毕业论文-范文

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1、基于LabVIEW的压缩机性能测试421前言1.1研究背景压缩机是一种压缩气体提高气体压力或输送气体的机器，在国民经济建设的许多部门和日常生活中应用极广。在采矿业、冶金业、机械制造业、土木工程、石头化学工业、制冷与气体分离工程以及国防工业中，压缩机是必不可少的关键设备之一。此外，医疗、纺织、食品、农业、交通等部门对压缩机的需求也与日俱增[1]，故对压缩机性能的要求越来越高。容积式压缩机主要工作原理是依靠汽缸内作往复运动的活塞(活塞式)或作旋转运转的转子(回转式),使吸入气体的体积缩小来提高压力,以满足生产的需要。由于压缩机的结构比较复杂,传统的手工测试方法可靠性、准

2、确性都较低，为了保证和提高压缩机的质量,对其性能测试就具有重要的意义[2]。压缩机性能测控分析是检验压缩机的经济性和可靠性的主要手段，其主要性能参数包括：流量、温度、压力轴功率、轴转速等[3]。压缩机的示功图(又称pV图)，是反映压缩机在一个工作循环中活塞在每一个位置时气缸内气体压力变化的曲线。根据示功图，人们可以对压缩机的工作过程作一系列的分析计算：例如，根据示功图面积可求出气缸内平均指示压力，指示功率及气阀功率损失；根据吸入线长度可算出容积系数；根据最高压力和最低压力，可求出气缸内实际压力比；根据气体压力产生的作用力，可作为动力及强度复核计算的依据。此外，在示功

3、图上还可以分析判断气阀、活塞环、填料等的泄漏情况；进、排气过程的压力损失情况；压缩及膨胀过程的热交换情况等，进而根据这些分析判断来消除压缩机的某些故障[4]。示功图是压缩机运行状况的综合反映。人们根据示功图形状的不同，可以分析判断压缩机的工作状况，对在线故障诊断有重要用途；同时，示功图测试的准确性也可以提高压缩机动力计算和机械设计的精确性。由此可见，示功图的测定及分析，对研究压缩机运行工况是十分重要的。传统的压缩机示功图测绘方法分为机械式和气电式[5]。机械式录入方法的缺点是在测量过程中存在一定的惯性误差，尤其在转速较高时更为明显；气电式录入方法的缺点在于膜片传感器

4、会引起压力失真和讯号滞后误差。综上看出，传统方法对于压力这个模拟量只是进行了必要的信号处理，而没有转换成数字量，为后续的设计计算工作带来了很多不便。基于LabVIEW的压缩机性能测试42随着电子技术、传感器、和微机技术的迅速发展及其在测控技术中的应用，以虚拟仪器为标志，智能化的测控系统得到了飞速发展，使得数据采集的设计方法和实现技术产生了深刻的变化。测控系统一般由三大功能块组成：信号采集与控制、数据分析与处理、结果表达与输出。虚拟仪器技术将这三大功能模块集中在微机上，在微机上插入数据采集卡，用虚拟仪器技术软件编程，在微机界面上生成类似传统仪器的操作面板，在软件生成的

5、界面上对现场信号进行采集、控制和处理，并显示、分析结果，实现传统仪器的功能。这种测控系统能快速、自动地调节工况，并在不同工况下采集实验数据，并对数据进行计算处理，及时地将实验结果提供给有关人员进行分析和判断，这就大大缩短了实验研究的周期，节省了能源、人力的消耗[6,7]。目前，世界上压缩机测控技术正在向智能化、集成化方向发展。以微机技术为基础的低成本压缩机测控自动化将成为主流，从20世纪60年代开始，发达国家就依靠技术革新（即计算机及新设备的应用）开始对传统的压缩机测控系统进行改造，使得压缩机测控技术得到飞速发展，例如美国的COOPERENERGYSERVICES公

6、司生产的EN-SPEC3000维护及性能分析仪，它使用微计算机技术，计算出发动机和压缩机气缸的指示功率，压缩机吸气阀损失、排气阀损失和压缩机容积效率，是一款便携式压缩机性能测试仪。英国、日本等发达国家也在大力开发、研究压缩机性能测控技术，并积极引进消化世界最新成果[8]。通过对压缩机性能的分析，可以清楚的看到压缩机在不同工况下的运作情况，从而反映出压缩机是否稳定运行，及时发现各种故障，避免发生事故，同时也可以对压缩机作出更好的改进措施。本文是以虚拟仪器软件平台LabVIEW图形编程软件为基础，通过已测得的活塞式压缩机不同排气压力下压缩机运行的pV值实现相应排气压力下

7、示功图的绘制，并对压缩机示功图进行分析计算，以得到压缩机指示功率、平均指示压力、轴功率、机械效率、气阀损失效率、容积效率等性能参数，分析比较不同排气压力下压缩机性能，并与理论分析进行比较，得到相关结论。1.2研究目标1)采用虚拟仪器软件平台LabVIEW图形编程软件编程，读取已有各排气压力下pV值并在计算机中绘制出相应排气压力下的示功图；2)对得到的示功图进行分析计算，求解压缩机各性能参数；3)分析不同排气压力下的压缩机性能参数与排气压力的关系。基于LabVIEW的压缩机性能测试422虚拟仪器技术及压缩机简介2.1示功图测试技术示功图的测试，是研究压缩机性能与工