CN106286258B - 利用传感器测量泵效率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用传感器测量泵效率的方法，在管体内靠近泵体出水口的位置设置有压强传感器和流速传感器，包括以下步骤：获取得到管体直径、液体密度、泵体输入功率；开启泵体，对液体做功，待液体从管体末端流出后关闭泵体，通过压强传感器测量得到压强值；开启泵体，正常工作，通过流速传感器实时测量得到管体内液体的实时流速；利用管体直径、液体密度、泵体输入功率、流速及压强值计算得到泵效率。本发明将泵体的有效输出功率分解为通过泵体的液体所增加的动能和势能之和，通过压强传感器测量液体压强，通过流速传感器测量得到管体内液体的流速，再结合获取到的管体直径、液体密度、泵体输入功率即可计算出准确的泵效率，测量方式简单。

Description

利用传感器测量泵效率的方法
技术领域
本发明涉及泵效率测量技术领域，具体涉及一种利用传感器测量泵效率的方法。
背景技术
在工业界，大量使用各种泵设备对不同的液体进行运输或搬运。泵效率是衡量泵工作效能高低的一项经济指标，其定义为泵的有效输出功率和泵输入功率之比。泵效率的高低，和企业的能耗成本直接相关，但目前没有针对泵效率的准确测量方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用传感器测量泵效率的方法，该管道可以准确测量泵体效率。
为达到上述要求，本发明采取的技术方案是：提供一种利用传感器测量泵效率的方法，在管体内靠近泵体出水口的位置设置有压强传感器和流速传感器，包括以下步骤：
获取得到管体直径、液体密度、泵体输入功率；
开启泵体，对液体做功，待液体从管体末端流出后关闭泵体，通过压强传感器测量得到压强值；
开启泵体，正常工作，通过流速传感器实时测量得到管体内液体的实时流速；
利用所述管体直径、液体密度、泵体输入功率、压强值及实时流速计算得到泵效率。
该利用传感器测量泵效率的方法具有的优点如下：将泵体的有效输出功率分解为通过泵体的液体所增加的动能和势能之和，通过压强传感器测量液体压强，通过流速传感器测量得到管体内液体的流速，再结合获取到的管体直径、液体密度、泵体输入功率即可计算出准确的泵效率，测量方式简单。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请的流程图；
图2为本申请的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。
在以下描述中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”、“示例”等等的引用表明如此描述的实施例或示例可以包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度，但并非每个实施例或示例都必然包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度。另外，重复使用短语“根据本申请的一个实施例”虽然有可能是指代相同实施例，但并非必然指代相同的实施例。
为简单起见，以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。
泵效率定义为泵体3的有效输出功率和泵输入功率之比，泵输入功率可以由电力监控设备直接得到，因此本申请的目的在于得到泵体3的有效输出功率。
液体经由泵体3进行做功，液体随管道流动、抬升，在此过程中：液体从静止变为运动状态，具有一定的动能；液体的垂直位置可能得到了抬升，液体的重力势能得到增加。因此，如果能分别测量得到液体在泵做功过程中的动能和增加的重力势能，就可以得到泵的有效输出功率，从而得到泵效率的值。
根据以上思路，提供一种利用传感器测量泵效率的方法，如图2所示，在管体内靠近泵体3出水口的位置设置有压强传感器2和流速传感器1，为表述方便，图2中管体画为垂直，实际中管体有倾斜和适度弯曲同样适用于本章节的推导，因为重力势能只与垂直高度有关。
如图1所示，该方法包括以下步骤：
测量管体获取得到管体直径；纯液体通过查询液体种类得到液体密度，混合液体通过ρ＝m/V计算得到；通过电力监控设备直接得到泵体3输入功率；
开启泵体3，对液体做功，待液体从管体末端流出后关闭泵体3，通过压强传感器2测量得到压强值；根据流体力学，液体流动时压强会减小，造成测量得到的压强值不准确，因此需待液体完全填充管体后关闭泵体，测量压强值；
开启泵体3，正常工作，通过流速传感器1实时测量得到管体内液体的实时流速；
利用管体直径、液体密度、泵体输入功率、压强值及实时流速计算得到泵效率。
首先计算液体动能P1，液体动能与液体的质量和速度有关，因此P1的计算公式为：
m＝ρ0·V
由以上公式推导出，液体动能：
其中，P1表示液体动能，m表示时间t内通过泵体3的液体的质量，v表示液体流速，ρ0表示液体密度，V表示时间t内通过泵体3的液体的体积，d表示管体直径，v表示液体流速。
然后计算液体势能P2，液体的势能与液体所处的海平面高度有关，因此P2的计算公式为：
P2＝mgh
m＝ρ0·V
由以上公式推导出，液体势能：
其中，P2表示液体势能，m表示时间t内通过泵体3液体的质量，g表示重力加速度，h表示通过泵体3的液体的抬升高度，ρ0表示液体密度，V表示时间t内通过泵体3的液体的体积，d表示管体直径，v表示液体流速，Pm表示通过压强传感器2测量得到的压强值。
最后通过计算得到的液体动能P1和液体势能P2计算泵效率，计算公式为：
由以上公式推导出：
其中，η表示泵效率，P表示泵体有效输出功率，P0表示泵体输入功率，P1表示液体动能，P2表示液体势能。
上式所有变量均为已知，可以计算的到泵效率。
以上所述实施例仅表示本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。因此本发明的保护范围应该以所述权利要求为准。

Claims (1)

1.一种利用传感器测量泵效率的方法，其特征在于，管体内靠近泵体出水口的位置设置有压强传感器和流速传感器，包括以下步骤：
获取得到管体直径、液体密度、泵体输入功率；
开启泵体，对液体做功，待液体从管体末端流出后关闭泵体，通过压强传感器测量得到压强值；
开启泵体，正常工作，通过流速传感器实时测量得到管体内液体的实时流速；
利用所述管体直径、液体密度、泵体输入功率、压强值及实时流速计算得到泵效率；
所述泵效率的计算公式为：
m＝ρ0·V
P2＝mgh
其中，η表示泵效率，P表示泵体有效输出功率，P0表示泵体输入功率，P1表示液体动能，P2表示液体势能；m表示时间t内通过泵体的液体的质量，ρ0表示液体密度，V表示时间t内通过泵体的液体的体积，d表示管体直径，v表示液体流速；g表示重力加速度，h表示通过泵体的液体的抬升高度，Pm表示通过压强传感器测量得到的压强值。
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