文献综述
1. 1、课题研究现状及发展趋势
潜水电泵产品是一种潜入水下运转的提水机械，主要有小型潜水电泵、污水污物潜水电泵、井用潜水电泵和潜水螺杆泵四种类型。[1]二十多年来，随着科学技术的发展，我国潜水电泵行业无论从科技、经济大的宏观因素还是企业的规模、人才的培养等微观角度来看，都取得了长足的进步[2]。
潜水电泵具有结构紧凑、安装便捷、使用方便，潜水泵具有噪声小，散热条件好，电机效率高，电机使用寿命长等特点。[3]就潜水泵的工作特点，其产品质量性能所具有的重要性，国家用标准进行约束。以GB 32029-2015 《小型潜水电泵能效限定值及能效等级》为例，其中规定了小型潜水电泵的能效等级、能效限定值、节能评价值、试验方法、检验规则和能效等级标识，其关键性能的测量显得越来越重要。[4]
长期以来，我国的水泵测试主要以手动或半自动化形式进行试验的操作、试验数据的采集和试验曲线的绘制，这种试验方式存在自动化程度低、测量结果精度低、操作复杂导致生产效率低等缺点。[5]目前在我国，许多水泵厂家生产规模较小并且产品呈现多样化，这些企业一般无法按照国家标准拥有完善的检测系统。[6]因此，我国的水泵测试系统大多存在以下问题：（1）投资巨大，只适合大型企业使用，许多中、小型企业无法推广使用；（2）测试系统为专用系统，几乎无法升级和调整，所有设定都是固定的，不同种类的水泵测试需配合不同的测试系统；（3）测试系统功能单一，不能满足不同工况的测试需求；（4）操作复杂，浪费人力；（5）精度较低，试验结果准确性差。因此，在满足国家标准 GB/T3216-2005 的基础上，利用先进的科学技术实现水泵性能试验的自动控制已成为国内众多水泵生产厂家及研究单位的一项重要的研究课题。[7]
欧美国家最早对泵测试技术进行深入研究，测试系统已趋于成熟，在水泵研制和性能测试方面经验非常丰富。早在1961年，英国就建立了第一台水力试验台，它是由国立工程实验室研制的，其最大的特点是能够以两种循环方式（开式和闭式）进行试验，并且实现了半自动控制，系统的部分参数是可以自动控制的，试验数据结果可自动生成。[8]目前美国研发的AP1000是目前世界比较先进的水泵试验站，整个测试系统具有性能卓越、集成化程度高、功能齐全、稳定性高等特点，它是目前世界市场现有的运行最安全、设计最先进且经过核电站验证使用的水泵测试系统。[9]
在我国，泵测试技术的发展相对缓慢，二十世纪末以前，我国的水泵测试手段比较落后。水泵性能测试主要采用手动操作测量方式，这种传统的测量方式存在测试仪表众多、控制复杂、劳动强度高、工作效率低、测量误差大等缺点。[10]
进入二十一世纪，随着电子信息技术的迅速发展、智能控制技术的日趋成熟、电子计算机技术大量普及加之国外先进技术的引入，我国水泵测试技术取得了显著的进步。[11]一些单位和研究院运用这些先进的技术相继对水泵试验装置进行了研发，根据试验侧重点的不同建立了各式各样的水泵试验系统，这有利于水泵测试技术的发展。山东省农业机械科学研究院研发的特大型水泵试验台，从功能方面看是比较齐全的。近几年来，各种先进控制方法的涌入使水泵的智能测试技术有了飞跃性的发展。水泵测试系统中大量的应用多功能仪表，智能控制设备，使水泵测试系统有了较高自动化程度、较高的精度、较高响应速率和较高效率。[12]
随着各种先进科学技术发展日新月异，更智能、更人性化的水泵测试系统将成为行业主流发展方向，其发展趋势应专注于以下几点：（1）高精度、高自动化程度 水泵测试系统应摒弃复杂而又效率低下的测量方法，综合采用现代化自动控制技术及其先进的辅助设备自动实现参数测量、数据采集、曲线绘制等功能，试验过程中强调实时性，操作动作要求控制精准，使整个测试系统的精度、响应速度、集成化程度和自动化程度得到大幅度提升。（2）多功能化 运用现代化计算机辅助技术测试实现控制的多功能化将成为水泵测试试验台的发展趋势，力争做到试验台不仅能测试常规项目，包括水泵的性能试验、出厂试验、振动试验、噪声试验，而且能对泵性能改进情况进行测试，包括流速分布、压力脉动和汽蚀试验等。在此基础上需适应多种不同类型水泵的测试要求。（3）集成化程度高 减少测试仪表的数量，尽量采用多功能仪表或嵌入式设备进行水泵内部的流速分布、压力情况、汽蚀情况等内部特征的研究。[13]
目前对于潜水泵性能指标，测量系统现行的是量值分析方法及可靠性分析方法，测量系统现行的量值分析方法在适用范围及对系统误差分析上存在局限，[14]而现行的测量系统可靠性分析方法没有充分考虑测量系统进行量值传递的特点，造成测量系统可靠性分析与量值分析脱离的状况。[15]近年来，国内外的学者们围绕水泵的可靠性模型、可靠性分析和可靠性加速试验方法进了大量的研究工作，取得了很多进展。[16]美国学者提出了基于故障的可靠性分析模型，美国、日本、法国等国的学者针对潜水电泵提出了多个绝缘寿命的估计模型，俄罗斯学者提出了基于多应力模型的加速老化试验方法。但由于水泵所受应力复杂，使用条件差异很大，且属于价格较为昂贵的长寿命可修复产品，因而其实际的运行情况很难模拟。为此，需要将测量不确定度引入测量系统的分析。
