本發(fā)明屬于離心泵能量轉(zhuǎn)換裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種離心泵流動(dòng)誘導(dǎo)噪聲的測(cè)量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

離心泵作為重要的能量轉(zhuǎn)換裝置和通用機(jī)械，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門以及航空航天等高端科技領(lǐng)域。離心泵運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲包括機(jī)械噪聲和內(nèi)部流動(dòng)誘導(dǎo)噪聲。流動(dòng)誘導(dǎo)噪聲是指由于運(yùn)動(dòng)流體與固體邊界相互作用以及流體內(nèi)部湍流所引起的輻射噪聲；主要激發(fā)機(jī)理是: 固體與流體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及流體自身的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)所引起的流體內(nèi)部應(yīng)力和壓力擾動(dòng)在介質(zhì)中的傳遞。

隨著社會(huì)發(fā)展和人們對(duì)環(huán)境的日益關(guān)注，不僅要求泵的效率要高，還要求泵的振動(dòng)與噪聲要盡可能的小。一般從效率、空化或者兩者兼顧的角度考慮設(shè)計(jì)離心泵，對(duì)于以效率優(yōu)先設(shè)計(jì)的離心泵，研究其內(nèi)部流動(dòng)誘導(dǎo)噪聲控制和效率的關(guān)系，具有重要的學(xué)術(shù)意義。離心泵變工況下的內(nèi)部流動(dòng)誘導(dǎo)噪聲與脈動(dòng)壓力和振動(dòng)之間關(guān)系特征，對(duì)于監(jiān)測(cè)艦艇管路或核反應(yīng)堆冷凝泵內(nèi)部流動(dòng)誘導(dǎo)噪聲的特性等具有借鑒價(jià)值。

離心泵內(nèi)部流動(dòng)空化誘導(dǎo)噪聲的測(cè)量是研究流動(dòng)誘導(dǎo)噪聲產(chǎn)生機(jī)理、傳播特性和頻譜特征的重要基礎(chǔ)。由于流體內(nèi)部應(yīng)力和壓力擾動(dòng)是流動(dòng)誘導(dǎo)噪聲產(chǎn)生的重要原因，因而在實(shí)際研究過(guò)程中，有必要對(duì)同一工況時(shí)的脈動(dòng)壓力和流動(dòng)誘導(dǎo)噪聲進(jìn)行測(cè)量分析。脈動(dòng)壓力是由葉輪進(jìn)出口回流、空化、動(dòng)靜部件干涉以及葉片背面的非對(duì)稱流動(dòng)等原因形成的。通常采用數(shù)值模擬方法計(jì)算定常流動(dòng)下的脈動(dòng)壓力，而非定常流動(dòng)下的脈動(dòng)壓力計(jì)算目前研究較少。

離心泵振動(dòng)必然會(huì)對(duì)內(nèi)部流體的運(yùn)動(dòng)以及流體內(nèi)部應(yīng)力和壓力擾動(dòng)產(chǎn)生一定的影響。因此，通過(guò)外部泵體振動(dòng)信號(hào)與內(nèi)部流動(dòng)誘導(dǎo)噪聲信號(hào)的頻譜分析則是研究離心泵變工況下流動(dòng)誘導(dǎo)噪聲的一種新思路。

離心泵內(nèi)部流動(dòng)誘導(dǎo)噪聲的理論和實(shí)驗(yàn)研究已日益成為美國(guó)、英國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家泵行業(yè)研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，取得一些經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)的結(jié)論，但還不具有廣泛適用的理論或經(jīng)驗(yàn)公式，而且至今還沒(méi)有形成相對(duì)成熟的檢測(cè)設(shè)備來(lái)分析流動(dòng)誘導(dǎo)噪聲。我國(guó)在這方面所做的工作還比較少，理論和試驗(yàn)研究方面都還處于剛剛起步階段。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是針對(duì)上述問(wèn)題，彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種離心泵流動(dòng)誘導(dǎo)噪聲的測(cè)量系統(tǒng)；本發(fā)明測(cè)量性能可靠、穩(wěn)定，及具有完善性，被廣泛地應(yīng)用于流體流動(dòng)的噪聲測(cè)量領(lǐng)域。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

本發(fā)明一種離心泵流動(dòng)誘導(dǎo)噪聲的測(cè)量系統(tǒng)，包括離心泵、噪聲信號(hào)采集系統(tǒng)；其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是：所述離心泵的一端連接均壓管，均壓管連接汽蝕筒，所述離心泵的另一端連接另一根均壓管，均壓管連接擴(kuò)散管，擴(kuò)散管連接穩(wěn)壓筒，在均壓管內(nèi)均設(shè)置有流量計(jì)，在擴(kuò)散管內(nèi)設(shè)置有蝶閥；所述汽蝕筒和穩(wěn)壓筒之間還連接直管段，所述直管段與均壓管交叉相通連接，在直管段內(nèi)均設(shè)置有流量計(jì)與蝶閥；所述噪聲信號(hào)采集系統(tǒng)與離心泵相連。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述噪聲信號(hào)采集系統(tǒng)包括水聽(tīng)器、加速度傳感器、流量計(jì)、扭矩儀、壓力傳感器、采集卡、ADC轉(zhuǎn)換模塊；所述水聽(tīng)器、加速度傳感器同時(shí)與采集卡相連，所述流量計(jì)、扭矩儀、壓力傳感器同時(shí)與ADC轉(zhuǎn)換模塊相連，所述水聽(tīng)器、加速度傳感器、流量計(jì)、扭矩儀、壓力傳感器同時(shí)與離心泵相連。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述流量計(jì)采用渦輪流量計(jì)。

進(jìn)一步地，所述渦輪流量計(jì)采用型號(hào)為JB/T9246的渦輪流量計(jì)。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述采集卡連接有虛擬儀器。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述壓力傳感器采用型號(hào)為40PC150G2A的霍尼韋爾傳感器。

本發(fā)明的有益效果是。

本發(fā)明提供的一種離心泵流動(dòng)誘導(dǎo)噪聲的測(cè)量系統(tǒng)，包括離心泵、噪聲信號(hào)采集系統(tǒng)，所述噪聲信號(hào)采集系統(tǒng)包括水聽(tīng)器、加速度傳感器、流量計(jì)、扭矩儀、壓力傳感器、采集卡、ADC轉(zhuǎn)換模塊，并且與虛擬儀器相結(jié)合，分別測(cè)量工頻狀態(tài)離心泵在不同工況下的振動(dòng)、脈動(dòng)壓力和誘導(dǎo)噪聲信號(hào)，得出低噪聲區(qū)域和高效區(qū)的關(guān)系；分析變頻調(diào)節(jié)工況中的測(cè)試信號(hào)頻譜特征和變化趨勢(shì)；最后應(yīng)用虛擬儀器數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)分析模塊對(duì)所采集得到的信號(hào)進(jìn)行頻域和時(shí)頻域分析，得到不同流量下的頻譜特征頻率以及隨流量變化的特征頻率變化趨勢(shì)；測(cè)量性能可靠、穩(wěn)定，及具有完善性，被廣泛地應(yīng)用于流體流動(dòng)的噪聲測(cè)量領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種離心泵流動(dòng)誘導(dǎo)噪聲的測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明一種離心泵流動(dòng)誘導(dǎo)噪聲的測(cè)量系統(tǒng)的水循環(huán)系統(tǒng)流程圖（左）和噪聲信號(hào)采集系統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)圖（右）。

圖中標(biāo)記：1為汽蝕筒、2為直管段、3為蝶閥、4為均壓管、5為流量計(jì)、6為離心泵、7為擴(kuò)散管、8為穩(wěn)壓筒。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)附圖1和2中的噪聲信號(hào)采集系統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)圖，本發(fā)明一種離心泵流動(dòng)誘導(dǎo)噪聲的測(cè)量系統(tǒng)，包括離心泵、噪聲信號(hào)采集系統(tǒng)；其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是：所述離心泵的一端連接均壓管，均壓管連接汽蝕筒，所述離心泵的另一端連接另一根均壓管，均壓管連接擴(kuò)散管，擴(kuò)散管連接穩(wěn)壓筒，在均壓管內(nèi)均設(shè)置有流量計(jì)，在擴(kuò)散管內(nèi)設(shè)置有蝶閥；所述汽蝕筒和穩(wěn)壓筒之間還連接直管段，所述直管段與均壓管交叉相通連接，在直管段內(nèi)均設(shè)置有流量計(jì)與蝶閥；所述噪聲信號(hào)采集系統(tǒng)與離心泵相連。

如圖 2 中的噪聲信號(hào)采集系統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)圖所示，所述噪聲信號(hào)采集系統(tǒng)包括水聽(tīng)器、加速度傳感器、流量計(jì)、扭矩儀、壓力傳感器、采集卡、ADC轉(zhuǎn)換模塊；所述水聽(tīng)器、加速度傳感器同時(shí)與采集卡相連，所述流量計(jì)、扭矩儀、壓力傳感器同時(shí)與ADC轉(zhuǎn)換模塊相連，所述水聽(tīng)器、加速度傳感器、流量計(jì)、扭矩儀、壓力傳感器同時(shí)與離心泵相連。

所述述流量計(jì)采用渦輪流量計(jì)；進(jìn)一步地，所述渦輪流量計(jì)采用型號(hào)為JB/T9246的渦輪流量計(jì)。

所述采集卡連接有虛擬儀器；所述ADC轉(zhuǎn)換模塊連接有性能測(cè)試軟件模塊。所述壓力傳感器采用型號(hào)為40PC150G2A的霍尼韋爾壓力傳感器。

所述采集卡的采樣時(shí)間間隔和采樣數(shù)根據(jù)奈奎斯特采樣定理和誘導(dǎo)噪聲的測(cè)試范圍要求確定，采集卡的參數(shù)初步確定為：采樣時(shí)間間隔Δt=5E－5s，采樣數(shù)N=2000；所述采集卡同時(shí)進(jìn)行振動(dòng)加速度、誘導(dǎo)噪聲和脈動(dòng)的數(shù)據(jù)采集。

所述采集卡的屬性設(shè)置壓力傳感器、加速度傳感器的基本參數(shù)以及采樣率、采樣數(shù)和采樣時(shí)間等參數(shù)。

可以理解的是，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說(shuō)明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實(shí)施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。