压缩机性能测试系统

应用领域：产品测试

使用的产品：LabVIEW、NIDAQ、SCXI

挑战：

用基于计算机的测控系统代替手工操作，提高自动化水平，改善工作条件，确保监测数据的精确、可*。

应用方案：以NI公司的LabVIEW软件、DAQ卡、SCXI卡和现有的变送器等构成一套基于PC的压缩机性能自动测试系统。

介绍：

压缩机是一种工业生产中广泛使用的机械设备。这种机械依*在气缸内作往复运动的活塞或作旋转运转的转子的作用，使吸入气体的体积缩小而提高压力，以满足生产需要。这种产品的结构比较复杂，除机械、电气部分外，还有气、油、水等多种回路。为了保证和提高压缩机的质量，对共性能进行测试足一个不可缺少的环节。但是到目前为止，这项工作基本上足以手工为主进行的。因此，工作效率低、劳动条件差，测试结果的可*性、准确性也不高。少数单位开发了自动测试系统，不过，并没有很好地用上去，或者，测点少，功能不强。本文针对国内现状提出一种基于计算机的自动测试系统方案。

1 总体结构

本文介绍的测试系统由带有PCI总线的工业控制计算机、NI公司的LabVIEW软件、1块DAQ采集卡、9块SCXI 调理卡 (1 块SCXI-1121、7块SCXI-1125、1块SCXI-1162)、1台12槽机箱SCXI-1001和温度、压力、流量变送器等构成(图1)。在计算机的控制之下，按照国标《一般用容积式空气压缩机性能试验方法》(GB3853)的规定，测定单级和两级压缩的压缩机性能，绘制特性曲线，打印试验报告。

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测试系统采集的参数有：吸气温度、压力：排气温度、压力：压缩机转速、轴功率：强电系统的电压、LU流、功率;冷却水的温度、压力、流量：供油系统的压力、温度等。与此同时，测试系统还通过输出控制电路对机组的工作状态进行控制。

2 信号I/O和调理按照试验要求和标准规定，测试系统的测温范围为0~2000℃，测量吸儿排出空气温度和冷却水温的误差≤±0.2℃，测量油温的误差≤±1℃。为满足要求，将被测温度经标准铂电阻Ptl00等转变为100.00~176.00Ω的电阻或4~20mA的电流，送SCXI-1121和SCXI-1125调节，然后输入PCI-MIO-16E-4DAQ卡。

SCXI-1121有4个隔离的输入通道，每个通道都带有激励源。测试系统利用它提供的0.15mA精密(准确度为±0.04%)恒定电流，将电阻信号转变为精确的电压信号，以四线制方式测出此电压：经隔离、放大、抗噪音滤波后(以适应恶劣的现场环境)，送DAQ。

SCXI-1125有8个隔离的输入通道。在输入端子SCXI-1138(含有249Ω的精密电阻)的配合下，将变送器输出的4~20mA电流转变为1~5V电压，以读数的0.08%精度对其进行测量。按标准规定，测量吸排压力的误差小于±0.4%即可(测量油压的误差小于±2%)，故SCXI-1125也用来测量气压、油压(已由变送器变换为4~20mA Lh流)。此外，SCXI-1125的5V输入通道还用来测量经互感器和变送器变换的交流电流、文流电压和功率(精度要求为±0.5%)等强电电量。各块SCXI卡的输出分别接入具有16个单端模拟输入通道的PCI-MIO-16E-4DAQ卡的不同通道。DAQ卡可以高达250kS/s的采样速率采样，5V量程时的测量精度为读数的0.07%。在各输入模块的配合之下，完全满足了动态测试、“同时读取”工况参数和较高的测量精度要求。此外，这种DAQ卡还带有2个模拟输出口，8个数字I/O口等。压缩机的转速和输入扭矩用转速转矩传感器转变为数字量，冷却水的流量经流量变送器转换为数字量，然后经过具有32个输入通道且以光耦隔离的SCXI-1162卡也送入 DAQ卡测量。

DAQ的数字I/O口除用于输入测量外，还通过输出控制LU路控制配电柜的继电器、接触器的通断;而它的模拟输出部分则通过D/A转换及相关电路向阀门定位器输出4~20mA电流，控制阀门开度，调节流过的水量或气体压力。