一种绞吸挖泥船泥泵效率测试方法及其采集系统技术方案

本发明专利技术公开了一种绞吸挖泥船泥泵效率测试方法及采集系统，包括在泥泵轴上安装扭矩采集模块，得到泥泵轴扭矩，在泥泵轴上粘贴反光标签，并在附近安装光电转速传感器，得到泥泵转速，进而得到泥泵轴功率；在泥泵进出口管道上安装压力传感器，得到泥泵进出口压力值，在泥泵进口管道安装电磁流量计，得到泥泵流量，进而得到泥泵水功率；通过不断采集数据和计算，采集绞吸挖泥船施工期间的主要工作参数及泥泵效率。在绞吸挖泥船施工过程中调整泥泵转速，得到泥泵在不同转速下的性能曲线，找到泥泵的最佳工况点。该方法在不影响绞吸挖泥船正常施工的前提下，可实时显示泥泵扭矩、转速、轴功率、进出口压力、管道流量和泥泵效率等参数。管道流量和泥泵效率等参数。管道流量和泥泵效率等参数。

【技术实现步骤摘要】
一种绞吸挖泥船泥泵效率测试方法及其采集系统


[0001]本专利技术属于疏浚工程
，特别是涉及一种绞吸挖泥船泥泵效率测试方法及其采集系统。

技术介绍

[0002]绞吸挖泥船是目前应用最多的疏浚船舶，在国内挖泥船总数中占到50％以上。随着作业范围的不断扩大，对国内绞吸挖泥船的作业环境、绞刀切削力、产量、挖深及排距等性能均提出了更高要求。泥泵是绞吸式挖泥船的心脏，挖泥船的吸、排泥都是通过泥泵进行的，泥泵的工作状态对挖泥船的生产效率，挖泥成本和船舶的安全运转都起着重要作用。其中泥泵效率是泥泵最主要的性能参数，测试和采集泥泵效率，对判断泥泵的运行状态和提高绞吸挖泥船的工作效率有重要意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术为解决现有技术中存在的问题，提出了一种绞吸挖泥船泥泵效率测试方法及其采集系统，该系统能够采集绞吸挖泥船施工期间泥泵的主要工作参数及泥泵效率，通过不间断采集泥泵的各项数据，经过监测计算机计算分析，实现绞吸挖泥船施工期间泥泵主要参数实时记录及泥泵系统的实时分析。
[0004]本专利技术是这样实现的，一种绞吸挖泥船泥泵效率测试方法，包括如下步骤：
[0005]S1、在泥泵进口管路上加装电磁流量计，得到泥泵的进口流量Q；在泥泵的进口和出口分别加装压力传感器，得到泥泵的进口压力P1和出口压力P2；
[0006]通过如下公式计算泥泵的水功率：P
水
＝ρgQH
[0007]式中：P
水
为泥泵的水功率，单位为kw；
[0008]ρ为海水的密度，一般取1020，单位为kg/m3；
[0009]g为重力加速度，取9.8，单位为m/s2；
[0010]Q为泥泵的流量，单位为m3/s；
[0011]H为泥泵的扬程，单位为m；其计算公式如下：
[0012][0013]其中，P1为泥泵的进口压力，单位为bar；P2为泥泵的出口压力，单位为bar；h为泥泵进口压力传感器和出口压力传感器两者的水平高差，单位为m；
[0014]S2、在泥泵轴上安装扭矩采集模块，经过测试得到泥泵轴扭矩N；在泥泵轴上粘贴反光标签，并在附近安装可向反光标签发射红外线信号、并可接收反光标签反射回的红外线信号的光电转速传感器，经过测试得到泥泵轴转速n；
[0015]通过如下公式计算泥泵的轴功率：P
轴
＝T
·
n/9550
[0016]式中：P
轴
为泥泵的轴功率，单位为kw；
[0017]T为泥泵轴扭矩，单位为N
·
m；
[0018]n为泥泵轴转速，单位为r/min；
[0019]S3、依据监测计算机内的软件，通过如下公式计算泥泵的效率η，η＝P
水
/P轴；
[0020]在绞吸挖泥船施工过程中通过提高泥泵轴转速和降低泥泵轴转速，比较泥泵在不同转速下工作的扬程、轴功率和效率，得到泥泵在不同转速下的性能曲线，即同一转速下泥泵扬程随流量变化的曲线、泥泵轴功率随流量变化的曲线和泥泵效率随流量变化的曲线；
[0021]S4、在上述泥泵的性能曲线中，找到泥泵效率最高的最佳工况点，及最佳工况点对应的泥泵轴转速、泥泵轴功率；通过船员的操作，使绞吸挖泥船在泥泵的最佳工况点下运行，即最佳转速、最佳轴功率下运行。
[0022]一种绞吸挖泥船泥泵效率测试采集系统，包括电阻应变片组、扭矩采集模块、扭矩采集电源模块、反光标签、光电转速传感器、转速测量模块、监测计算机、信号接收器、进口压力传感器、出口压力传感器和电磁流量计，所述电阻应变片组安装在所测泥泵轴上，所述电阻应变片组与扭矩采集模块连接，所述扭矩采集模块与扭矩采集电源模块连接，所述反光标签安装在所测泥泵轴上，所述光电转速传感器与反光标签之间通过红外线传输，所述光电转速传感器与转速测量模块连接，所述转速测量模块、所述信号接收器、所述进口压力传感器、出口压力传感器和所述电磁流量计均与监测计算机连接，所述信号接收器用于接收扭矩采集模块的数据。
[0023]在上述技术方案中，优选的，所述扭矩采集模块与信号接收器之间通过无线信号传输传递数据。
[0024]在上述技术方案中，优选的，所述电阻应变片组由两个工作片组成，电阻应变片组采用半桥连接方式，两个工作片与所测泥泵轴轴线成45
°
及135
°
夹角固定在泥泵轴上。
[0025]在上述技术方案中，优选的，所述扭矩采集模块和扭矩采集电源模块通过不锈钢卡箍固定在泥泵轴上，可通过遥控器远程控制扭矩采集模块进行数据的采集。
[0026]在上述技术方案中，优选的，所述反光标签与所测泥泵轴轴线平行且粘贴在泥泵轴上。
[0027]在上述技术方案中，优选的，所述光电转速传感器发射红外线信号，红外线信号由反光标签反射回来，光电转速传感器接收红外线信号并传输给转速测量模块，转速测量模块将测得信号进行转换并传输给监测计算机，得到泥泵轴转速。
[0028]在上述技术方案中，优选的，所述信号接收器与监测计算机的RJ45接口连接，信号接收器接收扭矩采集模块传输来的无线信号，并传输给监测计算机，得到泥泵轴功率。
[0029]在上述技术方案中，优选的，所述监测计算机可通过软件实时显示泥泵的轴扭矩、轴转速、轴功率、进口压力、出口压力、进口流量和效率，实现绞吸挖泥船施工期间主要泥泵参数的实时记录和分析。
[0030]本专利技术具有的优点和积极效果是：
[0031]1、本专利技术的绞吸挖泥船泥泵效率测试方法及采集系统，可以通过泥泵效率及时、准确判定泥泵运转状态，可进一步优化绞吸挖泥船施工状态下泥泵性能测试、运转状态监测，提升绞吸挖泥船工作效率，增加挖泥船产值及竞争力。
[0032]2、本专利技术在不影响绞吸挖泥船正常施工的前提下，通过监测计算机可以实时显示泥泵的轴扭矩、轴转速、轴功率、进出口压力、进口流量和效率等，实现绞吸挖泥船施工期间主要泥泵参数的实时记录和分析。具有便于安装、操作简单、通用性强等优点。
附图说明
[0033]图1是本专利技术实施例提供的绞吸挖泥船泥泵效率测试采集系统的示意图。
[0034]图中：1、电阻应变片组；2、扭矩采集模块；3、扭矩采集电源模块；4、反光标签；5、光电转速传感器；6、转速测量模块；7、监测计算机；8、信号接收器；9、出口压力传感器；10、进口压力传感器；11、电磁流量计。
具体实施方式
[0035]为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
[0036]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0037]在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绞吸挖泥船泥泵效率测试方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在泥泵进口管路上加装电磁流量计，得到泥泵的进口流量Q；在泥泵的进口和出口分别加装压力传感器，得到泥泵的进口压力P1和出口压力P2；通过如下公式计算泥泵的水功率：P
水
＝ρgQH式中：P
水
为泥泵的水功率，单位为kw；ρ为海水的密度，一般取1020，单位为kg/m3；g为重力加速度，取9.8，单位为m/s2；Q为泥泵的流量，单位为m3/s；H为泥泵的扬程，单位为m；其计算公式如下：其中，P1为泥泵的进口压力，单位为bar；P2为泥泵的出口压力，单位为bar；h为泥泵进口压力传感器和出口压力传感器两者的水平高差，单位为m；S2、在泥泵轴上安装扭矩采集模块，经过测试得到泥泵轴扭矩N；在泥泵轴上粘贴反光标签，并在附近安装可向反光标签发射红外线信号、并可接收反光标签反射回的红外线信号的光电转速传感器，经过测试得到泥泵轴转速n；通过如下公式计算泥泵的轴功率：P
轴
＝T
·
n/9550式中：P
轴
为泥泵的轴功率，单位为kw；T为泥泵轴扭矩，单位为N
·
m；n为泥泵轴转速，单位为r/min；S3、依据监测计算机内的软件，通过如下公式计算泥泵的效率η，η＝P
水
/P
轴
；在绞吸挖泥船施工过程中通过提高泥泵轴转速和降低泥泵轴转速，比较泥泵在不同转速下工作的扬程、轴功率和效率，得到泥泵在不同转速下的性能曲线，即同一转速下泥泵扬程随流量变化的曲线、泥泵轴功率随流量变化的曲线和泥泵效率随流量变化的曲线；S4、在上述泥泵的性能曲线中，找到泥泵效率最高的最佳工况点，及最佳工况点对应的泥泵轴转速、泥泵轴功率；通过船员的操作，使绞吸挖泥船在泥泵的最佳工况点下运行，即最佳转速、最佳轴功率下运行。2.一种绞吸挖泥船泥泵效率测试系统，其特征在于，包括电阻应变片组、扭矩采集模块、扭矩采集电源模块、反光标签、光电转速传感器、转速测...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈浩，王晓萌，李晓磊，杨正军，郑选斌，郭志勇，张路生，
申请(专利权)人：中交天津疏浚工程有限公司，
类型：发明
国别省市：