1水锤压力现象及其影响。
压力管道中流动着的液体，由于阀门或水泵突然关闭，使得管道内部液体的流速和动量发生急剧的变化，从而引起液体压强的骤然变化，这种现象称为水击。水击所产生的增压波和减压波交替进行，对管壁或阀门(阀门产品）有如锤击一样，因此称为水锤现象。水锤现象对于管路，阀门系统的工作状态有重要的影响。在正常情况下，液体以一定的流速流经管道，具有动能；当液体被突然停止时，这一能量变成了由停止点开始的高压波，它以接近于声音的速度沿管路系统来回的传递。由于液体相对而言是不可压缩的，因此管道内部的液体像一根实心圆柱，迅速膨胀并撞击管路，甚至可能振裂管路，破坏阀门，而且伴随着很大的声响。
在很短的时间内，流体原来的能量虽然终消耗在摩擦和涡流上，但管路，阀门系统却经常在这一时间内受到破坏。
陕西二期抽黄管理局的南郭泵站是抽黄灌溉系统的三级泵站，担负着保证蒲城地区的缺水季节正常农业生产的重要任务。2003年的春灌期间，南郭泵站在停泵关闭阀门过程中，曾出现严重的水锤现象，导致该泵站管道爆裂，不仅泵站不能正常运行，而且迫切需要水源的农业生产也受到了很大的影响。
在产生水锤的过程中，压力升高（简称压升）
计算的一般公式为。
h=hm（t/T）=2LV/g.式中h??实际水锤升压，Pa；hm??代表大水锤升压，由下列方程及参数决定：hm=cV/g，其中c为水波传递速度，m/s；V??水锤前后管道中水流速度变化，m/s；g??重力加速度，m2 /s；t??水锤相，压力波从原点传递到终点又回到原点所用时间s，t=2L/c；L??管长，m；T??闭阀历时，水流被切断的实际时间，s.通过上述水锤压力的计算公式可知：在一个已经投入运行的泵站中，要调节关闭阀门过程中水锤的压力变化，较容易的手段就是控制闭阀历时。其余的参数如：管长L，水波速度c等已经由现场条件决定，很难更改。这样，找出阀门的关闭时间同水锤过程中压力变化的规律就成为本文研究的内容。
2测试系统的结构。
由于泵站已经运行多年，工程现场的条件比较复杂，纯理论上的计算已经不能够满足实际操作的需要，这就要求利用一种合适的测试方法纪录在关闭阀门的过程中管道内部水流压力的变化，并且进行整个过程的压力波形显示，通过对水锤压力变化规律的分析，找到减小水锤影响的闭阀规律与闭阀历时。
为了能够完整记录全过程的管道压力变化，尤其记录水锤压力的大值，不出现数据遗漏现象，对压力信号的采集速度要求相对较高。经过反复比较，我们选择虚拟仪器技术开发该测试系统。
虚拟仪器综合运用了计算机，标准总线，数字信号处理技术和软件工程方法，代表了测量仪器与自动测试系统发展方向，其开发软件Lab- VIEW是目前发展快，功能强的图形化软件开发环境。具有编程直观方便，调试容易，采集速度高，数据存储量大和后续数据处理能力强等特点。
2.1硬件部分。
传感器采用C23型压力变送器，在南郭泵站管道的水泵出口和曾被水锤破坏处安装针阀，变送器拧在针阀上；这样在正常运行时，关闭针阀不影响泵站工作；实验时，打开针阀，压力变送器监测管道的压力变化。压力变送器将0～1MPa的压力信号转为4～20mA电流，通过串联标准250电阻，将电流转为1～5V电压信号进入数据采集卡的接线板；采集卡选择台湾研华PCL- 818L高速多功能数据采集卡，采集速度可达20K/s，完全可以满足水锤压力测试的需要，并且研华提供了在LabVIEW环境下的驱动程序Ad- vantechLabVIEWDriver，使得编程工作大大简化。
2.2软件部分。
采用虚拟仪器开发软件LabVIEW6.1进行编程，程序可扩展性强，结构清晰，对于开发测量，测试系统非常适合。并且在完成水锤压力测试后，利用同一套硬件系统（计算机，采集卡）编写不同的软件，可以继续开发出其他的自动测试系统，真正体现虚拟仪器的"计算机就是仪器"的特点，不造成资金上的浪费。（已利用本系统研发出励磁系统静态动特性测试仪）
3基于虚拟仪器的水锤压力测试系统。
利用LabVIEW6.1软件开发的水锤压力测试系统的界面。
操作界面内容简单，复杂的编程工作全部在后台完成，方便操作人员使用。在此界面上，较大的趋势图将两个传感器测试的压力变化波形综合显示出来，方便试验人员进行观察比较；小的趋势图分别显示两个传感器各自的压力变化过程；两个表头实时显示压力数值；全过程的数据保存在指定的路径中；每个传感器的大值，小值及发生的时刻分别可以显示出来。并且，每个趋势图都可以进行放大，缩小，移动，操作灵活，使用方便。
4本测试系统的应用。
在利用LabVIEW6.1开发测试系统的过程中，由于泵站的大功率电动机产生的电磁干扰比较严重，为了使本测试系统正常工作，保证测量的准确性，在软件内部设置了数字滤波器改善数据显示的效果。以三合泵站的一个压力信号为例，设置数字滤波器前后的效果。在南郭泵站应用本测试系统。
趋势图的横轴以10ms为单位，纵轴以MPa为单位。从图上可以看出，利用虚拟仪器技术开发的水锤压力测试系统完全可以测量和记录闭阀过程中，管道水流在测点处的压力变化。数据没有出现遗漏现象，泵站运行人员可以通过本测试系统进行针对性试验，找出适合南郭泵站的闭阀规律及历时，从而减小水锤现象对管道和阀门系统损害。
5结语。
本测试系统只是作为测量水锤压力变化趋势的一个工具，大量复杂的工作是利用本虚拟仪器测试在不同的水泵阀门关闭方式及历时下，水锤压力变化的规律，避免因"水锤"引起的爆管事故。
在此测试系统的基础上，可以利用同一套硬件设备（计算机，采集卡），配以不同的传感器（如温度，湿度，振动，电量等），编制不同的软件，就构成了多种用途的测试仪器。这种以低资金投入而又能迅速组建出多种不同用途的，功能强大的，高精度，宽测试速度范围的自动测试系统的虚拟仪器技术，在别的行业内已开始使用，在水电行业还不多见，但具有良好的发展前景。
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