[发明专利]高压共轨系统压力波动与光学影像的同步采集装置及方法

说明书

本发明公开了一种高压共轨系统压力波动与光学影像的同步采集装置，高压共轨系统包括依次连接的油箱、高压油泵、高压共轨管和喷油器，该装置包括压力信号采集机构、光学影像拍摄机构和工控机，压力信号采集机构用于同步采集喷油器工作时的压力波动信号和喷油器使能信号，并将采集数据传至工控机；光学影像拍摄机构用于拍摄喷油器喷出油束，并将图片传至工控机。还公开一种压力波动与光学影像的同步采集方法。本发明在喷油器入口和共轨管末端安装高频压力传感器，测量该共轨系统内部的压力波动信号，同时对喷射油束进行同步拍摄，再由工控机得到喷油器使能信号、压力波动信号及油束图片的同步对照图，实现对共轨系统喷雾特征与压力特征的准确测量。

技术领域

本发明涉及动力和液压技术领域，特别是涉及高压共轨系统压力波动与光学影像的同步采集装置及方法。

背景技术

为了提高内燃机的喷雾燃烧性能，对共轨系统中压力波动采集和喷雾可视化研究是共轨系统内部压力波动特征和喷雾特征的根本。为了能直观、准确地研究共轨系统的压力波动和喷雾特征，研究者们相继提出了多种压力波动的测量方法和光学可视化测试手段。但均不能找到科学且有效的同步采集方法和设备。

本发明就是在此基础上，创设的一种设计合理且有效可靠的高压共轨系统压力波动与光学影像的同步采集装置及方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高压共轨系统压力波动与光学影像的同步采集装置，使其能有效的得到高压共轨系统内部压力波动特征与油束喷雾特征的对应关系，从而克服现有的高压共轨系统内部压力波动特征和喷雾特征研究的不足。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高压共轨系统压力波动与光学影像的同步采集装置，所述高压共轨系统包括依次连接的油箱、高压油泵、高压共轨管和喷油器，所述同步采集装置包括压力信号采集机构、光学影像拍摄机构和与所述压力信号采集机构、光学影像拍摄机构均连接的工控机，

所述压力信号采集机构，用于同步采集所述喷油器工作时的压力波动信号和所述喷油器的使能信号，并将采集数据传送至所述工控机；

所述光学影像拍摄机构，用于拍摄所述喷油器喷出的油束，并将拍摄得到的油束图片传送至所述工控机。

作为本发明的一种改进，所述压力信号采集机构包括两个高频压力传感器、电流卡钳和同步数字采集卡，

所述两个高频压力传感器分别安装在所述喷油器的入口位置处和所述高压共轨管的末端位置处，用于相应的采集安装位置处的压力波动信号；

所述电流卡钳用于测量所述喷油器的使能信号；

所述同步数字采集卡与所述两个高频压力传感器和电流卡钳连接，用于同步采集所述喷油器工作时的压力波动信号和使能信号，并将其传送至所述工控机。

进一步改进，所述光学影像拍摄机构包括低温镝灯和高频摄像机，所述高频摄像机在所述低温镝灯的作用下实现对所述喷油器喷出油束的高频拍摄，并将拍摄得到的油束图片传送至所述工控机。

进一步改进，所述高频摄像机拍摄频率固定，得到的油束喷雾图片每张之间的时间间隔一致。

进一步改进，所述高频压力传感器应用Labview软件采集，采样频率为100KHz，所述工控机安装matlab软件和Anaconda编译器。

本发明还提供一种应用上述高压共轨系统压力波动与光学影像同步采集装置的同步采集方法，所述方法包括：

(1)由所述两个高频压力传感器分别采集所述喷油器入口位置和高压共轨管末端位置的压力波动信号，同时，由所述电流卡钳采集所述喷油器的使能信号，所述压力波动信号和所述喷油器使能信号被所述同步数字采集卡同步采集并输送到所述工控机中；