一種在用大型工程車輛液壓系統(tǒng)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種在用大型工程車輛液壓系統(tǒng)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)采集控制部分、取樣部分、數(shù)據(jù)傳輸、顯示控制模塊；數(shù)據(jù)采集控制部分分別與取樣部分、數(shù)據(jù)傳輸、顯示控制模塊聯(lián)通；顯示控制模塊向數(shù)據(jù)采集控制部分發(fā)出工作指令，數(shù)據(jù)采集控制部分啟動取樣部分將油箱內(nèi)的待檢油品抽取到數(shù)據(jù)采集控制部分，數(shù)據(jù)采集控制部分將數(shù)據(jù)進行存儲，然后通過數(shù)據(jù)傳輸執(zhí)行控制動作和傳輸；顯示控制模塊接收到油品檢測信息后進行現(xiàn)場顯示和提醒。本系統(tǒng)實現(xiàn)了對工程車輛潤滑油系統(tǒng)進行遠程監(jiān)測；采集系統(tǒng)在整個監(jiān)測過程中對油品不進行任何破壞性檢測；采用工業(yè)單板機作為下位機實現(xiàn)傳感器信號的采集、保存和遠程傳輸。
【專利說明】一種在用大型工程車輛液壓系統(tǒng)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工程車輛監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種工程車輛液壓系統(tǒng)運轉(zhuǎn)狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，尤其涉及一種在用大型工程車輛液壓系統(tǒng)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著工程車輛在社會各種場合的廣泛應(yīng)用，工程車輛監(jiān)測技術(shù)也在快速發(fā)展，大中型工程車輛在工作過程中，各個動作都是由液壓系統(tǒng)提供動力，由于工程車輛作業(yè)的場地和強度存在不確定性，其潤滑油品特別是液壓油的合理使用周期很少會有檢測，用戶也只是根據(jù)自己的經(jīng)驗，按照既定的使用周期進行更換，過度使用的不良潤滑油品往往會造成對液壓系統(tǒng)的損壞，從而造成工程車輛無法正常工作。眾所周知，磨損和潤滑不良是導(dǎo)致機器設(shè)備過早損壞或發(fā)生故障的主要原因。近十幾年發(fā)展起來的油液監(jiān)測技術(shù)能較好地解決這一問題，特別是近幾年，油液監(jiān)測技術(shù)在各行業(yè)中得到了迅速的發(fā)展。最初的油液監(jiān)測僅是油液污染分析，主要是分析油品的理化指標，如粘度、水分、酸值、閃點、機械雜質(zhì)等。通常采用石油產(chǎn)品性能指標測定方法對在用潤滑劑進行檢測，以評價其質(zhì)量的變化。工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展使機器越來越大型化、復(fù)雜化和連續(xù)化，對機器的維修要求也越來越高。因此，機器故障診斷技術(shù)應(yīng)運而生，促使了人們積極開發(fā)基于油液監(jiān)測的診斷方法。
[0003]在工程車輛的作業(yè)過程中，由于工作場地的不固定性和特殊性，車輛在出廠前的各種潤滑測試只是按照車輛生產(chǎn)企業(yè)所在地進行測試，但是由于車輛工作的環(huán)境和工作強度不同。油品的理化性能及內(nèi)部的構(gòu)成會發(fā)生不同變化，除了油品本身發(fā)生的變化，潤滑系統(tǒng)還會受外界影響產(chǎn)生一些金屬顆?；蛘叻墙饘倌p顆粒，另外運行環(huán)境中的污染物也會混入油液中，如水分及其他污染物等。而這些都無法得到及時和有效的檢測，車輛生產(chǎn)企業(yè)也難以獲得此類信息，而造成對潤滑系統(tǒng)的改進及潤滑劑選用合理性的偏差。而油液監(jiān)測系統(tǒng)將通過現(xiàn)場全天候的實時動態(tài)數(shù)據(jù)采集，通過以GPRS傳送到遠程計算機，以便于生產(chǎn)企業(yè)和用戶對車輛潤滑狀況的研究和改進。
[0004]簡單地說，油液監(jiān)測技術(shù)就是通過分析被監(jiān)測工程車輛在用潤滑油的性能變化和油中磨損顆粒的情況，獲得機械設(shè)備潤滑和磨損狀態(tài)的信息，從而評定機械設(shè)備的運行工況和對故障進行預(yù)測，并進一步確定故障原因的技術(shù)并對存在的問題進行改進。使用這一技術(shù)需要綜合利用各種分析測試手段，如常規(guī)的理化分析儀、紅外光譜分析儀、順粒計數(shù)器、等離子發(fā)射光譜儀、鐵譜分析儀、差熱分析儀等，對設(shè)備進行潤滑監(jiān)控，在設(shè)備潤滑管理中可以達到很好的效果。油液污染在線監(jiān)測與控制技術(shù)就是將自動控制技術(shù)引入到油液污染控制領(lǐng)域，改變傳統(tǒng)的污染控制模式，實現(xiàn)對油液污染狀態(tài)的實時動態(tài)監(jiān)測、控制和主動維護。通過對油液污染度、含水量等各參數(shù)的在線監(jiān)測信號的采集、識別、判斷，提出構(gòu)造油液狀態(tài)在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，對油液污染狀態(tài)進行實時動態(tài)監(jiān)測、診斷和控制，實現(xiàn)對潤滑油和液壓系統(tǒng)的主動維護，能有效提高系統(tǒng)各元器件的使用壽命，大大降低系統(tǒng)的故障率。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于研制一種對車輛潤滑油的粘度、水分、污染度、介電常數(shù)進項實時監(jiān)測的在用大型工程車輛液壓系統(tǒng)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種在用大型工程車輛液壓系統(tǒng)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)，包括:數(shù)據(jù)采集控制部分、取樣部分、數(shù)據(jù)傳輸、顯示控制模塊；數(shù)據(jù)采集控制部分分別與取樣部分、數(shù)據(jù)傳輸、顯示控制模塊聯(lián)通；顯示控制模塊向數(shù)據(jù)采集控制部分發(fā)出工作指令，數(shù)據(jù)采集控制部分啟動取樣部分將油箱內(nèi)的待檢油品抽取到數(shù)據(jù)采集控制部分，數(shù)據(jù)采集控制部分將數(shù)據(jù)進行存儲，然后通過數(shù)據(jù)傳輸執(zhí)行控制動作和傳輸；顯示控制模塊接收到油品檢測信息后進行現(xiàn)場顯示和提醒。
[0007]取樣部分包括:取樣和回路系統(tǒng)三通1、取樣和回路系統(tǒng)三通I1、輸油動力泵、第一電磁閥、第二電磁閥；油箱連通取樣和回路系統(tǒng)I，取樣和回路系統(tǒng)I連通第一電磁閥，第一電磁閥連通輸油動力泵，輸油動力泵連通數(shù)據(jù)采集控制部分中的數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊連通第二電磁閥，第二電磁閥連通取樣和回路系統(tǒng)三通II，取樣和回路系統(tǒng)三通II連通油箱；油箱抽出經(jīng)過取樣和回路系統(tǒng)I，通過第一電磁閥進入輸油動力泵，進入數(shù)據(jù)采集模塊檢測完油樣依次經(jīng)過第二電磁閥取樣和回路系統(tǒng)三通II，最后回到油箱完成取樣過程。
[0008]數(shù)據(jù)采集控制部分中的數(shù)據(jù)采集模塊，包括:流體特性傳感器、水分傳感器、壓力傳感器、激光顆粒度傳感器、電導(dǎo)率傳感器、流量傳感器；流體特性傳感器連通水分傳感器，水分傳感器分別連通壓力傳感器與激光顆粒傳感器，壓力傳感器與激光顆粒度傳感器均連通電導(dǎo)率傳感器，連通電導(dǎo)率傳感器連通流量傳感器；流體特性傳感器、水分傳感器、電導(dǎo)率傳感器為油品指標檢測傳感器；壓力傳感器、流量傳感器為本監(jiān)測系統(tǒng)輔助傳感器；在數(shù)據(jù)采集控制部分控制下待檢油樣依次通流體特性傳感器，水分傳感器后，分別和激光顆粒傳感器最后經(jīng)過完成整個檢測過程。
[0009]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后可達到如下的有益效果:
(O實現(xiàn)了對工程車輛潤滑油系統(tǒng)進行遠程監(jiān)測?？朔艘酝囕v由于工作場地的不固定無法及時的對潤滑油品進行及時的檢測。直接從主油箱底部出一套監(jiān)測支管，實現(xiàn)對車輛潤滑油的實時監(jiān)測。
[0010](2)采集系統(tǒng)在油箱底部取油樣，流經(jīng)各個采集系統(tǒng)后重新返回油箱，在整個監(jiān)測過程中對油品不進行任何破壞性檢測。
[0011](3)采用工業(yè)單板機作為下位機實現(xiàn)傳感器信號的采集、保存和傳輸。所采用的工業(yè)單板機穩(wěn)定性適合全天候使用要求，提供多種硬件接口能夠?qū)鞲衅鲾?shù)據(jù)穩(wěn)定采集并保存在硬盤中。
[0012](4)在下位機上保存一周的歷史數(shù)據(jù)。下位機采用的工業(yè)單片機工作穩(wěn)定性非常高，而數(shù)據(jù)遠程靠GPRS進行傳輸容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象。近一周內(nèi)的被下位機采集的傳感器信號都將備份在下位機的硬盤中，該數(shù)據(jù)緩沖區(qū)不斷刷新。
[0013](5)能夠?qū)?shù)據(jù)通過打包方式進行遠程傳輸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明在用大型工程車輛液壓系統(tǒng)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理示意圖； 圖2為本發(fā)明在用大型工程車輛液壓系統(tǒng)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)的取樣部分結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明在用大型工程車輛液壓系統(tǒng)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)的信號采集控制部分結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明在用大型工程車輛液壓系統(tǒng)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)的傳輸和管理部分結(jié)構(gòu)流程示意圖；
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明的具體技術(shù)方案。如圖1所示，一種在用大型工程車輛液壓系統(tǒng)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)，包括:數(shù)據(jù)采集控制部分1、取樣部分2、數(shù)據(jù)傳輸3、顯示控制模塊4 ;數(shù)據(jù)采集控制部分I分別與取樣部分2、數(shù)據(jù)傳輸3、顯示控制模塊4聯(lián)通；顯示控制模塊4向數(shù)據(jù)采集控制部分I發(fā)出工作指令，數(shù)據(jù)采集控制部分I啟動取樣部分2將油箱內(nèi)的待檢油品抽取到數(shù)據(jù)采集控制部分1，數(shù)據(jù)采集控制部分I將數(shù)據(jù)進行存儲，然后通過數(shù)據(jù)傳輸3執(zhí)行控制動作和傳輸；顯示控制模塊4接收到油品檢測信息后進行現(xiàn)場顯示和提醒。
[0016]如圖2所示，取樣部分2包括:取樣和回路系統(tǒng)三通I 11、取樣和回路系統(tǒng)三通II 9、輸油動力泵6、第一電磁閥5、第二電磁閥8 ;油箱10連通取樣和回路系統(tǒng)I 11,取樣和回路系統(tǒng)I 11連通第一電磁閥5，第一電磁閥5連通輸油動力泵6，輸油動力泵6連通數(shù)據(jù)采集控制部分I中的數(shù)據(jù)采集模塊7，數(shù)據(jù)采集模塊7連通第二電磁閥8，第二電磁閥8連通取樣和回路系統(tǒng)三通II 9，取樣和回路系統(tǒng)三通II 9連通油箱10 ;油箱10抽出經(jīng)過取樣和回路系統(tǒng)I 11，通過第一電磁閥5進入輸油動力泵6，進入數(shù)據(jù)采集模塊7檢測完油樣依次經(jīng)過第二電磁閥8取樣和回路系統(tǒng)三通II 9，最后回到油箱10完成取樣過程。
[0017]其中第一電磁閥5、第二電磁閥8、輸油動力泵6由數(shù)據(jù)米集控制模塊7統(tǒng)一按照設(shè)置進行控制。其作用是由于工程車輛在作業(yè)過程中油溫會超出傳感器的測量范圍，要根據(jù)實時的油溫進行有選擇性的進行取樣，可以更合理的保證傳感器的使用。同時油品的檢測過程會有壓力傳感的介入，用以測量檢測系統(tǒng)的壓力，用以判斷系統(tǒng)是否正常工作和是否出現(xiàn)泄漏等現(xiàn)象，可以更好的保證本發(fā)明的實用性和可靠性。
[0018]圖3中所示為本發(fā)明的傳感器信號采集傳輸和工作結(jié)構(gòu)示意圖。數(shù)據(jù)采集控制部分I中的數(shù)據(jù)采集模塊7包括:流體特性傳感器12、水分傳感器13、壓力傳感器14、激光顆粒度傳感器15、電導(dǎo)率傳感器16、流量傳感器17 ;流體特性傳感器12連通水分傳感器13，水分傳感器13分別連通壓力傳感器14與激光顆粒傳感器15，壓力傳感器14與激光顆粒度傳感器15均連通電導(dǎo)率傳感器16，連通電導(dǎo)率傳感器16連通流量傳感器17 ;流體特性傳感器12、水分傳感器13、電導(dǎo)率傳感器16為油品指標檢測傳感器；壓力傳感器14、流量傳感器17為本監(jiān)測系統(tǒng)輔助傳感器；在數(shù)據(jù)采集控制部分I控制下待檢油樣依次通流體特性傳感器12，水分傳感器13后，分別和激光顆粒傳感器15最后經(jīng)過完成整個檢測過程。
[0019]數(shù)據(jù)采集控制模塊7中的CPU、SD卡、GPRS模塊，RS232串接口，RS485接口，CAN總線接口，模擬量接口，IO控制輸出模塊。其中運算部分CPU主要執(zhí)行以下三個功能:其一，接收車輛液壓系統(tǒng)工作狀況信息，并根據(jù)設(shè)定的溫度范圍向IO輸出模塊發(fā)出指令，輸油動力泵6和第一電磁閥5、第二電磁閥8完成對系統(tǒng)的啟?？刂疲黄涠?，完成傳感器的測得數(shù)據(jù)的接收、運算、存儲、發(fā)送，由于每個傳感器的通訊協(xié)議不同，需要按照每個傳感器的既定協(xié)議進行解析和比照；其三，根據(jù)既定規(guī)則對系統(tǒng)的運行情況進行監(jiān)測和控制，包含系統(tǒng)壓力、溫度、流速、流量。SD卡為系統(tǒng)所用存儲模塊，包含:公式及運算法則存儲；油品報警參數(shù)設(shè)置存儲；油品檢測到數(shù)據(jù)的存儲。GPRS模塊通過一路RS232接口與采集控制模塊相連，輔助完成數(shù)據(jù)的遠程發(fā)送。RS232、CAN、模擬量接口為傳感器供電和數(shù)據(jù)接收功能，IO輸出模塊主要起對齒輪油泵和電磁閥的控制作用。
[0020]待檢油品經(jīng)過輸油動力泵6輸送到流體特性傳感器12，流體特性傳感器12通過CAN總線與采集模塊進行通訊，主要采集參數(shù)為粘度、密度、介電常數(shù)、溫度四個參數(shù)，水分傳感器13為微水傳感器，輸出為絕對含水量，量程0—500ppm。壓力傳感器14對整個系統(tǒng)的壓力進行監(jiān)測，以kpa為單位，最小精度為50kpa，系統(tǒng)的工作壓力范圍為0.7mpa，在設(shè)定的工作壓力值域內(nèi)如果測得壓力超出設(shè)定范圍，控制模塊將根據(jù)信息停止并切除整個系統(tǒng)。激光顆粒度傳感器15與采集模塊采用RS232進行通訊，采集值分別為4、6、14 ,2Ium粒徑顆粒數(shù)目及相對應(yīng)的IS04406污染等級；電導(dǎo)率傳感器16采集油中導(dǎo)電性能，油液的酸值發(fā)生變化時，會對導(dǎo)電性造成影響，通過該特性對油品的酸值給予判別。流量傳感器17主要保證系統(tǒng)的運行正常，主要以L/H為單位輸出實時流量。
[0021]圖4為本發(fā)明在用大型工程車輛液壓系統(tǒng)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸和管理部分結(jié)構(gòu)流程示意圖。詳細反映了整個系統(tǒng)的工作狀況的數(shù)據(jù)流動情況。本系統(tǒng)的具體功能描述如下:
(I)、系統(tǒng)的啟動實現(xiàn)與車輛的液壓系統(tǒng)工作狀況聯(lián)動:從駕駛室的取力開關(guān)引出信號，駕駛員將行車狀態(tài)調(diào)整為工作狀態(tài)時，取力開關(guān)自身發(fā)出脈沖信號，車載終端接收后發(fā)送給運算控制部分，運算控制部分向取樣部分發(fā)出啟動指令，油泵和電動球閥開始啟動。同事運算控制部分開始給傳感器供電，并且檢查傳感器通訊和數(shù)據(jù)位是否正常。(2)、實時控制:根據(jù)對車輛的液壓系統(tǒng)運行狀況及壓力傳感和流量監(jiān)測隨時對系統(tǒng)進行啟停控制。
[0022](3)、數(shù)據(jù)存儲和調(diào)用:采集的原始數(shù)據(jù)需要進行計算，計算公式和油品的國家標準及行業(yè)標準存儲于采集控制模塊，以便于系統(tǒng)隨時調(diào)用，此外運算完的數(shù)據(jù)進行一個溢流式存儲。
[0023](4)、公式代入:傳感器的原始數(shù)據(jù)需要進行計算處理。運算基本操作包括:加減乘除四則運算，平方開方對數(shù)等，不同數(shù)據(jù)項算法不同。
[0024](5)、顯示方式:顯示方式按照實時顯示,具體由9寸LED顯示屏執(zhí)行。
[0025](6)、異常報警:每數(shù)據(jù)項字段設(shè)置雙重報警臨界設(shè)置:①數(shù)據(jù)上下限區(qū)間；②數(shù)據(jù)平均值范圍區(qū)間。具體范圍由用戶設(shè)置，當(dāng)觸發(fā)其中任一項時報警。
[0026](7)、原始數(shù)據(jù)加密:原始數(shù)據(jù)由傳感器設(shè)備讀取后，按自定義格式加密存儲。
[0027](8)、數(shù)據(jù)的遠程傳輸:通過GPRS進行遠程數(shù)據(jù)傳輸，采用單工模式，傳輸內(nèi)容包括被監(jiān)測設(shè)備信息、油品的參數(shù)及報警信息。
【權(quán)利要求】
1.一種在用大型工程車輛液壓系統(tǒng)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)，包括:數(shù)據(jù)采集控制部分(I)、取樣部分(2)、數(shù)據(jù)傳輸(3)、顯示控制模塊(4);其特征在于:數(shù)據(jù)采集控制部分(I)分別與取樣部分(2)、數(shù)據(jù)傳輸(3)、顯示控制模塊(4)聯(lián)通；顯示控制模塊(4)向數(shù)據(jù)采集控制部分(I)發(fā)出工作指令，數(shù)據(jù)采集控制部分(I)啟動取樣部分(2)將油箱內(nèi)的待檢油品抽取到數(shù)據(jù)采集控制部分(I )，數(shù)據(jù)采集控制部分(I)將數(shù)據(jù)進行存儲，然后通過數(shù)據(jù)傳輸(3)執(zhí)行控制動作和傳輸；顯示控制模塊(4)接收到油品檢測信息后進行現(xiàn)場顯示和提醒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在用大型工程車輛液壓系統(tǒng)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:取樣部分(2)包括:取樣和回路系統(tǒng)三通I (11)、取樣和回路系統(tǒng)三通II (9)、輸油動力泵(6)、第一電磁閥(5)、第二電磁閥(8);其特征在于:油箱(10)連通取樣和回路系統(tǒng)I(11)，取樣和回路系統(tǒng)I(Il)連通第一電磁閥(5),第一電磁閥(5 )連通輸油動力泵(6 ),輸油動力泵(6 )連通數(shù)據(jù)采集控制部分(I)中的數(shù)據(jù)采集模塊(7 )，數(shù)據(jù)采集模塊(7 )連通第二電磁閥(8)，第二電磁閥(8)連通取樣和回路系統(tǒng)三通II (9)，取樣和回路系統(tǒng)三通II (9)連通油箱(10);油箱(10)抽出經(jīng)過取樣和回路系統(tǒng)I (11)，通過第一電磁閥(5)進入輸油動力泵(6)，進入數(shù)據(jù)采集模塊(7)檢測完油樣依次經(jīng)過第二電磁閥(8)取樣和回路系統(tǒng)三通II (9)，最后回到油箱(10)完成取樣過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在用大型工程車輛液壓系統(tǒng)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)采集控制部分(I)中的數(shù)據(jù)采集模塊(7)，包括:流體特性傳感器(12)、水分傳感器(13)、壓力傳感器(14)、激光顆粒度傳感器(15)、電導(dǎo)率傳感器(16)、流量傳感器(17);流體特性傳感器(12)連通水分傳感器(13)，水分傳感器(13)分別連通壓力傳感器(14)與激光顆粒傳感器(15)，壓力傳感器(14)與激光顆粒度傳感器(15)均連通電導(dǎo)率傳感器(16)，連通電導(dǎo)率傳感器(16)連通流量傳感器(17);流體特性傳感器(12)、水分傳感器(13)、電導(dǎo)率傳感器(16)為油品指標檢測傳感器；壓力傳感器(14)、流量傳感器(17)為本監(jiān)測系統(tǒng)輔助傳感器；在數(shù)據(jù)采集控制部分(I)控制下待檢油樣依次通流體特性傳感器(12)，水分傳感器(13)后，分別和激光顆粒傳感器(15)最后經(jīng)過完成整個檢測過程。
【文檔編號】F15B19/00GK103851029SQ201410096527
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月17日
【發(fā)明者】張欣, 宋寶寶 申請人:洛陽大工檢測技術(shù)有限公司