计算机离心泵特性测试系统的开发(2)
由于泵产品在结构上和在运行过程中特有的复杂性，使得长期以来，水泵过流部件的水力设计和计算等只能建立在某些假设理论的基础上。因此，水泵专业设计人员常常利用现代优化设计技术（ 如直觉优化、试验优化、价值优化、数值计算优化等），通过简化其边界条件，并结合对离心泵的各种试验来进行修改、鉴别、选择，最后完成对泵的设计。为了进一步提高泵的生产质量，改善泵的使用性能，提高泵的工作效率，使设计的泵结构更趋于合理，泵工作特性的测试技术必须得到不断地提高。同时泵测试技术的研究与发展也对于水泵基础理论的研究和发展、水泵设计方法的创新等都有着极其重要的作用。因此，泵特性测试技术的研究水平在一定程度上可以反映出生产企业和科研单位在泵基础理论研究、产品开发以及现代制造技术等方面的能力。
1.2 计算机自动测试技术
自动测试是在启动测试系统后，按照一定的顺序，自动构成测试条件，对被测对象的多个参数进行测试，可迅速判断被测对象的状态，该项技术在科研、生产和军事上得到了越来越多的应用。自动测试可在计算机上综合多种测试资源来控制完成测试，因此具有了以下的显著特点：
（1） 适应复杂的测试对象和繁重的测试任务；
（2） 适合恶劣、极端的环境测试和瞬态及长时间测试；
（3） 可实现多功能、多参数测试；
（4） 测试速度快；
（5） 测试精度高；
（6） 结果表示多样；
（7） 分析处理能力强；
（8） 自检自校自诊断；
（9） 省时省力；
（10） 对测试人员要求低；
2 文献综述
2.1 测试系统中主要测量的参数及其实际测试方法
目前，在计算机离心泵特性测试系统的测试过程中，离心泵特性系统的测量参数包括流量Q、进口压力P1、出口压力P2、电机输出功率Nm、泵转速n。
（1）流量Q的测量主要使用流量计，流量计主要有涡轮流量计、电磁流量计、孔板流量计及水槽式流量计等，在本实验中主要使用涡轮流量计。当流体经过涡轮流量计中的传感器时，转换系统中的磁阻值周期性的变化，使通过线圈的磁通量发生周期性的变化而产生电脉冲信号。在一定的流量范围内，叶轮转速与流体流量成正比。脉冲信号经放大器放大，模数转换器转换后，送至远程分布式I/O模块中记录其脉冲频率，并转换成流量显示和记录。
（2）压力的测量可通过压力表直接显示，也可通过压力传感器进行直接测量。进口压力P1，出口压力P2均可被其测量得到压力值。
（3）电机输出功率Nm的测量基本上有两种方法；可通过天平秤法测电机定子与转子的驱动力矩，从而获得电机的输出功率；或通过测量电机的输入功率及电机的效率曲线，获得电机的输出功率。
（4）泵转速测量值n是通过连轴节螺栓上固定一块具有30个小孔的金属片，在泵支架上固定光电传感器，将转速信号变成脉冲信号（一转30个脉冲），并同时计时得频率f（个/s），此信号转换成标准电流输入模数转换器，或由远程分布式I/O模块来直接记录其脉冲频率，并转换成转速（n=2f）(r/min)来显示。
2.2 测试结果的处理与分析
在离心泵测试系统中，离心泵的主要性能参数有流量Q，压头H，效率η和轴功率Nz，而除了流量Q可以直接获得，其余的参数都需要经过对现场实际所测得数据进行计算才能得到。
(1)压头（H）的具体计算公式：