一种叶片泵流动不稳定性程度的监测方法和装置制造方法及图纸

一种叶片泵流动不稳定性程度的监测方法和装置，通过测量驱动电机的瞬时输入电压和电流，计算得到电机的瞬态输入功率，并将瞬态输入功率进行归一化，然后对得到的归一化的数据进行标准差计算，将标准差值作为衡量当前流动不稳定程度的物理量值，实现对泵流动不稳定性程度的监测。所述监测装置包括信号采集模块，信号调理模块，信号处理模块，上位机通讯模块和人机交互模块；信号采集模块根据人机交互模块的输采集参数的要求，通过信号采集模块和信号调理模块实现电机瞬态电压电流的采集，通过信号处理模块实现瞬态功率的计算，瞬态功率的归一化处理，归一化数据的标准差的计算，通过上位机通讯模块发布结果，人机交互模块显示结果。

【技术实现步骤摘要】
一种叶片泵流动不稳定性程度的监测方法和装置
本专利技术涉及流体机械测试方法领域，特指一种叶片泵流动不稳定性程度的监测方法，以及实现这种方法的装置。
技术介绍
叶片泵作为重要的能量转换和流体输送装置，广泛应用于国民经济的各部分以及航空航天等尖端
因此，降低其能耗，提高运行安全和可靠性，具有巨大的经济效益，对提高我国工业发展水平具有重要意义。泵的水力性能主要指流量扬程特性、效率特性等，与水泵的节能运行能力直接相关。近几年来，越来越多的研究表明泵内部流动的不稳定特性与泵的外特性是密切关联，是影响泵外特性的本质因素。影响泵内部的流动不稳定性主要是动静干涉、进出口回流、汽蚀以及二次流等，这些不稳定特性的流动工况产生的交变轴向力和径向力是导致轴承烧伤和密封破坏的主要原因，这些故障轻则导致停工停产，重则会引起火灾等灾难性事故，这些与泵安全运行和可靠性息息相关。因此及时准确地判断泵的运行时的不稳定程度是非常必要的。而在目前关于泵内部流动不稳定研究的文献资料，主要反映了流动不稳定产生的原因，以及当流动不稳定时对泵运行的影响，但关于对离心泵运行的不稳定程度的监测很少出现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种离心泵流动不稳定性程度的监测方法，以及实现这种方法的装置来实现对泵运行时的流动不稳定程度的监测，以保证离心泵可靠、节能运行。技术方案：为解决以上技术问题，本专利技术采用了如下技术方案：一种叶片泵流动不稳定性程度的监测方法，其特征在于：通过测量驱动电机的瞬时输入电压和电流，计算得到电机的瞬态输入功率，并将瞬态输入功率进行归一化，然后对得到的归一化的数据进行标准差计算，将标准差值作为衡量当前流动不稳定程度的物理量值，实现对泵流动不稳定性程度的监测。一种叶片泵流动不稳定性程度的监测装置，其特征在于：包括信号采集模块，信号调理模块，信号处理模块，上位机通讯模块和人机交互模块；信号采集模块根据人机交互模块的输采集参数的要求，通过信号采集模块和信号调理模块实现电机瞬态电压电流的采集，通过信号处理模块实现瞬态功率的计算，瞬态功率的归一化处理，归一化数据的标准差的计算，通过上位机通讯模块发布结果，人机交互模块显示结果。信号采集模块包括霍尔电压传感器和霍尔电流传感器，能对泵驱动电机的输入电压电流的动态信号进行测量。信号处理模块根据已采集到的瞬态的三相电压VΦ(t)，电流信号IΦ(t)，根据下式对电机的电机瞬态输入功率Ptot(t)进行计算：Pφ(t)＝Vφ(t)*Iφ(t)Ptot(t)＝Pφa(t)+Pφb(t)+Pφc(t)对计算得到的电机瞬态输入功率Ptot(t)通过与其滑动平均值相除进行归一化处理，然后对得到的归一化的数据，进行标准差计算。有益效果：本专利技术通过量化在电机输入功率上产生相应的波动来实现流动不稳定性程度的监测，保证了离心泵可靠、节能运行。附图说明图1为本专利技术一种叶片泵流动不稳定性程度的监测装置的示意图。图2为本专利技术的装置安装及采集电路示意图。图3为信号调理电路图。图4为信号处理流程。图5为关死点工况结果。图6为0.5倍最优效率工况结果。图7为最优效率工况结果。图8为1.2倍最优效率工况结果。图9为流量与不稳定系数的测量分析结果。图3中，10为运算放大器。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。如图1所示，一种叶片泵流动不稳定性程度的监测装置包括信号采集模块，信号调理模块，信号处理模块，上位机通讯模块和人机交互模块。将该装置安装与待监测的泵的驱动电机上，与电机的供电线路连接，同时通过人机交互模块输入监测时间间隔和电路采集频率，在水泵运行时，如图2所示，通过嵌入在PCB电路板的霍尔电压传感器和霍尔电流传感器，对泵的驱动电机的输入电压和电流的动态信号进行测量，然后通过如图3所示的信号调理电路，通过运算放大器10及其相关电路对输入信号进行隔离和跟随，将输入信号调理以适应DSP采集电路，然后通过低通滤波器进行抗混叠处理，消除高频干扰，最后通过DSP内部集成的A/D转换模块和数据缓冲区，对上述信号进行定时采样和存储。在信号处理中，根据已采集到的瞬态的三相电压VΦ(t)，电流信号IΦ(t)，根据下式对电机的电机瞬态输入功率Ptot(t)进行计算：Pφ(t)＝Vφ(t)*Iφ(t)Ptot(t)＝Pφa(t)+Pφb(t)+Pφc(t)然后结合图4所示的信号处理流程图，首先对计算得到的电机瞬态输入功率Ptot(t)，通过与其滑动平均值相除进行归一化处理，如图5—图8分别为关死点工况，0.5倍最优效率工况，最优效率工况和1.2倍最优效率工况所示的结果，然后计算各个样本的标准差，其所得结果如图9所示。最后电机和水泵的运行数据通过人机交互模块显示，同时通过上位机通讯模块与上位机进行通讯。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叶片泵流动不稳定性程度的监测方法，其特征在于：通过测量驱动电机的瞬时输入电压和电流，计算得到电机的瞬态输入功率，并将瞬态输入功率进行归一化，然后对得到的归一化的数据进行标准差计算，将标准差值作为衡量当前流动不稳定程度的物理量值，实现对泵流动不稳定性程度的监测。

【技术特征摘要】
1.一种叶片泵流动不稳定性程度的监测装置，包括信号采集模块，信号调理模块，信号处理模块，上位机通讯模块以及人机交互模块，根据人机交互模块输入参数的要求，通过信号采集模块和信号调理模块实现电机瞬态电压电流的采集，通过信号处理模块实现瞬态功率的计算，瞬态功率的归一化处理，归一化数据标准差的计算，通过上位机通讯模块发布结果，人机交互模块显示结果；信号采集模块包括霍尔电压传感器和霍尔电流传感器，能对泵驱动电机的输入电压电流的动态信号进行测量；...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆寅，袁寿其，李晓俊，卢加兴，司乔瑞，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：