[發明專利]液壓元件試驗臺分布式狀態監測網絡系統

有效

• 申請號: 201310512785.6
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN103541948A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 張之敬;金鑫;張琦;葉鑫;張高陽;騰飛;劉星
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: F15B19/00
• 分類號: F15B19/00;F15B20/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李愛英;仇蕾安

技術領域

本發明涉及液壓元件狀態監測技術領域，具體涉及一種基于液壓元件試驗臺分布式狀態監測網絡系統。

背景技術

液壓系統是以油液作為工作介質，利用油液的壓力能并通過控制閥門等附件操縱液壓執行機構工作的整套裝置。隨著科學技術的迅猛發展，液壓系統對液壓元件的性能要求越來越高，液壓試驗在液壓系統研制過程中起著舉足輕重的作用，對液壓系統全過程的試驗任務、數據、質量記錄實行實時綜合管理、綜合處理、綜合分析，已成為對液壓系統性能與質量全壽命周期綜合監測、管理、評估和改進的重要手段。

一直以來我國車液壓系統試驗技術都比較落后，這主要表現在對零部件、組件和系統在加工、檢測、試驗和系統調試過程中每個階段的定量監控和評價，更缺乏全壽命周期監控和定量、全面、綜合的監測與控制。造成的直接后果是全部關鍵部件都要進行試驗，產品性能只能根據試驗結果評價，也就是末端評價。致使產品研制生產周期長、試驗次數多、產品性能不穩定；同時增加了成本、嚴重浪費了資源，增加了環境負擔。和發達國家相比差距很大，要想真正提高液壓系統研制與試驗水平，還需要對目前的液壓系統研制與試驗技術與裝備進行網絡化、自動化、智能化改造。

我國現有的試驗與檢測方法主要還是采用機械式監測儀器，主要缺點有：1、試驗數據靠人工讀取并手工記錄，這樣不僅效率低下，而且給數據的進一步處理帶來很多不便。2、各個試驗臺之間是彼此孤立的，沒有統一的數據庫對其進行管理，因此對系統的整體分析受到一定的限制，無法充分利用試驗數據的價值。3、對數據缺乏長期的存儲與管理，很多情況下每次的試驗數據只在當次分析中被使用，不能從多次數據中發現液壓系統中隱藏的規律。

近年來，有部分科研工作者對液壓監控試驗臺進行了研究和改進，采用傳感器采集液壓元件信號，將信號傳輸至數據采集卡，然后通過上位機軟件實現數據采集、分析等功能。這些研究改善了液壓元件的監測技術，但仍然存在許多不足的地方需要改進。

首先，現有的液壓元件狀態監測系統無法將采集到的多路信號在波形圖控件上分別予以顯示，而只能在同一個波形圖內以橫軸為時間軸，縱軸為電壓軸來表示溫度、壓力和流量的監控，這樣不能直接表示出溫度值、壓力值和流量值。

其次，現有的液壓元件狀態監測系統對采集到數據進行數據分析時是將采集到的數據直接輸入到數據計算模塊之中，由于數據采集是每單位時間采集到一個數組，并將此模式不斷循環，如果將數據計算模塊放置在循環結構之中，就有可能導致采集模塊速度與分析模塊速度不一致而導致數據不能實現連續的采集。

再次，現有的存儲方式為將產生的數據通過網絡直接發送給遠程數據庫進行存儲，如果網速受限，程序的運行速度將會得不到保障；

最后，現有的液壓元件狀態檢測系統只是單一的一臺監測儀器，沒有實現網絡化監測技術，無法在其他地點實現監控，在廠區內使用有一定的局限性。

發明內容

針對以上提出的問題，本發明提出了一種基于液壓元件試驗臺分布式狀態監測網絡系統，可以對液壓元件進行高速數據采集、數據分析、數據存儲，并具備遠程監控以及報警等功能，對液壓元件狀態監測的實時性、準確性有著很好的改進，采集到的數據也能夠完整、有序的進行儲存。

本發明包括多個傳感器、與多個傳感器一一對應的濾波電路、服務器、現場工控機、數據采集卡以及遠程客戶端，其中在現場工控機上設置有數據采集模塊、數據計算模塊、數據分析模塊、顯示模塊、數據存儲模塊、網絡監控模塊；多個傳感器分別設置在液壓元件試驗臺上需要采集信號的位置；

多個傳感器包括第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和流量傳感器，每個傳感器輸出一路信號，每路信號分別由與傳感器一一對應的濾波電路進行濾波；

數據采集卡，通過各濾波電路采集各傳感器信號，并將采集到的各路傳感器信號發送給數據采集模塊；

數據采集模塊，接收數據采集卡發送的各路傳感器信號，并將各路傳感器信號放置在隊列中，并將隊列中的各路傳感器信號發送給數據計算模塊和數據存儲模塊；

數據計算模塊，1.接收各路傳感器信號，各路傳感器信號均包括一個波形文件，波形文件由時間點和數組組成，其中數組為在對應的時間點上采集到的一系列數據，此時該數據為電壓值；各路傳感器信號處理方式相同：用“索引數組”函數按照各路傳感器信號的標號進行索引，進而得到各單路傳感器信號；

將電壓值利用下面的公式轉化為具體的溫度值、壓力值和流量值，最終得到是各單路傳感器信號的時間點與其對應的溫度值、壓力值和流量值，并輸出給數據分析模塊；