一种柴油机数据采集和分析系统技术方案

本发明专利技术公开了一种柴油机数据采集和分析系统，包括数据采集模块、数据处理模块和PC机，所述数据处理模块由DSP最小系统构成；所述数据采集模块输出端接入到数据处理模块；所述PC机与数据处理模块通信连接；所述缸盖振动采集模块处理具体如下：数据处理模块获取缸盖振动采集模块送入的数据，并对采集数据进行离散小波变换和能量谱分析，小波变换采用第二代小波，选用3层小波分解和bior2.2小波基函数，小波实现算法选用非原位运算提升小波。本发明专利技术的柴油机数据采集和分析系统，能够判断蓄电池的荷电状态和健康状态，并可全面反映柴油机的工作状态，柴油机数据采集和分析实时性强。柴油机数据采集和分析实时性强。柴油机数据采集和分析实时性强。

【技术实现步骤摘要】
一种柴油机数据采集和分析系统


[0001]本专利技术涉及一种柴油机分析系统，具体涉及一种柴油机数据采集和分析系统，属于柴油机分析


技术介绍

[0002]柴油机已广泛应用于工业、农业、交通运输业和国防建设事业，是为多种机械提供动力的核心部件；柴油机故障会造成经济损失和人员伤亡；传统故障诊断的过程一般为：采集数据
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分析数据
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检出故障；在实际应用中，分析数据的速度往往要慢于采集数据的速度；这导致了故障的发现存在一定滞后性，发动机在一定时间内带故障继续运行；且两次采集的数据之间存在间断，可能导致间歇性故障漏诊断；这种现象在需要高采样频率的诊断信号中尤为显著，采样频率越高，在短时间内获得的数据量就越大，要处理大量数据所花费的时间也越多，从而分析过程的实时性得不到保障。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本专利技术提出了一种柴油机数据采集和分析系统，能够采集和分析蓄电池、电流和内阻，可用于判断蓄电池的荷电状态和健康状态，且通过采集和分析喷油压力、缸盖振动、瞬时转速，可以全面反映柴油机的工作状态，柴油机数据采集和分析实时性强。
[0004]本专利技术的柴油机数据采集和分析系统，包括
[0005]数据采集模块，所述数据采集模块包括用于采集柴油机体运行数据的机体数据采集模块和用于采集柴油机蓄电池运行数据的蓄电池数据采集模块；
[0006]所述机体数据处理模块包括油管喷油压力采集模块、缸盖振动采集模块、柴油机曲轴瞬时转速采集模块；所述蓄电池数据采集模块包括蓄电池电压采集模块、蓄电池电流采集模块和蓄电池内阻采集模块；
[0007]数据处理模块，所述数据处理模块由DSP最小系统构成；所述数据采集模块输出端接入到数据处理模块；
[0008]PC机，所述PC机与数据处理模块通信连接；
[0009]所述缸盖振动采集模块安装采集和分析具体如下：将采集探头固定于粘贴于缸盖顶端外表面，所述采集传感器采用SD14N14型压电式加速度传感器，采集传感器获取数据后通过配套的SD14T03恒流源信号调理器送入到数据处理模块处理，所述数据处理模块处理具体如下：
[0010]数据处理模块获取缸盖振动采集模块送入的数据，并对采集数据进行离散小波变换和能量谱分析，小波变换采用第二代小波，选用3层小波分解和bior2.2小波基函数，小波实现算法选用非原位运算提升小波。
[0011]进一步地，所述蓄电池电压采集模块包括安装于蓄电池两侧的电阻分压取样电路，所述电阻分压取样电路输出端通过跟随器接入到数据处理模块；所述数据处理模块输
入端通过二极管钳位电路进行保护；所述蓄电池电流采集模块包括霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器安装时，将蓄电池与启动电机的连接线穿过霍尔电流传感器中心开孔处，进行电流检测；霍尔电流传感器输出为电压型，采用分压电阻和电压跟随器来组成信号调理电路接入到数据处理模块，所述蓄电池内阻采集模块包括连接到蓄电池两端的电流源和测量电路；所述测量电路包括依次连接的RC高通滤波器、内阻信号滤波放大电路、四阶巴特沃斯带通滤波器和有效值AD转换电路；所述有效值AD转换电路接入到数据处理模块；所述RC高通滤波器输入端接入到蓄电池两端；电流源产生频率为1kHz、峰峰值为100mA正弦交流电流注入蓄电池两端；RC高通滤波器、内阻信号滤波放大电路、四阶巴特沃斯带通滤波器先滤除噪声，接着放大后再滤波，最后输入有效值AD转换电路将交流电压转换为数据处理电路能够采集的直流电压。
[0012]进一步地，所述油管喷油压力采集模块为压电夹持式油压传感器，所述压电夹持式油压传感器夹持在高压油管上，压电夹持式油压传感器产生随油压变化的电荷信号，电荷信号通过传感器配套的电荷放大器后输出
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10～10V的电压信号，经过降压调理电路输入数据处理电路处理。
[0013]进一步地，所述油管喷油压力采集模块、缸盖振动采集模块、柴油机曲轴瞬时转速采集模块分别设置有独立数据处理模块，所述压力数据、振动数据和瞬时转速数据各自送入到独立数据处理模块，独立数据处理模块分别采集和处理一对象数据，独立数据处理模块与数据处理模块通信连接，独立数据处理模块实时对各自对象数据进行处理，并送至自身配备的显示屏显示，数据处理模块获取数据采集模块，该数据用于综合数据分析。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的柴油机数据采集和分析系统，能够采集和分析蓄电池电压、电流和内阻，可用于判断蓄电池的荷电状态和健康状态，且通过采集和分析喷油压力、缸盖振动、瞬时转速，可以全面反映柴油机的工作状态，柴油机数据采集和分析实时性强。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的实施例1整体结构示意图。
[0016]图2为本专利技术的3种工况下缸盖振动的功率谱密度示意图。
[0017]图3为本专利技术的缸盖振动的频带能量比例示意图。
具体实施方式
[0018]实施例1：
[0019]如图1所示，本专利技术的柴油机数据采集和分析系统，包括
[0020]数据采集模块，所述数据采集模块包括用于采集柴油机体运行数据的机体数据采集模块和用于采集柴油机蓄电池运行数据的蓄电池数据采集模块；
[0021]所述机体数据处理模块包括油管喷油压力采集模块、缸盖振动采集模块、柴油机曲轴瞬时转速采集模块；所述蓄电池数据采集模块包括蓄电池电压采集模块、蓄电池电流采集模块和蓄电池内阻采集模块；
[0022]数据处理模块，所述数据处理模块由DSP最小系统构成；所述数据采集模块输出端接入到数据处理模块；
[0023]PC机，所述PC机与数据处理模块通信连接；
[0024]所述缸盖振动采集模块安装采集和分析具体如下：将采集探头固定于粘贴于缸盖顶端外表面，所述采集传感器采用SD14N14型压电式加速度传感器，采集传感器获取数据后通过配套的SD14T03恒流源信号调理器送入到数据处理模块处理，所述数据处理模块处理具体如下：
[0025]数据处理模块获取缸盖振动采集模块送入的数据，并对采集数据进行离散小波变换和能量谱分析，小波变换采用第二代小波，选用3层小波分解和bior2.2小波基函数，小波实现算法选用非原位运算提升小波。
[0026]所述蓄电池电压采集模块包括安装于蓄电池两侧的电阻分压取样电路，所述电阻分压取样电路输出端通过跟随器接入到数据处理模块；所述数据处理模块输入端通过二极管钳位电路进行保护；所述蓄电池电流采集模块包括霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器安装时，将蓄电池与启动电机的连接线穿过霍尔电流传感器中心开孔处，进行电流检测；霍尔电流传感器输出为电压型，采用分压电阻和电压跟随器来组成信号调理电路接入到数据处理模块，所述蓄电池内阻采集模块包括连接到蓄电池两端的电流源和测量电路；所述测量电路包括依次连接的RC高通滤波器、内阻信号滤波放大电路、四阶巴特沃斯带通滤波器和有效值AD转换电路；所述有效值AD转换电路接入到数据处理模块；所述RC高通滤波器输入端接入到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柴油机数据采集和分析系统，其特征在于：包括数据采集模块，所述数据采集模块包括用于采集柴油机体运行数据的机体数据采集模块和用于采集柴油机蓄电池运行数据的蓄电池数据采集模块；所述机体数据处理模块包括油管喷油压力采集模块、缸盖振动采集模块、柴油机曲轴瞬时转速采集模块；所述蓄电池数据采集模块包括蓄电池电压采集模块、蓄电池电流采集模块和蓄电池内阻采集模块；数据处理模块，所述数据处理模块由DSP最小系统构成；所述数据采集模块输出端接入到数据处理模块；PC机，所述PC机与数据处理模块通信连接；所述缸盖振动采集模块安装采集和分析具体如下：将采集探头固定于粘贴于缸盖顶端外表面，所述采集传感器采用SD14N14型压电式加速度传感器，采集传感器获取数据后通过配套的SD14T03恒流源信号调理器送入到数据处理模块处理，所述数据处理模块处理具体如下：数据处理模块获取缸盖振动采集模块送入的数据，并对采集数据进行离散小波变换和能量谱分析，小波变换采用第二代小波，选用3层小波分解和bior2.2小波基函数，小波实现算法选用非原位运算提升小波。2.根据权利要求1所述的柴油机数据采集和分析系统，其特征在于：所述蓄电池电压采集模块包括安装于蓄电池两侧的电阻分压取样电路，所述电阻分压取样电路输出端通过跟随器接入到数据处理模块；所述数据处理模块输入端通过二极管钳位电路进行保护；所述蓄电池电流采集模块包括霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器安装时，将蓄电池与启动电机的连接线穿过霍尔电流传感器中心开孔处，进行电流检测；霍尔电流传感器输出为电压型，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马春庭，贾素梅，张玉泉，应铭，王兰，牛晓燕，薛小微，潘红硕，霍肖楠，
申请(专利权)人：河北军涛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：