[实用新型]船舶柴油机示功图便携式测试控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及控制器，特别是一种船舶柴油机示功图便携式测试控制器。

背景技术

柴油机示功图蕴含着与柴油机性能相关的丰富信息，是轮机工程技术人员进行柴油机性能监测与诊断最重要手段之一，船舶柴油机设有气缸压力测量通道用于测量示功图监测缸内工作状态。目前船舶柴油机主要测量最大爆发压力，但这并不能完全反映缸内工作过程，难于分析缸内状态。

现有的船舶柴油机示功图便携式测试控制器，由可编程控制器（PLC）和高速数据采集设备共同完成或由8位单片机系统完成。PLC使得便携式测试控制器设备繁多，可靠性下降，成本高；8位单片机的内部资源少，外部扩展多，系统集成度低，数据传输距离短，数据存储方式不灵活。所以现有的便携式测试控制器系统复杂，只能对调理好的气缸压力信号进行采集控制，测试时需要与计算机相接，数据存储不便。

因此，有必要开发一种集成度更高、使用更便携、数据存储更方便、传输距离更远的新型便携式测试控制器。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种船舶柴油机示功图便携式测试控制器，以克服现有技术存在的问题。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：由供电单元和硬件单元组成。供电单元由电源芯片和多个电源组成。硬件单元主要由电荷放大器、精密分压电路、电压跟随器、继电器和单片机组成，其中：所述电荷放大器，其输入端与电荷型气缸压力传感器的输出端直接相连，其输出端与精密分压电路的输入端相连；所述电压跟随器，其输入端与精密分压电路的输出端相连，其输出端与单片机内部12位高速AD的模拟输入端相连；所述继电器，其输入控制引脚与单片机相连，其输出与电荷放大器的控制端相连；所述单片机，其两个中断引脚直接与信号调理模块的输出端相连。

所述电荷放大器可以采用型号为Kistler 5040A24的电荷放大器。

所述单片机可以采用型号为STM32F103VCT6的单片机；该单片机内部AD使用的2.5V超高精度外部电压基准芯片，其型号为MAX6033AAUT。

所述单片机通过其IO引脚与外围扩展部件相连，该外围扩展部件包括1602工业字符型液晶、矩阵键盘、SD卡、RS485通信模块和LED指示灯，其中RS485通信芯片的型号为SP3485。

所述电压跟随器可以采用型号为OP27GS的高精度运算放大器。

所述继电器可以采用型号为G6S-2-Y的继电器。

所述信号调理模块可以由限幅电路、电压比较器和磁耦数字隔离器组成，其中：所述限幅电路，其输入端与光电编码器或磁电式转速传感器输出端相连；所述电压比较器，其输入端与限幅电路的输出端相连；所述磁耦数字隔离器，其输入端与电压比较器的输出端相连，其输出端与单片机的中断引脚直接相连。

所述电压比较器可以采用型号为LM393的电压比较器。

所述磁耦数字隔离器可以采用型号为ADuM5400的磁耦数字隔离器。

本实用新型与现有技术相比，主要有以下的优点：

1.信号调理模块使用磁耦数字隔离，能有效的抑制干扰并保护与其接口的便携式测试控制器安全。

2.主处理器采用32位高性能单片机，其内部自带12位高速AD，抗干扰性好；通过调理后的上止点信号和曲轴转角信号的上升沿中断触发控制对气缸压力信号进行等曲轴转角采集，采集数据量小且处理速度和实时性好。

3.便携式测试控制器集成度高，外围设备数量少，内部集成电荷型气缸压力传感器的电荷放大器和使电荷放大器输出信号更好的与后级电路进行阻抗匹配的电压跟随器。

4.为避免电荷放大器因长时间工作产生的漂移，内部设有继电器，通过单片机控制继电器的通断来控制电荷放大器的工作状态，实现采集前开启电荷放大器，采集结束后电荷放大器复位。

5.采集的气缸压力数据存储灵活，既可通过RS485串口通信数据线发送到上位计算机，又可以文本形式保存至便携式测试控制器内置SD卡中。

6.在便携式测试控制器上进行气缸压力信号的准周期平均，减小了数据量。

总之，本实用新型提供的船舶柴油机示功图便携式测试控制器具有结构简单、集成度高、测试数据存储方便，能适用于远距离传输等优点。

附图说明

图1是船舶柴油机示功图便携式测试控制器的结构图。

图2是图1中的信号调理模块结构图。

图3是船舶柴油机示功图便携式测试控制器的工作过程图。

图4是船舶柴油机示功图便携式测试控制器采集的示功图。