基于La bV IEW的安全閥型式試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

謝青延 謝常歡 孫 琦

（深圳市特種設備安全檢驗研究院 深圳 518109)

基于La bV IEW的安全閥型式試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

謝青延 謝常歡 孫 琦

（深圳市特種設備安全檢驗研究院 深圳 518109)

安全閥型式試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)合安全閥開啟高度與其他性能指標的關(guān)系，創(chuàng)新性地將開啟高度、壓力和流量三組數(shù)據(jù)整合到同一個曲線監(jiān)控圖中分別顯示，根據(jù)開啟高度的不同狀態(tài)讀取相應試驗數(shù)據(jù)，從而得到安全閥各項性能指標。

LabVIEW 安全閥 型式試驗 數(shù)據(jù)采集 開啟高度

安全閥是鍋爐、壓力容器和壓力管道上極其重要的安全泄壓裝置，在承壓設備或系統(tǒng)超壓時起自動泄壓保護作用[1]，其產(chǎn)品質(zhì)量性能的好壞直接影響承壓設備的安全運行。安全閥型式試驗裝置建設規(guī)模大、難度高，特別是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，是試驗裝置中不可缺少的一部分。

1 數(shù)據(jù)需求分析

安全閥型式試驗須檢測整定壓力、回座壓力、排放壓力、開啟高度和排放量五項性能指標。其中整定壓力、回座壓力和排放壓力實際上是安全閥處于不同狀態(tài)時所對應的試驗容器壓力，因此系統(tǒng)需實時測量、采集試驗容器的壓力；開啟高度指的是安全閥動作時閥瓣離開閥座的實際行程，它等同于閥桿的實際位移，因此系統(tǒng)需實時測量、采集閥桿的位移；排放量即流量，氣體流量的測量以孔板差壓式流量計最為合適，系統(tǒng)須測量、采集孔板前后的差壓、為實現(xiàn)流量補償所需的孔板前壓力和溫度。因此，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)共需要測量、采集壓力信號兩路，孔板壓差信號，孔板前溫度信號和閥桿位移信號各一路。

2 數(shù)據(jù)測量、采集與處理

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)需完成壓力、差壓、溫度和位移四種信號的測量、采集與處理。壓力與差壓信號采用橫河川儀的壓力/差壓變送器來測量，溫度信號采用溫度傳感器來測量，而位移信號則采用MICROEPSILON的紅外激光位移傳感器來測量。由壓力/差壓變送器、溫度傳感器和激光位移傳感器測得的模擬信號通過一塊16通道的高速數(shù)據(jù)采集卡采集、輸入到上位機的數(shù)據(jù)處理軟件中，進行處理。數(shù)據(jù)處理的簡單流程如圖1所示。National Instruments LabVIEW開發(fā)系統(tǒng)豐富的數(shù)據(jù)處理工具，簡單的可視化圖形編程語言，靈活的圖形用戶界面為用戶開發(fā)提供了極大的靈活性和簡易性[2]。本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)便是基于LabVIEW結(jié)合筆者單位的需求而開發(fā)出來的。

圖1 數(shù)據(jù)處理流量圖

安全閥的整定壓力、回座壓力和排放壓力與其所處的不同工作狀態(tài)相對應，而開啟高度指標就是安全閥所處工作狀態(tài)的特征指標，根據(jù)有關(guān)法規(guī)標準對安全閥各性能指標的定義可知：當安全閥的開啟高度剛開始離開零點時，此時所對應的壓力為整定壓力；當開啟高度重新回到零點時，所對應的壓力為回座壓力；當開啟高度達到設計的高度值時，所對應的壓力為排放壓力。本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)合安全閥開啟高度與其他性能指標的關(guān)系，創(chuàng)新性地將三組數(shù)據(jù)整合到同一個曲線監(jiān)控圖中分別顯示，它們都以時間作為橫坐標，根據(jù)不同類型的曲線（壓力、開啟高度、流量）定義三組縱坐標，實時記錄、顯示三組曲線，根據(jù)開啟高度的不同狀態(tài)讀取相應試驗數(shù)據(jù)，從而得到安全閥的各項性能指標?；贚abVIEW開發(fā)的三坐標體系曲線監(jiān)測圖如圖2所示。

圖2 三坐標體系曲線監(jiān)測圖

3 樣品試驗

安全閥樣品生產(chǎn)廠家提供的銘牌參數(shù)見表1。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用的測量儀器經(jīng)計量機構(gòu)檢定/校準后，其計量結(jié)果為：k=2時，壓力變送器的測量不確定度是0.027%，紅外激光位移傳感器的不確定度是0.01mm，孔板流量計的合成不確定度是1%，符合GB/T 12242-2005《壓力釋放裝置 性能試驗規(guī)范》有關(guān)試驗裝置測量儀器的精度要求。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄的安全閥型式試驗曲線及性能指標讀取如圖3所示，測量數(shù)據(jù)見表2。

表1 安全閥銘牌參數(shù)

圖3 三坐標體系數(shù)據(jù)分析圖

表2 安全閥試驗結(jié)果

4 結(jié)束語

安全閥型式試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)合安全閥開啟高度與其他性能指標的關(guān)系，創(chuàng)新性地將三組數(shù)據(jù)整合到同一個曲線監(jiān)控圖中分別顯示，根據(jù)開啟高度的不同狀態(tài)讀取相應的試驗數(shù)據(jù)，很好地解決了安全閥性能參數(shù)的判定問題，今后可推廣應用到安全閥的日常校驗工作，以提高檢驗質(zhì)量。

1 周震,鍋爐壓力容器壓力管道安全泄放裝置實用手冊(安全閥)[M],北京:中國標準計量出版社,2000,34-35

2 Robert H.Bishop,LabVIEW實用教程[M],北京:電子工業(yè)出版社,2007,22-23

The Data Acquisition System Based on LabVIEW of Safety Valve Type Testing

Xie Qingyan Xie Changhuan Sun Qi
(Shenzhen Institute of Special Equipment Inspection and Test Shenzhen 518109 )

Based on the relationship between lift and the other performances of safety valve, the safety valve type testing data acquisition system charts lift, pressure and flow capacity in one diagram using the same X-axis but different Y-axis. According to the different states of lift, performances of safety valve are figured out.

LabVIEW Safety valve Type testing Data acquisition Lift

B

1673-257X(2014)06－27－02

謝青延（1984～)，男，碩士，工程師，主要研究方向為承壓類安全附件及閥門試驗。

2014－01－16）