基于無線射頻通信的柴油機曲軸扭矩在線檢測裝置的研制.pdf

1、現(xiàn)如今,造船工業(yè)與船舶科學(xué)技術(shù)發(fā)展非常迅猛,對船舶機動性能的要求也越來越高,因而在船舶工業(yè)當中,對船舶動力系統(tǒng)的動態(tài)性能要求也相當高。由于船舶在運行過程當中工況相當復(fù)雜,駕駛員往往需要頻繁地對其進行倒車、正車、緊急剎車、快速起動、突然加速或減速等非穩(wěn)態(tài)運行操作,船舶動力系統(tǒng)需要承受相當大的沖擊,特別是柴油機的轉(zhuǎn)軸需要承受非常大的瞬時扭矩峰值,容易對動力裝置軸系造成損壞,因此有必要實時監(jiān)測扭矩的工作狀況。除此之外,柴油機性能測試和故障診斷

2、需要測出柴油機的功率,而柴油機功率的計算又少不了柴油機曲軸的扭矩測量,因此對柴油機曲軸的扭矩動態(tài)監(jiān)測具有非常重要的意義。在柴油機轉(zhuǎn)軸處于高速旋轉(zhuǎn)的情況下,要測試實時的扭矩值,最棘手的問題是如何將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵饨鐏?。采用接線的方式是行不通的,而一般做法是采用導(dǎo)電滑環(huán)來完成,但是導(dǎo)電滑環(huán)存在摩擦發(fā)熱,使用壽命不長,而且容易引起信號波動,造成重大誤差。為了克服這些問題,我們利用射頻通信技術(shù),采用無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?研制了無線扭矩檢測裝置

3、,有效的解決了以上問題。
　　 本文在詳細了解了柴油機曲軸工作狀況,扭矩的測量原理、測量信號、及其主要功能的基礎(chǔ)上,設(shè)計出了該檢測裝置。在硬件設(shè)計上,我們采用CC2430芯片,它是符合ZigBee技術(shù)的2.4GHz射頻系統(tǒng)單芯片,集成了8051單片機內(nèi)核和A/D轉(zhuǎn)換模塊,大大簡化了外圍電路設(shè)計。放大電路采用了AD623芯片來對采集信號進行放大,并按照要求設(shè)計了放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、射頻收發(fā)電路、串口通信電路等,并進行了調(diào)試。