1.1 Обзор существующих программно-аппаратных комплексов

В последние годы созданы вполне работоспособные приборы и целые комплексы, позволяющие регистрировать результаты динамометрирования в электронной памяти этих устройств с последующей (или одновременной) обработкой их на электронно-вычислительных машинах. Программно-математическое обеспечение (ПМО) каждого комплекса имеет свое оформление, требования к исходным данным и используемые методики их обработки.

1.1.1 Комплексная система исследования работы тепловых насосов

"Анализатор"

Данная система разработана американской компанией "Есhоmеtег". Она представляет собой комплекс измерительных датчиков. Управление их работой и обработка получаемой информации производятся компьютером совместно с аналого-цифровым преобразователем. Такая система осуществляет обработку данных акустических микрофонов, датчиков давления и нагрузки, акселерометров, датчиков тока двигателя, тахометров и других измерительных устройств.

Для измерения уровня жидкости в кольцевом пространстве акустическим методом эта система используется совместно с генератором импульсов, микрофоном и датчиком давления. Эти измерения используются для определения давления работающего теплового насоса. А знание давления и использование модели притока жидкости, с учетом определенного анализа, позволяют определять эффективный дебит насоса.

На тепловых глубинных насосов данная система применима для динамометрических исследований с измерением нагрузок на полированном штоке, ускорения движения полированного штока и потребляемого двигателем электрического тока.

1. Для количественного динамометрического анализа необходимы данные высокой степени точности, которые можно получить с помощью подковообразного калиброванного датчика, измеряющего механическое напряжение.

2. Для получения качественной информации, позволяющей судить об эффективности работы насоса и выявлять (диагностировать) некоторые неисправности оборудования, используется С-образный облегченный датчик, прикрепляемый. Если коэффициент Пуассона для стали равен примерно 0,3, то радиальное напряжение составит около ЗОУ₀ от осевой нагрузки.

В обоих случаях для определения перемещения используется очень компактный акселерометр на интегральной схеме, который встроен в датчик измерения нагрузки. Таким образом, необходим только один кабель для соединения компьютера и датчика нагрузки. Скорость движения является результатом интегрирова-ния сигнала ускорения акселерометра, а повторное интегрирование дает значение положения полированного штока как функции времени. Благодаря высокой скорости обработки информации компьютером, применяемым в комплексе систем "Анализатор", данные динамометрии появляются на экране сразу по мере измерения. В отдельном окне представляется график потребления электрического тока двигателем станка-качалки: анализ потребления электрического тока дает представление об уравновешенности станка-качалки.

Примеры графиков, получаемых при исследовании насосов с помощью комплексной системы "Анализатор", приведены на рисунке 1.1

1 -- зависимость нагрузки на полированном штоке от положения балансира СКН (несколько циклов);

2 -- зависимость нагрузки на полированном штоке от времени;

3 -- зависимость нагрузки на полированном штоке от положения балансира СКН;

4 -- зависимость тока электродвигателя привода СКН от времени;

5 -- зависимость нагрузки на плунжере насоса от положения балансира СКН.

Рисунок 1.1 Примеры графиков, получаемых при исследовании с помощью комплексной системы "Анализатор"