离心泵汽蚀性能自动测试系统的研究

摘要

本文全面的阐述了离心泵汽蚀性能自动测试系统的开发过程。通过对目前自动测试系统的发展趋势和虚拟仪器常用的几类组成方案的认真分析，最后设定了单片机加串口系统的虚拟仪器测试系统方案。 通过对国家标准GB/T3216-2005《回转动力泵水力性能验收试验1级和2级》的认真研读，确定了该自动测试系统以2级精度指标为设计目标。依据此目标，结合使用的场合，对各物理量传感器、接触器、调节阀等进行了选择与计算，并在此基础上，对系统下位机的硬件电路以AT89C51ac2型单片机为核心进行设计，其中包括显示接口硬件电路、串口通讯接口电路、接触器驱动电路等。 一个测试系统光有测试硬件是不够的，还需要有测试软件作为支持，至此，我们对上位机和下位机的软件进行了详细的设计。上位机系统软件采用NI公司的LabVIEW软件进行设计，其分为三个模块，即数据库访问模块、上位机串口通讯模块、数据分析模块，主要完成对采集数据的存储、分析、显示。数据的存储运用LabSQL访问office自带的Access数据库进行实现；数据的分析通过LabVIEW运用ActiveX技术来实现对MATLAB调用，借用MATLAB强大的数据处理功能实现对所获取的数据进行分析和曲线拟和；下位机软件分为AD转换模块、PID调节模块、下位机串口通讯模块三个部分，主要完成对各物理量的采集和上传，同时保证在采集过程中流量的恒定。 本文还介绍了一种诊断离心泵临界汽蚀点的方法，该方法通过运用小波分析技术对离心泵的进口压力脉动信号的突变点进行检测，从而确定离心泵的临界汽蚀点。将此方法与传统方法进行了比较，得出用小波分析方法更能较为精确地检测出泵的临界汽蚀点的结论。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第1章绪论

1.1课题背景

1.2课题研究意义

1.3国内外测试测量仪器的发展状况

1.4离心泵汽蚀的诊断方法

1.5本课题研究内容

第2章预备知识

2.1离心泵汽蚀原理

2.1.1离心泵的汽蚀现象

2.1.2相关参数的定义及计算

2.1.3汽蚀试验原理

2.2数据预处理原理

2.2.1采样数据的标度变换

2.2.2采样数据的数字滤波

2.2.3去除采样数据的趋势项

2.3数据分析技术

2.3.1时域分析方法

2.3.2频域分析法

2.3.3时-频分析法

第3章测试系统硬件平台设计

3.1测试系统硬件设计方案

3.1.1试验装置选择

3.1.2测试系统总体方案

3.2信号采集模块硬件设计

3.2.1传感器的选择

3.2.2显示接口电路设计

3.3控制模块设计

3.3.1接触器选择

3.3.2接触器驱动电路设计

3.3.3调节阀的选择

3.4通讯传输模块设计

3.4.1单片机与PC机通讯接口选择

3.4.2单片机与PC机通讯接口电路设计

3.5本章小结

第4章系统软件设计

4.1系统软件总体设计

4.2上位机开发平台的选择

4.3虚拟面板设计

4.3 ACCESS数据库设计

4.3.1数据库需求分析

4.3.2数据逻辑表设计

4.4上位机软件各模块设计

4.4.1数据库访问模块设计

4.4.2上位机串口通讯模块设计

4.4.3数据分析模块设计

4.5下位机软件设计

4.5.1 AD转换程序设计

4.5.2 PID调节程序设计

4.5.3串口通讯软件设计

4.6本章小结

第5章试验结果及分析

5.1试验环境

5.2汽蚀性能试验数据

5.3汽蚀性能曲线

5.4 临界汽蚀点测试试验结果

5.5试验结果误差分析

5.5.1误差分类及误差来源

5.5.2各类误差的计算及合成

结论

参考文献

致谢

附录