多功能流体设备流动特性实验台Experimental System for Flow Measurement
EXPERT IN FLUID TECHNOLOGY
山东易可润能源环境设备有限公司
Shandong EEEgreen Energy&Environment&Equipment Co.,Ltd
多功能流体设备流动特性实验台
在阀门、水泵、换热器、水处理装置等流体设备和管件的开发、研制及产品检测过程中，需要大量的流量特性和阻力特性实验数据，这些数据对于提高产品技术水平、保证产品质量是至关重要的。本
公司研制的多功能流体设备流动特性实验
台，采用先进的虚拟仪器技术和变频控制技
术，在LabVIEW编程平台上进行软件开发，
实现了测试过程设备运行状态及全参数实
时监控。加快了测量进程，提高了测量准确
性，降低了实验成本，同时具有自动化程度
和信息化程度高的特点。为科研单位及生产
企业进行流体控制技术研究和产品开发提供了有力的工具。
1、基本功能
多功能流体设备流动特性实验台，可实现如下基本测试功能：⑴阀门流量特性、阀门开度特性及泄露测试；⑵水泵工作特征曲线测试，水泵变频工作特征曲线测试；⑶流体设备及管件流量-阻力特征测试。
同时可根据用户需求，增加新的测试功能。
2、实验台系统及组成
2.1 试验系统
整套系统如图1所示，系统由机械循环部分、测控硬件部分、计算机测控软件部分组成，满足流体控制的多功能测试。
2.2 机械循环
由循环水泵、稳压罐、电磁阀、测试元件、管路等组成。主要工作原理：驱动变频器开启带动水泵运行，使流体在管路里循环，应用变频调速技术控制泵的转速，可连续改变管道内流体的流量和压差，通过压力控制器控制加压水泵，来调节测试系统的工作压力。
设计了大、中、小三个管径不同的管路，同时配带系列变径接头，满足不
同管径的实验要求。试验时，在计算机上控制电磁阀的开启，保证对应的管路保持通路。
图1：实验台系统图
2.3 测控硬件
由传感器、调理模块、数据采集卡、通讯串口等组成。主要工作原理：根据实验要求，电磁阀控制管路内流体走向，传感器获取实验件的状态信息，输出信号4-20mA，信号经过放大、滤波、隔离等预处理工作后，经A/D转换输入到控制器中；通讯串口完成对变频的控制信号输出。
2.4 计算机测控软件
此实验系统软件在美国NI的“LabVIEW”平台上进行开发。LabVIEW是虚拟仪器领域中最具代表性的图形化编程开发平台，是目前国际上首推并应用最广的数据采集和控制开发环境之一，主要应用于仪器控制、数据采集、数据分析、数据显示等领域，具有强大的数据可视化分析和仪器控制能力。以此为平台开发的测试程序具有人机交互界面直观友好、容易操作，显示内容清楚直观等特点。可通过界面控制整个实验过程，就像直接操纵仪器一样，可在界面上看到以数据和图形方式显示的控制信息和测试结果。软件还有各种控制及监控功能，如所有
测点，如流量测点、压差测点等参数的实时监控；系统运行状态、变频器运行状态、电动调节阀和传感器工作状态的实时监控；自动选择测试管路和数据传输通道；自动生成测量数据表格和有关性能曲线；可以在网络上发布测试软件前面板的图象，或在网络上打开其他计算机内存中的程序前面板，安全、快捷地进行程序的远程控制等等。
3、测试界面
软件包括登陆界面、功能选择界面、测试主界面等等。首先进入欢迎界面，如图2所示，界面上有“ENTER”与“EXIT”两个按钮可选择，按下“ENTER”，来到登陆界面，输入在程序后台既定的口令，进入图3所示的功能选择界面，按下界面上“阀门流量
特性实验”按钮，弹
出如图4所示的阀门
流量特性测试输入界
面，按开始键进入测
试主界面。
图2：流体控制系统
实验台欢迎界面
图3：流体控制系统实
验台选择界面
图4：阀门流量特
性测试输入界面
图5：阀门流量特性
测试主界面
图6、生成报表界面
4、各项实验的测试方法
4.1 阀门流量特性实验
将测试阀门按其尺寸安装在管路相应位置上，开动变频器使其频率按指定速率上升，水泵转速上升，阀门两侧压差随之变化，同时得到对应的流量值。当阀门两侧压差值到达其最大压差值或
运行频率到达50HZ时，变频器自动
减速停机。记录流量传感器和压差
传感器的数值，绘出压差—流量特
性曲线，完成该项试验。图7所示
为流量平衡阀流量特性曲线的测试
结果。
图7：流量平衡阀流量—压差曲线
4.2 阀门开度特性实验
将带有执行器的调节阀装在管路上，调节阀门上的开度来调节流量，同时将阀门两端压差控制在100kPa，得到开度—流量特性曲线。如图6所示。
图8：开度—流量曲线
4.3 阀门流量特性界面及打印生成图表
图9：试验台输出图表
山东易可润能源环境设备有限公司
是一家中英合作高科技企业，致力于能源技术、流体控制和
测试技术的开发和应用。公司拥有一支能源环境领域内的资
深专家、教授、博士组成的科研队伍，在英国伦敦总部，设立了研发中心，与伦敦BRUNEL大学、SOUTHBANK大学等研究机构建立了密切的科研合作关系。公司拥有多项专利技术和众多科研成果，在许多工业、建筑工程中得到成功应用。专业、创新和国际化是公司领先于业界的根本保证。
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