一种用于水泵轴功率测试仪器的制作方法

本实用新型涉及一种测试仪器，具体是应用于一种水泵轴功率测试仪器。

背景技术：
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随着我国农业科技化进程地逐步加快，高标准农田等一系列技术化措施的推进，泵站的广泛化建造等，同时也带来了近8000万KW排灌动力、能源消耗量很大的现状。衡量泵站或泵机组装置工作状况优劣，其能源利用效率是重要指标。提高泵站系统能源利用率，包括减少能源输送和供应中的损失，提高泵站效率等几方面。要定量分析和掌握泵站效率就要测出泵机组轴功率包括动力机轴功率和泵轴功率，(机泵为直接传动时，可以认为动力机轴功率即为泵轴功率)。随着测试技术的不断发展，测试方法和测试工具的不断精准化，常用的方法为有马达天平法测功、损耗分析法测功、振弦式测功、电阻应变式测功等，这四种方法都各有不足，马达天平法测试的不足为仅适用于实验条件且需改造电动机，成本代价大；损耗分析法的原理简单，对于各项损耗功率来说，实际采用的是间接测量方法，有的是近似值，影响测试精度的因素繁多，不利于实际测试读数；振弦式测功的不足为应用振弦式扭力仪的前提条件是了解轴材料性能，这个条件不易满足；电阻应变仪测试由两部分组成，即应变式扭矩传感器及应变仪，采用传统的集流环装置，测量精度有待提高，技术有待更新。

技术实现要素：
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针对现有技术的不足，本实用新型推出一种用于水泵轴功率测试的仪器，利用本实用新型的仪器可以进行现场测试大型水泵的轴功率。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，一种用于水泵轴功率测试仪器，包括测量探头、元件集成盒；所述测量探头包括叉柄、以及叉柄底部的叉身，叉身包括第一横杆、第二横杆，第一横杆、第二横杆呈十字形结构，第一横杆、第二横杆两端分别设置电阻片；所述元件集成盒包括电流转换器、信号发送器、信号接收器、模数转换器、单片机、显示器、存储装置、电脑连接装置，电阻片通过导线分别连接模数转换器、电流转换器，电流转换器通过信号发送器、信号接收器连接单片机，模数转换器与显示器相连接，单片机分别与显示器、存储装置、电脑连接装置相连接。

优选的，所述第一横杆两端的电阻片垂直设置，第二横杆两端的电阻片垂直设置。

优选的，所述第一横杆、第二横杆为可伸缩结构。

优选的，所述叉柄与叉身之间设有水平仪，水平仪与叉柄垂直设置。

优选的，所述电阻片为方形。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

第一，本实用新型用于水泵轴功率测试仪器，包括一只测量探头、一个元件集成盒。元件集成盒内包括信号发送器、信号接收器、电流转换器、模数转换器、单片机、显示器、存储装置、电脑连接装置。测量探头为一端头装有四片电阻片的塑料叉，叉子的形状为十字型，电阻片安置在叉头处为方形，同时四只电阻片按相对垂直设置，探头本身设计成可左右伸缩，调整距离以适应不同泵轴测量。叉身与叉柄连接处设置一水平仪，水平仪与叉柄成九十度设置。当使用探头测量时，观察水平仪即可确定四只电阻片角度是否达到相互垂直。

第二，元件集成盒功用为压敏电阻应变桥感受到扭矩变化后输出信号，其变化信号经直流放大后作A/D转换及数据处理，经信号调理电路进入模数转换器以获得扭力矩数据。该数据由信号发送器发送，信号接收器接收到信号后送信号处理数据的单片机，可直接由显示屏显示扭矩具体数值，然后在通过处理器处理成轴功率数据显示屏可显示出来。通过存储装置可插入TF卡，将测得一系列轴功率数据导出来，也可通过数据线与电脑直接相连，数据导出电脑形成曲线图，观测泵轴功率变化动态。

附图说明：

图1是本实用新型一种用于水泵轴功率测试仪器的流程结构示意图。

具体实施方式：

下面我们结合附图和具体实例来进一步对本实用新型一种用于水泵轴功率测试仪器的详细说明。但不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1，是本实用新型一种用于水泵轴功率测试仪器的流程结构图。一种用于水泵轴功率测试仪器，包括测量探头1、元件集成盒2。

测量探头1包括叉柄11、以及叉柄11底部的叉身，叉身包括第一横杆12、第二横杆13，第一横杆12、第二横杆13呈十字形结构，第一横杆12、第二横杆13两端分别设置电阻片16。

元件集成盒2包括电流转换器、信号发送器、信号接收器、模数转换器、单片机、显示器、存储装置、电脑连接装置，电阻片16通过导线分别连接模数转换器、电流转换器，电流转换器通过信号发送器、信号接收器连接单片机，模数转换器与显示器相连接，单片机分别与显示器、存储装置、电脑连接装置相连接。

第一横杆12两端的电阻片垂直设置，第二横杆13两端的电阻片垂直设置。

第一横杆12、第二横杆13为可伸缩结构。

叉柄11与叉身之间设有水平仪，水平仪与叉柄11垂直设置。

电阻片16为方形。

为了保证仪器测得数据的可信度和准确性，需要对仪器的现场标定，首先在测量探头顶部应变片的部位上、下各装专设的卡环，卡环上水平伸出一定长度的臂杆，杆端连钢丝绳，经特制的滑轮架的转向滑轮定位、定向后，用弹力机测定绳端的拉力及泵轴的扭矩，由仪器显示所测的扭矩数值，可由处理器处理得出扭矩与不平衡电压的函数关系。为标定操作方便，上、下臂杆取同长度，叉开一定角度，经转向滑轮使两根钢丝绳在同一条线上，分别连测力机，以花篮螺丝调节力荷载。

仪器应用原理是电阻应变原理来测定轴的扭矩。所应用的方法为将电阻应变片与传递功率的轴表面相连，组成应变电桥，其引出线是通过与轴集流环及接触电刷形成通道电路相连于计算机，从而完成对轴扭矩的测定。

数据处理依据材料力学，传递扭矩的轴，在弹性限度内，其扭矩角或切向力与扭矩T成线性关系，其实心轴表面处的截面最大切应力为式中：W-轴截面抗扭模数；D-轴直径。)轴受扭时表面主应力方向与轴母线呈45°，主应力等于表面(最大)切应力即

σ1--σ2-τmax。要得到σ1可由电阻应变法测得ε1，根据ε1＝(σ1-μσz)/E＝(1+μ)σ1·/E，(E-轴材料的纵向弹性模数，μ-泊松比)，继续测得转速n，则泵轴功率在具体测量时，可将应变片安装在可调节开口的叉上，形成测量探头。如此设置可消除轴向荷载影响和轴上可能承受弯矩的影响。

轴功率测试仪器的现场应用，首先根据实际情况调整扭矩，测量探头上的应变桥感受到扭矩的变化，其变化信号经直流放大后作A/D转换及数据处理，在显示器上显示扭矩数据。扭矩数据由信号发送器发送，信号接收器接收到信号后送处理接收数据的单片机，经处理后得到的轴功率数据由显示器读出。

如上所述，便可很好地操作本仪器。