CN104847674A - 智能感知型潜水电泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能感知型潜水电泵。在所述潜水电泵上设有用于测量潜水电泵扬程的进水口光纤传感器（1）和出水口光纤传感器（4），所述进水口光纤传感器（1）安装在所述潜水电泵的进水口上，用于感应进水口所受水的压力，所述出水口光纤传感器（4）安装在所述潜水电泵的出水口上，用于感应出水口所受水的压力；在所述潜水电泵的上部安装有感应其所在位置感知淹没深度的光纤液位传感器（6）。本发明可实现在现场随时测试、读取扬程和淹没深度，不需要设置专门的测试系统。对考核潜水电泵综合性能和安全运行状况有着积极的意义。

Description

智能感知型潜水电泵

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，特别涉及一种智能感知型潜水电泵。

背景技术

 潜水电泵广泛适用于城市给水供应、污水处理、城市建设、工矿船坞、农田灌溉、电站等一系列给排水工程。可输送物理化学性质为水的液体。潜水电泵电动机通过传动轴带动叶轮旋转，对液体做功，使其能量增加，从而使需要数量的液体，由吸入池经过泵的过流部件输送到所要求的高处或要求一定压力的地方。潜水电泵按叶轮的形式分为离心泵、混流泵和轴流泵三种形式，其性能参数差别很大。表征泵的性能参数主要有流量、扬程、转速、汽蚀余量、功率和效率等，而流量与扬程是最基本参数。作为用户考核潜水电泵性能，需要相应的参数。如图1所示，该图为试验室测量潜水电泵性能的试验装置，流量可通过流量计直接读取。而扬程是表征单位重量的液体从泵进口法兰到泵出口法兰能量的增值。其理论计算的数值不但与压力表的表压、压力表距水面高度有关，而且还与测压孔处的平均出水流速有关，下列情况下对实际扬程的计算的精度影响较大。

1.由于现场实际工况和工艺的不同，不具备测试相关参数的装置或技术，因此有必要有一种现场测试相关性能参数的简单实用性装置。

2.扬程要通过相关公式进行计算，现场工况和工艺是在不断变化，其取值也在不断变化，计算也较繁琐。

3.扬程的理论计算没有考虑进水法兰和出水法兰与相应取值点之间，由管路摩擦所致的水头能量损失，该数值对扬程的计算有着一定的影响，而且其水头损失在不同的流量下数值也不同，并且计算复杂。

另外，泵的运行工况对泵的性能参数具有一定的影响，如泵的淹没深度对潜水电泵的运行参数及潜水电泵安全运行和寿命有着很大的影响。泵的淹没深度是动态变化的，需要经常性的检查和测量。

因此工程实践中，需要有一种含有简单实用，可靠性好，可随时进行基本参数测量的方法来考核潜水电泵的运行。

发明内容

本发明的目的就是要解决现有潜水电泵在现场测试困难，技术复杂、而且测试精度不高的问题，提供一种智能感知型潜水电泵。该潜水电泵含可感知扬程基本引导参数和淹没深度参数，从而可考核潜水电泵性能和运行。该功能简单易行、可靠实用、成本低，精度高。

 为实现上述目的，本发明的技术方案是：智能感知型潜水电泵，在所述潜水电泵上设有用于测量潜水电泵扬程的进水口光纤传感器（1）和出水口光纤传感器（4），所述进水口光纤传感器（1）安装在所述潜水电泵的进水口上，用于感应进水口所受水的压力，所述出水口光纤传感器（4）安装在所述潜水电泵的出水口上，用于感应出水口所受水的压力；在所述潜水电泵的上部安装有感应其所在位置感知淹没深度的光纤液位传感器（6）。

所述潜水电泵通过光纤缆线（7）连接有控制箱（8），在所述控制器（8）内设有PID仪表；所述进水口光纤传感器（1）和所述出水口光纤传感器（4）连接所述PID仪表，并将其所感应的压力转换成电信号，并输出至所述PID仪表，得出相应的压力值；所述光纤液位传感器（6）连接所述PID仪表，并将其所感应的压力转换成电信号输出至所述PID仪表，所述PID仪表得出所述光纤液位传感器（6）所在位置距水面的距离，即得出所述潜水电泵的淹没深度为该读数与所述光纤液位传感器（6）所在位置距出水法兰中心线距离之和。

在所述进水口与所述出水口上分别设有进水口法兰（2）与出水口法兰（3），所述进水口光纤传感器（1）和所述出水口光纤传感器（4）分别装配在所述进水口法兰（2）与所述出水口法兰（3）上。

本发明利用的光纤传感器比传统的传感器有更大的优越性，通过把光纤型压力传感器植入到需要进行长期监控的部位，利用光载波的强度与所收压力成正比的关系，将压力信号转换成4～20mA，1～5VDC电信号，并将电信号通过光纤传输给控制箱中的PID仪表，得出所感应的压力值。

 本发明可实现在现场随时测试、读取扬程和淹没深度，不需要设置专门的测试系统，具有简单实用、可靠性好等优点。

本发明采用光纤传递信号，具有灵敏度高，电气绝缘性能好，耐腐蚀、耐高温、耐高压，具有良好的几何形状适应性。

附图说明

 图1为现有技术中潜水电泵试验室试验示意图；

 其中，100为压力表，200为试验管路，300为流量计，400为流量调节阀。

 图2为现有现场参数测试示意图；

其中，100为压力表， 300为流量计，400为流量调节阀。

 图3为本发明示意图；

 其中，1为进水口光纤传感器，2为进水口法兰，3为出水口法兰，4为出水口光纤传感器，5为叶轮，6为光纤液位传感器，7为光纤缆线，8为控制箱。

具体实施方式

 以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。应当理解的是，在全部附图中，对应的附图标记表示相同或对应的部件和特征。

 如图3所示的本发明智能感知型潜水电泵，该潜水电泵包括进水口光纤传感器1，进水口法兰2，出水口法兰3，出水口光纤传感器4，叶轮5，光纤液位传感器6，光纤缆线7，控制箱8。

在进水口法兰和出水口法兰上分别加工有与进水口光纤传感器1和出水口光纤传感器4相对应的螺纹孔，在潜水电泵的上部适当位置加工有固定光纤液位传感器6的螺纹孔。

进水口光纤传感器1和出水口光纤传感器4分别装配在进水口法兰和出水口法兰上；在电泵上部装配光纤液位传感器6，该传感器装配在电泵外表与液体接触，将各传感器的光纤缆线固定并引出到控制箱的PID仪表上。PID仪表接收进水口光纤传感器1、出水口光纤传感器4和光纤液位传感器6所转换的电信号，并在其界面上直接显示流量、压力、转速或深度等相应参数。

启动电泵，传动轴带动叶轮5高速旋转使其能量增加，从而使需要数量的液体，由吸入池经过泵的过流部件输送到所要求处，使液体的能量增加。光纤压力传感器感知，将压力转换为4～20mA，1～5VDC电信号输出，在PID仪表直接显示压力值。因为泵的扬程，即能量增量主要体现在压力能增加上，所以通常以压力增量代替扬程来表示。所以出水口压力与进水口压力差即为电泵的扬程；光纤液位传感器感知，将液体静压转换成4～20mA，1～5VDC电信号输出，在PID仪表上直接显示测试点距水面的距离，潜水电泵的淹没深度即为该读数与测试点距出水法兰中心线距离之和。

 调节用户排水系统中的流量调节阀，改变电泵的流量，其扬程也随之变化，与上述一样感知出电泵的扬程和淹没深度。

 根据以上参数及相关数据可求出潜水电泵其他相关参数，进而考核潜水电泵的综合性能和安全运行状态。

 本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。

Claims (3)

1.智能感知型潜水电泵，其特征在于，在所述潜水电泵上设有用于测量潜水电泵扬程的进水口光纤传感器（1）和出水口光纤传感器（4），所述进水口光纤传感器（1）安装在所述潜水电泵的进水口上，所述出水口光纤传感器（4）安装在所述潜水电泵的出水口上；在所述潜水电泵的上部安装有感应其所在位置感知淹没深度的光纤液位传感器（6）。

2.根据权利要求1所述的智能感知型潜水电泵，其特征在于，所述潜水电泵通过光纤缆线（7）连接有控制箱（8），在所述控制器（8）内设有PID仪表；所述进水口光纤传感器（1）和所述出水口光纤传感器（4）连接所述PID仪表，并将其所感应的压力转换成电信号，并输出至所述PID仪表，得出相应的压力值；所述光纤液位传感器（6）连接所述PID仪表，并将其所感应的压力转换成电信号输出至所述PID仪表，所述PID仪表得出所述光纤液位传感器（6）所在位置距水面的距离，即得出所述潜水电泵的淹没深度为该读数与所述光纤液位传感器（6）所在位置距出水法兰中心线距离之和。

3.根据权利要求1所述的智能感知型潜水电泵，其特征在于，在所述进水口与所述出水口上分别设有进水口法兰（2）与出水口法兰（3），所述进水口光纤传感器（1）和所述出水口光纤传感器（4）分别装配在所述进水口法兰（2）与所述出水口法兰（3）上。