摘要本文对水泵性能参数测试方法进行了分析和研究，提出了基于虚拟仪器技术的水泵性能参数测试系统的解决方案。
在研究过程中，分析讨论了数据采集卡与虚拟仪器软件的接口方法;分析了光电传感器法、感应线圈法和霍尔传感器法三种转速测量方法在水泵转速测量中的优缺点;提出了在LabVIEW 虚拟仪器软件平台上，采用模块化设计方法开发应用程序的方法;分析讨论了对采集数据的软件滤波处理及应用最小二乘法对水泵参数数据的拟合。
试验结果表明这种基于虚拟仪器技术的水泵测试系统，可以适用于科研院校和水泵厂的使用要求，具有一定的推广应用价值。
关键词:水泵性能、虚拟仪器技术、转速测量、数据处理ABSTRACTThe paper does some research and analysis on the measurement methods of the Pump performance parameters. During the researching, the methods of interface between data acquisition card and visual instrument software are discussed; analyzing the difference among the methods of rotate measurement of asynchronous motor using photo electricity sensor, induce and hall sensor; using the style in the programming of system application software; analyzing the method of the median filter and using the conic approach technique in dealing with the measuring data;Experiment results approve that the pump performance measurement system based on visual instrument technology can be used in the institutes and small-scale Pump manufactory.Key words: pump testing research, visual instrument technology, rotational velocity measurement, data processing.目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1 水泵性能测试系统的现状概述 (1)1.2 水泵测试在生产与研究中的应用 (2)1.3 水泵的主要性能指标 (2)1.4 国内外泵测试技术的现状和发展趋势 (2)1.4.1 国外泵测试技术现状 (2)1.4.2 国内泵测试技术的发展现状 (3)1.4.3 泵测试技术的发展趋势 (3)1.5 本研究课题的提出、内容及意义 (4)1.5.1 本研究课题的提出 (4)1.5.2 本研究课题的内容 (4)1.5.3 本研究课题的意义 (4)第二章测试系统总体方案的确定 (6)2.1 方案比较 (6)2.2 开发平台的选择 (7)2.3 水泵性能参数测试台管路装置 (7)2.3.1 试验装置 (7)2.3.2 试验管路的安装 (9)2.4 总体方案 (9)2.5 本章小结 (10)第三章管路参数的选择 (11)3.1 无缝钢管的选择 (11)3.2 法兰的选择 (12)3.3 垫片的选择 (13)3.4 阀门的选择 (14)第四章水泵性能参数测量的基本原理 (16)4.1 水泵试验概述 (16)4.2 水泵性能参数试验理论与测试仪表选择 (16)4.2.1 水泵流量测量与流量变送器选择 (16)4.2.2 水泵扬程测量与压力变送器选择 (18)4.2.3 水泵轴功率测量与功率变送器选择 (20)4.2.4 电机转速的测量 (22)4.2.5 水泵效率的计算 (25)第五章信号调理电路 (26)5.1 信号调理电路设计 (26)5.2 本章小结 (27)第六章数据采集卡的选择及软件设计 (28)6.1 数据采集卡 (28)6.1.1 数据采集卡的选择 (28)6.1.2 数据采集卡的接线 (30)6.2 软件设计 (32)6.2.1 软件开发语言Labview的简介 (32)6.2.2 数据采集卡和Labview下的驱动 (33)6.3 数据采集系统软件的总体框架 (34)6.4 数据采集方式 (36)6.5 本章小结 (38)第七章数据处理与性能曲线的绘制 (39)7.1 试验数据的处理 (39)7.2 整体曲线拟合法 (40)7.3 本章小结 (42)第八章结论 (43)参考文献 (45)附录一 (46)附录二 (47)致谢 (48)第一章绪论1.1 水泵性能测试系统的现状概述水泵使用面广，种类繁多，属于通用性的机械类而广泛的应用于国民经济的各个部门。
随着现代工业的蓬勃发展，采矿、冶金、电力、石油、化工、市政以及农林等部门中，各种形式的泵应用很多，其规模和投资越来越大，功能分类愈分愈细。
水泵的工作是以输送流量、产生全压、所需功率及使用效率来体现的，这些工作参数之间存在着相应的关系，当流量与转速变化时，会引起其他参数相应的变化。
为了正确选择、使用水泵，必须了解这些参数之间的相互关系。
由于水泵理论至今仍不十分完善，所以水泵性能参数的获取主要依赖于性能试验。
水泵性能试验包括基本性能试验和变速下的通用性能试验。
基本性能试验是在水泵转速不变的情况下，改变水泵流量，测试水泵各个性能参数变化，并绘制性能曲线。
但随着水泵调速节能技术的发展和应用的越来越普及，变速调节下的水泵性能参数的变化也越来越值得研究。
长期以来，我国的水泵测试手段比较落后。
水泵性能参数测试设备仍主要以手动操作试验过程、手工测量试验数据、手工绘制曲线为主，存在测量手段落后，测量精度不高和劳动强度高等功能缺点。
其实，这种状况在我国还相当普遍。
从20世纪八十年代末九十年代初，在伴随着电子技术、传感器技术、计算机技术、自控技术的飞跃发展，在水泵参数的自动采集和测试方面，我国取得了一定的进步。
浙江机械研究所、江苏理工大学、山东农业大学、华北水利电力学院等单位相继对水泵试验装置进行了研究与开发，建立了各具特色的试验装置，他们为水泵自动测试系统的不断完善发挥了先导作用。
如中国农业机械化科学研究等开发的PMS水泵综合测试系统，它是以工控机为下位机、PC机为上位机构成的分布式大型水泵参数测试系统，功能完备，但操作也较复杂:另外，江苏理工大学TP自动化研发中心开发的泵参数综合测量仪则结构紧凑，安装方便。
它们都是各具特色的水泵性能参数测试设备。
在我国，许多厂家或者是由国有企业改制后的中、小型企业，或是乡镇企业、民营企业，生产规模一般不大、并且产品多样，甚至许多厂家的水泵都按用户需求生产，很难形成统一的系列。
这种状况就要求水泵性能测试系统具有:(1)投资少，适合小企业的推广使用;(2)测试系统调整或升级容易，适用不同类型泵类产品测试要求;(3)尽量满足不同工况测试需求，能为水泵改型提供参考;(4)操作简单、易行。
因此，对于这种需求现状，目前的测试系统中仍然存在一些缺憾:或者参数测量不完整或者系统过于庞大且复杂，造价太高而不能为众多小型水泵生产厂家所采用，或者功能单一不易推广。
因此，在大多数小型泵厂，其型式试验和出厂试验仍然靠手工操作为主。
如何在国家标准的基础上，利用高新技术，低成本的手段实现水泵性能的自动测试与分析已成为国内众多水泵生生产厂家及研究单位的迫切需求。
1.2 水泵测试在生产与研发中的作用目前，泵应用很多，其规模和投资越来越大，功能分类愈分愈细。
这一切与泵试验及测试技术的发展是分不开的。
因为泵从研究、开发、生产到应用，必须经过一系列试验。
因此，测试在泵的发展中具有极其重要的地位。
由于水泵理论至今仍不十分完善，流体在水泵中的运动过程十分复杂，无法用完整的数学解析式来描述水泵在不同工作状态下的运动特征，所以水泵的各项技术指标仍然必须用水泵试验的方法来测量，即水泵性能参数的获取主要依赖于性能试验，并以测量结果来评判该泵的性能是否达到规定的要求。
1.3 水泵的主要性能指标水泵的应用如此广泛，为了正确使用它，我们必须了解其性能特点。
水泵的性能主要从以下几个方面来考虑:流量、扬程、功率、效率、转速。
1.4 国内外泵测试技术的现状和发展趋势1.4.1 国外泵测试技术现状国外在水泵测试领域研究起步较早，测试系统的产品己经比较成熟。
由于泵测试技术的重要性，国内外在致力于泵研究、设计、加工的同时，也相继建立了一些相配套的泵试验台。
例如，英国国立工程实验室(NEL)的水力试验台，自1961年1月以来投入运行至今，该试验台适合于水泵和模型水轮机(最大转轮直径0.5m)的性能试验，可以以开式和闭式两种循环方式进行效率和汽蚀试验，部分参数可自动控制，试验数据由计算机进行自动采集、处理，并自动绘图和打印试验结果。
随着科学技术的发展，现今试验台设备的不断更新及数据采集处理手段的改进，测试的精度和自动化程度也就相应地提高了。
目前，国外测试系统呈现出高集成、小体积、可移动、多功能、设备全、易操作等特点。
西德KSB公司和瑞士苏尔康公司水泵试验台均采用了计算机自动化测试系统。
又例如美国TecQuipment Inc生产的Centrifugal Pump Test Set(GI-15)，是一台用于离心泵测试的装置。
GI-5提供了一种测试研究离心泵在不同扬程、流量、转速下的特性的方法。
同类产品还有英国的Cussons Technology公司生产的P6250齿轮泵、轴流泵、离心泵和活塞泵测试平台等。
这类水泵测试装置尽管具有高集成、小体积、可移动、多功能、设备全、易操作等优点，但在数据处理方面尚显的功能薄弱，缺少嵌入式的数据处理分析系统，效率不高。
针对以上的不足，另外一种基于计算机的测试系统孕育而生。
例如美国的AgriTechnology公司开发的PTEST水泵测试系统，该系统在Windows或DOS环境下工作，操作者将观测到的数据输入计算机，PTEST系统根据水泵测试的公式、算法及ISO标准，计算出相关参数，拟合曲线、保存数据并生成打印报表。
此外，还有美国Scientific Software集团开发的Infinite Extent等水泵测试系统。
1.4.2 国内泵测试技术的发展现状从20世纪八十年代末九十年代初，伴随着电子技术、传感器技术、计算机技术、自控技术的飞跃发展，在水泵参数的自动采集和测试方面，我国取得了一定的进步。