一种基于五孔气动探针的风机现场测试装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于五孔气动探针的风机现场测试装置，包括可调夹片、五孔探针和手持式显示仪表，其特征在于，所述五孔探针包括角度分度盘、引压管、探头，所述可调夹片的下端可拆卸地结合在风机机匣上，上端支撑着所述五孔探针，所述五孔探针上设有一个快速接头与手持式显示仪表连接。可以实时的观察测量数据，计算风机流量、全压、效率等性能参数。该系统结构紧凑，便于携带，成本是目前标准化风筒实验设备的1/8～1/12，能够迅速安装于正在运行的风机上，不停机测试操作，用快速便捷的测量、较短的测量时间获得风机的性能曲线。
【专利说明】—种基于五孔气动探针的风机现场测试装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于五孔气动探针的风机现场测试装置，可以安装在现场运行的风机上，简单快速而准确的进行风机性能检测。
【背景技术】
[0002]风机是一类依靠电动机带动叶轮旋转，提供一定流量和压力的流体输运设备，属于通用流体机械的范畴。风机广泛应用于建筑、电力、钢铁、冶金、矿山、空调、厂房等国民经济各个领域，是量大面广的产品。据统计风机的能耗占全国总发电量的10%，而我国大多数风机存在效率低下、耗电严重的问题，具有30%的节能潜力，所以通过准确、经济、方便的风机性能检测手段检测风机现场性能、推广高效风机对节能减排具有重要意义和明显作用。而现存的风机性能测试一般是由生产厂家按《GB1236-2000工业通风机用标准化风道进行性能试验》标准中的风筒式或风室式试验装置完成，该方法所用装置占地多、投资大、效率测量误差较大(在±5%之间)，而且操作复杂，需要专业实验人员才能完成，直接影响了使用单位对所选用风机性能的判断和选择，从而导致市场上产品质量良莠不齐、能源浪费严重，甚至造成通风能力不足、烧毁电机等生产事故。
[0003]常规的五孔探针在一定速度范围内能够同时准确测量总压、静压、速度大小及方向，广泛应用于接触式三维流场测量，但是由于数据处理比较复杂，多应用于流场实验研究中。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是通过一个便于控制定位的机械夹具结构和内嵌特定数据处理程序的单片机，利用特制五孔探针进行风机性能现场测试。本实用新型的现场测试装置具有安装方便、操作简单、响应快速、可视化好的特点，非常适合于进行快速、随机的风机现场性能测试，该装置不影响风机的运行使用。
[0005]为实现上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案是:一种基于五孔气动探针的风机现场测试装置，包括可调夹片、五孔探针和手持式显示仪表，其特征在于，所述五孔探针包括角度分度盘、带刻度的引压管、探头，所述可调夹片的下端可拆卸地固定在风机机匣上，上端支撑着所述五孔探针，所述五孔探针上设有一个快速接头与手持式显示仪表连接。
[0006]优选地，所述角度分度盘能够在所述引压管的外壳上滑动并通过所述可调夹片进行定位，所述弓I压管的外壳上刻有毫米刻度。
[0007]优选地，所述手持式显示仪表上设有一个与所述快速接头匹配的压力传感器快速接头。
[0008]优选地，在风机出口附近的所述风机机匣上沿周向开设若干个与壁面垂直的探针孔，所述五孔探针的探头通过所述探针孔插入流场进行测量，所述探针孔的孔径在3?IOmm之间。[0009]优选地，所述探针孔为2?8个，沿所述风机机匣的周向均匀布置。
[0010]优选地，所述可调夹片的上部为平面，下部为圆锥形；所述可调夹片的上部和下部之间的长度为所述五孔探针长度的5?30% ;所述可调夹片的母线为曲线、直线或折线。
[0011]优选地，所述手持式显示仪表内嵌一排用于感知所述五孔探针的压力并转化为电压信号的压力传感器和集成有自编程芯片的数据采集卡。
[0012]优选地，所述手持式显示仪表具有压力计、温度计、振动仪、功率计、声级计信号的标准输入口，可以连接外设信号，并在屏幕上显示。
[0013]本实用新型提供的的基于五孔气动探针的风机现场测试装置的可调夹片，用来安装固定五孔探针并确保其定位，可调夹片是可拆卸的，其上部为平面，下部为圆锥曲线，根据测试风机机壳大小有不同规格，上下之间长度约为探针长度的5?30%，其母线可以为曲线、直线或折线，从而适应不同尺寸的风机机匣，可调夹片的下端结合在风机机匣上，上端支撑着角度分度盘。五孔探针包括一通用角度分度盘、引压管及其外壳、探头，分度盘用于在半对向测量时调节水平方向两孔的压力，分度盘可以在探针的引压管外壳上滑动并通过定位，引压管外壳上刻有毫米刻度，用来调整探针在流场中的径向位置。
[0014]该装置通过在风机出口附近机匣沿周向开均匀的2?8个与壁面垂直的探针孔将探头插入流场进行测量，孔径在3?IOmm之间，在非测试时间使用橡胶密封即可不影响风机工作。通过在机匣上沿周向开孔，可以把探针固定在不同的周向位置和径向位置，从而完成出口整圈流场的多点测量，提高测试精度。
[0015]五孔探针带有一个快速接头插在后端的手持式显示仪表之上，显示仪表上有一个与快速接头匹配的压力传感器快速接头，显示仪表内嵌一排压力传感器用于感知探针压力并转化为电压信号，供内嵌的数据采集卡处理运算，该采集卡内集成了带有自编程序的芯片，用软件控制方式选择处理程序，计算测试结果并在屏幕上进行实时显示。
[0016]显示仪表带有大气压力传感器端口，可以直接读取电压信号，并在右侧输入气压转化系数，计算当地大气压供程序使用。大气压力传感器端口可以改为引压口，通过内接大气压传感器，扩展成用来测量当地大气压，端口可以是螺栓孔、卡孔、倒刺孔等任何一种连接压力的接口，大气压力也可以通过显示仪表上的按钮手动输入。温度计端口用来测量气体温度，端口可以是螺栓孔、卡孔、倒刺孔等任何一种温度传感器接口，环境温度也可以通过显示仪表上的按钮手动输入。电机功率测量端口，包括一个电压输入接口和电流输入接口，也可以通过显示仪表上的按钮手动输入功率。显示仪表还带有振动端口，可以连接标准振动仪表，读取风机振动参数并实时显示振动幅值以及频谱。声级计端口用来连接标准声级计接口，可以读取噪声信号，分析频谱数据并实时显示。USB接口用来通过内置的闪存传输测试数据，提供综合统计功能。
[0017]本实用新型提供的的基于五孔气动探针的风机现场测试装置可以拆装集成于普通工具箱中，适合在现场快速安装进行实验，连接处均使用弹性或者卡槽式连接，便于拆装定位，普适性强。由于五孔探针较细，流场的干扰较小，不会影响五孔探针在测量面的精度。另外，由于五孔探针在适当范围内可以准确测量三维速度场，而一般风机的出口马赫数不高，速度场的周向分量和径向分量均不大，基本落在五孔探针的高精度区域，相比标准中所列方法，皮托管只能测量轴向速度，而不能测量其他分量，总压计算误差较大，该方法能够更准确的计算出口总压和流量，系统经过标定校准后可达到更高的测量精度。【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的风机现场测试装置示意图。
[0019]图面说明:
[0020]可调夹片I 角度分度盘2 引压管3 探头4 五孔探针5
[0021]风机机匣6 探针孔7 快速接头8 手持式显示仪表9。
【具体实施方式】
[0022]为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。
[0023]如图1所示，本实用新型的基于五孔气动探针的风机现场测试装置，包括可调夹片1、五孔探针5和手持式显示仪表9，所述五孔探针5包括角度分度盘2、引压管3、探头4，所述可调夹片I的下端可拆卸地结合在风机机匣6上，上端支撑着所述五孔探针5，所述五孔探针5上设有一个快速接头8与手持式显示仪表9连接。所述角度分度盘2能够在所述引压管3的外壳上滑动并通过所述可调夹片I进行定位，所述引压管3的外壳上刻有毫米刻度。在风机出口附近的风机机匣6上沿周向开设若干个与壁面垂直的探针孔7，所述五孔探针5的探头4通过所述探针孔7插入流场进行测量。所述探针孔7的孔径在3?IOmm之间。所述探针孔7为2?8个，沿所述风机机匣6的周向均匀布置。所述可调夹片I的上部为平面，下部为圆锥形。所述可调夹片I的上部和下部之间的长度为所述五孔探针5长度的5?30%。所述可调夹片I的母线为曲线、直线或折线。
[0024]所述手持式显示仪表9上设有一个与所述快速接头8匹配的压力传感器快速接头。所述手持式显示仪表9内嵌一排用于感知所述五孔探针5的压力并转化为电压信号的压力传感器和集成有自编程芯片的数据采集卡。所述手持式显示仪表9设有大气压力传感器接口。所述手持式显示仪表9设有温度传感器接口。所述手持式显示仪表9设有电机功率测量接口。所述手持式显示仪表9设有振动端口，以连接标准振动仪表,读取风机振动参数并实时显示振动幅值以及频谱。所述手持式显示仪表9设有声级计端口，用来连接标准声级计接口，可以读取噪声信号，分析频谱数据并实时显示。
[0025]在风机现场测试时，将可调夹片I装在探针引压管套管外，按照套管上的长度刻度调整探针，使探针头部位于测量位置，固定可调夹片；采用半对向测量方法时，将测量方式旋钮拨至半对向位置，然后调节角度分度盘2，当水平方向两孔的压力相等时，水平指示灯转变状态，提示可以进行有效数据记录，此时可以按下面板右下区的探针角度按钮，输入角度分度盘2上的角度作为偏航角a，然后根据其余孔压力读取值计算气流的俯仰角3，得到准确的动压和三维速度，计算风机总压和流量。
[0026]采用非对向测量时，将测量方式旋钮拨至非对向位置，将探针伸入测量位置并固定，按下记录数据按钮，直接利用5个孔的压力和插值算法计算出当地总压、三维速度、流
量等参数。
[0027]按下显示仪表上的记录按钮，即可记录一组数据供内嵌算法调用，由于仪表内嵌高速采集卡，很短的采集时间即可获取当地参数的有效平均值，然后改变探针头部在径向和周向的测量位置，再记录一组数据，一般径向位置取2?4个，周向位置取2?8个，完成出口整圈流场的测量，这些数据用来计算风机的气动性能，并绘制性能曲线在屏幕上方显示，可以按下屏幕下方按钮选择屏显参数。
[0028]在测量过程中，默认显示的是各测试参数的变化曲线，也可以按下显示屏幕下方一排按钮中的一个或几个，分别显示单一测量参数曲线，以便观察参数变化。测量完成后可以按下流量、全压、效率按钮观察风机性能曲线。显示仪表9带有USB接口，可以和电脑连接，用来上传按一定格式保存的实验记录数据。
[0029]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的范围之内。
【权利要求】
1.一种基于五孔气动探针的风机现场测试装置，包括可调夹片、五孔探针和手持式显示仪表，其特征在于，所述五孔探针包括角度分度盘、带刻度的引压管、探头，所述可调夹片的下端可拆卸地固定在风机机匣上，上端支撑着所述五孔探针，所述五孔探针上设有一个快速接头与手持式显不仅表连接。
2.根据权利要求1所述的风机现场测试装置，其特征在于，所述角度分度盘能够在所述引压管的外壳上滑动并通过所述可调夹片进行定位，所述引压管的外壳上刻有毫米刻度。
3.根据权利要求1所述的风机现场测试装置，其特征在于，所述手持式显示仪表上设有一个与所述快速接头匹配的压力传感器快速接头。
4.根据权利要求1所述的风机现场测试装置，其特征在于，在风机出口附近的所述风机机匣上沿周向开设若干个与壁面垂直的探针孔，所述五孔探针的探头通过所述探针孔插入流场进行测量，所述探针孔的孔径在3?IOmm之间。
5.根据权利要求4所述的风机现场测试装置，其特征在于，所述探针孔为2?8个，沿所述风机机匣的周向均匀布置。
6.根据权利要求1所述的风机现场测试装置，其特征在于，所述可调夹片的上部为平面，下部为圆锥形；所述可调夹片的上部和下部之间的长度为所述五孔探针长度的5?30%;所述可调夹片的母线为曲线、直线或折线。
7.根据权利要求1所述的风机现场测试装置，其特征在于，所述手持式显示仪表内嵌一排用于感知所述五孔探针的压力并转化为电压信号的压力传感器和集成有自编程芯片的数据采集卡。
8.根据权利要求1所述的风机现场测试装置，其特征在于，所述手持式显示仪表具有压力计、温度计、振动仪、功率计、声级计信号的标准输入口。
【文档编号】F04D27/00GK203516161SQ201320647218
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年10月20日 优先权日:2013年10月20日
【发明者】许剑, 刘芽, 纪律, 徐玉杰, 皇海燕, 鲁海军, 陈海生, 谭春青 申请人:中国科学院工程热物理研究所