低扬程大流量泵站能量测试系统的开发与应用

摘要

自上个世纪六十年代以来，国内已陆续建立了一系列的泵站，南水北调工程的实施又掀起了大中型泵站建设和改造的新高潮。为了对泵站改造提供科学的数据，同时检验泵站改造后是否达到了预期的经济和安全目的，都急切的需要一套精度高可靠性好针对现场的泵站能量测试系统。本文结合水利部“948”相关项目，对泵站的能量测试系统进行了设计与开发。 本文根据泵站能量测试的要求，设计出一套针对超声波流量计的泵站能量测试系统，该系统自动化程度高、测量准确、操作简单。论文分析所测量的参数的要求，对传感器和采集卡进行选择，完成了以计算机为核心，以传感器为信号采集、以调理电路为信号滤波、以 A/D 卡为数据转换的硬件部分的设计，组成了能量测试系统的硬件部分。测试系统所采用的超声波流量计很好的解决了低扬程大流量泵站流量测量精度不高的问题。 本文在计算机平台Windows环境下，以VB为开发工具编写了测试系统上层应用软件。其中数据采集模块利用动态链接库技术调用驱动程序来实现对采集卡的硬件访问，实现了数据的采集功能；数据处理模块应用算术平均滤波法，实现了上层应用软件的数据预处理功能；利用正交最小二乘法和三次样条曲线对数据进行拟和，完成了泵站的性能曲线的绘制。测试系统成功地用于南水北调工程中的某站，所得到的结果与理论和实际相吻合，证明了系统的精确性、稳定性和可靠性。 论文的最后叙述了在设计和开发过程中所做的主要工作，同时，也提出了一些对今后发展的展望。

目录

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第一章绪 论

1.1测试技术概述

1.1.1测试技术的作用

1.1.2测试技术的内容

1.1.3测试技术的发展

1.1.4测试系统的组成

1.1.5现代测试系统发展的特点

1.2泵站能量测试技术现状与发展动态

1.2.1各参数量测技术的发展

1.2.2泵站测试系统的发展

1.2.3泵站微机测试系统的基本要求

1.3本文的研究内容

第二章测试系统的硬件设计

2.1泵站能量测试系统的整体设计

2.1.1基于单片机的系统实现方案

2.1.2基于PC机的系统实现方案

2.1.3基于微机的泵站能量测试系统

2.2传感器的选择

2.2.1传感器概述

2.2.2 传感器选用原则

2.2.3水位(压力)电测法

2.2.4流量的电测法

2.2.5功率测量

2.2.6转速的电测法

2.3信号调理的设计

2.3.1信号类型的转换

2.3.2低通滤波

2.4数据采集卡的选择

2.4.1数据采集的常用接口

2.4.2数据采集卡

2.5测试系统功能的扩展

2.6小结

第三章测试系统应用软件的设计和实现

3.1应用软件的整体设计

3.2开发平台的选择

3.2.1 Visual Basic 6.0简介

3.2.2 Visual Basic应用程序的结构

3.3数据采集的设计与实现

3.4数据预处理的设计与实现

3.4.1数据处理的分类

3.4.2数据预处理的目的

3.4.3数据预处理的主要内容

3.5曲线绘制的设计与实现

3.5.1用三次样条函数拟合泵站的性能曲线

3.5.2用最小二乘法拟合泵站的性能曲线

3.5.3曲线拟合的代码片断

3.6数据库的管理

3.6.1数据库访问技术简介

3.6.2应用程序的数据库操作

3.6.3应用程序的数据库管理

3.7测试结果的打印输出

3.7.1 VB中的打印方法和Printer对象简介

3.7.2实现数据采集曲线绘制和打印的基本思路

3.8应用软件的关键技术

3.9 小结

第四章应用实例

4.1工程概况

4.1.1基本情况

4.1.2结构形式

4.1.3辅助设备

4.2现场安装

4.2.1水位(压力)传感器的安装

4.2.2功率传感器的安装

4.2.3超声波流量计的安装

4.3试验结果及处理

4.4测试系统的误差分析

第五章总结与展望

参考文献

致谢