基于虛擬儀器的射流清灰試驗臺測試系統

魏屹立

(西安西礦環保科技有限公司,西安 710075)

虛擬儀器（Virtual Instrument）是20世紀90年代初期出現的一種新型儀器。它在計算機的顯示屏上虛擬傳統儀器面板，并盡可能多地將原來由硬件電路完成的信號調理和信號處理功能，用計算機程序來完成。這種硬件功能的軟件化，是虛擬儀器的一大特征。操作人員在計算機顯示屏上用鼠標和鍵盤控制虛擬儀器程序的運行，就像操作真實的儀器一樣，從而完成測量和分析任務。

1 虛擬儀器功能分析

電除塵器射流清灰試驗臺可實現試驗中實時測量射流壓力、溫度、流量等物理量的測量。引入虛擬儀器技術，以LabVIEW為核心，將計算機軟件設計平臺與數據的采集、分析、處理及結果表達有機的結合起來，大大提高了工作狀態的測量能力。

此水射流加工系統要求測試壓力、電壓、溫度和流量的實時數據。作為動力源的高壓射流壓力和流量是決定系統輸出能量的關鍵參數，必須經過試驗來研究確定。要求此測試系統能以時序檢測、記錄、表達上述各項工藝狀態參數，對幾種參數同時進行采集、顯示、分析、存儲，并且快速、直接、方便和準確的取得測試結果。同時可以方便的調出實時測試記錄，用于分析判斷可能影響加工效果的最佳工藝狀態參數。要求此系統具有經濟性、可再用性，除了在該射流清灰試驗臺上應用外，還可稍加改動后應用于其它試驗臺或特種設備上。

本論文根據此磨料水射流試驗臺的要求和虛擬儀器的特點選用了基于虛擬儀器建立的一套加工狀態測試系統。

2 測試系統的硬件組成

電除塵器射流清灰試驗臺測試系統組成如圖1所示。主要由主控機、數據采集卡、溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器及其變送器等組成。

圖1 磨料水射流試驗工作臺測試系統組成框圖

本系統溫度傳感器選擇型號是SWB-PT100熱電阻式傳感器，壓力傳感器選擇型號是CS-PT100電容式傳感器，流量傳感器選擇的型號是Dacl31-1-10渦輪流量傳感器。選用的傳感器性能參數見表1。

虛擬測試系統中選用了NI公司的PCI-6024E數據采集卡，6024E數據采集卡是一種性能優良、適合PC的數據采集卡，能夠完成信號采集、數字信號的模擬輸出，被廣泛應用于工業現場和實驗室。系統采集的所有模擬信號經信號調理板處理后送入PCI-6024E的模擬通道讀入計算機進行分析處理。

表1 虛擬儀器測試系統所用傳感器

3 虛擬儀器的軟件結構框架

按軟件流程結構框架劃分，根據虛擬儀器功能的需要，應用程序應包含以下模塊（圖2）：數據采集模塊、數據讀取模塊、數據處理模塊、數據存儲模塊和結果顯示模塊。

圖2 虛擬測試系統應用程序結構

圖3 虛擬測試系統前面板

4 數據處理和結果顯示模塊

為了便于觀察壓力、流量、電壓和溫度的變化，把它們的實時信號同時顯示在一個前面板上。虛擬測試系統前面板見圖3。

5 結束語

本文基于LabVIEW開發平臺，開發了電除塵器射流清灰試驗臺虛擬儀器測試系統。與傳統測試系統設計相比具有研制周期短、容易組建、開發成本低、性能可靠、界面友好、易于功能擴展等優點。通過對動態鏈接庫的調用，實現對采集卡的驅動，滿足實時數據采集和控制的需要。同時，還可實現數據存儲，以備數據分析使用。

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