介紹了燃氣采暖熱水爐的水阻力性能測試要求，論述了水阻力測試自動試驗臺的設計原理和實現功能。

關鍵詞：燃氣采暖熱水爐水阻力自動采集壓差流量曲線圖。

1引言GB25034-2010《燃氣采暖熱水爐》已于2011年7月1日起正式實施，該標準從技術水平，產品的安全性、可靠性、能效性等都與歐洲接軌。其中還規定了水阻力的試驗要求。這項要求主要是測試燃氣采暖爐中循環水泵的性能，以及燃氣采暖爐自身采暖系統管路設計的合理性。例如，管路設計中是否有死角，管徑的大小是否合適，這些都會影響到水泵的揚程。循環水泵輸送熱水到暖氣片、地暖等采暖裝置末端，水泵性能的好壞直接影響到實際的采暖效果。水泵的揚程要與采暖系統阻力相匹配，否則將會導致水泵不能滿足要求，甚至不能正常工作。新國標中這項性能的要求就是要測量采暖爐采暖系統的自身阻力，在其自身阻力下循環水泵壓力差與流量的關系。測試的水泵壓差流量曲線與廠家說明書中的水泵壓差流量曲線作對比，防止以次充好，以小充大等現象的發生，更好的為產品質量把關。

2標準要求GB25034-2010《燃氣采暖熱水爐》中6.9水阻力性能要求：在7.9條的試驗條件下，器具的水阻力應符合制造商在技術說明書中給出的水阻力或壓力曲線。7.9水阻力試驗：測試器具對水的阻力(單位為kPa)時，實驗用水的流量應對應于器具在額定熱輸入狀態下運行，出水溫度為80℃，回水溫度60℃或制造商規定的數值。用環境溫度下的水進行試驗。試驗裝置如圖1所示。在試驗之前或之后，將兩個試驗管直接互相連接，測試其在不同流量時的自身阻力。在相同的試驗條件下，驗證制造商為帶有內部水泵的器具所提供的壓力曲線。

3自動測試試驗臺裝置的研制

(1)方案設計根據標準要求，該自動試驗臺所需硬件主要包括：溫度傳感器、差壓計、流量計、流量調節閥、數據采集模塊、PC機。整個系統硬件結構如上圖2所示。該自動測試臺通過安裝有檢測軟件的PC機經數據采集控制模塊，實時監測采暖系統的水流量，出回水壓力差，控制閥門開度改變水流量，來達到自動采集調節水流量與水壓差，繪制壓力流量曲線等功能。完全不用人的干預，達到無人看守的自動測試功能。

(2)硬件及軟件設計該系統硬件包括水路和電路。在管路系統設計中，水路的布局設計是個非常重要的問題。因為這項試驗本身就是測水的阻力，所以水路的設計應盡量避免帶入附加的管路阻力，管子一律選用管徑為DN32的不銹鋼管件，并在合適的位置安裝排氣閥，隨時都可以將管路中的氣體排出循環系統外。水路設計中還加入了采暖爐自動補水、泄水等功能，完全實現自動化。在電路設計上，要根據測試系統中所選用的儀器、儀表來布置，該系統中各參數測量儀器均采用進口及國內先進的器件和測試技術而開發的，溫度測量采用Pt100精度等級A級4-線制溫度傳感器,具有響應時間短、精確度高等特點。流量測量采用西門子德國原產電磁流量計精度0.25%，量程0.2～10.0m/s，電磁流量計根據法拉第電磁感應定律設計，其大小正比于介質流速和磁通密度，以及電極間的距離，信號電壓用變送器轉換成標準信號，方便數據采集，而且電磁流量計無節流部件，壓力損失小，減少能耗，只與被測流體的平均速度有關，測量范圍寬只需經水標定后即可測量其他介質，無須修正。壓力差測量采用美國SOLUTION差壓變送器，測量范圍：0～2.精度0.25%，輸出標準電流信號。流量調節閥選用Fisher的ET電動調節閥，進行遠程控制。電磁閥選用德國berkert氣動閥，實現不同水路的切換。數據采集模塊選用研華的ADAM系列模塊對各參數進行高精度采集與控制。系統各部件電路連接圖，如圖3所示。測控部分設計中，主要采用PC機和各種數據采集模塊相互配合，實現數據的采集、處理和控制。所選用的數據采集模塊是一種傳感器到計算機的智能接口模塊，模塊中包含有內建的單片機系統，可掛接在RS-485總線上被連接到任何一種計算機或終端上。在模塊與主機間的通訊中使用了ASCII格式命令，從而可方便地使用任何一種高級語言對其進行編程。它們可提供多種功能，如對信號的濾波、對輸入信號放大倍數的調整、A/D和D/A變換、數據比較以及數據通訊等。信號采集模塊將采集到的信號轉換成485信號，信號轉換模塊將485信號轉換成232信號，計算機通過串行通訊的方式與各模塊實現通訊。在硬件設計上，只占用PC機的一個串口，硬件連接方便，擴展容易。軟件設計方面，實現整個過程的自動化。將采暖爐安裝好后，自動測試臺將會對其進行自動補水，補水完畢后，測量出水泵的最大流量，根據最大流量來計算流量調節的步長，通過調節閥門開度來調節流量，當流量達到設定值后自動采集流量與壓差，并實時的繪制出壓差流量曲線圖。

(3)舉例說明下面以某廠家兩用爐為例，來進一步明水阻力測試臺所實現的功能。試驗中需要采集的量有采暖水流量、采暖水溫度、采暖進出水壓力差，需要控制的量有流量調節閥、電磁閥等。試驗控制流程如圖4所示。從流程圖可以看出，試驗基本上都是順序進行的，整個試驗過程都在電腦的監控之下，其中，所有的判斷都是通過PC機采集各傳感器的數據來進行的，而控制則是通過采集控制模塊輸出模擬量來完成對閥門的調節。程序界面如圖5所示。從程序界面中可以看出，在試驗進行過程中，工作人員可以根據界面曲線圖對整個試驗進程中的各種參數變化過程有一個非常清楚的了解。在數據采集方面，軟件實現了水壓差和水流量的采集100ms一次，并對采集到的數據進行準確的實時曲線顯示，根據實測數據進行坐標自動變換，數據庫存儲，并對最后的測量結果求取平均值，相比于人工操作時只讀取某一時刻壓差值、流量值，測試數據更準確，提高了檢測精度。

4結論綜上所述，水阻力性能測試自動試驗臺，實現了試驗過程的完全自動化，達到無人看守的自動測試過程。軟件設計上實現了對檢測過程參數進行高頻率采樣并取平均值的方式進行數據處理，提高了檢測的精度。同時實現對檢測過程中水壓差及水流量關系曲線進行實時顯示，幫助檢測人員更好的了解和掌握試驗過程中參數的變化，并對曲線圖進行自動存儲，完成人工操作無法實現的功能。并可以自動生成試驗記錄表，省去了人工填寫試驗記錄的麻煩，提高了工作效率。