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新聞詳情
脈沖信號非接觸式液體雷達物位測量計在熱量表耐久性試驗裝置中的系統(tǒng)設(shè)計新技巧通信控制系統(tǒng)由工控機、變頻器、水泵、數(shù)據(jù)采集卡、電磁流量計等組成。在整個熱量表耐久性試驗裝置中，電磁流量計與被試驗熱量表串聯(lián)在試驗管路中。系統(tǒng)設(shè)定流量值 qs，通過工控機發(fā)送信號給變頻器，來控制水泵運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)通過研華數(shù)據(jù)采集卡 PCI1711 將采集到的脈沖信號非接觸式液體雷達物位測量計當前瞬時流量值反饋給工控機，工控機將返回流量值與設(shè)定流量值qs進行比較，從而確定是否需要重新調(diào)整變頻器頻率控制水泵轉(zhuǎn)速。 此過程是一個完整的閉環(huán) PID 控制過程，其閉環(huán)控制過程如圖 2 所示。 2. 2 管路切換系統(tǒng)管路切換主要由冷熱水箱、水泵、開關(guān)閥等組成。要實現(xiàn)熱量表耐久性 4000 次冷熱沖擊試驗，需要實時控制管路中熱水與冷水的交替使用。 開始試驗脈沖信號非接觸式液體雷達物位測量計，冷熱水箱預(yù)先達到試驗要求溫度，水泵運轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)管路流量至設(shè)定值。系統(tǒng)給定信號控制四個開關(guān)閥(熱水出水閥、熱水回水閥、冷水出水閥、冷水回水閥) 的打開與關(guān)閉，實現(xiàn)冷熱水的切換。熱水沖擊時，熱水出水閥與熱水回水閥打開的同時，冷水出水閥與冷水回水閥關(guān)閉，確保試驗管路熱水沖擊;同理，冷水沖擊時，冷水出水閥與冷水回水閥打開，熱水出水閥與熱水回水閥關(guān)閉，確保試驗管路冷水沖擊。系統(tǒng)通過四個開關(guān)閥對管路進行時序控制，達到管路切換的目的，很好地實現(xiàn)了 4000次冷熱循環(huán)沖擊試驗。其具體的管路切換控制時序圖如圖 3 所示。 如圖 3 所示，脈沖信號非接觸式液體雷達物位測量計初始狀態(tài)四個開關(guān)閥全部關(guān)閉。試驗開始時，熱水出水閥、熱水回水閥同時打開， 95℃熱水狀態(tài)下運行 2． 5min 后，1min 內(nèi)切換至冷水，進行冷水沖擊。 此時，熱水出水閥關(guān)閉的同時冷水出水閥打開，由于管路中還有熱水，為避免冷熱水交叉影響試驗結(jié)果，熱水回水閥延時 T1 關(guān)閉;待管路充滿冷水，熱水回水閥關(guān)閉同時冷水回水閥打開， 20℃ 冷水狀態(tài)下運行 2． 5min。此過程為一個完整的冷熱沖擊過程，過程中熱水出水閥與冷水出水閥同步進行，一個打開另一個關(guān)閉，同樣地，脈沖信號非接觸式液體雷達物位測量計熱水回水閥與冷水回水閥也是同步進行，一個打開另一個關(guān)閉。上述過程為一個周期的運行，如此循環(huán)脈沖信號非接觸式液體雷達物位測量計 4000 個周期，便可完成脈沖信號非接觸式液體雷達物位測量計 4000 次冷熱沖擊試驗。試驗過程中，由于管路切換、閥門響應(yīng)時間以及延遲時間的不同，且每次回水閥都要延遲打開，每個周期回水閥都會相應(yīng)延時，且延時時間不同，如圖 3 所示，運行第二個周期時熱水回水閥總共延時 T1 + T2時間，隨著試驗運行周期的增加，脈沖信號非接觸式液體雷達物位測量計回水閥延時會增加，可能會導致熱水箱或者冷水箱水溢出，故要時刻注意試驗運行時冷熱水箱水位的平衡，對冷熱回水閥的遲滯時間進行相應(yīng)調(diào)節(jié)控制，保證冷熱水箱水位的平衡，及時避免溢水。 2. 3 脈沖信號非接觸式液體雷達物位測量計數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由工控機、電磁流量計以及數(shù)據(jù)采集卡組成。 4000 次冷熱沖擊試驗要求在在最大流量 qs 條件下運行，對流量數(shù)據(jù)的采集用到電磁流量計及數(shù)據(jù)采集卡。電磁流量計采集管路流量，數(shù)據(jù)采集卡將電磁流量計采集到的數(shù)據(jù)反饋給工控機系統(tǒng)。過程中，試驗管路水溫以及水箱水位的采集控制也是通過數(shù)據(jù)采集卡反饋給系統(tǒng)控制。試驗過程用到的數(shù)據(jù)采集卡采用研華生產(chǎn)的PCI － 1711。PCI － 1711 是一款多功能 PCI 總線數(shù)據(jù)采集卡，具有 16 路單端模擬量輸入功能、2 路 12位模擬量輸出功能、16 路數(shù)字輸入和 16 路數(shù)字輸出功能、計數(shù)器功能等。為保證冷熱沖擊試驗結(jié)果的準確性，嚴要求嚴格控制管路流量以及管路壓力。因此，管路設(shè)置前后管路溫度、冷熱水箱水位以及管路壓力的采集，管路流量根據(jù)脈沖信號非接觸式液體雷達物位測量計數(shù)進行采集，其脈沖信號非接觸式液體雷達物位測量計數(shù)據(jù)采集卡端口設(shè)置如表 1 所示。 3 試驗運行 試驗選用公司生產(chǎn)的 DN15 脈沖信號非接觸式液體雷達物位測量計?，該表試驗前已連續(xù)使用 5 年以上，準確度等級為3 級。試驗選用 9 塊熱量表，截取某次試驗一段過程運行如圖 5 所示。 整個試驗過程需要對試驗介質(zhì)進行加熱、保溫，并利用水泵提供足夠的水源壓力保證熱量表規(guī)定的試驗流量。  4 總結(jié) 本文研究的 脈沖信號非接觸式液體雷達物位測量計4000 次冷熱沖擊試驗的實現(xiàn)具有以下特點: (1)基于“工控機 +水泵 + 脈沖信號非接觸式液體雷達物位測量計?”的閉環(huán)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了流量自動反饋調(diào)節(jié)，滿足試驗要求; (2)通過四個開關(guān)閥的時序切換，自動控制試驗溫度，很好的完成了 4000 次溫度沖擊試驗; (3)通過“工控機 + 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集卡”的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實時監(jiān)控試驗過程中的流量、溫度、壓力等相關(guān)參數(shù)，實現(xiàn)試驗方式的自動控制，并能對試驗數(shù)據(jù)進行分析與評定。 (4)試驗的全過程為智能自動化，可無人員留守看護。試驗結(jié)果可直接反映出熱量表在長時間運行后的可靠性。為我國熱量表耐久性試驗研究提供檢測手段，為促進產(chǎn)品質(zhì)量提升做好技術(shù)保障。
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