基于La bV IEW的安全阀型式试验数据采集系统

谢青延 谢常欢 孙 琦

（深圳市特种设备安全检验研究院 深圳 518109)

基于La bV IEW的安全阀型式试验数据采集系统

谢青延 谢常欢 孙 琦

（深圳市特种设备安全检验研究院 深圳 518109)

安全阀型式试验数据采集系统结合安全阀开启高度与其他性能指标的关系，创新性地将开启高度、压力和流量三组数据整合到同一个曲线监控图中分别显示，根据开启高度的不同状态读取相应试验数据，从而得到安全阀各项性能指标。

LabVIEW 安全阀 型式试验 数据采集 开启高度

安全阀是锅炉、压力容器和压力管道上极其重要的安全泄压装置，在承压设备或系统超压时起自动泄压保护作用[1]，其产品质量性能的好坏直接影响承压设备的安全运行。安全阀型式试验装置建设规模大、难度高，特别是数据采集系统，是试验装置中不可缺少的一部分。

1 数据需求分析

安全阀型式试验须检测整定压力、回座压力、排放压力、开启高度和排放量五项性能指标。其中整定压力、回座压力和排放压力实际上是安全阀处于不同状态时所对应的试验容器压力，因此系统需实时测量、采集试验容器的压力；开启高度指的是安全阀动作时阀瓣离开阀座的实际行程，它等同于阀杆的实际位移，因此系统需实时测量、采集阀杆的位移；排放量即流量，气体流量的测量以孔板差压式流量计最为合适，系统须测量、采集孔板前后的差压、为实现流量补偿所需的孔板前压力和温度。因此，数据采集系统共需要测量、采集压力信号两路，孔板压差信号，孔板前温度信号和阀杆位移信号各一路。

2 数据测量、采集与处理

数据采集系统需完成压力、差压、温度和位移四种信号的测量、采集与处理。压力与差压信号采用横河川仪的压力/差压变送器来测量，温度信号采用温度传感器来测量，而位移信号则采用MICROEPSILON的红外激光位移传感器来测量。由压力/差压变送器、温度传感器和激光位移传感器测得的模拟信号通过一块16通道的高速数据采集卡采集、输入到上位机的数据处理软件中，进行处理。数据处理的简单流程如图1所示。National Instruments LabVIEW开发系统丰富的数据处理工具，简单的可视化图形编程语言，灵活的图形用户界面为用户开发提供了极大的灵活性和简易性[2]。本数据采集系统便是基于LabVIEW结合笔者单位的需求而开发出来的。

图1 数据处理流量图

安全阀的整定压力、回座压力和排放压力与其所处的不同工作状态相对应，而开启高度指标就是安全阀所处工作状态的特征指标，根据有关法规标准对安全阀各性能指标的定义可知：当安全阀的开启高度刚开始离开零点时，此时所对应的压力为整定压力；当开启高度重新回到零点时，所对应的压力为回座压力；当开启高度达到设计的高度值时，所对应的压力为排放压力。本数据采集系统结合安全阀开启高度与其他性能指标的关系，创新性地将三组数据整合到同一个曲线监控图中分别显示，它们都以时间作为横坐标，根据不同类型的曲线（压力、开启高度、流量）定义三组纵坐标，实时记录、显示三组曲线，根据开启高度的不同状态读取相应试验数据，从而得到安全阀的各项性能指标。基于LabVIEW开发的三坐标体系曲线监测图如图2所示。

图2 三坐标体系曲线监测图

3 样品试验

安全阀样品生产厂家提供的铭牌参数见表1。数据采集系统采用的测量仪器经计量机构检定/校准后，其计量结果为：k=2时，压力变送器的测量不确定度是0.027%，红外激光位移传感器的不确定度是0.01mm，孔板流量计的合成不确定度是1%，符合GB/T 12242-2005《压力释放装置 性能试验规范》有关试验装置测量仪器的精度要求。数据采集系统记录的安全阀型式试验曲线及性能指标读取如图3所示，测量数据见表2。

表1 安全阀铭牌参数

图3 三坐标体系数据分析图

表2 安全阀试验结果

4 结束语

安全阀型式试验数据采集系统结合安全阀开启高度与其他性能指标的关系，创新性地将三组数据整合到同一个曲线监控图中分别显示，根据开启高度的不同状态读取相应的试验数据，很好地解决了安全阀性能参数的判定问题，今后可推广应用到安全阀的日常校验工作，以提高检验质量。

1 周震,锅炉压力容器压力管道安全泄放装置实用手册(安全阀)[M],北京:中国标准计量出版社,2000,34-35

2 Robert H.Bishop,LabVIEW实用教程[M],北京:电子工业出版社,2007,22-23

The Data Acquisition System Based on LabVIEW of Safety Valve Type Testing

Xie Qingyan Xie Changhuan Sun Qi
(Shenzhen Institute of Special Equipment Inspection and Test Shenzhen 518109 )

Based on the relationship between lift and the other performances of safety valve, the safety valve type testing data acquisition system charts lift, pressure and flow capacity in one diagram using the same X-axis but different Y-axis. According to the different states of lift, performances of safety valve are figured out.

LabVIEW Safety valve Type testing Data acquisition Lift

B

1673-257X(2014)06－27－02

谢青延（1984～)，男，硕士，工程师，主要研究方向为承压类安全附件及阀门试验。

2014－01－16）