基于光电式传感器的柴油机轴功率在线检测方法研究

发布时间：2017-07-26 18:23

  本文关键词：基于光电式传感器的柴油机轴功率在线检测方法研究

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【摘要】：柴油机的运行工况十分复杂,若是能采用电控系统对在不同工况下柴油机的运行进行调节控制,则可使柴油机自身的运行效率得到提高。此时需要提供柴油机运行的实时数据参数,系统就能够通过数据的分析,实施有效的调节控制方式,保证柴油机运行的可靠性和高效性。因此,船用柴油机的轴功率测量成为了一门不可或缺的技术手段。本人通过对以往多种测量柴油机轴功率方式的分析,可以看出绝大部分都采用接触式的测量方式,不适合长时间的进行轴功率的在线测量。目前,船舶轴功率在线检测技术在实际中的应用并不广泛,因此需要设计出能够有效的、长时间的在线测量轴功率的方式,这样才能够使柴油机更加的智能化和高效化。本文设计了通过光电传感器、光电码盘、单片机以及上位机所组成的系统,利用相位差的原理测出扭矩,结合测频法测出转速,进而计算得出对应的实时轴功率,实现了柴油机轴功率的实时在线检测,为柴油机的智能控制提供了数据支持。在下位机中使用MCS-51单片机进行系统结构和源程序的设计,结合光电采集部分,一起构成主要的信号采集处理部件。上位机端利用LabVIEW的图形化编程设计出显示数据的界面,实时地接收由MCS-51经串口通信所传输上来的数据,并将转速、扭矩和轴功率实时地显示出来。结合经过多次实验所得到的数据,分析此系统的实用性,可以看出采用此方法测量船舶柴油机轴功率的实用性高,操作简便,适合船舶轴功率的实时在线测量,根据输出轴的不同,改变系统的参数设置,同样能够在线的测出在不同位置中不同转轴的轴功率。
【关键词】：光电传感器 单片机 串口通信 LabVIEW
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK427
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 课题研究背景与意义8-9
• 1.2 船用柴油机轴功率测量技术的发展9-11
• 1.2.1 发展阶段9
• 1.2.2 国内外发展现状9-10
• 1.2.3 研究现状的分析和测量方法的选择10-11
• 1.3 研究内容11-13
• 第2章 船舶柴油机轴功率13-26
• 2.1 船舶柴油机轴功率的测量13-16
• 2.2 各类扭矩测量的原理16-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第3章 单片机与光电传感器采集信号系统的设计26-45
• 3.1 单片机系统的设计26-36
• 3.1.1 单片机的选型26-27
• 3.1.3 单片机信号采集系统的主要部分27-29
• 3.1.4 单片机与PC机通信的接口电路29-32
• 3.1.5 MCS-51 单片机与LabVIEW串口通讯的程序设计32-36
• 3.2 光电开关与单片机系统的连接设计36-37
• 3.2.1 光电传感器的基本构成和工作原理36
• 3.2.2 系统信号传输流程36-37
• 3.3 光电传感器信号的传输及处理37-44
• 3.3.1 发光元件的选择37-39
• 3.3.2 信号放大滤波电路39-41
• 3.3.3 整形电路41-43
• 3.3.4 数据采集模块的选择与设计43-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第4章 基于LabVIEW的轴功率测量上位机界面的设计45-51
• 4.1 LabVIEW系统45-46
• 4.1.1 LabVIEW的简单介绍45
• 4.1.2 LabVIEW在扭矩测量中的应用45-46
• 4.2 LabVIEW下的串口通讯的实现46-47
• 4.2.1 LabVIEW的主要参数设置46-47
• 4.3 LabVIEW界面设计47-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第5章 轴功率采集实验的研究51-60
• 5.1 实验平台的搭建51-52
• 5.2 仪器测试以及数据分析52-59
• 5.3 本章小结59-60
• 第6章 结论与展望60-61
• 6.1 总结60
• 6.2 展望60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-64
• 在学期间科研成果情况64

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1 刘伟，

本文编号：577740