[发明专利]船用低速机燃烧室零部件温度场可视化在线测试系统

权利要求书

1.一种船用低速机燃烧室零部件温度场可视化在线测试系统，其特征在于，包括：

温度场感知试验件，包括活塞感知试验件、缸盖感知试验件、缸套感知试验件和排气阀感知试验件，各个感知试验件内部已嵌入感知温度的热电偶传感器，且封装牢固，满足燃烧室工作条件要求，并设置外部温度信号传输接口；所述活塞感知试验件的测点设置于活塞顶和第一道活塞环槽的上部和下部，每个测点钻通孔；所述缸盖感知试验件的测点按垂直方向分层布置，每个测点钻盲孔；所述缸套感知试验件的测点按缸套轴线方向布置若干层，布置原则：燃烧室至缸套扫气口部位层数从密集到稀疏，总层数≤10，每个测点钻盲孔；所述活塞感知试验件、缸盖感知试验件、缸套感知试验件的每个测点孔内安装两个热电偶传感器，且在孔径方向设置距离差，实现温度梯度的测量；所述排气阀感知试验件的测点设置于阀盘的上面和下面，排气阀阀杆从阀盘中心钻直盲孔，上部钻斜盲孔，两盲孔在排气阀阀杆上部相交，用于将热电偶传感器引线；

信号集成采集装置，包括活塞无线采集装置以及缸盖、缸套和排气阀有线采集装置，实现无线和有线信号的集成采集；

可视化在线测试模块，通过建立活塞、缸套、缸盖和排气阀三维模型，划分各零部件网格，利用网格映射原理，将采集和通讯的温度信号通过空间插值算法映射到三维模型中，实现直观显示活塞、缸套、缸盖和排气阀三维模型整体温度场分布。

2.根据权利要求1所述的船用低速机燃烧室零部件温度场可视化在线测试系统，其特征在于，所述活塞感知试验件的每个测点的通孔直径根据活塞尺寸确定，且大于热电偶传感器直径的2倍。

3.根据权利要求1所述的船用低速机燃烧室零部件温度场可视化在线测试系统，其特征在于，所述缸盖感知试验件的每个测点的盲孔直径根据缸盖尺寸确定，且大于热电偶传感器直径的2倍。

4.根据权利要求1所述的船用低速机燃烧室零部件温度场可视化在线测试系统，其特征在于，所述缸套感知试验件的每个测点的盲孔直径根据缸套尺寸确定，且大于热电偶传感器直径的2倍。

5.根据权利要求1所述的船用低速机燃烧室零部件温度场可视化在线测试系统，其特征在于，所述排气阀感知试验件上部铣有轴向槽，轴向槽长度大于气阀升程，排气阀壳上布置钻有定位孔和引线孔，定位孔用于固定定位销，定位销可插入轴向槽，用于约束排气阀周向转动，引线孔用于排气阀热电偶传感器的引线。

6.根据权利要求1所述的船用低速机燃烧室零部件温度场可视化在线测试系统，其特征在于，所述活塞无线采集装置包括采集和信号发射器、信号接收器和信号调理机；所述采集和信号发射器安装于低速机活塞群下部，所述信号接收器固定于低速机缸套底部，所述活塞感知试验件上的外部温度信号接口与所述采集和信号发射器相连接；所述信号调理机安置于船用低速机外部，与所述信号接收器通过信号线相连，所述信号调理机连接带有测试系统的PC机。

7.根据权利要求1所述的船用低速机燃烧室零部件温度场可视化在线测试系统，其特征在于，所述缸盖、缸套和排气阀有线采集装置安装于船用低速机外部，通过信号线分别与缸盖感知试验件、缸套感知试验件和排气阀感知试验件上的外部温度信号接口相连接；所述有线采集装置包括电源模块、采集卡和以太网通讯模块，电源模块给采集卡供电，以太网通讯模块连接带有测试系统的PC机，用于信号的传输。

8.根据权利要求1所述的船用低速机燃烧室零部件温度场可视化在线测试系统，其特征在于，所述可视化在线测试模块具体包括以下步骤：

(1)绘制活塞、缸盖、缸套和排气阀感知试验件三维模型并绘制网格，获取网格节点坐标，确定热电偶传感器测点和模型节点的位置关系；

(2)依据位置关系设置空间插值算法的权重系数ω_i，判断热电偶传感器测点是否与该网格节点重合，计算每个热电偶传感器点对该网格节点的权重系数，根据距离倒数插值算法计算每个网格节点的插值结果；

(3)通过设置颜色条的标尺属性赋予网格节点相应的渲染颜色值，得到整个模型的实时三维温度场表征图像，用于对不同试验件模型进行实时在线显示。

9.根据权利要求8所述的船用低速机燃烧室零部件温度场可视化在线测试系统，其特征在于，所述可视化在线测试模块还包括参数设置模块、多方式显示模块、数据保存和回放模块；所述参数设置模块用于对活塞、缸盖、缸套和排气阀热电偶传感器的参数、采集通道和采集装置参数进行设置；所述多方式显示模块用于活塞、缸盖、缸套和排气阀零部件可视化在线温度场显示；所述数据保存和回放模块用于实现按设置的温度信号通道保存和回放功能。