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        增氧機(jī)浮體浮力測(cè)量裝置的研制

        2016-06-07 06:57:38宋瑜清蔣姣麗饒衛(wèi)航熊元芳廣東省農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定站廣州510515
        現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備 2016年2期
        關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)處理

        宋瑜清,蔣姣麗,饒衛(wèi)航,熊元芳(廣東省農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定站,廣州 510515)

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        增氧機(jī)浮體浮力測(cè)量裝置的研制

        宋瑜清,蔣姣麗,饒衛(wèi)航,熊元芳
        (廣東省農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定站,廣州510515)

        摘要:論述了增氧機(jī)浮體浮力測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)原理,硬件選擇,控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是可以測(cè)量不同規(guī)則的增氧機(jī)浮體浮力。

        關(guān)鍵詞:增氧機(jī),裝置,氣缸,測(cè)量裝置,數(shù)據(jù)處理

        0 引言

        放置于水池的增氧機(jī)如果不能保持平衡而翻轉(zhuǎn),輕則斷電燒壞電機(jī)及附屬電力設(shè)備,重則出現(xiàn)漏電,電死養(yǎng)殖產(chǎn)品,甚至電死人。保持增氧機(jī)在水池中的平衡,關(guān)鍵在于增氧機(jī)浮體的凈浮力,特別是當(dāng)有較強(qiáng)風(fēng)力時(shí)有足夠的凈浮力,增氧機(jī)才可以保持平衡,因此標(biāo)準(zhǔn)SC/T 6010-2001《葉輪增氧機(jī)技術(shù)條件》和SC/T 6017-1999《水車式增氧機(jī)》,均要求增氧機(jī)浮體的凈浮力應(yīng)大于整機(jī)質(zhì)量的1.25倍。

        增氧機(jī)浮體的形狀有球形、長方形、正方形等形狀,而且不同的功率和不同的材質(zhì),大小也不一樣,所以測(cè)量其浮力存在一定的難度。采用容器排水法,因?yàn)榇笮〔煌蟠笮〔煌娜萜?,而且排水過程時(shí)間很久,所以測(cè)量不方便而且耗時(shí)。為解決這些問題,研制了一套既方便又省時(shí)的增氧機(jī)浮體浮力測(cè)量裝置。

        1 裝置的結(jié)構(gòu)、原理

        增氧機(jī)浮體浮力測(cè)量裝置主要由框架、試驗(yàn)水槽、浮力測(cè)量執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣缸、升降導(dǎo)軌、試品壓架、壓力傳感器、試品限位罩、數(shù)顯表、電氣控制裝置等組成,如圖1所示。

        1.框架;2.試驗(yàn)水槽;3.浮力測(cè)量執(zhí)行機(jī)構(gòu);4.氣缸;5.升降導(dǎo)軌;6.壓力傳感器;7.試品壓架;8.試品限位罩;9.數(shù)顯表;10.電氣控制裝置圖1 增氧機(jī)浮體浮力測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)圖示意圖

        測(cè)量原理:壓力傳感器稱出試樣限位罩與浮體總重力(G),電控系統(tǒng)控制氣缸向下壓,氣缸推力將被測(cè)試樣(浮體)壓沒入水中,此時(shí),壓力傳感器測(cè)出壓力(F)。根據(jù)力學(xué)公式F浮=G重力+F壓力,則可計(jì)算出被測(cè)試樣(浮體)的浮力。

        2 測(cè)量儀器及配套設(shè)施的選擇

        根據(jù)以往對(duì)增氧機(jī)浮體浮力的測(cè)試數(shù)據(jù),浮體尺寸長度小于2.0 m,寬度小于0.5 m,高度小于0.3 m,所以將試驗(yàn)水槽的長×寬×高設(shè)計(jì)為2.0 m×0.5 m×0.3 m。根據(jù)以往對(duì)增氧機(jī)浮體浮力的測(cè)試數(shù)據(jù),浮體浮力測(cè)量的最大浮力60 kg,考慮到試驗(yàn)裝置框架、浮體限位罩等自身重力,設(shè)拉壓力傳感器最大量程為100 kg,準(zhǔn)確度為±0.3%;為了防止生銹,配套水槽等材料采用304不銹鋼;控制系統(tǒng)采用可編程控制器(PLC)控制;為了增加顯示的穩(wěn)定性,顯示器采用觸摸屏。

        3 控制系統(tǒng)

        控制系統(tǒng)選擇可編程控制器(PLC)進(jìn)行控制。PLC采用模擬量輸入輸出,可以實(shí)現(xiàn)模擬量控制,還具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表等功能,而且可以實(shí)現(xiàn)PLC與PLC、PLC與上位計(jì)算機(jī)、PLC與其它智能設(shè)備之間的通信,PLC系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)可以直接或通過通信處理單元實(shí)現(xiàn)信息的交換,并構(gòu)成“集中管理、分散控制”的多級(jí)分布式控制。

        本系統(tǒng)利用PLC最基本的邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)算等功能實(shí)現(xiàn)邏輯控制,取代傳統(tǒng)的繼電器控制,在保證單信號(hào)控制的同時(shí),可進(jìn)行多信號(hào)的控制,從而實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的控制和拉壓力信號(hào)的數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理,其基本控制電路示意圖如圖2。

        圖2 基本控制電路示意圖

        4 結(jié)論

        該裝置可以測(cè)量不同規(guī)則的增氧機(jī)浮體的浮力,克服了用排水法測(cè)量的操作繁瑣和準(zhǔn)確度差等問題,從而保證了檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)的穩(wěn)定準(zhǔn)確的同時(shí),方便了檢測(cè)人員的測(cè)量。

        支持項(xiàng)目:2014年省級(jí)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)專項(xiàng)資金(第二批)——農(nóng)機(jī)試驗(yàn)鑒定推廣能力提升項(xiàng)目(粵財(cái)農(nóng)[2014]579號(hào))。

        作者簡介:宋瑜清(1975-),男,廣東梅縣人,高級(jí)工程師,主要從事儀器設(shè)備管理和研究及農(nóng)業(yè)機(jī)械鑒定檢測(cè)工作。

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