磁悬浮高速鼓风机综合性能测试台

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磁悬浮高速鼓风机综合性能测试台\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种磁悬浮高速鼓风机综合性能测试台。\n背景技术\n[0002] 磁悬浮鼓风机(magnetic levitation blower)是采用磁悬浮轴承的透平设备的一种。其主要结构是鼓风机叶轮直接安装在点击轴延伸端上，而转子被垂直悬浮于主动式磁性轴承控制器上。不需要增速器及联轴器，实现由高速电机直接驱动，由变频器来调速的单机高速离心鼓风机。该类风机采用一体化设计，其高速电机、变频器、磁性轴承控制系统和配有微处理器控制盘等均采用一体设计和集成。其核心是磁悬浮轴承和永磁电机技术。\n[0003] 高功率轴快流CO2激光器是当前性价比最高的主流工业激光器之一，磁悬浮高速鼓风机是大功率激光器的风冷系统的关键部件，其性能对激光器的输出功率有重要影响。\n针对磁悬浮高速鼓风机不同的技术指标，现有技术是用不同的仪器分别测量，不能同时完成多数据的实时检测，并且有些技术指标不能检测，如使用太赫兹图像传感器对鼓风机的气流3D成像。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的是提供一种磁悬浮高速鼓风机综合性能测试台，以解决上述问题的至少一个方面。\n[0005] 根据本发明的一方面，提供一种磁悬浮高速鼓风机综合性能测试台，包括电动导轨架、中央框架、压力测试盘、太赫兹图像传感器和工控机，中央框架设在电动导轨架上，工控机设在中央框架内，压力测试盘设在中央框架上，太赫兹图像传感器设在压力测试盘上。\n[0006] 所述电动导轨架包括底盘、电动升降装置、电动机车轮和第一电动导轨，电动机车轮至少设有四个，对称的安装在底盘的两侧，电动升降装置至少设有四个，分别安装在底盘的四角处，每个电动升降装置上均设有高度传感器和水平角度传感器，控制测试台的高度和水平，保证测试台的平衡；第一电动导轨安装在底盘上端面，用于配合连接中央框架，其成纵向安装。\n[0007] 所述第一电动导轨包括倒L型导轨、丝杆、步进电机、高精度位移传感器，丝杆安装在倒L型导轨的中间位置，两端分别与倒L型导轨相邻的两侧端连接，丝杆的一端与步进电机连接，高精度位移传感器安装在倒L型导轨上，包括滑轨和滑片，滑轨安装在倒L型导轨的滑道上，滑片安装在中央框架底端的侧边上。\n[0008] 所述中央框架的前侧开口，其他侧面封闭，其底部设有与倒L型导轨配合的第一L型滑块；所述中央框架的内侧底部设有电动平衡装置，工控机设在所述电动平衡装置上。\n[0009] 中央框架的顶端设有电动导轨a，电动导轨a横向安装；所述电动导轨a包括倒L型导轨、丝杆、步进电机、高精度位移传感器，丝杆安装在倒L型导轨的中间位置，两端分别与倒L型导轨相邻的两侧端连接，丝杆的一端与步进电机连接，高精度位移传感器安装在倒L型导轨上，包括滑轨和滑片，滑轨安装在倒L型导轨的滑道上，滑片安装在压力测试盘底端的侧边上。\n[0010] 所述工控机采用LINUX操作系统，工控机与本测试台的所有电气器件用电缆相连；\n工控机上有多路装有电流传感器和电压传感器，电流传感器和电压传感器安装在工作线路中，用于实时检测高速风机的电流特性和电压特性。\n[0011] 该设备的电源为外接电源或蓄电池。\n[0012] 所述压力测试盘通过电动导轨a配合在中央框架的顶部，压力测试盘的底端设有与电动导轨a中倒L型导轨配合的L型滑块a；压力测试盘设有进风口和出风口，进风口通过连接件与风机连接，进风口和出风口的端面均设有高强度压力传感器，用于检测磁悬浮高速鼓风机与外部设备相连的压力变化。\n[0013] 压力测试盘的进风口和出风口分别设有两个太赫兹图像传感器，用于测量高速气体的流动状态，对鼓风机的气流3D成像，实时显示在工控机的显示屏上。\n[0014] 进一步，中央框架的一侧端还设有RFID识别器，RFID识别器通过传输线与工控机相连，用于识别专业操作人员的身份。\n[0015] 进一步，所述磁性底座的加速度传感器安装在该测试台的各个位置，用于测量风机各部位的振动状态。\n[0016] 本发明的有益效果是：磁悬浮高速鼓风机在工作时，最主要的指标是气流量、转速、进口气压、压缩比、电机电源电压、功率消耗、振动特性、电流特性、电压特性等，用多路气体压力传感器、加速度传感器、太赫兹图像传感器、电流传感器和电压传感器实时检测数据，并经过工控机的数据分析和处理，可以综合测量磁悬浮高速鼓风机的各项性能和可能存在的隐患。\n附图说明\n[0017] 图1是本发明的结构示意图；\n[0018] 图2是电动导轨架的结构示意图；\n[0019] 图3是中央框架的结构示意图；\n[0020] 图4是气囊的结构示意图；\n[0021] 图5本发明的工作流程图。\n具体实施方式\n[0022] 下面结合附图说明和实施例对本发明做进一步说明。\n[0023] 图1中，一种磁悬浮高速鼓风机综合性能测试台，包括电动导轨架1、中央框架2、工控机301、太赫兹图像传感器402和压力测试盘4，中央框架2设在电动导轨架1上，工控机301设在中央框架2内，压力测试盘4设在中央框架2上。\n[0024] 图2中，所述电动导轨架1包括底盘102、电动升降装置103、电动机车轮101和第一电动导轨104，电动机车轮101至少设有四个，一般四个最佳，也可为六个、八个，对称的通过焊接、螺纹连接方式安装在底盘102的两侧；电动机车轮101的电机为直流电机，直流电机控制的轮子运行，用于整个测试台在工厂内移动；各直流电机通过传输线与工控机301连接。\n[0025] 电动升降装置103至少设有四个，四个最佳，分别安装在底盘102的四角处，每个电动升降装置103上均设有高度传感器和水平角度传感器，在嵌入式工控机301的控制下，控制测试台的高度并保证测试台的平衡；电动升降装置103为电动千斤顶或电动伸缩杆，底盘\n102上设有安装孔，电动升降装置103通过螺杆固定安装在底盘102上，其伸缩杆穿过安装孔，伸缩杆的自由端向下，与地面处于垂直。当地面不平整时，水平角度传感器测试该设备是否处于水平状态，并通过高度传感器检测，控制各电动升降装置103升降的高度，同时保证测试平台的平稳。该电动升降装置103还可以通过人为控制，操作者根据具体的情况，调整整个测试台的高度。\n[0026] 图2中，第一电动导轨104焊接在底盘102上端面，用于配合连接中央框架2，其成纵向安装。所述第一电动导轨104包括倒L型导轨、丝杆、步进电机106、高精度位移传感器，丝杆安装在导轨的中间位置，两端分别与导轨相邻的两侧端105连接，丝杆的一端与步进电机连接，高精度位移传感器安装在倒L型导轨上，包括滑轨和滑片，滑轨安装在倒L型导轨的滑道上，滑片安装在中央框架2底端的侧边上。\n[0027] 图3中，所述中央框架2的前侧开口，其他侧面封闭，其底部设有与倒L型导轨配合的第一L型滑块206；所述中央框架2的内侧底部设有电动平衡装置，工控机301设在所述电动平衡装置上。\n[0028] 图3、图4中，其中电动平衡装置为电动气垫，包括支撑板302、气囊302、气泵305和气压传感器304，气囊302充气后矩形块状，气囊302的底面与中央框架2的内侧底部连接，其上端面与支撑板302连接，工控机301固定在支撑板302上，气泵305连接在气囊302的进气口，气压传感器304置于气囊302内，气压传感器304连接在气泵305的控制端，气压传感器\n304实时检测气囊302的气压值，保证气囊302内均衡的气压，保证工控机301稳定工作。\n[0029] 该设备的电源为外接电源、蓄电池或两者的结合。根据场合的使用情况，该设备可以设置内置蓄电池，可方便在厂区内移动；在该设备不需要大范围移动时，可外接电源，可避免蓄电池电量不足的情况。\n[0030] 图3中，中央框架2的顶端设有电动导轨a203，电动导轨a203，横向安装；所述电动导轨a203包括倒L型导轨、丝杆204、步进电机205、高精度位移传感器，丝杆安装在导轨的中间位置，两端分别与导轨相邻的两侧端连接，丝杆的一端与步进电机连接，高精度位移传感器安装在倒L型导轨上，包括滑轨和滑片，滑轨按倒L型导轨的滑道上，滑片安装在压力测试盘4底端的侧边上。\n[0031] 所述工控机301采用LINUX操作系统，工控机301与本测试台的所有电气器件用电缆相连；工控机301上有多路装有磁性底座的加速度传感器、电流传感器和电压传感器，用于实时检测高速风机的振动特性、电流特性和电压特性。\n[0032] 图1中，所述压力测试盘4通过电动导轨a203配合在中央框架2的顶部，压力测试盘\n4的底端设有与倒L型导轨配合的L型滑块a；压力测试盘4设有进风口403和出风口404，进风口403通过螺杆或其他连接方式与风机连接，进风口403和出风口404的端面均设有高强度压力传感器，用于检测风机与外部设备相连的压力变化。\n[0033] 压力测试盘4的进风口403和出风口404分别设有两个太赫兹图像传感器402，用于测量高速气体的流动状态，对鼓风机的气流3D成像，实时显示在工控机301的显示屏上。让操作者清楚了解鼓风机气流的流向动态，可很清楚的判别出鼓风机工作是否异常。\n[0034] 进一步，中央框架2的一侧端还设有RFID识别器201，RFID识别器201通过传输线与工控机301相连，用于识别专业操作人员的身份，在工作区域该设备可由专业操作人员专门负责，RFID识别器201识别错误该操作人员无法操作该设备。\n[0035] 进一步，所述磁性底座的加速度传感器安装在该测试台的各个位置，用于测量风机各部位的震动状态。若某处震动参数操作设置的数值，则表明该处出现设备故障。\n[0036] 进一步，该设备还设置有无线遥控装置，包括发射器和接收器，接收器设置在测试台上，与工控机301的连接，可与工控机301同步显示。操作时，操作者可通过发射器遥控各种指令，接收器接收信号，对应的设备实施对应的运作。\n[0037] 图1-图5中，工作时，该设备置于风机工作现场，该设备可在现场来回移动，安装时，调整该设备高度，可通过高度传感器和水平角度传感器自动检测。安装人员可将压力测试盘4与风机对接，进风口403与风机调试连接，通过工控机301设定数据精确调节第一电动导轨104和电动导轨a203横向和纵向的位置，达到精密连接的目的。该设备工作时，加速度传感器测试该设备各位置的震动参数，各位置的震动数据实时显示在工控机301的屏幕上。\n压力测试盘4进风口403和出风口404的端面的高强度压力传感器，用于检测风机与外部设备相连的压力变化，当数据异常时，操作人员知晓故障的位置，并进行有序的调试。压力测试盘4进风口403和出风口404的太赫兹图像传感器402，用于测量高速气体的流动状态，实时显示在工控机301的显示屏上。\n[0038] 磁悬浮高速鼓风机在工作时，最主要的指标是气流量、转速、进口气压、压缩比、电机电源电压、功率消耗、振动特性、电流特性、电压特性等，用多路气体压力传感器、加速度传感器、太赫兹图像传感器、电流传感器和电压传感器实时检测数据，并经过工控机的数据分析和处理，可以综合测量磁悬浮高速鼓风机的各项性能和可能存在的隐患。\n[0039] 以上仅为发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。