基于LabVIEW的动静涡旋端面摩擦温度测试系统

摘要：无油润滑涡旋压缩机动静涡旋端面摩擦温度是反映压缩机工作性能的重要参数。为真实实现端面摩擦温度的测量，采用了摩擦温度信号的非接触热平衡测量方法，通过虚拟仪器软件开发平台LabVIEW及相关硬件产品，构建动静涡旋端面摩擦温度测试系统，实现温度信号的实时采集，提高了测量精度。结果表明，相比传统的信号采集系统，基于LabVIEW的数据采集系统具有成本低廉，人机界面友好，开发周期短，数据处理简单方便以及便于维护等优点。这将对无油润滑涡旋压缩机动力学特性分析、理论设计和提高其性能等具有重要的意义。
关键词：涡旋压缩机；LabVIEW；摩擦温度；信号采集

涡旋压缩机是一种新型容积式压缩机，具有结构简单、运转平稳、效率高、可靠性高等特性，其应用范围目前已从制冷、动力工程向医药、食品、燃料电池等需求无油污染的洁净压缩气体的领域拓展。涡旋压缩机主要由动静涡旋、曲轴、防自转机构和支架组成。动涡旋在防自转机构的约束下，由曲轴带动相对静涡旋作公转平动。由于运转过程中存在较多摩擦副，因此，实现无油润滑，不同材料对偶摩擦副的摩擦温度是研究的关键问题之一。摩擦副产生的热量对压缩机的性能和摩擦副的磨损、润滑特性等都具有很大的影响，所以，对摩擦副的摩擦温度的研究将对涡旋压缩机的动力学特性分析、理论设计和提高其性能等具有重要的意义。
本文基于虚拟仪器软件开发平台，借助其强大功能实现了动静涡旋端而摩擦表面温度信号的采集。LabVIEW (Laboratory Virtual Instr ument Engineer Workbench)是实验室虚拟仪器集成环境的简称，具有直观的前面板用户界面和流程图式的编程风格，同时还具有数据采集、数据处理、存贮打印等多种功能，是一个功能强大的图形化软件开发平台。其插入式DAQ板、SCXI卡等硬件以程序模块为基础，精度高，稳定性好，可以构建性能优良且廉价的测试系统。

1 涡旋端面摩擦副的结构及温度传感器的安装
动静涡旋端面摩擦副结构示意如图1所示。将自润滑材料镶嵌在涡旋齿顶构成动静涡旋齿顶端面摩擦副，动涡旋盘在曲轴的驱动下作回转平动，动、静涡旋摩擦副在轴向力作用下紧密贴合，自润滑材料在涡旋盘金属材料表面生成一层自润滑转移膜，从而达到润滑作用。由于受传感器结构的限制以及为便于传感器的安装对动静涡旋盘进行简化，如图2所示，本测试系统在静涡盘上同一半径圆周上均匀布置4个温度传感器。