低扬程大流量泵站能量测试系统的开发与应用
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摘要
自上个世纪六十年代以来，国内已陆续建立了一系列的泵站，南水北调工程的实施又掀起了大中型泵站建设和改造的新高潮。为了对泵站改造提供科学的数据，同时检验泵站改造后是否达到了预期的经济和安全目的，都急切的需要一套精度高可靠性好针对现场的泵站能量测试系统。本文结合水利部“948”相关项目，对泵站的能量测试系统进行了设计与开发。
本文根据泵站能量测试的要求，设计出一套针对超声波流量计的泵站能量测试系统，该系统自动化程度高、测量准确、操作简单。论文分析所测量的参数的要求，对传感器和采集卡进行选择，完成了以计算机为核心，以传感器为信号采集、以调理电路为信号滤波、以A／D卡为数据转换的硬件部分的设计，组成了能量测试系统的硬件部分。测试系统所采用的超声波流量计很好的解决了低扬程大流量泵站流量测量精度不高的问题。
本文在计算机平台Windows环境下，以VB为开发工具编写了测试系统上层应用软件。其中数据采集模块利用动态链接库技术调用驱动程序来实现对采集卡的硬件访问，实现了数据的采集功能；数据处理模块应用算术平均滤波法，实现了上层应用软件的数据预处理功能；利用正交最小二乘法和三次样条曲线对数据进行拟和，完成了泵站的性能曲线的绘制。测试系统成功地用于南水北调工程中的某站，所得到的结果与理论和实际相吻合，证明了系统的精确性、稳定性和可靠性。
论文的最后叙述了在设计和开发过程中所做的主要工作，同时，也提出了一些对今后发展的展望。
From 1960s a series of pumping stations have been completed and the implementation of the South-North Water Transfers Project is making a new upsurge of the bluiding and rehabilitation of pumping stations.In order to offer scientific data and examine if we have accomplished the ecnomical and safe purpose desired,we urgently need a set of energetic test system for pumping station and the system is highly accurate and reliable.This paper has designed and developed the energetic test system of pumping station combining "948"relevant project of Ministry of Water Resources.
Mainly according to the request of pumping station,this paper designed a set of test systenm.This system has high automatic level,the measurement of the system is accurate and the operation of the system is simple.According to the parameters which must be measured,the hardware of the test system with the heart of computer was designed which consisted of sensor as data acquisition,conditioning circuits as signal filtering and A/D card as data transfer.
In Windows on the computer this paper wrote the super stratum application software in VB complied environment. The data acquisition in the application module transferred the driver to realize the accessing of card using dynamic link library technology and completed the performance of data acquisition. The data processing module used a vatiety of mathematical methods realized the function of application software to process the data collected by the test system and completed the drawing of performenc curves of pumping station.
At the end of the paper the main job in the process of design and development was recommended. The development of test system in the future was also suggested.
本文根据泵站能量测试的要求，设计出一套针对超声波流量计的泵站能量测试系统，该系统自动化程度高、测量准确、操作简单。论文分析所测量的参数的要求，对传感器和采集卡进行选择，完成了以计算机为核心，以传感器为信号采集、以调理电路为信号滤波、以A／D卡为数据转换的硬件部分的设计，组成了能量测试系统的硬件部分。测试系统所采用的超声波流量计很好的解决了低扬程大流量泵站流量测量精度不高的问题。
本文在计算机平台Windows环境下，以VB为开发工具编写了测试系统上层应用软件。其中数据采集模块利用动态链接库技术调用驱动程序来实现对采集卡的硬件访问，实现了数据的采集功能；数据处理模块应用算术平均滤波法，实现了上层应用软件的数据预处理功能；利用正交最小二乘法和三次样条曲线对数据进行拟和，完成了泵站的性能曲线的绘制。测试系统成功地用于南水北调工程中的某站，所得到的结果与理论和实际相吻合，证明了系统的精确性、稳定性和可靠性。
论文的最后叙述了在设计和开发过程中所做的主要工作，同时，也提出了一些对今后发展的展望。
From 1960s a series of pumping stations have been completed and the implementation of the South-North Water Transfers Project is making a new upsurge of the bluiding and rehabilitation of pumping stations.In order to offer scientific data and examine if we have accomplished the ecnomical and safe purpose desired,we urgently need a set of energetic test system for pumping station and the system is highly accurate and reliable.This paper has designed and developed the energetic test system of pumping station combining "948"relevant project of Ministry of Water Resources.
Mainly according to the request of pumping station,this paper designed a set of test systenm.This system has high automatic level,the measurement of the system is accurate and the operation of the system is simple.According to the parameters which must be measured,the hardware of the test system with the heart of computer was designed which consisted of sensor as data acquisition,conditioning circuits as signal filtering and A/D card as data transfer.
In Windows on the computer this paper wrote the super stratum application software in VB complied environment. The data acquisition in the application module transferred the driver to realize the accessing of card using dynamic link library technology and completed the performance of data acquisition. The data processing module used a vatiety of mathematical methods realized the function of application software to process the data collected by the test system and completed the drawing of performenc curves of pumping station.
At the end of the paper the main job in the process of design and development was recommended. The development of test system in the future was also suggested.
引文
[1] 赵树忠主编．机电测试技术[M]．北京：机械工业出版社，2005．3．
[2] 柳昌庆，王启广主编．测试技术与实验方法[M]．徐州：中国矿业大学出版社，2001．10．
[3] 徐文泉编．现代测试技术[M]．上海：上海科学技术文献出版社，1986．
[4] 方彦军，程继红编著．检测技术与系统[M]．北京：中国电力出版社，2006．
[5] 高春甫，艾学忠主编．微机测控技术[M]．北京：科学出版社，2005．
[6] Figliola R S, Beasley D E.Theory and design for mechanical measurement [M]. Third Edition.New York:John Wiley&Sons Inc, 2000.
[7] 张国忠，赵家贵编著．检测技术[M]．北京：机械工业出版社，1998．
[8] 孙传友，孙晓斌，张一编著．感测技术与系统设计[M]．北京：科学出版社，2004．
[9] 王仲生主编．智能检测与控制技术[M]．两安：两北工业大学出版社，2002．
[10] 周乐挺主编．传感器与检测技术[M]．北京：高等教育出版社，2005．
[11] 施文康，余晓芬主编．检测技术[M]．北京：机械工业出版社，2000．
[12] 刘君华，中忠如，郭福田编著．现代测试技术与系统集成[M]．北京：电子工业出版社，2005
[13] 卜云峰主编．检测技术[M]．北京：机械工业出版社，2005．
[14] 刘文彦主编．现代测试技术[M]．长沙：国防科技大学出版社，1995．
[15] 李继栅主编．泵站测试技术[M]．北京：水利电力出版社，1986．
[16] 葛强，纪晓华，陈松山等．水泵及水泵装置性能计算机自动测试系统的设计与实现[J]．排灌技术，2000，18(5)：32～34．
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[28] 李新光，张华，孙岩．过程检测技术[M]．北京：机械工业出版社，2004．
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