一种轴流风机全自动测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种轴流风机全自动测试系统。本发明专利技术包括控制显示模块、驱动电机模块、数据采集模块、风洞模块、校准模块和移动模块。控制显示模块包括控制处理器、输入单元、显示器和数据总线芯片；驱动电机模块包括可编程稳压电源和驱动电机；数据采集模块包括热线探针、轴流风机测速仪、数据采集卡和压力传感器；移动模块包括移动控制器和移动坐标架；校准模块包括校准器、调节阀、截止阀、过滤器、空气压缩机、热电偶和压力传感器；风洞模块包括风洞、导流风扇、整流网、喷嘴和变频器。本发明专利技术避免了传统常规测试方法的众多弊端，且整个过程实现了测试全自动化，大大降低了测量误差，提高了测试效率，增加了实测数据的可靠性。

Full automatic testing system for axial flow fan

The invention discloses a full automatic testing system for axial flow fans. The invention comprises a control display module, a drive motor module, a data acquisition module, a wind tunnel module, a calibration module and a mobile module. The control module includes a control processor, input unit, display and data bus chip; the drive motor module includes a programmable power supply and drive motor; data acquisition module includes a hot wire probe, axial fan tachometer, data acquisition card and a pressure sensor; the moving module includes a mobile controller and a moving coordinate frame; calibration module including calibrator, regulating valve, globe valve, filter, air compressor, thermocouple and pressure sensor; wind tunnel module including wind tunnel, diversion fan, rectifier and inverter, nozzle. The invention avoids many disadvantages of the traditional routine testing method, and realizes the automation of the test in the whole process, greatly reduces the measuring error, improves the testing efficiency, and increases the reliability of the measured data.

【技术实现步骤摘要】
—种轴流风机全自动测试系统
本专利技术属于风机性能测试系统，尤其涉及一种轴流风机全自动测试系统。
技术介绍
轴流风机广泛应用于电脑、服务器、空调、冰箱等昂贵产品中的通风散热领域。目前市场上的普通风机的效率普遍不高，为了使风机能在高性能区运行，需要参照风机的性能曲线来选择风机的最佳运行工况点。目前，我国风机性能测试的方法以传统常规方法为主，主要采用人工读取表计的方法测试，这些方法不仅费时费力，而且在人工读取记录过程中容易产生误差，测试精度很难保证。它们存在着参与人员多、测试效率低、可靠性差等弊端。轴流风机全自动测试系统很好地解决了上述难题，并通过移动坐标架实现测试全自动化，不需要人工手动改变测量位置，提高了测量精度、测量效率以及实测数据的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种轴流风机全自动测试系统。本专利技术不仅避免了传统常规测试方法的众多弊端，而且整个过程通过移动坐标架实现了测试全自动化，避免了人工手动改变测量位置的诸多不便，大大降低了测量误差，提高了测试效率，增加了实测数据的可靠性。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下: 本专利技术包括控制显示模块、驱动电机模块、数据采集模块、风洞模块、校准模块和移动模块。控制显示模块包括控制处理器、输入单元、显示器和数据总线芯片； 驱动电机模块包括可编程稳压电源和驱动电机； 数据采集模块包括热线探针、轴流风机测速仪、数据采集卡和压力传感器； 移动模块包括移动控制器和移动坐标架，所述的移动坐标架包括基座、Y轴滑块、X轴滑块、Z轴滑块、U形支架和步进电机； 校准模块包括校准器、调节阀、截止阀、过滤器、空气压缩机、热电偶和压力传感器； 风洞模块包括风洞、导流风扇、整流网、喷嘴和变频器； 所述的校准模块和数据采集模块共用压力传感器； 风洞模块中的风洞内设置有扭矩传感器、热线探针、驱动电机、压力探头和静压探头；扭矩传感器和驱动电机通过固定架设置在风洞内壁上，扭矩传感器与驱动电机的输出轴相连接；风洞内自前向后依次自带有整流网、喷嘴和导流风扇，且整流网设置在风洞中间位置，喷嘴设置在风洞后半段，导流风扇设置在风洞的尾端，与变频器相连接；静压探头设置在风洞前半段的内壁上，靠近轴流风扇，外接待测试的轴流风扇的位置设置在风洞口 ；压力探头设置在风洞内喷嘴的两侧，用来测量喷嘴两侧的压差，用于计算流量。控制显示模块中的控制处理器的输入接口和输出接口分别与输入单元和显示器相连接；数据总线芯片设置在控制处理器的控制接口上；控制显示模块通过数据总线芯片分别与校准模块、驱动电机模块中的可编程稳压电源、数据采集模块中的数据采集卡和移动模块中的移动控制器相连接。控制处理器用于处理各种信号的接收、发送和存储，包括输入接口、输出接口、控制接口、微处理器、复位IC芯片、看门狗芯片、晶振、程序下载接口和存储器。微处理器分别与输入接口、输出接口、控制接口、复位IC芯片、看门狗芯片、晶振、程序下载接口和存储器连接。驱动电机模块中可编程稳压电源为驱动电机供电，驱动电机的输出轴外接待测试的轴流风扇。校准模块中校准器的校准风洞上设置有热电偶，调节阀的一端通过接口与校准风洞的底部接口连接；压力传感器设置在轴流风机测速仪和校准风洞之间；热线探针的探头通过支架设置在校准风洞口 ；同时热电偶的另一端、热线探针的尾端又均与轴流风机测速仪相对应的接口连接，轴流风机测速仪还与数据采集卡连接；调节阀的另一端与截止阀的一端相连接，截止阀的另一端与过滤器的一端相连接，过滤器的另一端与空气压缩机连接。数据采集模块中数据采集卡与轴流风机测速仪的一个接口相连接，轴流风机测速仪的另一个接口与热线探针相连接；u形支架开口端的一个侧面与Z轴滑块上的导轨活动连接；热线探针设置在U形支架开口端的另一侧面上，且该侧面穿过风洞上的开口，伸入风洞内； 移动模块中移动控制器与移动坐标架中的三个步进电机连接，三个步进电机分别设置在Y轴滑块、X轴滑块、Z轴滑块上，Y轴滑块、X轴滑块、Z轴滑块三者活动连接，组成三维坐标系后固定设直在基座上。所述的数据采集模块和校准模块共用轴流风机测速仪和热线探针，数据采集模块和校准模块对热线探针的使用存在先后顺序。本专利技术测试流程如下: 本专利技术通过控制显示模块控制其他模块，并接收、处理、储存和显示数据采集模块采集到的数据；同时控制移动控制器中的步进电机带动X轴滑块、Z轴滑块和U形支架移动，从而调整热线探针的测量位置，测得风洞中不同位置的风速。首先，通过校准模块进行校准。通过控制显示模块中输入显示端的输入单元输入电压、温度、压强等信息。当控制显示模块中的控制处理器检测到信息后，通过控制显示模块的二号通道将温度信号、压强信号传递给轴流风机测速仪。通过调节阀改变校准风洞的进风量，使得数据采集卡采集到不同风速下的输出电量，并将数据通过二号通道反馈给数据总线芯片，再通过控制接口传送给控制显示模块的控制处理器，控制处理器通过输出接口输出给显示器，显示器以文本格式和曲线的形式显示校正曲线，增加测量的精确度。其次，测试轴流风扇。通过控制显示模块的输入单元输入驱动电机电压，并通过一号通道传递给驱动电机模块中的可编程稳压电源，使得待测风扇按一定转速旋转；同时控制显示模块的控制处理器不断检测是否有来自数据采集模块的实测数据，数据总线芯片通过三号通道接收来自数据采集模块数据采集卡的脉冲信号，然后通过控制接口传送给控制处理器，控制处理器接收到数据储存并通过显示器以文本格式和曲线的形式显示。然后，调整热线探针的测量位置。通过控制显示模块的输入单元输入指令，控制处理器接收、存储指令，将指令转换成脉冲信号，并通过显示器显示指令；通过控制接口、数据总线芯片、四号通道将脉冲信号传送给移动模块中的移动控制器，再由移动控制器将脉冲信号传送给移动坐标架中的步进电机，由步进电机带动X轴滑块、Z轴滑块、U形支架分别在Y轴导轨、X轴导轨、Z轴导轨上移动，从而改变热线探针的测量位置。本专利技术有益效果: 本专利技术具有风洞模块、控制显示模块、驱动电机模块、校准模块、数据采集模块和移动模块，实现了基于小型风洞的轴流风机性能和全流域内部流场特性的全自动测量，改变了原有的通过人工手动控制热线探针测量位置的测量方式，通过这些模块实现全自动测得风速、静压、扭矩等轴流风机的性能参数，不需要人工手动调整测量位置，减少了参与人员，提高了测量效率，测量精度，增加了实测数据的可靠性。【附图说明】图1是本专利技术的测试装置图； 图2是本专利技术的电路框图； 图3是本专利技术控制显示模块中控制处理器的电路框图； 图4是本专利技术驱动电机模块的电路框图； 图5是本专利技术校准模块的电路框图； 图6是本专利技术数据采集模块的电路框图； 图7是本专利技术移动模块的电路框图； 图8是本专利技术系统流程图。图中，控制显示模块1、数据采集卡2、轴流风机测速仪3、移动控制器4、基座5、Y轴滑块6、X轴滑块7、Z轴滑块8、U形支架9、可编程稳压电源10、轴流风扇11、热线探针12、扭矩传感器13、驱动电机14、静压探头15、风洞16、整流网17、喷嘴18、压力探头19、导流风扇20、步进电机21、变频器22、调节阀23、截止阀24、过滤器25、空气压缩机26、校准器27、热电偶28、压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴流风机全自动测试系统，其特征在于包括控制显示模块、驱动电机模块、数据采集模块、风洞模块、校准模块和移动模块；控制显示模块包括控制处理器、输入单元、显示器和数据总线芯片；驱动电机模块包括可编程稳压电源和驱动电机；数据采集模块包括热线探针、轴流风机测速仪、数据采集卡和压力传感器；移动模块包括移动控制器和移动坐标架，所述的移动坐标架包括基座、Y轴滑块、X轴滑块、Z轴滑块、U形支架和步进电机；校准模块包括校准器、调节阀、截止阀、过滤器、空气压缩机、热电偶和压力传感器；风洞模块包括风洞、导流风扇、整流网、喷嘴和变频器；风洞模块中的风洞内设置有扭矩传感器、热线探针、驱动电机、压力探头和静压探头；扭矩传感器和驱动电机通过固定架设置在风洞内壁上，扭矩传感器与驱动电机的输出轴相连接；风洞内自前向后依次自带有整流网、喷嘴和导流风扇，且整流网设置在风洞中间位置，喷嘴设置在风洞后半段，导流风扇设置在风洞的尾端，与变频器相连接；静压探头设置在风洞前半段的内壁上，靠近轴流风扇，外接待测试的轴流风扇的位置设置在风洞口；压力探头设置在风洞内喷嘴的两侧，用来测量喷嘴两侧的压差；控制显示模块中的控制处理器的输入接口和输出接口分别与输入单元和显示器相连接；数据总线芯片设置在控制处理器的控制接口上；控制显示模块通过数据总线芯片分别与校准模块、驱动电机模块中的可编程稳压电源、数据采集模块中的数据采集卡和移动模块中的移动控制器相连接；控制处理器用于处理各种信号的接收、发送和存储，包括输入接口、输出接口、控制接口、微处理器、复位IC芯片、看门狗芯片、晶振、程序下载接口和存储器；微处理器分别与输入接口、输出接口、控制接口、复位IC芯片、看门狗芯片、晶振、程序下载接口和存储器连接；驱动电机模块中可编程稳压电源为驱动电机供电，驱动电机的输出轴外接待测试的轴流风扇；校准模块中校准器的校准风洞上设置有热电偶，调节阀的一端通过接口与校准风洞的底部接口连接；压力传感器设置在轴流风机测速仪和校准风洞之间；热线探针的探头通过支架设置在校准风洞口；同时热电偶的另一端、热线探针的尾端又均与轴流风机测速仪相对应的接口连接，轴流风机测速仪还与数据采集卡连接；调节阀的另一端与截止阀的一端相连接，截止阀的另一端与过滤器的一端相连接，过滤器的另一端与空气压缩机连接；数据采集模块中数据采集卡与轴流风机测速仪的一个接口相连接，轴流风机测速仪的另一个接口与热线探针相连接；U形支架开口端的一个侧面与Z轴滑块上的导轨活动连接；热线探针设置在U形支架开口端的另一侧面上，且该侧面穿过风洞上的开口，伸入风洞内；移动模块中移动控制器与移动坐标架中的三个步进电机连接，三个步进电机分别设置在Y轴滑块、X轴滑块、Z轴滑块上，Y轴滑块、X轴滑块、Z轴滑块三者活动连接，组成三维坐标系后固定设置在基座上。...

【技术特征摘要】
1.一种轴流风机全自动测试系统，其特征在于包括控制显示模块、驱动电机模块、数据采集模块、风洞模块、校准模块和移动模块； 控制显示模块包括控制处理器、输入单元、显示器和数据总线芯片； 驱动电机模块包括可编程稳压电源和驱动电机； 数据采集模块包括热线探针、轴流风机测速仪、数据采集卡和压力传感器； 移动模块包括移动控制器和移动坐标架，所述的移动坐标架包括基座、Y轴滑块、X轴滑块、Z轴滑块、U形支架和步进电机； 校准模块包括校准器、调节阀、截止阀、过滤器、空气压缩机、热电偶和压力传感器； 风洞模块包括风洞、导流风扇、整流网、喷嘴和变频器； 风洞模块中的风洞内设置有扭矩传感器、热线探针、驱动电机、压力探头和静压探头；扭矩传感器和驱动电机通过固定架设置在风洞内壁上，扭矩传感器与驱动电机的输出轴相连接；风洞内自前向后依次自带有整流网、喷嘴和导流风扇，且整流网设置在风洞中间位置，喷嘴设置在风洞后半段，导流风扇设置在风洞的尾端，与变频器相连接；静压探头设置在风洞前半段的内壁上，靠近轴流风扇，外接待测试的轴流风扇的位置设置在风洞口 ；压力探头设置在风洞内喷嘴的两侧，用来测量喷嘴两侧的压差； 控制显示模块中的控制处理器的输入接口和输出接口分别与输入单元和显示器相连接；数据总线芯片设置在控制处理器的控制接口上；控制显示模块通过数据总线芯片分别与校准模块、驱动电机模 块中的可编程稳压电源、数据采集模块中的数据采集卡和移动模块中的移动控制器相连接； 控制处理器用于处理各种信号的接收、发送和存储，包括输入接口、输出接口、控制接口、微处理器、复位IC芯片、看门狗芯片、晶振、程序下载接口和存储器；微处理器分别与输入接口、输出接口、控制接口、复位IC芯片、看门狗芯片、晶振、程序下载接口和存储器连接； 驱动电机模块中可编程稳压电源为驱动电机供电，驱动电机的输出轴外接待测试的轴流风扇； 校准模块中校准器的校准风洞上设置有热电偶，调节阀的一端通过接口与校准风洞的底部接口连接；压力传感器设置在轴流风机测速仪和校准风洞之间；热线探针的探头通过支架设置在校准风洞口 ；同时热电偶的另一端、热线探针的尾端又均与轴流风机测速仪相对应的接口连接，轴流风机测速仪还与数据采集卡连接；调节阀的另一端与截止阀的一端相连接，截止阀的另一端与过滤器的一端相连接，过滤器的另一端与空气压缩机连接；...

【专利技术属性】
技术研发人员：金英子，胡勇军，朱立夫，张立，吴泳敏，李国琪，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：