[發(fā)明專利]基于FPGA的船用中低速柴油機(jī)氣缸壓力在線監(jiān)測系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610871926.7
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN106644492A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余永華;伍柳泉;楊建國
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G01M15/05
• 分類號: G01M15/05;G01M15/08
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 崔友明,李丹

1.一種基于FPGA的船用中低速柴油機(jī)氣缸壓力在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括：

傳感器，所述傳感器包括用于獲取氣缸缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的缸壓傳感器、用于獲取柴油機(jī)上止點(diǎn)脈沖信號的上止點(diǎn)傳感器和用于獲取柴油機(jī)曲軸轉(zhuǎn)角信號的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器；

信號調(diào)理單元，所述信號調(diào)理單元包括缸壓調(diào)理模塊和觸發(fā)信號調(diào)理模塊，所述缸壓調(diào)理模塊用于將氣缸壓力傳感器的輸出調(diào)理為2.5V范圍內(nèi)的電壓信號供采集控制單元采集；觸發(fā)信號調(diào)理將上止點(diǎn)和曲軸轉(zhuǎn)角傳感器的信號輸出調(diào)理為標(biāo)準(zhǔn)的TTL信號；

采集控制單元，用于對信號調(diào)理單元處理的船用柴油機(jī)多缸缸壓信號進(jìn)行等曲軸轉(zhuǎn)角同步采集和預(yù)處理；所述預(yù)處理包括斷線檢測、曲軸轉(zhuǎn)角脈沖畸變點(diǎn)判斷、瞬時轉(zhuǎn)速計(jì)算和缸壓信號周期平均；

所述采集控制單元的等曲軸轉(zhuǎn)角同步采集方法如下：船用中低速柴油機(jī)多缸缸內(nèi)壓力等曲軸轉(zhuǎn)角同步測量，曲軸轉(zhuǎn)角信號接入FPGA某一全局時鐘引腳，通過其他多個全局時鐘引腳同步輸出作為A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)采集觸發(fā)信號，A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)輸出的同步時鐘由控制器FPGA產(chǎn)生，系統(tǒng)以上止點(diǎn)和曲軸轉(zhuǎn)角信號觸發(fā)采集，從而實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)多缸氣缸壓力的同步等曲軸轉(zhuǎn)角采集。

上位機(jī)，用于通過預(yù)處理后的缸壓數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析處理、計(jì)算氣缸壓力特征參數(shù)，對比顯示各缸示功圖。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣缸壓力在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述缸壓傳感器為電流型傳感器，輸出4-20mA范圍電流信號。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣缸壓力在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述采集控制單元中，單個單元配置6路缸壓數(shù)據(jù)采集通道。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣缸壓力在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述所述氣缸壓力在線監(jiān)測系統(tǒng)還包括通信模塊，用于實(shí)現(xiàn)采集控制單元和上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣缸壓力在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述氣缸壓力在線監(jiān)測系統(tǒng)包括多個采集控制單元，各采集控制單元之間通過同一上止點(diǎn)信號開始采集，曲軸轉(zhuǎn)角信號觸發(fā)采集。