卷盘式喷灌机水涡轮性能测试系统研究

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1、４中国农村水利水电·２０１５年第１期文章编号：１００７－２２８４（２０１５）０１－０００４－０４卷盘式喷灌机水涡轮性能测试系统研究顾哲，汤跃，汤玲迪，朱相源（江苏大学流体机械工程技术研究中心，江苏镇江２１２０１３）摘要：为了测试卷盘式喷灌机水涡轮的水力性能，设计了基于ＭＳＰ４３０Ｆ１６９单片机的测试系统。该系统分为水力参数测量模块、输出轴参数测量模块和制动器控制模块。其中，水力参数包括入口压力、出口压力和流量；输出轴参数包括转速、扭矩和轴功率；制动器控制模块控制磁粉制动器的输出扭矩。设计并研制了各个模块的软硬件，实现了对水力参数和输出

2、轴参数的实时采集和显示。通过调节阀门和制动器输出扭矩，得到了在不同转速下水涡轮的性能参数，并对实验数据进行了误差分析。结果表明，该系统能对测试参数进行同步采集，测试精度较高，得到的试验数据为水涡轮的优化设计提供了依据。关键词：水涡轮；性能试验；单片机；测试系统＋中图分类号：Ｓ２７７．９４文献标识码：ＡＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＴｅｓｔＳｙｓｔｅｍｆｏｒＨｙｄｒａｕｌｉｃＴｕｒｂｉｎｅｓｏｆＨｏｓｅＲｅｅｌＩｒｒｉｇａｔｏｒｓＧＵＺｈｅ，ＴＡＮＧＹｕｅ，ＴＡＮＧＬｉｎｇ－ｄｉ，ＺＨＵＸｉａｎｇ－ｙｕａｎ（ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＦｌ

3、ｕｉｄＭａｃｈｉｎｅｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ２１２０１３，ＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｈｙｄｒａｕｌｉｃｔｕｒｂｉｎｅｓｏｆｈｏｓｅｒｅｅｌｉｒｒｉｇａｔｏｒｓｂａｓｅｄｏｎＭＳＰ４３０Ｆ１６９．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｈｒｅｅｐａｒｔｓ：ｈｙｄｒａｕｌｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｏｄｕｌｅ，

4、ｏｕｔｐｕｔｓｈａｆｔｐａｒａｍｅｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｏｄｕｌｅ，ａｎｄｂｒａｋｅｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｕｌｅ．Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｉｎｌｅｔｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｏｕｔｌｅｔｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｆｌｏｗｒａｔｅ，ｗｈｉｌｅｏｕｔｐｕｔｓｈａｆｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｃｌｕｄｅｓｐｅｅｄ，ｔｏｒｑｕｅａｎｄｓｈａｆｔｐｏｗｅｒ．Ｔｈｅｂｒａｋｅｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｕｌｅｃｏｎｔｒｏｌｓｔｈｅｏｕｔｐｕｔｔｏｒｑｕｅｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｐｏｗｄｅｒｂｒａｋｅ．Ｂｏｔｈｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｈａｒｄｗａｒｅ

5、ａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｅａｃｈｍｏｄｕｌｅ，ｒｅａｌｉｚｉｎｇｔｈｅｒｅａｌ－ｔｉｍｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｄｉｓｐｌａｙｏｆｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｏｕｔｐｕｔｓｈａｆｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｔｕｒｂｉｎｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｖａｌｖｅａｎｄｏｕｔｐｕｔｔｏｒｑｕｅｏｆｔｈｅｂｒａｋｅ，ａｎｄｔｈｅｄａｔａｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｔｉｎ

6、ｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔａｃｃｕｒａｔｅｄａｔａａｎｄｈｉｇｈｔｅｓｔｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓｇａｉｎｅｄｂｙｔｈｅｓｙｓ－ｔｅｍ，ｗｈｉｃｈｌａｙｓｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆｏｐｔｉｍａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｔｕｒｂｉｎｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒａｕｌｉｃｔｕｒｂｉｎｅ；ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔ；ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ；ｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍ［１］。在我国，卷盘式喷灌机发展前景较为流行的节水灌溉机械０引言［２，３］广阔，但是目前还不能满足市场的需求；另外，发展高效、低节水农业对于

7、保障我国粮食安全、转变农业发展方式具有能耗排灌机械是我国排灌机械的发展趋势，但国内现有的卷盘［４－６］。重要意义。喷灌作为节水农业的主要形式，在国外的发展已日喷灌机效率低下，亟须改进趋成熟；卷盘喷灌机是大中型喷灌设备的一种，现已成为欧洲水涡轮作为卷盘喷灌机的核心部件，其水力效率直接影响卷盘喷灌机的效率。为了提高水涡轮的效率，对水涡轮内部结收稿日期：２０１４－０７－０４构进行优化设计，需要对水涡轮进行性能测试。基金项目：国家“８６３”高技术研究发展计划（２０１１ＡＡ１００５０６）；江苏传统的实验测量方法是通过读取机械式仪表的读数完成省农

8、业科技支撑计划（ＢＥ２０１２３８５）。的。由于管路中存在的压力脉动使得机械式仪表指针产生震作者简介：顾哲（１９８９－），男，硕士研究生，主要从事流体机械测控颤，影响读数的准确性，且读取多个测量数据时间长，数据不同技术研究