CN113775515A - 一种适用于微型水泵的流量测试方法 - Google Patents
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Abstract
一种适用于微型水泵的流量测试方法包括待测试水泵、温度计、加热体，给待测试水泵提供一个稳定水源让其抽取，并供应到加热体，在加热体进水口和出水口分别设置第一温度计和第二稳温度计，读取进水温度和加热后温度，并通过热量等于转化率*功率*时间等于让一定质量的水温度升高所需要的热量，而这部分质量的水可以转化为流量*时间*密度，通过对公式的转化，可以建立起流量和温度差值之间的关系，通过将常量和测量到的温度差代入公式计算，得到流量的数值。本发明所涉及的一种适用于微型水泵流量测试方法，将动态值流量转换为便于测定的温度差来进行计算和测量，特别适合流量不大的微型水泵流量测试，避免误差对整体体系的干扰和影响，且整套测试系统构建的成本低，测试进度高还能够适应工业自动化采集测算，提升效率。
Description
【技术领域】
本发明涉及涉及关于抽水泵的流量测试技术领域，尤其涉及一种微型水泵的流量测试方式。
【背景技术】
对水泵的流量进行测试以便精准控制流量和给水补水控制，让需要水泵的系统更加准确控制。目前市面上有一种微型抽水泵，用在家用供水电器、医疗设备等小型需水和用水设备。该水泵构造简单成本低廉，应用范围较为广泛，但是存在的问题是，在阻力比较大的时候水泵的流量不是很稳定。在使用的过程、生产、控制和设计的时候需要知道其流量特性以便进行定量控制和计算，但是目前的测试方法多适用于大流量水泵，而不能直接转换应用到微型水泵上进行流量测试，存在的问题如下：
1、称重法：流量基本准确但是效率低下，而且操作方式容易造成误差；
2、叶轮流量计法：进度低，尤其是针对小流量的微型水泵时，这种流量计的特性是阻力越大越准确，而微型水泵流量小受到阻力会进一步导致流量下降，且因为受到阻力而下降的流量幅度相对于本身流量比例大到不容忽略，误差严重，不适用微型水泵；
3、超声流量计，该流量计用于大流量，成本较为高昂，对行业而言可用性较低。
而且对于水泵的流量这个数值，是一个动态值。一般很难精准地进行直接测量该动态值，一般都是需要通过其他能够反应该动态值的其他值来测量，比如说称重法，实际上就是把流量关联到单位时间内抽取的水的重量这个易于测量的数值上，而水密度恒定，则通过重量很容易可以换算得到流量这个动态值。
但是由于现有的流量法设计也是针对大流量的水泵，并不适用于微型水泵的流量的精准化测量，所以还需寻找其他的解决方案。
【发明内容】
本发明针对以上问题提出了一种针对微型水泵，能够精确进行流量测试的方法，将流量这一动态物理量转换为温度变化可电信号的方式来测算实时流量，测绘出待测水泵的流量特性。
本发明所涉及的一种适用于微型水泵的流量测试方法包括待测试水泵、温度计、加热体，给待测试水泵提供一个稳定水源让其抽取，并供应到加热体，在加热体进水口和出水口分别设置第一温度计和第二稳温度计，读取进水温度和加热后温度，并通过以下公式来计算：
Q＝ηPt＝CmΔT
ηPt＝CqρtΔT
Q——热量，单位为焦耳(J)；
η——效率，常量；
C——比热容，按照室温条件下水的比热容4.2*103J/(㎏·℃)即4.2J/(g·℃)计算；
m——质量，单位是(g)；
P——功率，单位为瓦特(W)；
ρ——密度，单位为克每毫升或者克每立方厘米，按照室温条件下水的密度是1g/ml或者1g/cm3；
t——时间，单位为秒(s)；
q——流量，单位为毫升每分钟(ml/min)
ΔT——温差，单位是摄氏度(℃)
通过将常量和测量到的温度差代入公式计算，得到流量的数值。
在该系统中还设置自动化控制设备，控制加热体功率和温度计读数，自动控制并计算，得出数值。
其中自动化控制设备包括可控硅或者变压器，通过可控硅或者变压器控制加热体功率变化。
该自动化控制设备还包括电信号串口，通过串口读取第一温度计和第二温度计的值，转换为电信号并通过串口输入到计算机。
该第一温度计和第二温度计是红外温度计、NTC温度计或者热电偶温度计。
本发明所涉及的一种适用于微型水泵流量测试方法，将动态值流量转换为便于测定的温度差来进行计算和测量，特别适合流量不大的微型水泵流量测试，避免误差对整体体系的干扰和影响，且整套测试系统构建的成本低，测试进度高还能够适应工业自动化采集测算，提升效率。
【附图说明】
图1是本发明所涉及的微型水泵流量测试方法的流程框图；
【具体实施方式】
下面将结合附图及实施例对本发明进行详细说明，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在背景技术中提及到本发明的设计目的是测量流量这一动态值，本身很难直接测量，一般是转化为关联性非常大的数据来测量，但是流量小的水泵对其他因素的影响更为敏感，更容易造成测量上的误差。流量小的情况下要么测不准要么不方便或者成本较高，基于以上的情况，提出一种行业可行的测算方式，将水流流量这一动态量转化为通过加热体升温温度测量，通过测量结果换算而得到流量特性。
请参考附图1，其中示出了该测试方法的实际测试过程，如果整体过程通过自动化来控制和进行，则一开始需要将控制系统接入到测试所用水泵、加热体和温度计，开机之后，水泵的PWM全开，通过可控硅或者变压器选择功率全开，加热体的功率开到最大，确认出水温度是否高于85℃？是——功率降低一档，直到出水温度是否高于85℃，否——保持出水温度计的值3秒不变则进行功率、进水温度、出水温度值的记录，记录此时PWM和水泵电流，水泵PWM是否达到25％以上？是——程序结束；否则将水泵的PWM降低一档，流程重新返回到确认出水温度是否高于85℃，直到结束。在这个过程中记录到的数值代入到方案给出的公式中计算，能够得到符合微型水泵流量特性的精确结果。
一种适用于微型水泵的流量测试方法包括待测试水泵、温度计、加热体，给待测试水泵提供一个稳定水源让其抽取，并供应到加热体，在加热体进水口和出水口分别设置第一温度计和第二稳温度计，读取进水温度和加热后温度，并通过以下公式来计算：
Q＝ηPt＝CmΔT
ηPt＝CqρtΔT
Q——热量，单位为焦耳(J)；
η——效率，常量；可以根据使用的加热体的效率转化系数而定，一般机器有自带的功率参数。
C——比热容，按照室温条件下水的比热容4.2*103J/(㎏·℃)即4.2J/(g·℃)计算；
m——质量，单位是(g)；
P——功率，单位为瓦特(W)；
ρ——密度，单位为克每毫升或者克每立方厘米，按照室温条件下水的密度是1g/ml或者1g/cm3；
t——时间，单位为秒(s)；
q——流量，单位为毫升每分钟(ml/min)
ΔT——温差，单位是摄氏度(℃)
通过将常量和测量到的温度差代入公式计算，得到流量的数值。
简单来说，热量等于转化率*功率*时间等于让一定质量的水温度升高所需要的热量，而这部分质量的水可以转化为流量*时间*密度，通过对公式的转化，可以建立起流量和温度差值之间的关系。而温度差采用电信号采集和测量，从整体而言将一个不易测量的动态物理量转换为一个可自动化测量和采集的电信数据，而且由于加热体的功率控制非常精准，而温度计非常敏感而且精度高，在保证精度的同时整体工业化应用成本低，非常适合行业所用来测量微型水泵流量所用。
在该系统中还设置自动化控制设备，控制加热体功率和温度计读数，自动控制并计算，得出数值。
其中自动化控制设备包括可控硅或者变压器，通过可控硅或者变压器控制加热体功率变化。
该自动化控制设备还包括电信号串口，通过串口读取第一温度计和第二温度计的值，转换为电信号并通过串口输入到计算机。
该第一温度计和第二温度计是红外温度计、NTC温度计或者热电偶温度计。
本发明所涉及的一种适用于微型水泵流量测试方法，将动态值流量转换为便于测定的温度差来进行计算和测量，特别适合流量不大的微型水泵流量测试，避免误差对整体体系的干扰和影响，且整套测试系统构建的成本低，测试进度高还能够适应工业自动化采集测算，提升效率。
所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种适用于微型水泵的流量测试方法包括待测试水泵、温度计、加热体，给待测试水泵提供一个稳定水源让其抽取，并供应到加热体，在加热体进水口和出水口分别设置第一温度计和第二稳温度计，读取进水温度和加热后温度，并通过以下公式来计算：
Q＝ηPt＝CmΔT
ηPt＝CqρtΔT
Q——热量，单位为焦耳(J)；
η——效率，常量；
C——比热容，按照室温条件下水的比热容4.2*103J/(kg·℃)即4.2J/(g·℃)计算；
m——质量，单位是(g)；
P——功率，单位为瓦特(W)；
ρ——密度，单位为克每毫升或者克每立方厘米，按照室温条件下水的密度是1g/ml或者lg/cm3；
t——时间，单位为秒(s)；
q——流量，单位为毫升每分钟(ml/min)；
ΔT——温差，单位是摄氏度(℃)；
通过将常量和测量到的温度差代入公式计算，得到流量的数值。
2.根据权利要求1所述一种适用于微型水泵的流量测试方法，其特征在于，在该系统中还设置自动化控制设备，控制加热体功率和温度计读数，自动控制并计算，得出数值。
3.根据权利要求2所述一种适用于微型水泵的流量测试方法，其特征在于，其中自动化控制设备包括可控硅或者变压器，通过可控硅或者变压器控制加热体功率变化。
4.根据权利要求3所述一种适用于微型水泵的流量测试方法，其特征在于，该自动化控制设备还包括电信号串口，通过串口读取第一温度计和第二温度计的值，转换为电信号并通过串口输入到计算机。
5.根据权利要求4所述一种适用于微型水泵的流量测试方法，其特征在于，该第一温度计和第二温度计是红外温度计、NTC温度计或者热电偶温度计。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115263741A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-11-01 | 深圳安吉尔饮水产业集团有限公司 | 一种抽水泵流量线性测试算法 |
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