Стенд для тестирования помп

Вот и случилось то, чего все вы так ждали – готов тестовый стенд для помп. Но для начала стоит рассказать краткую предысторию.

Как и чем тестировать помпы, какие необходимо проверить характеристики? В первую очередь это расход жидкости и давление, которое может создать помпа. Немаловажным фактором в контексте СВО является уровень шума и вибраций, а также долговечность. Для измерения расхода жидкости существует множество приборов, которое можно назвать одним словом – расходомеры. Они бывают турбинного типа, ультразвуковые, дифференциальные и прочие, но среди недорогих и точных расходомеров есть отдельный подкласс – ротаметры.

5

По сути это конусная полость между входом и выходом, через которую проходит жидкость. Внутри полости расположен небольшой грузик, который поднимается вверх благодаря расходу жидкости, чем выше поднимается – тем больше вокруг него образуется зазор для воды. На передней части ротаметра нанесена шкала, на основании которой и можно судить о расходе воды. Именно такие приборы применяют западные тестовые лаборатории, названия которых Вы и сами прекрасно знаете.

Давление обычно измеряют манометром, они бывают как стрелочные, так и цифровые, последние в некоторых случаях удобнее и зачастую точнее. А чтобы контролировать резистивность контура, т.е. регулировать проходное отверстие для жидкости, ставят самый обычный водопроводный кран. Помпы запитывают от блока питания, а скорость вращения снимают при помощи реобаса или мультиметра, поддерживающего функцию определения частоты сигнала.

А теперь представьте – лист бумаги с таблицей, куча приборов, все это записывать и при этом еще крутить кран руками. В двадцать первом веке? Увольте!

Меняем кран ручной на такой же, но с электронным управлением. В ходе длительных поисков наткнулся на продукцию Аквасторож, которая предназначена для предотвращения протечек водоснабжения в доме, цена на кран кусачая – более 2500 рублей, но аналогов особо нет. Производство совместное с Германией, немцы делали сам кран, а Аквасторож – сервопривод. Последний, кстати, отвратного качества:

8

 

Выкидываем, ставим нормальный сервопривод – управляется просто и мы постоянно знаем в каком положении находится кран, при этом существенно повысилось быстродействие.

 

Далее идет расходомер, но оцифровывать сигнал с ротаметра хоть и можно, но сложно. Для этих целей возьмем расходомер турбинного типы с большой крыльчаткой (около 45-50 мм диаметром), повесим на него датчик Холла и получим датчик расхода жидкости с импульсным выходом. А большая крыльчатка, во-первых, создает меньше сопротивления водному потоку (вращается она легко, а проходное отверстие в разы больше, чем у СВОшных расходомеров), а во-вторых позволяет определять расход намного точнее.

 

Осталось только найти датчик давления, но и тут можно найти выход – в природе существует масса разнообразных датчиков с выходом как по напряжению, так и по току. Нам, понятное дело, больше подходит первый, причем выбран он с запасом – верхний предел измерения 7 бар или около 70 метров водяного столба.

 

Впрочем, необходимо еще разработать плату, которая бы всем этим управляла, написать под нее прошивку, написать управляющий софт для компьютера, все это собрать, проверить и откалибровать. Но оставим все это за кадром, лучше посмотрим на то, что у меня получилось:

2

Черный корпус с матовым окном, резервуар в верхней части для удобства заливки.

1

В передней части расположилось 2 фитинга – вход и выход для подключения помп. Расположение помп снаружи не накладывает ограничения на их количество, причем их можно соединять как угодно – последовательно или параллельно.

4

В задней части еще 2 фитинги с кранами: перекрываем внутренний кран программным способом, подключаем сзади любой контур, открываем краны и замеряем ГДС подключенного контура. Узнать гидродинамическое сопротивление водоблока или радиатора? Проще простого! Протестировать какой-нибудь расходомер на точность показаний или ГДС? Запросто!

3

На фото выше видно все внутренности стенда, было решено использовать T-Line схему подключения резервуара, чтобы не гонять через него воду и не создавать зазря сопротивление воде, не удлинять контур. Да, заправлять чуть сложнее, но зато в освободившееся отверстие вкручен датчик температуры Koolance, который позволит узнать температуру воды в контуре.

 

Основная плата позволяет раздельно управлять сразу 4-мя помпами, причем 2 канала поддерживают ШИМ управление соответствующими помпами. Нужно подключить D5? Не вопрос, стенд позволяет выдавать и 24 В, так что не нужны дополнительные повышающие преобразователи.

 

Помимо всего этого можно подключить 2 температурных сенсора (один из них замеряет температуру воды, а второй – температуру помпы или окружающего воздуха), расходомер Koolance серии FM17/FM18 и еще 2 любых других расходомера с импульсным выходом (Aquacomputer и прочие).

 

А управляется все это при помощи специального написанного для этих целей софта, который позволяет свести к минимуму человеческий фактор:

 

1

 

Разберем более подробно и по пунктам:

  • Помпа – вводим названием помпы и помп, которые тестируем.
  • Напряжение – вручную задаем необходимое выходное напряжение.
  • Скорость – скорость вращения помпы.
  • Сила тока – ток, который потребляет помпа в данный момент.
  • Мощность – произведение напряжения на ток.
  • Кран – текущее положение электронного крана.
  • Расход – расход воды в контуре в литрах в час.
  • Давление – давление в контуре перед расходомером в метрах (0,1 бар)
  • КПД – это отношение полезной работы (высчитывается из расхода и давления) к потребляемой мощности.
  • PWM duty – скважность подаваемого ШИМ сигнала.

 

И основные технические характеристики, полученные в ходе реальных испытаний стенда:

  • Количество каналов под помпы: 6
  • Каналов с 24 В на выходе: 2
  • Каналов с ШИМ управлением: 2
  • Максимальная суммарная мощность: до 200 Вт
  • Количество входов под расходомеры: 4
  • Диапазон измеряемого расхода жидкости: от 50 до 3000 л/ч
  • Погрешность измерения расхода: менее 4%
  • Диапазон измеряемого давления: от 0 до 7 бар
  • Погрешность измерения давления: 2,5%

 

Да, быть может стоило за пару дней собрать стенд на основе ротаметра, манометра и крана, но ведь не зря был затеян проект по автоматизации процесса, а? А еще стенд сам оповещает о своем состоянии цветом подсветки:

 

6

Вам также может понравиться...

Добавить комментарий

This site uses XenWord.