[發(fā)明專利]船用低速柴油機(jī)的燃料消耗測量系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010950694.0
• 申請(qǐng)日: 2020-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN112213108A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊耀;姜建明;陳俊宇;郭鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海中船三井造船柴油機(jī)有限公司
• 主分類號(hào): G01M15/04
• 分類號(hào): G01M15/04;G01M15/02;G01F9/00
• 代理公司: 上海恒慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 祖志翔

1.一種船用低速柴油機(jī)的燃料消耗測量系統(tǒng)，安裝于所述船用低速柴油機(jī)的燃油管路和燃?xì)夤苈飞希撊加凸苈钒ú裼瓦M(jìn)油管路、柴油回油管路、引燃油進(jìn)油管路和引燃油回油管路，該燃?xì)夤苈钒ㄟM(jìn)氣管路和回氣管路；其特征在于：所述的燃料消耗測量系統(tǒng)包括油耗氣耗測量儀和與該油耗氣耗測量儀連接的若干質(zhì)量流量檢測通道；

所述質(zhì)量流量檢測通道包括安裝于各燃油管路和燃?xì)夤苈分星遗c所述油耗氣耗測量儀連接的質(zhì)量流量計(jì)，該質(zhì)量流量計(jì)實(shí)時(shí)測量所在燃油管路的燃油質(zhì)量流量或燃?xì)夤苈返娜細(xì)赓|(zhì)量流量，并將測得的流量數(shù)據(jù)信號(hào)傳遞給所述油耗氣耗測量儀；

所述油耗氣耗測量儀基于FPGA硬件開發(fā)及Linux RealTime實(shí)時(shí)分?jǐn)?shù)算法處理，采用人機(jī)交互方式提供數(shù)據(jù)輸入、記錄、保存和導(dǎo)出操作，該油耗氣耗測量儀包括相互連接的工業(yè)處理器、工業(yè)觸摸屏和用于啟動(dòng)、停止、配置及應(yīng)急切斷的實(shí)體按鍵；所述工業(yè)處理器內(nèi)置數(shù)字濾波、脈沖當(dāng)量解調(diào)、干擾抑制及硬件看門狗實(shí)現(xiàn)電路，所述工業(yè)觸摸屏通過軟件實(shí)現(xiàn)用戶登錄、系統(tǒng)設(shè)置和控制主界面，該控制主界面包括以下功能：啟動(dòng)/停止自動(dòng)控制狀態(tài)、工作模式設(shè)置、燃料模式設(shè)置、參數(shù)設(shè)置、退出控制主界面、顯示故障提示信息、各質(zhì)量流量檢測通道測量信息和油耗氣耗計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)；

所述油耗氣耗測量儀根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置和操作人員的按鍵動(dòng)作，收集和分析處理各質(zhì)量流量檢測通道反饋的燃油質(zhì)量流量和燃?xì)赓|(zhì)量流量數(shù)據(jù)，對(duì)所述質(zhì)量流量計(jì)實(shí)時(shí)測量的流量數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行在線擬合及曲線平滑，使得測試數(shù)據(jù)具有微分可導(dǎo)性，并進(jìn)而計(jì)算出油耗氣耗的結(jié)果數(shù)據(jù)，最后生成和導(dǎo)出油耗氣耗測量報(bào)告，同時(shí)在所述工業(yè)觸摸屏上實(shí)時(shí)顯示圖形化的測試結(jié)果，從而完成所述船用低速柴油機(jī)燃料消耗的自動(dòng)測量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用低速柴油機(jī)的燃料消耗測量系統(tǒng)，其特征在于：所述的燃料消耗測量系統(tǒng)還包括有校準(zhǔn)通道，對(duì)所述油耗氣耗測量儀進(jìn)行校準(zhǔn)測試，支持對(duì)各個(gè)質(zhì)量流量計(jì)及其輸出信號(hào)進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試，確保數(shù)據(jù)正確，校準(zhǔn)精度優(yōu)于0.05％，從而實(shí)現(xiàn)所述燃料消耗測量系統(tǒng)的自校準(zhǔn)功能和良好的容錯(cuò)性。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用低速柴油機(jī)的燃料消耗測量系統(tǒng)，其特征在于：所述的質(zhì)量流量檢測通道具備可調(diào)數(shù)字濾波器，支持1us～50us任意可調(diào)門限濾波功能，以防止電磁干擾與電源干擾。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用低速柴油機(jī)的燃料消耗測量系統(tǒng)，其特征在于：所述的質(zhì)量流量計(jì)為科氏力質(zhì)量流量計(jì)，輸出4-20mA電流信號(hào)或者脈沖/頻率信號(hào)，精度為0.1％，質(zhì)量流量測量準(zhǔn)確度是0.2級(jí)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用低速柴油機(jī)的燃料消耗測量系統(tǒng)，其特征在于：所述的油耗氣耗測量儀設(shè)有若干備用接口。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用低速柴油機(jī)的燃料消耗測量系統(tǒng)，其特征在于：所述的燃料消耗測量系統(tǒng)的測試響應(yīng)時(shí)間小于100ms，燃油與燃?xì)廨敵雒}沖當(dāng)量任意可調(diào)，脈沖寬度可調(diào)，兼容0.001-1kg/P任意當(dāng)量可調(diào)，調(diào)節(jié)步長為0.001kg/P。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用低速柴油機(jī)的燃料消耗測量系統(tǒng)，其特征在于：所述的燃?xì)獍ㄌ烊粴狻⑹鸵夯瘹狻⒁彝楹捅椤?/p>

8.一種采用權(quán)利要求1所述測量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的船用低速柴油機(jī)的燃料消耗測量方法，其特征在于：所述的燃料消耗測量方法包括如下步驟：

1)柴油機(jī)裝配后進(jìn)行臺(tái)架實(shí)驗(yàn)，啟動(dòng)所述燃料消耗測量系統(tǒng)，通過登錄進(jìn)入控制主界面；

2)在控制主界面上進(jìn)行定時(shí)模式或手動(dòng)模式的工作模式設(shè)置、柴油模式或雙燃料模式的燃料模式設(shè)置、動(dòng)作控制邏輯和測量時(shí)間的參數(shù)設(shè)置，當(dāng)柴油機(jī)處于某個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的時(shí)候，根據(jù)主機(jī)系統(tǒng)當(dāng)量輸入適當(dāng)?shù)脑O(shè)置參數(shù)；

3)燃料為柴油時(shí)選擇柴油模式，按下測量實(shí)體按鍵以及所述工業(yè)觸摸屏上的虛擬按鍵，系統(tǒng)自動(dòng)選擇質(zhì)量流量檢測通道，并進(jìn)行柴油油耗的測量；

4)燃料為燃?xì)鈺r(shí)選擇雙燃料模式，所有質(zhì)量流量檢測通道都處于工作狀態(tài)，按下測量實(shí)體按鍵以及所述工業(yè)觸摸屏上的虛擬按鍵，系統(tǒng)自動(dòng)選擇質(zhì)量流量檢測通道，同時(shí)進(jìn)行柴油油耗和燃?xì)庀牡臏y量；

5)所述質(zhì)量流量檢測通道工作時(shí)，各質(zhì)量流量計(jì)將測得的流量數(shù)據(jù)信號(hào)實(shí)時(shí)輸入所述油耗氣耗測量儀，所述工業(yè)處理器收集和分析處理各質(zhì)量流量檢測通道反饋的質(zhì)量流量數(shù)據(jù)，對(duì)所述流量數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行在線擬合及曲線平滑，使得測試數(shù)據(jù)具有微分可導(dǎo)性，并進(jìn)而計(jì)算出油耗氣耗的結(jié)果數(shù)據(jù)，最后導(dǎo)出定制的油耗氣耗測量報(bào)告，并生成和提供PDF文件，同時(shí)在工業(yè)觸摸屏上實(shí)時(shí)顯示圖形化的測試結(jié)果，從而完成所述船用低速柴油機(jī)燃料消耗的自動(dòng)測量。