:Q為風機流量；P為風機全壓。[0035](3)風機效率P:
[0036]
【權利要求】
1.一種基于無線通信的風機效率在線測量裝置，包括測量主機和無線網絡模塊，其特征在于，采用了電功率測量模塊(2)和風機輸出功率測量模塊(3);電功率測量模塊(2)用于實時測量電動機輸入功率；風機輸出功率測量模塊(3)用于測量風機輸出功率；風機輸出功率測量模塊(3)由地面測量模塊(5)和風機全壓測量模塊(4)組成；地面測量模塊(5)用于測量大氣溫度和大氣壓力，風機全壓測量模塊(4)用于測量風機進出口的靜壓、動壓和全壓；通過無線網絡模塊(6)測量主機(I)分別與電功率測量模塊(2)和風機輸出功率測量模塊(3 )配接，測量主機(I)通過無線網絡模塊(6 )與電功率測量模塊(2 )和風機輸出功率測量模塊(3)進行數據通信，在線測量風機的效率。
2.根據權利要求1所述的一種基于無線通信的風機效率在線測量裝置，其特征在于，測量主機(I)采用單片機。
3.根據權利要求1所述的一種基于無線通信的風機效率在線測量裝置，其特征在于，測量主機(I)采用嵌入式計算機系統(tǒng)。
4.根據權利要求1所述的一種基于無線通信的風機效率在線測量裝置，其特征在于，測量主機(I)采用計算機或工控機。
5.根據權利要求1所述的一種基于無線通信的風機效率在線測量裝置，其特征在于，測量主機(I)采用無線通信接入無線網絡，無線網絡通過無線網絡模塊(6)使測量主機(I)與電功率測量模塊(2)和風機輸出功率測量模塊(3)配接。
6.根據權利要求5所述的一種基于無線通信的風機效率在線測量裝置，其特征在于，測量主機(I)通過無線網絡與電功率測量模塊(2 )和風機輸出功率測量模塊(3 )進行數據通信。
7.根據權利要求1所述的一種基于無線通信的風機效率在線測量裝置，其特征在于，電功率測量模塊(2)和與其配接的一個無線網絡模塊(6)放置在電動機配電柜旁邊。
8.根據權利要求1所述的一種基于無線通信的風機效率在線測量裝置，其特征在于，風機輸出功率測量模塊(3)與其配接的另一個無線網絡模塊(6)放置在風機旁邊。
9.根據權利要求1所述的一種基于無線通信的風機效率在線測量裝置，其特征在于，電功率測量模塊(2)由信號調理A/D轉換單元、液晶顯示單元、微處理器、指示燈、按健、存貯器、串口通信接口組成；微處理器分別與信號調理A/D轉換單元、液晶顯示單元、指示燈、按鍵、存貯器、串口通信接口配連。
【文檔編號】F04D27/00GK203441798SQ201320443767
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年7月24日 優(yōu)先權日:2013年7月24日
【發(fā)明者】王偉, 劉飛, 涂選益 申請人:國家電網公司, 國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司