[發明專利]一種基于LabVIEW的增氧機自動測試系統

有效

• 申請號: 201310120207.8
• 申請日: 2013-04-09
• 公開（公告）號: CN103235216A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 石瑞;陳寅杰;何雅萍;韓夢遐
• 申請（專利權）人: 中國水產科學研究院漁業機械儀器研究所
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 吳澤群

技術領域

本發明屬于漁業機械技術領域，特別涉及一種基于LabVIEW的增氧機自動測試系統。

背景技術

國家漁業機械儀器質量監督檢驗中心于上世紀90年代初即與同濟大學合作研制了基于Visual?basic的增氧機測試系統，該系統的使用，對于提高檢測效率和準確度、大大減少檢測人員的工作量發揮了重要的作用，但是該套系統存在著一些不足；首先，信號采集卡與溶氧儀之間匹配程度較差，產生尖峰干擾信號；其次，軟件數據庫對數據文件的管理混亂；第三，純代碼的編程模式降低了程序的可讀性，為軟件平臺的進一步改進增加了不少困難。因此，有必要制定一款通用性強，易擴展的增氧機自動采集軟件并結合便攜、可靠的數據采集設備來改變老一套的測試模式。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于LabVIEW的增氧機自動測試系統，以解決現有測試系統的問題。

本發明的技術方案是，一種基于LabVIEW的增氧機自動測試系統，包括一臺用于在水體中產生溶解氧的增氧機，一臺用于檢測水體溶解氧的溶氧儀，溶氧儀的輸出接入數據采集儀的輸入，數據采集儀的輸出接入計算機的輸入，所述增氧機的另一個輸出接入電能分析儀的輸入，電能分析儀的輸出接入所述計算機的另一個輸入。

所述溶氧儀采用美國YSI公司研制型號為YSI-58的溶氧儀，該型號的設備具有自動溫度補償的膜探頭，附帶攪拌器，設備支持電壓信號輸出，最大輸出直流電壓為1V，溶氧值變化范圍在0～20mg/L之間，精度達到0.01mg/L，所述溶氧儀輸出電壓值的采集采用單聲道接口；

數據采集儀選用GRAPHTEC公司研發的型號為GL900的多路數據采集儀，該設備支持8路通道同時采集，搭載16位A/D轉換功能，數據收錄最高達到100kHz高速取樣，同時還配有內置RAM，最大數據點數達到100萬點；

數據采集儀與計算機的連接接口支持USB接口和/或LAN網口，可根據實際情況任選，在所述系統實際運行的過程中，只需要使用前3路通道進行實時溶解氧值的采集；

所述的增氧機電能的消耗值選用型號為DZFC-1型電能分析儀來進行測試。

所述的增氧機自動測試系統采用的是NI公司的LabVIEW平臺，在進行測試前首先進行參數的設置，“基本設置一”界面中實現對于檢驗編號、檢測日期、試驗的次數選擇等參數的設置；

在“基本設置二”界面中實現對于試驗地點、水溫、氣壓及試驗水體積等參數的設置，此處水溫直接影響氧在水中的飽和溶解值，在輸入氣溫、氣壓參數的同時已經通過軟件自動索引到對應的飽和溶解氧值；

在“高級設置”界面中實現對于采樣率、采樣間隔及采樣通道輸入信號類型等參數的設置；

參數設置完畢后進入“主測試界面”，等待采集系統采集的溶解氧值到達一定值的時候自動或者通過手動方式開始進行數據收錄，收錄的數據可以通過路徑選擇存入NI公司主推的TDMS格式的二進制文件中，方便后期的調用并查看原始數據；

當采集到的3路溶解氧平均值大于之前索引到的飽和溶解氧值80%的時候，自動停止收錄；

通過調用數據處理程序進行后期的數據處理，消除由于增氧機電機的運行及水體電解物質等所引起的數據偏移的現象并通過相關標準中算法的運算，最終實現報表的輸出及打印。

當3路通道所采集到溶氧值的平均值大于或等于飽和溶解氧值80%時，采集收錄停止，對原始數據進行后續的處理，分為3部分：

首先，通過建立線性回歸方程的方式，刪除偏離回歸曲線較大的數據；

其次，當數據篩選完畢之后，依據《SC/T6009-1999增氧機增氧能力試驗方法》中“增氧能力”及“動力效率”的算法進行運算處理；

最后，將3路信號通過計算平均值的方式得出水池中總體增氧速率，繼續通過建立回歸方程的方式最終建立回歸曲線以排除無效數據，最終輸出增氧機試驗報告、取樣點溶解氧值記錄表及溶氧值與時間曲線圖。

《SC/T6009-1999增氧機增氧能力試驗方法》中增氧能力的計算過程中需要結合4個參數推算而出，分別為氧質量轉移系數K_La(T)、20℃水溫時氧質量轉移系數K_La(20)、試驗用水體積V及20℃時飽和溶解氧值C_s，

氧質量轉移系數K_La(T)計算公式如下：