基于LabVIEW的動靜渦旋端面摩擦溫度測試系統(tǒng)

摘要：無油潤滑渦旋壓縮機動靜渦旋端面摩擦溫度是反映壓縮機工作性能的重要參數(shù)。為真實實現(xiàn)端面摩擦溫度的測量，采用了摩擦溫度信號的非接觸熱平衡測量方法，通過虛擬儀器軟件開發(fā)平臺LabVIEW及相關(guān)硬件產(chǎn)品，構(gòu)建動靜渦旋端面摩擦溫度測試系統(tǒng)，實現(xiàn)溫度信號的實時采集，提高了測量精度。結(jié)果表明，相比傳統(tǒng)的信號采集系統(tǒng)，基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有成本低廉，人機界面友好，開發(fā)周期短，數(shù)據(jù)處理簡單方便以及便于維護等優(yōu)點。這將對無油潤滑渦旋壓縮機動力學(xué)特性分析、理論設(shè)計和提高其性能等具有重要的意義。
關(guān)鍵詞：渦旋壓縮機；LabVIEW；摩擦溫度；信號采集

渦旋壓縮機是一種新型容積式壓縮機，具有結(jié)構(gòu)簡單、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、效率高、可靠性高等特性，其應(yīng)用范圍目前已從制冷、動力工程向醫(yī)藥、食品、燃料電池等需求無油污染的潔凈壓縮氣體的領(lǐng)域拓展。渦旋壓縮機主要由動靜渦旋、曲軸、防自轉(zhuǎn)機構(gòu)和支架組成。動渦旋在防自轉(zhuǎn)機構(gòu)的約束下，由曲軸帶動相對靜渦旋作公轉(zhuǎn)平動。由于運轉(zhuǎn)過程中存在較多摩擦副，因此，實現(xiàn)無油潤滑，不同材料對偶摩擦副的摩擦溫度是研究的關(guān)鍵問題之一。摩擦副產(chǎn)生的熱量對壓縮機的性能和摩擦副的磨損、潤滑特性等都具有很大的影響，所以，對摩擦副的摩擦溫度的研究將對渦旋壓縮機的動力學(xué)特性分析、理論設(shè)計和提高其性能等具有重要的意義。
本文基于虛擬儀器軟件開發(fā)平臺，借助其強大功能實現(xiàn)了動靜渦旋端而摩擦表面溫度信號的采集。LabVIEW (Laboratory Virtual Instr ument Engineer Workbench)是實驗室虛擬儀器集成環(huán)境的簡稱，具有直觀的前面板用戶界面和流程圖式的編程風(fēng)格，同時還具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、存貯打印等多種功能，是一個功能強大的圖形化軟件開發(fā)平臺。其插入式DAQ板、SCXI卡等硬件以程序模塊為基礎(chǔ)，精度高，穩(wěn)定性好，可以構(gòu)建性能優(yōu)良且廉價的測試系統(tǒng)。

1 渦旋端面摩擦副的結(jié)構(gòu)及溫度傳感器的安裝
動靜渦旋端面摩擦副結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。將自潤滑材料鑲嵌在渦旋齒頂構(gòu)成動靜渦旋齒頂端面摩擦副，動渦旋盤在曲軸的驅(qū)動下作回轉(zhuǎn)平動，動、靜渦旋摩擦副在軸向力作用下緊密貼合，自潤滑材料在渦旋盤金屬材料表面生成一層自潤滑轉(zhuǎn)移膜，從而達(dá)到潤滑作用。由于受傳感器結(jié)構(gòu)的限制以及為便于傳感器的安裝對動靜渦旋盤進行簡化，如圖2所示，本測試系統(tǒng)在靜渦盤上同一半徑圓周上均勻布置4個溫度傳感器。