CN103982413A

CN103982413A - 泵类能效在线检测评估方法及***

Info

Publication number: CN103982413A
Application number: CN201410171391.3A
Authority: CN
Inventors: 张俊峰; 李长武; 成伟; 蒋建林; 任瑞琪; 赵铭雨
Original assignee: SUZHOU INSTITUTE OF MEASUREMENT AND TESTING
Current assignee: Suzhou Institute Of Metrology
Priority date: 2014-04-25
Filing date: 2014-04-25
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2034-04-25
Also published as: CN103982413B

Abstract

本发明公开一种泵类能效在线检测评估方法，包括以下步骤：S1、采集待测泵的性能参数数据；S2、将所述性能参数数据通过无线传输模块传输至所述数据采集模块；S3、数据采集模块将接收到的性能参数数据中的模拟信号转化为数字信号，并发送至所述数据处理模块；S4、数据处理模块将所述性能参数数据进行处理并判断是否发生故障，并给出建议解决方案；S5、数据处理模块根据所述性能参数数据为所述待测泵推荐最优配置；S6、数据处理模块根据性能参数数据计算得到能耗和节能减排量。本发明还公开了一种泵类能效在线检测评估***。本发明采用无线传输数据，更加方便、安全、有效、节省成本，同时还可以针对待测泵的节能性、经济性做出评价与反馈以及故障诊断。

Description

泵类能效在线检测评估方法及***

技术领域

本发明涉及自动化检测技术领域，尤其涉及泵类能效在线检测评估方法及***。　

背景技术

随着传统指针式***的测试精度和速度难以满足泵类产品研制和技术改造的要求，泵类测试***的自动化时期已经到来。智能电磁流量计、超声波流量计、激光流量计、单片机等先进的智能电子装置已被迅速地应用于新一代的水泵测试***，极大地提高了水泵测试***的自动化程度、测试精度、响应速度和人工效率。但调查发现，很多泵类测试***还是传统的半自动化运行方式，其侧位分散、测量信号未能及时采集并处理，且未能针对测试泵的节能性、经济性做出评价与反馈。

为了快速判断水泵的经济性，测试水泵是否满足节能检测的标准，同时为了给泵类***故障诊断和快速选型提供依据，帮助企事业单位推广泵类节能改造技术，促进社会节能降耗取得实效，需要对泵类***在不同工况下进行必要的测试。

申请号为“200910236428.5”的发明公开了一种泵与泵站综合测试仪，所述测试仪包括：感测模块，用于测量泵与泵站的性能参数并获得感测信号；所述感测模块包括压力感测单元、压力脉动感测单元、流量感测单元、扭矩及转速感测单元、噪声感测单元以及振动感测单元，分别用于测量进出口压力、压力脉动、流量、扭矩及转速、噪声以及振动参数；采集模块，通过连接线与所述感测模块连接，用于采集所述感测模块测量得到的感测信号并将所述感测信号传输至处理模块；处理模块，与所述采集模块连接，用于处理所述采集模块传输的感测信号。其中，感测模块与采集模块采用连接线连接，由于泵类产品经常放置于较深地下、人类难以接触得到或者对人身有危险的地方以及复杂的工厂环境中，因此上述测试仪在测试时，需要去难以接触得到或者对人身有危险的地方连接连接线，使用不方便，而且有可能危及人身安全，另一方面，采用连接线连接有可能造成拖线过长导致连接线弯折，影响数据的准确性和稳定性，且连接线过长也会增加成本；此外，上述测试仪未能针对测试泵的节能性、经济性做出评价与反馈，也未能为待测泵进行故障诊断和提供建议解决方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种泵类能效在线检测评估方法及***。该方法和***采用无线传输数据，更加方便、安全、有效、节省成本，同时还可以针对待测泵的节能性、经济性做出评价与反馈，还可以为待测泵进行故障诊断和提供建议解决方案。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种泵类能效在线检测评估方法，，所述方法利用泵类能效检测***对待测泵进行能效检测，所述泵类能效检测***包括传感器模块、无线传输模块、数据采集模块和数据处理模块，则所述方法包括以下步骤：

S1、所述传感器模块采集待测泵的性能参数数据；

S2、所述传感器模块将所述性能参数数据通过无线传输模块传输至所述数据采集模块，其中，所述无线传输模块包括若干组无线单元，每一组所述无线单元都包括一个母节点和一个子节点，且每一组所述无线单元有不同的波特率和频道，传输数据时，所述子节点接收所述传感器模块的性能参数数据并采用透明传输模式传输至对应的母节点，所述对应的母节点再将所述性能参数数据传输至所述数据采集模块；

S3、所述数据采集模块将接收到的性能参数数据中的模拟信号转化为数字信号，并将已转化为数字信号的性能参数数据发送至所述数据处理模块；

S4、所述数据处理模块将所述已转化为数字信号的性能参数数据进行处理、分析并与额定参数数据比对，当所述性能参数数据不同于所述额定参数数据时，判定所述待测泵发生故障，并根据当前发生的故障通过查询存储于所述数据处理模块的故障建议解决方案表给出对应的建议解决方案；

S5、所述数据处理模块根据所述已转化为数字信号的性能参数数据与存储于所述数据处理模块的泵类型号最优配置表进行匹配从而找到待测泵对应的泵类型号，并为所述待测泵推荐最优配置；

S6、所述数据处理模块根据所述已转化为数字信号的性能参数数据计算得到当前一段时期的能耗，并与前一段时期的能耗进行对比得到当前一段时期的节能减排量。

本发明还提供了一种泵类能效在线检测评估***，包括传感器模块、无线传输模块、数据采集模块和数据处理模块；

所述传感器模块与待测泵连接，用于采集待测泵的性能参数数据；

所述无线传输模块连接所述传感器模块和数据采集模块，用于将所述传感器模块传输过来的性能参数数据通过无线传输模块传输至所述数据采集模块，所述无线传输模块包括若干组无线单元，每一组所述无线单元都包括一个母节点和一个子节点，且每一组所述无线单元有不同的波特率和频道，所述子节点连接所述传感器模块，所述母节点连接所述数据采集模块，所述子节点用于接收所述传感器模块的性能参数数据并采用透明传输模式传输至对应的母节点，所述母节点用于将所述性能参数数据传输至所述数据采集模块；

所述数据采集模块连接所述数据处理模块，用于将接收到的性能参数数据中的模拟信号转化为数字信号，并将已转化为数字信号的性能参数数据发送至所述数据处理模块；

所述数据处理模块包括故障检测功能单元、最优配置推荐功能单元和能耗/节能减排量统计功能单元；

所述故障检测功能单元用于将所述已转化为数字信号的性能参数数据进行处理、分析并与额定参数数据比对，当所述性能参数数据不同于所述额定参数数据时，判定所述待测泵发生故障，并根据当前发生的故障通过查询存储于所述数据处理模块的故障建议解决方案表给出对应的建议解决方案；

所述最优配置推荐功能单元用于根据所述已转化为数字信号的性能参数数据与存储于所述数据处理模块的泵类型号最优配置表进行匹配从而找到待测泵对应的泵类型号，并为所述待测泵推荐最优配置；

所述能耗/节能减排量统计功能单元用于根据所述已转化为数字信号的性能参数数据计算得到当前一段时期的能耗，并与前一段时期的能耗进行对比得到当前一段时期的节能减排量。

实施本发明，具有如下有益效果：

1、本发明采用自动采集和无线传输技术，使泵类能效检测实现自动化，更加方便、安全、有效，且成本更低；

2、以泵类节能应用为主，可现场采集传输数据，即时将测试出来的信息以图像及数字的形式呈现出来，高效便捷，可信度；

3、检测结果可用于泵类故障诊断、水泵选型、泵类能耗计算等，便于发现问题并解决问题；

4、本发明采集数据准确度较高，可直接用作节能评估计算；

5、本发明结构简单、连接方便，易携带，便于现场测量；

6、测试数据针对性强，避免造成漏检或测点过多造成资源浪费等情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的泵类能效在线检测评估方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的泵类能效在线检测评估***的结构示意图；

图3是图2中数据处理模块的具体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种泵类能效在线检测评估方法，所述方法利用泵类能效检测***对待测泵进行能效检测，所述泵类能效检测***包括传感器模块、无线传输模块、数据采集模块和数据处理模块，如图1所示，则所述方法包括以下步骤：

S1、所述传感器模块采集待测泵的性能参数数据；

其中，通过设定每组无线单元不同的波特率和频道可以保证数据可以在网络里安全发送而不会出现数据传输到其他的网络里或者接收不到等情况，传输安全有效；

其中的故障包括流量不足、压力不足、经常停机、功耗过大、扬程较低等，这些故障可以通过检测到的性能参数数据与额定参数数据比对得到，确定故障后会根据故障类型给出建议解决方案，方便用户及时处理；

其中，泵类型号最优配置表以数据库的方式存储，并且可以通过表格和图形显示；如将双吸泵，单级单吸离心泵，化工流程泵、凝结水泵、自平衡多级泵和油泵等，以excel表格的形式显示，同时还可以根据不同的扬程、流量和转速来查询所需要的水泵型号。还可以通过图形显示，图形显示可以直观的看到泵类***的性能曲线，包括扬程、泵效率和轴功率这三个参数，同时鼠标移到图形上会显示鼠标所在点的各个参数。其主要区别在于：表格显示参数具体详细，同时表格带有查询功能，可根据具体所需水泵参数遍历数据库查询；图形显示水泵性能曲线较直观，可查看曲线上任何一点的参数，同时在测试结束后可与实测曲线进行对比。

其中，所述步骤S1具体包括步骤：采用压力传感器、流量传感器、温度传感器、功率传感器、电压电流传感器，测量待测泵的进出口压力、流量、进出口水温、电机输入功率和电压电流性能参数数据。可以理解的，本步骤还可以采用其他传感器来检测对应的性能参数数据。其中各传感器的测量范围为和精度为：电压测量：范围(1～600)Vrms，精度±(0.1%标称电压)；或范围(600～1000)Vrms，精度±0.1%。电流测量：范围(0～3000)Arm，精度±0.5%。电功率测量：范围（5～3000）kW，精度±1.0%。流量测量：DN(50～3000)，精度±1.0%。压力变送器，压力测量：(0～10)MPa，精度±0.2%。温度仪，温度测量：(0～100) ℃,精度±1.0%（分辨率0.01℃）。

其中，所述步骤S3和步骤S4之间还包括步骤：所述数据处理模块通过轮询问模式不断对数据采集模块进行查询以得到完整的性能参数数据。

其中，所述无线传输模块采用RS232接口或BJT-BJT逻辑门电路 (Transistor-Transistor Logic，TTL)方式与所述数据采集模块连接，所述数据采集模块采用USB线与PCI总线与所述数据处理模块连接。具体的，所述数据处理模块为易携带式计算机,例如笔记本电脑、掌上电脑、平板电脑。

其中，所述数据采集模块采用NI采集卡且具有8路12位模拟输入通道和2路12位模拟输出通道。

本发明实施例还公开了一种泵类能效在线检测评估***，如图2所示，包括传感器模块11、无线传输模块12、数据采集模块13和数据处理模块14。

所述传感器模块11与待测泵连接，用于采集待测泵的性能参数数据。

所述无线传输模块12连接所述传感器模块11和数据采集模块13，用于将所述传感器模块11传输过来的性能参数数据通过无线传输模块12传输至所述数据采集模块13，所述无线传输模块12包括若干组无线单元120，图示为两组无线单元120，每一组所述无线单元120都包括一个母节点1202和一个子节点1201，且每一组所述无线单元120有不同的波特率和频道，所述子节点1201连接所述传感器模块11，所述母节点1202连接所述数据采集模块13，所述子节点1201用于接收所述传感器模块11的性能参数数据并采用透明传输模式传输至对应的母节点1202，所述母节点1202用于将对应的子节点1201传送的所述性能参数数据传输至所述数据采集模块13。

所述数据采集模块13连接所述数据处理模块14，用于将接收到的性能参数数据中的模拟信号转化为数字信号，并将已转化为数字信号的性能参数数据发送至所述数据处理模块14。

所述数据处理模块14包括故障检测功能单元、最优配置推荐功能单元和能耗/节能减排量统计功能单元。

所述故障检测功能单元用于将所述已转化为数字信号的性能参数数据进行处理、分析并与额定参数数据比对，当所述性能参数数据不同于所述额定参数数据时，判定所述待测泵发生故障，并根据当前发生的故障通过查询存储于所述数据处理模块14的故障—建议解决方案表给出对应的建议解决方案。

所述最优配置推荐功能单元用于根据所述已转化为数字信号的性能参数数据与存储于所述数据处理模块14的泵类型号—最优配置表进行匹配从而找到待测泵对应的泵类型号，并为所述待测泵推荐最优配置。

具体的，所述传感器模块11包括压力传感器模块、流量传感器模块、温度传感器模块、功率传感器模块、电压电流传感器模块，分别用于测量泵类***进出口压力、流量、进出口水温、电机输入功率和电压电流。其中各传感器的测量范围为和精度为：电压测量：范围(1～600)Vrms，精度±(0.1%标称电压)；或范围(600～1000)Vrms，精度±0.1%。电流测量：范围(0～3000)Arm，精度±0.5%。电功率测量：范围（5～3000）kW，精度±1.0%。流量测量：DN(50～3000)，精度±1.0%。压力变送器，压力测量：(0～10)MPa，精度±0.2%。温度仪，温度测量：(0～100) ℃,精度±1.0%（分辨率0.01℃）。

具体的，所述数据采集模块13包括模数转化单元，用于将所述无线传输模块12传输过来的模拟信号转化为数字信号。

具体的，所述无线传输模块12采用RS232接口或TTL方式与所述数据采集模块13连接，并连接3.3V供电电源，所述数据采集模块13采用USB线与PCI总线与所述数据处理模块14连接，其中所述数据采集模块13采用NI采集卡且具有8路12位模拟输入通道和2路12位模拟输出通道。

具体的，如图3所示，所述数据处理模块14包括：

处理器141，用于对传输过来的数字信号进行处理分析从而得出结果数据；

存储器142，与所述处理器141相连，用于存储输入、输出信号、所述结果数据、所述故障建议解决方案表、所述泵类型号最优配置表；

显示器143，与存储器142连接，用于显示所述输入、输出信号和结果数据。

所述数据处理模块具体为易携带式计算机，例如笔记本电脑、掌上电脑、平板电脑，携带方便。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

4、本发明采集数据准确度较高，可直接用作节能评估计算；

5、本发明结构简单、连接方便，易携带，便于现场测量；

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims

1.一种泵类能效在线检测评估方法，其特征在于，所述方法利用泵类能效检测***对待测泵进行能效检测，所述泵类能效检测***包括传感器模块、无线传输模块、数据采集模块和数据处理模块，则所述方法包括以下步骤：

S1、所述传感器模块采集待测泵的性能参数数据；

2.如权利要求1所述的泵类能效在线检测评估方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括步骤：采用压力传感器、流量传感器、温度传感器、功率传感器、电压电流传感器，分别测量待测泵的进出口压力、流量、进出口水温、电机输入功率和电压电流性能参数数据。

3.如权利要求1所述的泵类能效在线检测评估方法，其特征在于，所述步骤S3和步骤S4之间还包括步骤：所述数据处理模块通过轮询问模式不断对数据采集模块进行查询以得到完整的性能参数数据。

4.如权利要求1所述的泵类能效在线检测评估方法，其特征在于，所述无线传输模块采用RS232接口或TTL方式与所述数据采集模块连接，所述数据采集模块采用USB线与PCI总线与所述数据处理模块连接。

5.如权利要求1所述的泵类能效在线检测评估方法，其特征在于，所述数据采集模块采用NI采集卡且具有8路12位模拟输入通道和2路12位模拟输出通道。

6.一种泵类能效在线检测评估***，其特征在于，包括传感器模块、无线传输模块、数据采集模块和数据处理模块；

所述无线传输模块连接所述传感器模块和数据采集模块，用于将所述传感器模块传输过来的性能参数数据通过无线传输模块传输至所述数据采集模块，所述无线传输模块包括若干组无线单元，每一组所述无线单元都包括一个母节点和一个子节点，且每一组所述无线单元有不同的波特率和频道，所述子节点连接所述传感器模块，所述母节点连接所述数据采集模块，所述子节点用于接收所述传感器模块的性能参数数据并采用透明传输模式传输至对应的母节点，所述母节点用于将对应的子节点发送的所述性能参数数据传输至所述数据采集模块；

7.如权利要求6所述的泵类能效在线检测评估***，其特征在于，所述传感器模块包括压力传感器模块、流量传感器模块、温度传感器模块、功率传感器模块、电压电流传感器模块，分别用于测量泵类***进出口压力、流量、进出口水温、电机输入功率和电压电流。

8.如权利要求6所述的泵类能效在线检测评估***，其特征在于，所述数据采集模块包括模数转化单元，用于将所述无线传输模块传输过来的模拟信号转化为数字信号。

9.如权利要求6所述的泵类能效在线检测评估***，其特征在于，所述无线传输模块采用RS232接口或TTL方式与所述数据采集模块连接，所述数据采集模块采用USB线与PCI总线与所述数据处理模块连接，其中所述数据采集模块采用NI采集卡且具有8路12位模拟输入通道和2路12位模拟输出通道。

10.如权利要求6所述的泵类能效在线检测评估***，其特征在于，所述数据处理模块具体包括：

处理器，用于对传输过来的数字信号进行处理分析从而得出结果数据；

存储器，与所述处理器相连，用于存储输入、输出信号、所述结果数据、所述故障—建议解决方案表、所述泵类型号—最优配置表；

显示器，与所述存储器连接，用于显示所述输入、输出信号和结果数据。