[实用新型]一种风机动态性能参数测量系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及风机状态监控领域，具体涉及一种应用于风机动态性能参数测量系统。

背景技术

风机的主要性能参数有风量、风压、转速、比转速、功率等，这些参数也基本上上是在出厂前进行测定的，但是，在实际运行当中，风机这些主要参数的实时测量是非常重要的，例如矿井的通风，就需要及时准确地掌握井下主巷道通风参数--风量、风压情况，确保工作人员的安全。此外，其他的工况也需要风机参数实时检测实现优化节能控制。

根据《风机测试操作规程》实现对风机各种参数测量，即使是生产厂家想搭建现场生产试验场地也较困难，比如测风量需要选取6-8个点。对风机各种参数测量，需要各类仪器仪表：如转速表、空盒压力表、钳形表、皮托管、多量程倾斜式微压计、U形压力管等各类仪表及传感器。把这些或类似的仪表应用在设计运行中困难很大，成本很高，且不能形成自动化监测系统。

目前一些重要场合如矿井风机重要的参数实现了实时监测，但均用风速仪、压力仪等仪表及传感器组成监测系统，成本很高，对中小型风机使用常规的仪表及传感器进行测量，再用工业计算机或可编程控制器组成监控系统，一般风机监控系统的成本较风机高，有的超过风机的成本的几倍。非重要场合的中小型风机的运行参数监测和保护一般采用简单的就地温度和振动监测，并不能准确测量风机的主要参数。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种成本较低且便于使用的风机动态性能参数测量系统，该系统基于高性能数字化控制器，利用高性能控制器内部的快速采样A/D、高频外部中断、捕获高频脉宽电路等功能，结合外围模拟电子线路对运行风机的压力、风量、转速参数进行实时测量。

本实用新型采用以下技术方案：

一种风机动态性能参数测量系统，包括设置在风机上的电阻应变片R3、设置在电路板上的基准电阻应变片R8、多路开关电路、差分放大电路、滤波积分放大电路、比较器电路、基准电压电路和控制器，所述的控制器包括控制芯片及其外围电路，电阻应变片R3和基准电阻应变片R8分别通过一个差分电路电连接多路开关，多路开关由控制芯片控制，并通过差分放大电路连接滤波积分放大电路，滤波积分放大电路输出端分别连接控制芯片的A/D端口以及比较器电路输入端，比较器电路输出端分别连接控制芯片脉宽获取端口和外部中断端口，基准电压电路为整个系统提供稳定的基准电压。

优选的，所述控制芯片采用STM32F047数字信号控制器。

进一步的，所述的基准电压电路包括芯片U2，芯片U2采用ref3012芯片，电压芯片U2第一引脚接地，电压芯片U2的第二引脚接+5V直流电压，并分别连接极性电容C8正极以及电容C9一端，极性电容C8负极以及电容C9另一端均接地，电压芯片U2第三引脚分别接嵌位二极管D1一端、极性电容C1正极、电容C2一端，嵌位二极管D1另一端、极性电容C1负极、电容C2另一端均接地。

进一步的，所述的多路开关电路包括芯片U3，芯片U3采用CD4052芯片，芯片U3第六引脚和第八引脚均接地，芯片U3第十六引脚接+5V直流电压，芯片U3第三引脚和第十三引脚接差分放大电路，芯片U3第七引脚接-5V电压并分别接极性电容C22负极、电容C23一端，极性电容C22正极、电容C23另一端均接地。

进一步的，所述电阻应变片R3与多路开关之间的差分电路为第一差分电路，所述的第一差分电路包括电阻R1，电阻R1一端接基准电压输出端，即芯片U2的第三引脚，电阻R1另一端分别接电容C3一端、电容C5一端、电阻R2一端、电阻应变片R3一端，电容C3另一端接地，电容C5另一端分别接电阻应变片R3另一端、电容C6一端、电阻R4一端、电阻R5一端，电容C6另一端、电阻R4另一端均接地，电阻R5另一端分别接电容C7一端和芯片U3第十二引脚，电容C7另一端接地，电阻R2另一端分别接电容C4一端和芯片U3第一引脚，电容C4另一端接地。

进一步的，所述基准电阻应变片R8与多路开关之间的差分电路为第二差分电路，所述的第二差分电路包括电阻R6，电阻R6一端接基准电压输出端，即芯片U2的第三引脚，电阻R6另一端分别接电容C12一端、电容C10一端、电阻R7一端、基准电阻应变片R8一端，电容C10另一端接地，电容C12另一端分别接基准电阻应变片R8另一端、电容C13一端、电阻R9一端、电阻R10一端，电容C13另一端、电阻R9另一端均接地，电阻R10另一端分别接电容C14一端和芯片U3第十四引脚，电容C14另一端接地，电阻R7另一端分别接电容C11一端和芯片U3第五引脚，电容C11另一端接地。