[发明专利]一种监测叶片泵工况的装置及方法

权利要求书

1.一种监测叶片泵工况的装置，其特征在于：包括漏磁检测模块、MCU核心控制模块、信息显示模块、报警电路和供电模块，

所述漏磁检测模块、所述MCU核心控制模块、所述信息显示模块和所述报警电路分别与所述供电模块相连，

所述漏磁检测模块、所述信息显示模块和所述报警电路分别与所述MCU核心控制模块相连；

所述漏磁检测模块包括漏磁感应线圈和信号处理电路，所述漏磁感应线圈用于拾取叶片泵驱动电机外表面的切向磁场分量，所述信号处理电路用于调理电机漏磁信号的转子频率和电网工频；

所述MCU核心控制模块用于读取出经所述信号处理电路调理过后的所述转子频率、所述电网工频和所述漏磁感应线圈的感应电压有效值；以及所述MCU核心控制模块用于根据所述感应电压有效值、所述转子频率和所述电网工频计算得出得到电机实际输出功率；

所述信息显示模块用于显示叶片泵的监测信息。

2.根据权利要求1所述的监测叶片泵工况的装置，其特征在于：所述MCU核心控制模块用于根据所监测叶片泵在定转速下的Q-P、Q-H和Q-η特性曲线，计算得到叶片泵流量、扬程和电机效率工况信息，以实现叶片泵工况信息的实时监测。

3.根据权利要求1所述的监测叶片泵工况的装置，其特征在于：所述信号处理电路包括有源低通滤波电路、有源带通滤波电路、有效值转换电路、限幅放大电路和整形电路；

所述有源低通滤波电路用于滤取出漏磁信号中5Hz以下的转子频率信号；所述有源带通滤波电路用于滤取出漏磁信号中频率为45Hz-55Hz的电网工频信号；所述有效值转换电路用于对漏磁交流信号进行直流转换，并采集所述漏磁感应线圈的感应电压有效值；所述限幅放大电路用于确保信号电压达到所述MCU核心控制模块的识别要求，并保证电压不会过高以烧毁后续电路；所述整形电路用于过零比较使输出信号变为频率规律且接近方波的信号。

4.根据权利要求3所述的监测叶片泵工况的装置，其特征在于：所述信号处理电路还包括光电隔离电路，所述光电隔离电路用于防止单片机受到外部输入信号的干扰，以实现所述MCU核心控制模块与电信号的隔离。

5.根据权利要求1所述的监测叶片泵工况的装置，其特征在于：所述信息显示模块包括显示屏和/或移动终端。

6.根据权利要求3所述的监测叶片泵工况的装置，其特征在于：所述报警电路包括LED灯、蜂鸣器和控制电路，所述LED灯和所述蜂鸣器分别与所述MCU核心控制模块连接，所述MCU核心控制模块用于通过输出电平控制LED灯亮或灭以及控制所述蜂鸣器的发声。

7.根据权利要求6所述的监测叶片泵工况的装置，其特征在于：所述报警电路用于表示叶片泵可能处于的故障工况或非设计工况，所述故障工况或非设计工况包括叶片泵驱动电机缺相、叶片泵叶轮空化和叶片泵反转。

8.根据权利要求7所述的监测叶片泵工况的装置，其特征在于：所述LED灯为红黄绿三色LED灯，其中，红色LED灯亮且所述蜂鸣器响表示叶片泵驱动电机缺相，黄色LED灯亮且所述蜂鸣器响表示叶片泵叶轮空化，绿色LED灯亮且所述蜂鸣器响表示叶片泵反转。

9.一种监测叶片泵工况的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取漏磁感应线圈的感应电流中定子电流频率和转子电流频率，计算出电机实时转速；

获取电动机空载时的漏磁感应线圈电压有效值以及电动机额定负载下漏磁感应线圈电压有效值，根据电机的额定输出转矩及电机实时运行下漏磁线圈电压有效值，计算出电动机的电机轴端的实时输出转矩；

根据所述电机实时转速和所述实时输出转矩计算出电机输出功率；

根据所监测叶片泵在定转速下的Q-P、Q-H和Q-η特性曲线，计算得到叶片泵流量、扬程和电机效率工况信息，并通过获得的工况参数判断叶片泵是否正处于故障工况或非设计工况下运行。

10.根据权利要求9所述的监测叶片泵工况的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若叶片泵驱动电机缺相，则驱动红色LED亮，并驱动蜂鸣器鸣响；

若叶片泵叶轮发生空化且相关指标满足预设参考值，则驱动黄色LED灯亮，并驱动蜂鸣器鸣响；

若叶片泵反转，则驱动绿色LED灯亮，并驱动蜂鸣器鸣响；

否则，不进行预警操作。