CN108678939A - 水泵汽蚀余量值的检测方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水泵汽蚀余量值的检测方法与系统，利用自动采集方式主控制整个检测过程的数据采集，当接收到人工控制采集的申请信息后，赋予人工控制方式采集汽蚀前期数据的权限，且暂时停止自动采集过程中对于汽蚀数值的采集；完成所述汽蚀前期数据点的采集后，回收汽蚀前期数据的权限，根据对前期汽蚀数据的情况，与临界汽蚀值相比较，判断是否发生汽蚀；当水泵汽蚀达到临界汽蚀值时，利用自动采集方式自动完成对水泵汽蚀值的采集和计算，并得出水泵汽蚀余量的精确数值。

Description

水泵汽蚀余量值的检测方法与系统

技术领域

本发明涉及一种水泵汽蚀余量值的检测方法与系统。

背景技术

汽蚀余量是水泵的一项重要技术指标，它涉及到水泵产品的性能及使用寿命等，因此准确测试出该指标对于生产企业及用户都具有重大意义。不同类型、结构的水泵发生汽蚀现象即达到临界汽蚀值时是没有规律的，即便是相同型号的水泵，每台泵的汽蚀余量值也不完全相同，目前测试中虽然普遍利用了微机采集数据的手段，但由于水泵的汽蚀现象具有一种特性，即水泵在即将达到临界汽蚀余量值时，该汽蚀值由缓慢变化突然转为持续、快速的变化直至临界汽蚀值(该值为水泵的汽蚀指标值)，且在达到该临界汽蚀值后汽蚀值仍继续快速向下变化，同时水泵在达到临界汽蚀值时水泵并无明显的外部特征变化，如流量、压力、运转状态等均没有明显变化，以上因素造成了测试人员在检测过程中只能凭借以往的经验去控制微机采集相关数据，这样往往造成检测的数据结果与真实汽蚀值有着较大出入，即汽蚀试验受操作者的人为因素影响很大，如熟练程度、控制顺序、对参数变化的操控能力等因素，且严重影响了工作效率。

水泵汽蚀余量的检测有两个目的，其一是为了得到水泵的汽蚀前期过程，即水泵从正常运行到发生汽蚀的前期过程，其二是为了得到水泵的汽蚀余量值，该值是水泵产品的重要性能指标。

当前，水泵汽蚀余量的检测手段有人工控制微机采集、微机自动采集两种方式，但这两种方式都存在问题：

人工控制微机采集的方式能够保证有效检测出水泵的汽蚀前期过程，因为操作者可以根据水泵的流量、扬程主要基本参数的缓慢变化灵活确定汽蚀产生过程中的数据采集点，但在发生汽蚀时水泵并无明显的外部特征变化，且汽蚀值突然转为持续、快速的变化，人工控制采集就无法保证采集到客观、真实的汽蚀数值；

微机自动采集的方式可以保证汽蚀数值的真实性，但由于不同型号的水泵，汽蚀性能千差万别，即使同型号、同批次的水泵因为原材料、加工精度、加工工艺等因素的影响，汽蚀性能也有着较大差别，即发生汽蚀的过程是没有规律的，微机自动采集方式只能按照固定的程序按固定间隔采集汽蚀前期过程的数据点，所以无法得出科学、全面的汽蚀过程曲线。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种水泵汽蚀余量值的检测方法与系统，本发明不仅能大幅降低对测试人员的技术要求，而且还能有效保证测试值的准确性、科学性、真实性，同时极大提高了检测效率，从而为有效保障水泵产品质量提供了科学的数据基础。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一目的是提供一种水泵汽蚀余量值的检测方法，包括以下步骤：

利用自动采集方式主控制整个检测过程的数据采集，当接收到人工控制采集的申请信息后，赋予人工控制方式采集汽蚀前期数据的权限，且暂时停止自动采集过程中对于汽蚀数值的采集；

完成所述汽蚀前期数据点的采集后，回收汽蚀前期数据的权限，根据对前期汽蚀数据的情况，与临界汽蚀值相比较，判断是否发生汽蚀；

当水泵汽蚀达到临界汽蚀值时，利用自动采集方式自动完成对水泵汽蚀值的采集和计算，并得出水泵汽蚀余量的精确数值。

进一步的，汽蚀前期数据的采集，采集的基本数据至少包括进口压力、出口压力和流量。

进一步的，在整个检测过程中，时刻查询是否接收到人工控制采集的申请信息。

进一步的，利用自动采集方式实时采集基本数据，并根据采集的基本数据计算判断是否发生了汽蚀，当水泵发生汽蚀时，自动采集方式瞬间自动完成数据采集。

进一步的，在水泵出现汽蚀现象前根据水泵特性任意选取测量间隔点。

进一步的，水泵汽蚀余量的计算过程包括：

其中，H₁为进口水头，单位：m；Z_D为相对基准面的距离，单位：m；p_amb为压力，单位：p_a；p_v为气化压力，单位：p_a；ρ₁为液体密度，单位：kg/m³；g为重力加速度，单位：N/kg。

本发明的第二目的是提供一种水泵汽蚀余量值的检测系统，包括：

人工采集模块，被配置为在检测过程中具有提出采集汽蚀前期数据的申请权限，当所述申请被赋予后，进行汽蚀前期数据的采集；

自动采集模块，被配置为：

具有检测过程的控制权；

实时查收人工采集模块发送的申请，并赋予其相应的权限，在汽蚀前期数据的采集完成后回收该权限；

当水泵汽蚀达到临界汽蚀值时，并进行汽蚀数值的自动采集，并计算得出水泵汽蚀余量的精确数值。

进一步的，当水泵达到临界汽蚀余量点时，所述自动采集模块自动、准确完成对检测结果进行存储。

进一步的，所述人工采集模块在水泵出现汽蚀现象前根据水泵特性任意选取测量间隔点。

进一步的，所述人工采集模块采集的基本数据至少包括进口压力、出口压力和流量。

本发明的工作原理为：

本发明将微机自动采集方式和人工采集的方式进行了有机融合，而不仅仅是两种检测手段进行简单的组合或堆砌，因为这种组合模式从以下几个方面分析是不可行的。首先，从法律法规角度分析，中华人民共和国产品质量法及水泵产品的国家标准等法律法规不允许在进行产品质量检测时，对同一个产品的同一个性能指标进行两次检验，然后摘取两次检验的部分数据组合成一个新的数据作为质量检测的结果；其次，从数据角度分析，人工控制采集得出的前期数据与微机自动采集的汽蚀数值进行简单粗暴的拼接，无法真实反映水泵汽蚀前期过程的末端到发生汽蚀时的趋势曲线；再次，从技术角度分析，由上文所述水泵发生汽蚀时的独有特性决定了这种简单的组合模式是无法实现的，即操作者何时、何种情况下决定由一种采集模式快速准确转到另一种模式；最后，从工作效率方面分析，这种简单的组合模式至少要做两次试验，严重影响了工作效率。

本发明是将两种采集手段做到有机的完全融合，是一种新的检测手段。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明在满足人机交互功能的前提下，同时实现了对测试中各相关参数的实时循环采集、计算，并对水泵汽蚀余量值自动进行实时判断，当水泵达到临界汽蚀余量点时自动、准确完成对该试验的检测结果的存储和提示，从而能够得出水泵准确的汽蚀余量值。

本发明在水泵出现汽蚀现象前可根据水泵特性任意选取测量间隔点，利用人机交互功能采集前期数据，当水泵出现汽蚀现象的瞬间微机实时循环测试过程会自动监测到并存储准确的实时数据，同时给测试人员提示。

本发明在满足人机交互功能的前提下，将实时循环监控、判断及数据采集嵌入到测试程序中，从而测试出水泵的准确汽蚀余量值。

本发明不仅能大幅降低对测试人员的技术要求，而且还能有效保证测试值的准确性、科学性、真实性，同时极大提高了检测效率，从而为有效保障水泵产品质量提供了科学的数据基础。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，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。

图1是本发明的一种实施例中的水泵汽蚀试验采集数据操作界面；

图2是本发明的一种实施例中的水泵汽蚀试验数据；

图3是本发明的一种实施例中的水泵汽蚀试验数据曲线；

图4是本发明的一种实施例中的水泵汽蚀试验过程中水泵发生汽蚀的瞬间自动完成采集并提示；

图5是本发明的汽蚀检测工艺流程图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

如图5所示，将汽蚀试验的数据采集分为控制权、应用权和申请权三种等级，其中应用权又细分为两类：汽蚀前期数据采集应用权、汽蚀数值采集应用权。用等级分权制将人工控制采集功能与微机自动采集功能有机融合。微机自动采集具有控制权和汽蚀数值采集应用权，且控制权始终贯穿整个试验过程；人工控制微机采集不具有控制权和应用权，只具有申请权，试验操作者人为点击执行申请权，控制权一方自动赋予人工控制‘汽蚀前期数据采集应用权’，且暂时放弃‘汽蚀数值采集应用权’，并瞬时完成该汽蚀前期数据点的采集，该点采集完成后控制权一方会立刻将该应用权自动收回，从而顺利实现操作者根据对前期汽蚀数据的灵活判断去采集数据，而当水泵汽蚀达到临界汽蚀值时，拥有‘汽蚀数值采集应用权’的自动采集功能可以瞬间自动完成对水泵汽蚀值的采集、计算，并得出水泵汽蚀余量的精确数值。该发明方案将控制权、两类应用权、申请权始终贯穿融合在整个试验过程中，实现了人工控制功能和微机自动功能的完美高效融合，保障了试验结果的科学性、真实性。

本发明并不是将以上两种检测手段进行简单的组合或堆砌，即A+B模式，因为这种组合模式从以下几个方面分析是不可行的。首先，从法律法规角度分析，中华人民共和国产品质量法及水泵产品的国家标准等法律法规不允许在进行产品质量检测时，对同一个产品的同一个性能指标进行两次检验，然后摘取两次检验的部分数据组合成一个新的数据作为质量检测的结果；其次，从数据角度分析，人工控制采集得出的前期数据与微机自动采集的汽蚀数值进行简单粗暴的拼接，无法真实反映水泵汽蚀前期过程的末端到发生汽蚀时的趋势曲线；再次，从技术角度分析，由上文所述水泵发生汽蚀时的独有特性决定了这种简单的组合模式是无法实现的，即操作者何时、何种情况下决定由A模式快速准确转到B模式；最后，从工作效率方面分析，这种简单的组合模式至少要做两次试验，严重影响了工作效率。本发明是将两种采集手段做到有机的完全融合，是一种新的检测手段。

汽蚀余量值计算公式：(当泵的第一级扬程下降3％时，按下式计算得出临界汽蚀数值)：

其中，H₁为进口水头，单位：m；Z_D为相对基准面的距离，单位：m；p_amb为压力，单位：p_a；p_v为气化压力，单位：p_a；ρ₁为液体密度，单位：kg/m³；g为重力加速度，单位：N/kg。

图3汽蚀曲线中的第1点至第10点是水泵还未发生汽蚀现象的前期数据点，这10个点的数据由人工控制采集。第11点是水泵发生汽蚀的点，自第10点未发生汽蚀到第11点发生汽蚀是在非常短的时间内，自动采集系统在检测到水泵发生汽蚀后瞬间采集汽蚀数值，保障了汽蚀试验结果的科学性、真实性，并将数据自动存入数据库后系统进行图4结束测试的提示。

当操作者将汽蚀试验界面打开后，自动采集功能立刻自动获得控制权及汽蚀数值采集应用权，人工控制采集功能获得申请权。在图1中，当操作人员点击“添加”按钮执行申请权请求得到‘汽蚀前期数据采集应用权’后，立刻自动对汽蚀前期数据点的进行采集，采集的基本数据为进口压力、出口压力、流量等，并在图3曲线中自动标出相对应的汽蚀前期数据点，图3中的1-10点均为人工控制采集点。整个试验过程中操作人员无需根据个人经验判断水泵是否已经发生了汽蚀(达到临界汽蚀值)，当发生汽蚀时，自动采集模块会实时采集基本数据并计算判断是否发生了汽蚀，所以当水泵发生汽蚀式，自动采集模块瞬间自动完成对数据的采集并存入数据库，并在图3中自动计算、标明水泵的临界汽蚀值及临界汽蚀点，图3曲线中的第11点即为临界汽蚀点，并自动给操作人员提示汽蚀试验结束的图4信息。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种水泵汽蚀余量值的检测方法，其特征是：包括以下步骤：

利用自动采集方式主控制整个检测过程的数据采集，当接收到人工控制采集的申请信息后，赋予人工控制方式采集汽蚀前期数据的权限，且暂时停止自动采集过程中对于汽蚀数值的采集；

完成所述汽蚀前期数据点的采集后，回收汽蚀前期数据的权限，根据对前期汽蚀数据的情况，与临界汽蚀值相比较，判断是否发生汽蚀；

当水泵汽蚀达到临界汽蚀值时，利用自动采集方式自动完成对水泵汽蚀值的采集和计算，并得出水泵汽蚀余量的精确数值。

2.如权利要求1所述的一种水泵汽蚀余量值的检测方法，其特征是：汽蚀前期数据的采集，采集的基本数据至少包括进口压力、出口压力和流量。

3.如权利要求1所述的一种水泵汽蚀余量值的检测方法，其特征是：在整个检测过程中，时刻查询是否接收到人工控制采集的申请信息。

4.如权利要求1所述的一种水泵汽蚀余量值的检测方法，其特征是：利用自动采集方式实时采集基本数据，并根据采集的基本数据计算判断是否发生了汽蚀，当水泵发生汽蚀时，自动采集方式瞬间自动完成数据采集。

5.如权利要求1所述的一种水泵汽蚀余量值的检测方法，其特征是：在水泵出现汽蚀现象前根据水泵特性任意选取测量间隔点。

6.如权利要求1所述的一种水泵汽蚀余量值的检测方法，其特征是：水泵汽蚀余量的计算过程包括：

其中，H₁为进口水头，单位：m；Z_D为相对基准面的距离，单位：m；p_amb为压力，单位：p_a；p_v为气化压力，单位：p_a；ρ₁为液体密度，单位：kg/m³；g为重力加速度，单位：N/kg。

7.一种水泵汽蚀余量值的检测系统，其特征是：包括：

人工采集模块，被配置为在检测过程中具有提出采集汽蚀前期数据的申请权限，当所述申请被赋予后，进行汽蚀前期数据的采集；

自动采集模块，被配置为：

具有检测过程的控制权；

实时查收人工采集模块发送的申请，并赋予其相应的权限，在汽蚀前期数据的采集完成后回收该权限；

当水泵汽蚀达到临界汽蚀值时，并进行汽蚀数值的自动采集，并计算得出水泵汽蚀余量的精确数值。

8.如权利要求7所述的一种水泵汽蚀余量值的检测系统，其特征是：当水泵达到临界汽蚀余量点时，所述自动采集模块自动、准确完成对检测结果进行存储。

9.如权利要求7所述的一种水泵汽蚀余量值的检测系统，其特征是：所述人工采集模块在水泵出现汽蚀现象前根据水泵特性任意选取测量间隔点。

10.如权利要求7所述的一种水泵汽蚀余量值的检测系统，其特征是：所述人工采集模块采集的基本数据至少包括进口压力、出口压力和流量。