介紹了燃?xì)獠膳療崴疇t的水阻力性能測試要求，論述了水阻力測試自動試驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)原理和實(shí)現(xiàn)功能。

關(guān)鍵詞：燃?xì)獠膳療崴疇t水阻力自動采集壓差流量曲線圖。

1引言GB25034-2010《燃?xì)獠膳療崴疇t》已于2011年7月1日起正式實(shí)施，該標(biāo)準(zhǔn)從技術(shù)水平，產(chǎn)品的安全性、可靠性、能效性等都與歐洲接軌。其中還規(guī)定了水阻力的試驗(yàn)要求。這項(xiàng)要求主要是測試燃?xì)獠膳癄t中循環(huán)水泵的性能，以及燃?xì)獠膳癄t自身采暖系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)的合理性。例如，管路設(shè)計(jì)中是否有死角，管徑的大小是否合適，這些都會影響到水泵的揚(yáng)程。循環(huán)水泵輸送熱水到暖氣片、地暖等采暖裝置末端，水泵性能的好壞直接影響到實(shí)際的采暖效果。水泵的揚(yáng)程要與采暖系統(tǒng)阻力相匹配，否則將會導(dǎo)致水泵不能滿足要求，甚至不能正常工作。新國標(biāo)中這項(xiàng)性能的要求就是要測量采暖爐采暖系統(tǒng)的自身阻力，在其自身阻力下循環(huán)水泵壓力差與流量的關(guān)系。測試的水泵壓差流量曲線與廠家說明書中的水泵壓差流量曲線作對比，防止以次充好，以小充大等現(xiàn)象的發(fā)生，更好的為產(chǎn)品質(zhì)量把關(guān)。

2標(biāo)準(zhǔn)要求GB25034-2010《燃?xì)獠膳療崴疇t》中6.9水阻力性能要求：在7.9條的試驗(yàn)條件下，器具的水阻力應(yīng)符合制造商在技術(shù)說明書中給出的水阻力或壓力曲線。7.9水阻力試驗(yàn)：測試器具對水的阻力(單位為kPa)時(shí)，實(shí)驗(yàn)用水的流量應(yīng)對應(yīng)于器具在額定熱輸入狀態(tài)下運(yùn)行，出水溫度為80℃，回水溫度60℃或制造商規(guī)定的數(shù)值。用環(huán)境溫度下的水進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)裝置如圖1所示。在試驗(yàn)之前或之后，將兩個試驗(yàn)管直接互相連接，測試其在不同流量時(shí)的自身阻力。在相同的試驗(yàn)條件下，驗(yàn)證制造商為帶有內(nèi)部水泵的器具所提供的壓力曲線。

3自動測試試驗(yàn)臺裝置的研制

(1)方案設(shè)計(jì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，該自動試驗(yàn)臺所需硬件主要包括：溫度傳感器、差壓計(jì)、流量計(jì)、流量調(diào)節(jié)閥、數(shù)據(jù)采集模塊、PC機(jī)。整個系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如上圖2所示。該自動測試臺通過安裝有檢測軟件的PC機(jī)經(jīng)數(shù)據(jù)采集控制模塊，實(shí)時(shí)監(jiān)測采暖系統(tǒng)的水流量，出回水壓力差，控制閥門開度改變水流量，來達(dá)到自動采集調(diào)節(jié)水流量與水壓差，繪制壓力流量曲線等功能。完全不用人的干預(yù)，達(dá)到無人看守的自動測試功能。

(2)硬件及軟件設(shè)計(jì)該系統(tǒng)硬件包括水路和電路。在管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，水路的布局設(shè)計(jì)是個非常重要的問題。因?yàn)檫@項(xiàng)試驗(yàn)本身就是測水的阻力，所以水路的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免帶入附加的管路阻力，管子一律選用管徑為DN32的不銹鋼管件，并在合適的位置安裝排氣閥，隨時(shí)都可以將管路中的氣體排出循環(huán)系統(tǒng)外。水路設(shè)計(jì)中還加入了采暖爐自動補(bǔ)水、泄水等功能，完全實(shí)現(xiàn)自動化。在電路設(shè)計(jì)上，要根據(jù)測試系統(tǒng)中所選用的儀器、儀表來布置，該系統(tǒng)中各參數(shù)測量儀器均采用進(jìn)口及國內(nèi)先進(jìn)的器件和測試技術(shù)而開發(fā)的，溫度測量采用Pt100精度等級A級4-線制溫度傳感器,具有響應(yīng)時(shí)間短、精確度高等特點(diǎn)。流量測量采用西門子德國原產(chǎn)電磁流量計(jì)精度0.25%，量程0.2～10.0m/s，電磁流量計(jì)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律設(shè)計(jì)，其大小正比于介質(zhì)流速和磁通密度，以及電極間的距離，信號電壓用變送器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號，方便數(shù)據(jù)采集，而且電磁流量計(jì)無節(jié)流部件，壓力損失小，減少能耗，只與被測流體的平均速度有關(guān)，測量范圍寬只需經(jīng)水標(biāo)定后即可測量其他介質(zhì)，無須修正。壓力差測量采用美國SOLUTION差壓變送器，測量范圍：0～2.精度0.25%，輸出標(biāo)準(zhǔn)電流信號。流量調(diào)節(jié)閥選用Fisher的ET電動調(diào)節(jié)閥，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。電磁閥選用德國berkert氣動閥，實(shí)現(xiàn)不同水路的切換。數(shù)據(jù)采集模塊選用研華的ADAM系列模塊對各參數(shù)進(jìn)行高精度采集與控制。系統(tǒng)各部件電路連接圖，如圖3所示。測控部分設(shè)計(jì)中，主要采用PC機(jī)和各種數(shù)據(jù)采集模塊相互配合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、處理和控制。所選用的數(shù)據(jù)采集模塊是一種傳感器到計(jì)算機(jī)的智能接口模塊，模塊中包含有內(nèi)建的單片機(jī)系統(tǒng)，可掛接在RS-485總線上被連接到任何一種計(jì)算機(jī)或終端上。在模塊與主機(jī)間的通訊中使用了ASCII格式命令，從而可方便地使用任何一種高級語言對其進(jìn)行編程。它們可提供多種功能，如對信號的濾波、對輸入信號放大倍數(shù)的調(diào)整、A/D和D/A變換、數(shù)據(jù)比較以及數(shù)據(jù)通訊等。信號采集模塊將采集到的信號轉(zhuǎn)換成485信號，信號轉(zhuǎn)換模塊將485信號轉(zhuǎn)換成232信號，計(jì)算機(jī)通過串行通訊的方式與各模塊實(shí)現(xiàn)通訊。在硬件設(shè)計(jì)上，只占用PC機(jī)的一個串口，硬件連接方便，擴(kuò)展容易。軟件設(shè)計(jì)方面，實(shí)現(xiàn)整個過程的自動化。將采暖爐安裝好后，自動測試臺將會對其進(jìn)行自動補(bǔ)水，補(bǔ)水完畢后，測量出水泵的最大流量，根據(jù)最大流量來計(jì)算流量調(diào)節(jié)的步長，通過調(diào)節(jié)閥門開度來調(diào)節(jié)流量，當(dāng)流量達(dá)到設(shè)定值后自動采集流量與壓差，并實(shí)時(shí)的繪制出壓差流量曲線圖。

(3)舉例說明下面以某廠家兩用爐為例，來進(jìn)一步明水阻力測試臺所實(shí)現(xiàn)的功能。試驗(yàn)中需要采集的量有采暖水流量、采暖水溫度、采暖進(jìn)出水壓力差，需要控制的量有流量調(diào)節(jié)閥、電磁閥等。試驗(yàn)控制流程如圖4所示。從流程圖可以看出，試驗(yàn)基本上都是順序進(jìn)行的，整個試驗(yàn)過程都在電腦的監(jiān)控之下，其中，所有的判斷都是通過PC機(jī)采集各傳感器的數(shù)據(jù)來進(jìn)行的，而控制則是通過采集控制模塊輸出模擬量來完成對閥門的調(diào)節(jié)。程序界面如圖5所示。從程序界面中可以看出，在試驗(yàn)進(jìn)行過程中，工作人員可以根據(jù)界面曲線圖對整個試驗(yàn)進(jìn)程中的各種參數(shù)變化過程有一個非常清楚的了解。在數(shù)據(jù)采集方面，軟件實(shí)現(xiàn)了水壓差和水流量的采集100ms一次，并對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)曲線顯示，根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)自動變換，數(shù)據(jù)庫存儲，并對最后的測量結(jié)果求取平均值，相比于人工操作時(shí)只讀取某一時(shí)刻壓差值、流量值，測試數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，提高了檢測精度。

4結(jié)論綜上所述，水阻力性能測試自動試驗(yàn)臺，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)過程的完全自動化，達(dá)到無人看守的自動測試過程。軟件設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)了對檢測過程參數(shù)進(jìn)行高頻率采樣并取平均值的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，提高了檢測的精度。同時(shí)實(shí)現(xiàn)對檢測過程中水壓差及水流量關(guān)系曲線進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，幫助檢測人員更好的了解和掌握試驗(yàn)過程中參數(shù)的變化，并對曲線圖進(jìn)行自動存儲，完成人工操作無法實(shí)現(xiàn)的功能。并可以自動生成試驗(yàn)記錄表，省去了人工填寫試驗(yàn)記錄的麻煩，提高了工作效率。