本發(fā)明涉及泵效率測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用傳感器測量泵效率的方法。

背景技術(shù)：

在工業(yè)界，大量使用各種泵設(shè)備對不同的液體進行運輸或搬運。泵效率是衡量泵工作效能高低的一項經(jīng)濟指標，其定義為泵的有效輸出功率和泵輸入功率之比。泵效率的高低，和企業(yè)的能耗成本直接相關(guān)，但目前沒有針對泵效率的準確測量方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用傳感器測量泵效率的方法，該管道可以準確測量泵體效率。

為達到上述要求，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：提供一種利用傳感器測量泵效率的方法，在管體內(nèi)靠近泵體出水口的位置設(shè)置有壓強傳感器和流速傳感器，包括以下步驟：

獲取得到管體直徑、液體密度、泵體輸入功率；

開啟泵體，對液體做功，待液體從管體末端流出后關(guān)閉泵體，通過壓強傳感器測量得到壓強值；

開啟泵體，正常工作，通過流速傳感器實時測量得到管體內(nèi)液體的實時流速；

利用所述管體直徑、液體密度、泵體輸入功率、壓強值及實時流速計算得到泵效率。

該利用傳感器測量泵效率的方法具有的優(yōu)點如下：將泵體的有效輸出功率分解為通過泵體的液體所增加的動能和勢能之和，通過壓強傳感器測量液體壓強，通過流速傳感器測量得到管體內(nèi)液體的流速，再結(jié)合獲取到的管體直徑、液體密度、泵體輸入功率即可計算出準確的泵效率，測量方式簡單。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，在這些附圖中使用相同的參考標號來表示相同或相似的部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當限定。在附圖中：

圖1為本申請的流程圖；

圖2為本申請的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本申請的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，以下結(jié)合附圖及具體實施例，對本申請作進一步地詳細說明。

在以下描述中，對“一個實施例”、“實施例”、“一個示例”、“示例”等等的引用表明如此描述的實施例或示例可以包括特定特征、結(jié)構(gòu)、特性、性質(zhì)、元素或限度，但并非每個實施例或示例都必然包括特定特征、結(jié)構(gòu)、特性、性質(zhì)、元素或限度。另外，重復(fù)使用短語“根據(jù)本申請的一個實施例”雖然有可能是指代相同實施例，但并非必然指代相同的實施例。

為簡單起見，以下描述中省略了本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的某些技術(shù)特征。

泵效率定義為泵體3的有效輸出功率和泵輸入功率之比，泵輸入功率可以由電力監(jiān)控設(shè)備直接得到，因此本申請的目的在于得到泵體3的有效輸出功率。

液體經(jīng)由泵體3進行做功，液體隨管道流動、抬升，在此過程中：液體從靜止變?yōu)檫\動狀態(tài)，具有一定的動能；液體的垂直位置可能得到了抬升，液體的重力勢能得到增加。因此，如果能分別測量得到液體在泵做功過程中的動能和增加的重力勢能，就可以得到泵的有效輸出功率，從而得到泵效率的值。

根據(jù)以上思路，提供一種利用傳感器測量泵效率的方法，如圖2所示，在管體內(nèi)靠近泵體3出水口的位置設(shè)置有壓強傳感器2和流速傳感器1，為表述方便，圖2中管體畫為垂直，實際中管體有傾斜和適度彎曲同樣適用于本章節(jié)的推導，因為重力勢能只與垂直高度有關(guān)。

如圖1所示，該方法包括以下步驟：

測量管體獲取得到管體直徑；純液體通過查詢液體種類得到液體密度，混合液體通過ρ＝m/V計算得到；通過電力監(jiān)控設(shè)備直接得到泵體3輸入功率；

開啟泵體3，對液體做功，待液體從管體末端流出后關(guān)閉泵體3，通過壓強傳感器2測量得到壓強值；根據(jù)流體力學，液體流動時壓強會減小，造成測量得到的壓強值不準確，因此需待液體完全填充管體后關(guān)閉泵體，測量壓強值；

開啟泵體3，正常工作，通過流速傳感器1實時測量得到管體內(nèi)液體的實時流速；

利用管體直徑、液體密度、泵體輸入功率、壓強值及實時流速計算得到泵效率。

首先計算液體動能P₁，液體動能與液體的質(zhì)量和速度有關(guān)，因此P₁的計算公式為：

$P_1=\frac{{\mathrm{mv}}^2}{2}$

m＝ρ₀·V

$V=\frac{1}{4}{\mathrm{\πd}}^{2}vt$

由以上公式推導出，液體動能：

$P_1=\frac{{\mathrm{\ρ}}_0{\mathrm{\πd}}^2{v}^{3}t}{8}$

其中，P₁表示液體動能，m表示時間t內(nèi)通過泵體3的液體的質(zhì)量，v表示液體流速，ρ₀表示液體密度，V表示時間t內(nèi)通過泵體3的液體的體積，d表示管體直徑，v表示液體流速。

然后計算液體勢能P₂，液體的勢能與液體所處的海平面高度有關(guān)，因此P₂的計算公式為：

P₂＝mgh

m＝ρ₀·V

$V=\frac{1}{4}{\mathrm{\πd}}^{2}vt$

$h=\frac{P_m}{{\mathrm{\ρ}}_{0}g}$

由以上公式推導出，液體勢能：

$P_2=\frac{{\mathrm{\πd}}^2{\mathrm{vtP}}_m}{4}$

其中，P₂表示液體勢能，m表示時間t內(nèi)通過泵體3液體的質(zhì)量，g表示重力加速度，h表示通過泵體3的液體的抬升高度，ρ₀表示液體密度，V表示時間t內(nèi)通過泵體3的液體的體積，d表示管體直徑，v表示液體流速，P_m表示通過壓強傳感器2測量得到的壓強值。

最后通過計算得到的液體動能P₁和液體勢能P₂計算泵效率，計算公式為：

$\mathrm{\η}=\frac{P}{P_0}$

$P=\frac{P_1+P_2}{t}$

由以上公式推導出：

$\mathrm{\η}=\frac{{\mathrm{\πd}}^2{\mathrm{vP}}_m}{4}+\frac{{\mathrm{\ρ}}_0{\mathrm{\πd}}^2{v}^3}{8}/P_0$

其中，η表示泵效率，P表示泵體有效輸出功率，P₀表示泵體輸入功率，P₁表示液體動能，P₂表示液體勢能。

上式所有變量均為已知，可以計算的到泵效率。

以上所述實施例僅表示本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能理解為對本發(fā)明范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明保護范圍。因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以所述權(quán)利要求為準。