CN100575909C - 通风机性能测试系统及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通风机性能测试系统及其测试方法，系统包括机械部分及电控部分，机械部分包括：风洞、辅助风机，风洞包括风室、安装于该风室内的多喷嘴流量计，辅助风机连接于风洞的出口，风洞的入口用于连接被测风机；电控部分采用变频器调节辅助风机的转速。测试中有一个预先扫描的过程，建立相应的被开启的喷嘴组合-静压对应值，使得系统可据此实现喷嘴的自动开启与关闭，既能实现对各种工况下的参数测试，又降低了人为因素的影响，提高了测量的精度；采用变频器带动辅助风机的调节方法代替以前的节流阀装置，利用其无级调速的特点，调试更为快捷、准确。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种通风机性能测试系统及测试方法。
【背景技术】
目前风量测量主要有：毕托管、孔板流量计、文丘里喷管和喷嘴流量计等方式。
相对来说，用喷嘴测量的方式较为普遍，喷嘴测量气体流量的公式为：
其中C为系数，查表可得；A为喷嘴面积；ΔP为喷嘴压差；ρ为空气密度。
喷嘴压差ΔP已经被证实在160-800Pa之间时测得的流量值是较为准确的，目前利用喷嘴测量流量的风机测试系统主要有两种试验方法，一种是根据试验过程中压差值手动调节开启的喷嘴组合，这种方法对操作人员的要求比较高，试验结果中由于人为因素带入的误差几率较大；另一种是自动选择喷嘴，即预设参数开启喷嘴组合，试验中根据测量数据调整实际组合，这种方法最大的缺点就是无法根据不同性能的风机进行真正的自动选择喷嘴组合，而是根据测量值不断判断、调整组合，常常会导致试验时间过长。
在静压调节的实现方式上，传统的方法是控制节流阀的开启程度。这种方法的主要缺点是：速度太慢、微调能力差。
【发明内容】
本发明的目的是：克服以上现有技术的不足之处，提供一种高效、可靠、准确的通风机性能测试系统及测试方法。
为实现上述目的，本发明提出一种通风机性能测试系统，包括机械部分及电控部分，所述机械部分包括：风洞、辅助风机，所述风洞包括风室、安装于该风室内的多喷嘴流量计，所述辅助风机连接于风洞的出口，风洞的入口用于连接被测风机；所述电控部分包括参数采集电路、信号调理电路、调速器、变频器、主控器，所述参数采集电路用于采集被测风机的工作参数，所述参数采集电路、调速器、变频器分别与所述信号调理电路电连接，所述信号调理电路与所述主控器电连接，所述调速器用于调节被测风机的转速，所述变频器与所述辅助风机电连接，用于调节所述辅助风机的转速。
上述的通风机性能测试系统，所述风洞还包括前均流孔板，设置于所述多喷嘴流量计的前端。所述风洞还包括后均流孔板，设置于所述多喷嘴流量计的后端。
上述的通风机性能测试系统，所述参数采集电路包括光电开关，用于采集被测风机的各测量点速度。所述电控部分还包括电磁阀，与所述信号调理电路电连接，用于控制所述多喷嘴流量计的各个喷嘴的开关。
同时，本发明提出了一种应用上述的通风机性能测试系统的测试方法，包括如下步骤：A、设置需要测试的静压点，根据该静压点开启多喷嘴流量计的喷嘴组合，B、保持被测风机于一定值，调节辅助风机的转速，以调节风室内的静压至设定点，C、采集记录此时各需要测量的参数。
上述的测试方法，在步骤A之前还包括步骤A`：扫描并自动记录被开启的喷嘴组合-静压对应值。所述步骤A`具体过程包括：依次开启各种喷嘴组合并启动被测电机和辅助电机，保持被测电机的工作电压稳定，同时改变辅助风机的转速，在静压≥-5Pa且160Pa≤差压≤800Pa的前提下，自动记录相应的被开启的喷嘴组合-静压对应值。
上述的测试方法，所述步骤B中，为主控器通过PID控制方法调节变频器，从而调节辅助风机的转速。
上述的测试方法，所述步骤A的具体过程包括：主控器根据静压点控制电磁阀的通断，改变通过其中的气流方向，对汽缸形成推或拉的动作，实现喷嘴的开启与关闭。
由于采用了以上的方案，测试中有一个预先扫描的过程，建立了相应的被开启的喷嘴组合-静压对应值，使得系统可据此实现喷嘴的自动开启与关闭，既能实现对各种工况下的参数测试，又降低了人为因素的影响，提高了测量的精度；采用变频器带动辅助风机的调节方法代替以前的节流阀装置，利用其无级调速的特点，调试更为快捷、准确。
参数采集中，采用高响应频率的光电开关测速方法，自动记录稳定状态下的转速；既方便使用，测量的结果又更加精确。
【附图说明】
图1是本发明实施例机械部分结构示意图；
图2是本发明实施例流程图；
图3是本发明实施例电控部分结构示意图。
【具体实施方式】
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
请参考图1所示，本测试系统的机械部分主要是一个圆柱体形状的风洞，风洞内依次设有：风室21、前均流孔板22、多喷嘴流量计23、后均流孔板24、过渡管道25。被测风机1和辅助风机3分别位于风洞的两端。
被测风机运行时产生的气流进入风室，见图1，测得A点与大气压的压差即为静压，均流孔板的作用是抑制气流旋涡的产生，使得空气的流动更为匀速、平稳，辅助风机往外抽风的同时使得多喷嘴流量计两端产生压差，测量C和D点的压差值以用来计算流量。喷嘴的开启与关闭是用汽缸来驱动的。
请参考图3所示的电控部分电路原理图，主要包括主控器、信号调理电路、参数采集电路、电磁阀、调速器、变频器，参数采集电路采集整个系统的测量量，包括：被测风机电压、电流、静压、差压、转速传感器信号、大气压、环境温湿度。主控器通过信号调理电路输出整个系统的控制量，包括：被测电机与辅助电机的启停、喷嘴汽缸控制电磁阀、变频器模拟输入、被测风机调速器模拟输入。其中主控器采用工控机，或主控器、信号调理电路直接采用工控机。从工控机送出信号控制电磁阀的通断，电磁阀的通断使得通过其中的气流方向改变，通过汽缸形成推或拉的动作，实现喷嘴的开启与关闭。
多喷嘴流量计23选用四个直径分别为50mm、70mm、100mm、150mm的喷嘴，变频器的功率为4kw，辅助风机功率为3kw，这样可以测量的风量范围为106-3949m3/h，基本可以满足常用风机的测试需求。
系统中静压是最为关键的被控量之一，静压的控制是在保持被测风机电压一定的情况下调节变频器模拟输入来实现的。
同时，风机转速也是风机性能参数中一个较为重要的指标，传统的方法是在气流达到一个稳定状态后手动的使用测速仪测量，本系统使用高响应频率的光电开关，试验过程中记录各测量点的速度。
图2为测试过程实施流程图。
1.试验开始前先进行扫描，依次开启各种喷嘴组合并启动被测电机和辅助电机，保持被测电机的工作电压稳定的同时改变辅助风机的转速，在静压≥-5Pa且160Pa≤差压≤800Pa的前提下，自动记录相应的喷嘴——静压对应值。
2.设置需要测试的静压点，进入定静压测试程序，由于前面的扫描过程，软件可以根据设定的流量值自动判断开启的喷嘴组合，通过PID控制算法调节变频器从而调节辅助风机的转速，最终调节风室内的静压到设定值±2Pa的范围。在每一个静压点稳定一定时间后取得数据，然后继续下一个静压点测试。
3.所有的静压点测试完毕后自动保存数据并退出程序。
Claims (10)
1、一种通风机性能测试系统，包括机械部分及电控部分，其特征是：所述机械部分包括：风洞、辅助风机，所述风洞包括风室、安装于该风室内的多喷嘴流量计，所述辅助风机连接于风洞的出口，所述风洞的入口用于连接被测风机；所述电控部分包括参数采集电路、信号调理电路、调速器、变频器、主控器，所述参数采集电路用于采集被测风机的工作参数，所述参数采集电路、调速器、变频器分别与所述信号调理电路电连接，所述信号调理电路与所述主控器电连接，所述调速器用于调节被测风机的转速，所述变频器与所述辅助风机电连接，用于调节所述辅助风机的转速。
2、如权利要求1所述的通风机性能测试系统，其特征是：所述风洞还包括前均流孔板，设置于所述多喷嘴流量计的前端。
3、如权利要求1或2所述的通风机性能测试系统，其特征是：所述风洞还包括后均流孔板，设置于所述多喷嘴流量计的后端。
4、如权利要求1或2所述的通风机性能测试系统，其特征是：所述参数采集电路包括光电开关，用于采集被测风机的各测量点速度。
5、如权利要求1或2所述的通风机性能测试系统，其特征是：所述电控部分还包括电磁阀，与所述信号调理电路电连接，用于控制所述多喷嘴流量计的各个喷嘴的开关。
6、一种应用权利要求1-5中所述的通风机性能测试系统的测试方法，包括如下步骤：A、设置需要测试的静压点，根据该静压点开启多喷嘴流量计的喷嘴组合，B、保持被测风机于一定值，调节辅助风机的转速，以调节风室内的静压至设定点，C、采集记录此时各需要测量的参数。
7、如权利要求6所述的测试方法，其特征是：在步骤A之前还包括步骤A`：扫描并自动记录被开启的喷嘴组合-静压对应值。
8、如权利要求6所述的测试方法，其特征是：所述步骤B中，为主控器通过PID控制方法调节变频器，从而调节辅助风机的转速。
9、如权利要求7所述的测试方法，其特征是：所述步骤A`具体过程包括：依次开启各种喷嘴组合并启动被测电机和辅助电机，保持被测电机的工作电压稳定，同时改变辅助风机的转速，在静压≥-5Pa且160Pa≤差压≤800Pa的前提下，自动记录相应的被开启的喷嘴组合-静压对应值。
10、如权利要求6-9中任一项所述的测试方法，其特征是：所述步骤A的具体过程包括：主控器根据静压点控制电磁阀的通断，改变通过其中的气流方向，对汽缸形成推或拉的动作，实现喷嘴的开启与关闭。
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