一种便携式示功图测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术一种便携式示功图测量装置，包括：对船舶柴油机曲柄转角信号进行采集的旋转编码器、对船舶柴油机上止点信号进采集的磁电式传感器、分别对船舶柴油机n个气缸内部气压信号进行采集的n个气压传感器、人机交互显示模块和控制器；控制器同时接收所述气压传感器传送的船舶柴油机气缸内部气压信号、所述旋转编码器传送的船舶柴油机曲柄转角信号、所述磁电式传感器传送的船舶柴油机上止点信号，并接收基于所述人机交互显示模式输入的船舶柴油机的气缸发火顺序、气缸的物理参数及数据采集的循环次数，得到船舶柴油机n个气缸的P

【技术实现步骤摘要】
一种便携式示功图测量装置


[0001]本专利技术属于全自动化产品领域，涉及一种便携式示功图测量装置。

技术介绍

[0002]据不完全统计，全球商品贸易货运量的90％以上都是通过海运完成的。船舶航运业以强大的运输能力和低廉的运费，使其在经济全球化的进程中具有举足轻重的地位。绝大多数的船舶使用船用柴油机作为主推进装置，因为它具有功率应用范围广，结构紧凑，热效率高，使用寿命长，维修方便等优点。可以说柴油机技术的发展与进步牵动着航运业的“命脉”。
[0003]国内外很多高校和研究机构投入了大量的心血发展柴油机技术，如使用废气涡轮增压技术提高柴油机废气能量的利用率、使用全电子控制阀件和喷油器提高燃烧效率等。目前，现代柴油机技术已经达到了较为成熟的地步。在船舶柴油机的日常使用中，气缸压力示功图是船舶轮机员掌握柴油机工作状况的重要参考资料。示功图通过图像的形式显示柴油机气缸内的工作过程，也可作为研究缸内燃烧放热的过程和规律的资料，还可以以此评估船舶柴油机的扫气过程。有资料表明，通过对气缸压力示功图更深入的分析，可以得到多达40种数据信息。因此准确地测量柴油机气缸压力示功图在柴油机地性能测试中至关重要。
[0004]传统测量示功图的方式是通过机械示功器测量，往往得到的是P
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V图(压强容积示功图)。通过机械示功器得到的示功图不能直接将数据显示出来，得到的图像精度也不高。随着现代微电子技术的飞速发展，电子测量技术的高频次、高精度优势也逐渐显现出来。电子示功图不仅可以显示出P
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Φ图(压强转角示功图)和P
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V图，还可以清楚地得到各个曲柄转角所对应地准确压力数值。现代大型远洋船舶均会配备测量柴油机示功图数据的产品，大多数都需要使用到电脑上位机软件将数据进行计算处理后显示。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供本专利技术采用的技术方案是：一种便携式示功图测量装置，包括：
[0006]对船舶柴油机曲柄转角信号进行采集的旋转编码器、
[0007]对船舶柴油机上止点信号进采集的磁电式传感器、
[0008]分别对船舶柴油机n个气缸内部气压信号进行采集的n个气压传感器、人机交互显示模块和控制器；
[0009]所述控制器同时接收所述气压传感器传送的船舶柴油机气缸内部气压信号、所述旋转编码器传送的船舶柴油机曲柄转角信号、所述磁电式传感器传送的船舶柴油机上止点信号，并接收基于所述人机交互显示模式输入的船舶柴油机的气缸发火顺序、气缸的物理参数及数据采集的循环次数，得到船舶柴油机n个气缸的P
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Φ示功图，再结合结合柴油机气缸内活塞运动规律，转化得到n个气缸P
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V示功图；
[0010]所述人机交互显示模块接收所述控制器传送的船舶柴油机n个气缸的P
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Φ示功图、n个气缸P
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V示功图，对不同工作切换模式下的所述船舶柴油机n个气缸的P
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Φ示功图、n个气缸P
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V示功图进行显示。
[0011]进一步地：所述控制器采用的单片机型号为STM32F767IGT6。
[0012]进一步地：所述人机交互显示模块采用ALIENTEK 7寸RGB电容触摸屏幕。
[0013]进一步地：：所述所述人机交互显示模块接收所述控制器传送的船舶柴油机n个气缸的P
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Φ示功图、n个气缸P
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V示功图，对不同工作切换模式下的所述船舶柴油机n个气缸的P
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Φ示功图、n个气缸P
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V示功图进行显示，其中显示不同参数柴油机的P
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V示功图，包括横坐标选择相对工作容积；
[0014]首先要将一个周期内采集的角度全部转换成容积；
[0015]再求出相对容积利用区间压缩法和连线补全法对数据进行处理；
[0016]所述区间压缩法如下：当相对容积变化很小，其变化值小于横坐标的最小分度值，选取相邻两最小分度值之间的气压最大值作为曲线上点的显示值；
[0017]所述连线补全法如下：在容积变化较大时，两个角度之间相对容积变化超过横坐标的最小分度值，采用两个确定值之间连线补全中间值的方法；
[0018]通过使用上述的方法，实现将P
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Φ示功图数据转化成一条连续的P
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V示功曲线。
[0019]进一步地：所述控制器同时接收所述气压传感器传送的船舶柴油机气缸内部气压信号、所述旋转编码器传送的船舶柴油机曲柄转角信号、所述磁电式传感器传送的船舶柴油机上止点信号的过程如下：
[0020]首先使能激活上止点信号外部中断和曲轴转角信号外部中断，开启A/D模数转换通道；
[0021]进行数字量转换模拟量，转换后的数字量便会储存在ADC的ADC_DR规则数据寄存器里面；
[0022]上止点信号外部中断是作为整个采样周期的始终点，曲轴转角信号外部中断是负责从ADC_DR寄存器中读取气压信号；
[0023]在上止点信号中断中，加入了Capture_State状态标志，每一次上止点信号中断服务函数执行时，Bool型变量Capture_State会执行一次取反运算，只有当Capture_State为True时才会使能激活曲轴转角信号外部中断的接收，当Capture_State为False时会失能曲轴转角信号外部中断，停止对气压数据信号的读取；
[0024]在数据栈上开辟了ADC_Temp_Value数组用于接收ADC_DR寄存器中数据的临时数据储存数组。
[0025]进一步地：所述人机交互显示模块采用MVP架构。
[0026]本专利技术提供的一种便携式示功图测量装置，其主要针对于船舶轮机员可以更好的实时掌握船舶柴油机运行状况，若船舶柴油机发生故障，可以更快的清楚其故障因素，该系统让船舶轮机员能够简便使用，该系统是一套便携、操作简单的船用柴油机电子示功器，它能够准确地显示采集到信息参数，实时的显示示功图曲线。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1是该系统的采集示意图；
[0029]图2是柴油机气缸工作示意简图；
[0030]图3是曲线中间空值的异常情况图；
[0031]图4是区间压缩法示意图；
[0032]图5是中值补全法的示意图；
[0033]图6是获取传感器数据过程图；
[0034]图7是整个交互程序的框架如图；
[0035]图8是人机交互显示模块界面；
[0036]图9是P
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Φ示功图显示界面图；
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种便携式示功图测量装置，其特征在于：包括：对船舶柴油机曲柄转角信号进行采集的旋转编码器、对船舶柴油机上止点信号进采集的磁电式传感器、分别对船舶柴油机n个气缸内部气压信号进行采集的n个气压传感器、人机交互显示模块和控制器；所述控制器同时接收所述气压传感器传送的船舶柴油机气缸内部气压信号、所述旋转编码器传送的船舶柴油机曲柄转角信号、所述磁电式传感器传送的船舶柴油机上止点信号，并接收基于所述人机交互显示模式输入的船舶柴油机的气缸发火顺序、气缸的物理参数及数据采集的循环次数，得到船舶柴油机n个气缸的P
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Φ示功图，再结合结合柴油机气缸内活塞运动规律，转化得到n个气缸P
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V示功图；所述人机交互显示模块接收所述控制器传送的船舶柴油机n个气缸的P
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Φ示功图、n个气缸P
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V示功图，对不同工作切换模式下的所述船舶柴油机n个气缸的P
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Φ示功图、n个气缸P
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V示功图进行显示。2.根据权利要求1所述的一种便携式示功图测量装置，其特征在于：所述控制器采用的单片机型号为STM32F767IGT6。3.根据权利要求1所述的一种便携式示功图测量装置，其特征在于：所述人机交互显示模块采用ALIENTEK 7寸RGB电容触摸屏幕。4.根据权利要求3所述的一种便携式示功图测量装置，其特征在于：所述所述人机交互显示模块接收所述控制器传送的船舶柴油机n个气缸的P
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Φ示功图、n个气缸P
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V示功图，对不同工作切换模式下的所述船舶柴油机n个气缸的P
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Φ示功图、n个气缸P
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V示功图进行显示，其中显示不同参数柴油机的P
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【专利技术属性】
技术研发人员：高宏林，朱琦，邵存，张皓铖，袁春霖，田惠吉，刘雨琪，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：