阅读说明：本技术 一种离心泵试验数据修正方法 (Centrifugal pump test data correction method ) 是由 朱荣生 陈一鸣 杨爱玲 于 2019-12-18 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种离心泵试验数据修正方法,包括如下步骤：检测并计算离心泵在不同流量Q时的扬程H、功率P和效率η参数；采用基于最小二乘法原理的Polyfit函数得出的修正公式H＝f(Q)、P＝f(Q)和η＝f(Q),再与插值法相结合的方法分别对扬程H、功率P和效率η的试验数据进行修正；对性能曲线进行拟合时进行二次修正。本发明采用最小二乘法与插值法相结合的修正方法,消除了试验测试中的原始数据可能存在的测量误差,提高了修正精度,降低了试验数据测量误差。(The invention provides a centrifugal pump test data correction method which comprises the following steps of detecting and calculating lift H, power P and efficiency η parameters of a centrifugal pump at different flow rates Q, correcting formulas H (f), (Q), P (f), (Q) and η (f) (Q) obtained by a Polyfit function based on a least square method principle, correcting test data of the lift H, the power P and the efficiency η respectively by a method combining with an interpolation method, and correcting performance curves for the second time.)

一种离心泵试验数据修正方法

技术领域

本发明涉及水泵测试技术领域，特别涉及一种离心泵试验数据修正方法。

背景技术

目前，水泵性能试验是水泵生产的重要环节，是检验水泵加工制作组装和性能质量的有效手段，这能对泵类产品的检验和验收起到关键性作用。现有的水泵性能测试系统中常采用插值法来对泵试验数据误差进行修正，从而得到泵类产品的性能曲线。但在部分场合下，插值法对泵试验数据误差进行修正存在精确性不高的情况，从而导致拟合数据不达标。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种离心泵试验数据修正方法，采用最小二乘法与插值法相结合的修正方法，降低了试验测试中的数据误差，提高了修正精度，能保证拟合程度具有较高的精确性。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种离心泵性能曲线拟合修正方法，包括如下步骤：

检测并采集离心泵在不同流量Q时的扬程H、功率P和效率η参数；

采用基于最小二乘法原理的Polyfit函数法与插值法相结合的方法分别对扬程H、功率P和效率η的检测参数进行修正；

根据修正后的流量Q、扬程H、功率P和效率η参数，分别建立Q-H曲线、Q-P曲线和Q-η曲线；

对性能曲线拟合修正并输出。

进一步，对试验数据修正，具体为：

根据基于最小二乘法原理的Polyfit函数求得的n阶近似表达式计算修正值集y₁{h₁,p₁,η₁}和y₂{h₂,p₂,η₂}，根据插值法将随机选取目标数据点相邻的两个数据点计算Q₂；

根据y₁{h₁,p₁,η₁}和y₂{h₂,p₂,η₂}取中值，计算y_修正值；

分别计算原始数据值y与修正值y_修正相对误差值m、n、r；

判断过程：若原始数据值y与修正值y_修正相对误差值m、n、r均小于5.5％，将当前修正数据输出，并对其他数据点进行修正。若原始数据值y与修正值y_修正误差值m、n、r中任意值大于等于5.5％，则重新随机选取目标数据点相邻的两个数据点，重复计算原始数据值y与修正值y_修正之间的相对误差值m、n、r和判断过程。

进一步，采用基于最小二乘法原理的Polyfit函数求得的n阶近似表达式对试验原始数据进行修正计算，具体公式如下：

h(Q)＝-9e^-7Q³+0.0004Q²-0.1424Q+137.34

p(Q)＝-2e^-6Q³+0.001Q²-0.0019Q+60.84

η(Q)＝-4e^-9Q⁴+4e^-6Q³-0.0024Q²+0.6951Q+0.0515

本发明的有益效果在于：本发明所述的一种离心泵试验数据修正方法，先采用最小二乘法与插值法相结合的修正方法，消除了试验测试中的原始数据可能存在的测量误差，提高了修正精度。

附图说明

图1为本发明所述的一种离心泵试验数据修正方法流程图；

图2为本发明所述的具体实施例中Q-H曲线、Q-P曲线和Q-η曲线拟合示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1所示，一种离心泵性能曲线拟合修正方法，包括如下步骤：

检测并采集离心泵在不同流量Q时的扬程H、功率P和效率η参数；

选取目标数据点Q₁，采用基于最小二乘法原理的Polyfit函数法与插值法相结合的方法分别对扬程H、功率P和效率η的检测参数进行修正；

基于最小二乘法原理的Polyfit函数求得的n阶近似表达式如下：

h(Q)＝-9e^-7Q³+0.0004Q²-0.1424Q+137.34

p(Q)＝-2e^-6Q³+0.001Q²-0.0019Q+60.84

η(Q)＝-4e^-9Q⁴+4e^-6Q³-0.0024Q²+0.6951Q+0.0515

对试验数据修正，具体为：

根据基于最小二乘法原理的Polyfit函数求得的n阶近似表达式计算修正值集y₁{h₁,p₁,η₁}和y₂{h₂,p₂,η₂}，根据插值法将随机选取目标数据点相邻的两个数据点计算Q₂；

根据y₁{h₁,p₁,η₁}和y₂{h₂,p₂,η₂}取中值，计算y_修正值；

分别计算原始数据值y与修正值y_修正相对误差值m、n、r；

判断过程：若原始数据值y与修正值y_修正相对误差值m、n、r均小于5.5％，将当前修正数据输出，并对其他数据点进行修正。若原始数据值y与修正值y_修正误差值m、n、r中任意值大于等于5.5％，则重新随机选取目标数据点相邻的两个数据点，重复计算原始数据值y与修正值y_修正之间的相对误差值m、n、r和判断过程。

根据修正后的流量Q、扬程H、功率P和效率η参数，分别建立Q-H曲线、Q-P曲线和Q-η曲线；

对性能曲线拟合修正并输出。

下面以某型号的离心泵为具体实施例。

离心泵基本参数如下：流量Q＝290m³/h，扬程H＝102m，转速n＝1480r/min，比转速n_s＝47.9。

具体操作步骤如下：

S01：记录试验数据。运行水泵测试系统，在数据采集模块中流量计、压力传感器监测采集各工况下的试验数据，并转换成电信号传输至试验数据修正模块。采集的部分离心泵外特性数据，如表1所示。

表1离心泵外特性数据

流量Q(m<sup>3</sup>/h)	扬程(m)	功率(kW)	效率(％)
				0	137.56	61.11931	0
104	124.42	68.53595	51.43
				152	120.46	77.62387	62.45
202	115.93	88.39608	72.17
				250	109.15	96.78278	76.8
372	83.92	111.89776	76

S02：修正试验测量数据。在试验数据修正模块中，已设置的公式对试验数据点进行逐一分析。

如图2所示，运行步骤如下：

S02.1：随机选取目标数据点的横坐标值Q₁。Q₁∈[Q_min,Q_max]；

S02.2：对目标数据点(Q₁,H)、(Q₁,P)、(Q₁,η)进行分析。根据最小二乘法修正，将待修正点的横坐标值Q₁＝202分别代入h(Q)、p(Q)、η(Q)得到h(Q)＝h₁＝117.48，p(Q)＝p₁＝84.78，η(Q)＝η₁＝68.84，得到y₁{117.48，84.78，68.84}；

S02.3：由待修正点Q相邻的两个数据点横坐标值Q_m＝152和Q_n＝250，根据方程Q₂＝(Q_m+Q_n)/2，将Q₂＝201分别代入h(Q)、p(Q)、η(Q)得到h₂＝117.57、p₂＝84.62、η₂＝68.76，得到y₂{117.57，84.62、68.76}；

S02.4：将其带入公式y＝(y₁+y₂’)/2得到修正值y_修正{117.53、84.7、68.8}；

S02.5：计算数据修正前后的相对百分比误差值m、n、r。本次相对误差值m、n、r均小于5.5％，则进入S02.6；

S02.6：对其他数据点进行修正，重复运行步骤S02，直至所有的数据点修正后，输出修正后的试验数据。

S03：性能曲线拟合并修正。

S04：数据输出。如图2所示。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。