基于虚拟仪器的射流清灰试验台测试系统

魏屹立

(西安西矿环保科技有限公司,西安 710075)

虚拟仪器（Virtual Instrument）是20世纪90年代初期出现的一种新型仪器。它在计算机的显示屏上虚拟传统仪器面板，并尽可能多地将原来由硬件电路完成的信号调理和信号处理功能，用计算机程序来完成。这种硬件功能的软件化，是虚拟仪器的一大特征。操作人员在计算机显示屏上用鼠标和键盘控制虚拟仪器程序的运行，就像操作真实的仪器一样，从而完成测量和分析任务。

1 虚拟仪器功能分析

电除尘器射流清灰试验台可实现试验中实时测量射流压力、温度、流量等物理量的测量。引入虚拟仪器技术，以LabVIEW为核心，将计算机软件设计平台与数据的采集、分析、处理及结果表达有机的结合起来，大大提高了工作状态的测量能力。

此水射流加工系统要求测试压力、电压、温度和流量的实时数据。作为动力源的高压射流压力和流量是决定系统输出能量的关键参数，必须经过试验来研究确定。要求此测试系统能以时序检测、记录、表达上述各项工艺状态参数，对几种参数同时进行采集、显示、分析、存储，并且快速、直接、方便和准确的取得测试结果。同时可以方便的调出实时测试记录，用于分析判断可能影响加工效果的最佳工艺状态参数。要求此系统具有经济性、可再用性，除了在该射流清灰试验台上应用外，还可稍加改动后应用于其它试验台或特种设备上。

本论文根据此磨料水射流试验台的要求和虚拟仪器的特点选用了基于虚拟仪器建立的一套加工状态测试系统。

2 测试系统的硬件组成

电除尘器射流清灰试验台测试系统组成如图1所示。主要由主控机、数据采集卡、温度传感器、压力传感器、流量传感器及其变送器等组成。

图1 磨料水射流试验工作台测试系统组成框图

本系统温度传感器选择型号是SWB-PT100热电阻式传感器，压力传感器选择型号是CS-PT100电容式传感器，流量传感器选择的型号是Dacl31-1-10涡轮流量传感器。选用的传感器性能参数见表1。

虚拟测试系统中选用了NI公司的PCI-6024E数据采集卡，6024E数据采集卡是一种性能优良、适合PC的数据采集卡，能够完成信号采集、数字信号的模拟输出，被广泛应用于工业现场和实验室。系统采集的所有模拟信号经信号调理板处理后送入PCI-6024E的模拟通道读入计算机进行分析处理。

表1 虚拟仪器测试系统所用传感器

3 虚拟仪器的软件结构框架

按软件流程结构框架划分，根据虚拟仪器功能的需要，应用程序应包含以下模块（图2）：数据采集模块、数据读取模块、数据处理模块、数据存储模块和结果显示模块。

图2 虚拟测试系统应用程序结构

图3 虚拟测试系统前面板

4 数据处理和结果显示模块

为了便于观察压力、流量、电压和温度的变化，把它们的实时信号同时显示在一个前面板上。虚拟测试系统前面板见图3。

5 结束语

本文基于LabVIEW开发平台，开发了电除尘器射流清灰试验台虚拟仪器测试系统。与传统测试系统设计相比具有研制周期短、容易组建、开发成本低、性能可靠、界面友好、易于功能扩展等优点。通过对动态链接库的调用，实现对采集卡的驱动，满足实时数据采集和控制的需要。同时，还可实现数据存储，以备数据分析使用。

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