專利名稱：一種手持式船舶柴油機(jī)振動檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及船舶領(lǐng)域，特別涉及的是一種便于使用者在船舶航行時(shí)使用的手 持式船舶柴油機(jī)振動檢測裝置。
背景技術(shù)：
船舶是各種船只的總稱，主要指的是依靠人力，風(fēng)帆，發(fā)動機(jī)等動力，能在水上移 動的交通手段。另外，民用船一般稱為船，軍用船稱為艦，小型船稱為艇或舟，其總稱為艦船 或船艇。船舶現(xiàn)在作為一種能航行或停泊于水域進(jìn)行運(yùn)輸或作業(yè)的工具，按不同的使用要 求而具有不同的技術(shù)性能、裝備和結(jié)構(gòu)型式，為此，船舶在國防、國民經(jīng)濟(jì)和海洋開發(fā)等方 面都占有十分重要的地位?，F(xiàn)在常見的大多數(shù)民用船只往往會使用船舶用柴油機(jī)來作為船舶的動力之源，乃 至成為船舶安全航行的重要設(shè)備。但，由于船舶是一種長年累月在水面航行的工具，往往運(yùn) 行時(shí)工作狀況較為復(fù)雜，如果柴油機(jī)一旦發(fā)生各種故障，輕則便會危及船舶用電氣設(shè)備的 安全和使用，重則更是會危及船舶和人員安全。而目前對于船舶柴油機(jī)的產(chǎn)生故障的解決方法，主要是通過船員的日常檢修和靠 岸時(shí)的定期維修來避免的，為此，當(dāng)船舶在海上行駛發(fā)生事故時(shí)，只有靠船員自己進(jìn)行維修 工作，避免柴油機(jī)故障的進(jìn)一步惡化。而對于那些用于船舶柴油機(jī)診斷方面的儀器，雖然目 前國內(nèi)外很多高校和研究機(jī)構(gòu)都展開了相關(guān)的研究工作，但真正用于船舶準(zhǔn)確診斷的儀器 卻還很少，且這些儀器在使用時(shí)往往費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不能有效滿足船舶在航行時(shí)的工作要求。因 此研制船舶電站柴油機(jī)故障診斷系統(tǒng)，尤其那些便于船員在航行途中使用的手持便攜式的 診斷裝置，對柴油機(jī)的維護(hù)和減輕船員工作量具有十分重要的意義。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種手持式船舶柴油機(jī)振動檢測裝置， 以解決現(xiàn)有船舶用柴油機(jī)故障監(jiān)測系統(tǒng)所存在的使用性方面的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種手持式船舶柴油機(jī)振動檢測裝置，所述手持式船舶柴油機(jī)振動檢測裝置主要 包括用于采集柴油機(jī)振動信號的傳感器檢測模塊、用于為傳感器檢測模塊提供穩(wěn)定電流與 電壓的恒流源模塊、用于將檢測信號轉(zhuǎn)換成低通截止頻率輸出的隔直低通濾波電路模塊、 用于根據(jù)檢測信號診斷柴油機(jī)典型故障的ARM控制模塊、用于輸入柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號與油門 信號的數(shù)碼開關(guān)模塊、用于控制檢測裝置用工作電源的電源管理模塊、用于將ARM控制模 塊處理的信息進(jìn)行視屏顯示的顯示模塊、及用于將ARM控制模塊處理的信息傳輸?shù)酵獠坑?jì) 算機(jī)中的串口通信模塊；所述傳感器檢測模塊、恒流源模塊與隔直低通濾波電路模塊依次 相連，所述隔直低通濾波電路模塊、數(shù)碼開關(guān)模塊與電源管理模塊分別與ARM控制模塊相 連，所述ARM控制模塊分別與顯示模塊及串口通信模塊相連。[0009]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，不單單由于其手持便攜式的使用方式，可以大大 方便那些在海上航行中的船員對船舶柴油機(jī)進(jìn)行簡單的檢修與維護(hù)的工作；且經(jīng)過處理的 柴油機(jī)監(jiān)測信息，既可以通過本實(shí)用新型附帶的液晶顯示器進(jìn)行顯示，也可以直接傳輸?shù)?外部的計(jì)算機(jī)中進(jìn)行進(jìn)一步的處理與分析。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來詳細(xì)說明本實(shí)用新型；

圖1為本實(shí)用新型的模塊圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面 結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。如圖1所示，本實(shí)用新型為一種手持式船舶柴油機(jī)振動檢測裝置，本實(shí)用新型在 設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮到，現(xiàn)有船舶用傳統(tǒng)柴油機(jī)一旦發(fā)生故障，輕則柴油機(jī)部分發(fā)生故障，重則 失去做功能力，危及船舶和人員安全，同時(shí)由于柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜和工作環(huán)境惡劣，在船舶 的航行時(shí)，船員往往不能通過簡單的檢測來進(jìn)行柴油機(jī)的維護(hù)工作，從而造成船舶的損壞 和船上人員生命安全的問題。為此，本實(shí)用新型在現(xiàn)有船舶用柴油機(jī)檢測儀器的基礎(chǔ)上，進(jìn) 行有效的改進(jìn)，來便于船員對于船舶用柴油機(jī)進(jìn)行簡單的檢測與維護(hù)工作。本實(shí)用新型主要是通過相連的數(shù)塊工作模塊來進(jìn)行工作的，這些工作模塊主要包 括由用于采集柴油機(jī)振動信號的傳感器檢測模塊、用于為傳感器檢測模塊提供穩(wěn)定電流與 電壓的恒流源模塊、用于將檢測信號轉(zhuǎn)換成低通截止頻率輸出的隔直低通濾波電路模塊、 用于根據(jù)檢測信號診斷柴油機(jī)典型故障的ARM控制模塊、用于輸入柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號與油門 信號的數(shù)碼開關(guān)模塊、用于控制檢測裝置用工作電源的電源管理模塊、用于將ARM控制模 塊處理的信息進(jìn)行視屏顯示的顯示模塊、及用于將ARM控制模塊處理的信息傳輸?shù)酵獠坑?jì) 算機(jī)中的串口通信模塊組成；這些工作模塊在連接時(shí)，傳感器檢測模塊、恒流源模塊與隔直 低通濾波電路模塊依次相連，而隔直低通濾波電路模塊、數(shù)碼開關(guān)模塊與電源管理模塊分 別與ARM控制模塊相連，且ARM控制模塊還分別與顯示模塊及串口通信模塊相連。在這些工作模塊中，作為本實(shí)用新型主要工作模塊的ARM控制模塊，可以選擇一 塊以低功耗著稱的arm芯片，作為本實(shí)用新型中用于實(shí)現(xiàn)診斷柴油機(jī)進(jìn)排氣門漏氣故障、 缸套磨損故障等柴油機(jī)典型故障功能的主控制振動診斷儀器。該arm芯片以較為常用的 ARM CortexM3系列芯片中的STM32F103ZET6為核心，外部可以擴(kuò)展512K SRAM及2M NOR FLASH等多類存儲器，從而可以極大的滿足本實(shí)用新型在工作時(shí)，對于那些大容量數(shù)據(jù)的采 集、處理及分析的使用要求。而在本實(shí)用新型其它工作模塊的工作器件的選擇上，傳感器檢測模塊，可以采用 一款YD加速度傳感器，來采集柴油機(jī)工作時(shí)的振動信號；恒流源模塊可以為一款現(xiàn)有常用 的LM334三端可調(diào)恒流源，這種LM334三端可調(diào)恒流源其電流比值范圍可達(dá)10000 1，具 有很好的穩(wěn)流特性，也便于使用者根據(jù)實(shí)際情況在IV到40V范圍內(nèi)進(jìn)行工作電壓的調(diào)整， 且使用時(shí)只需連接上一個(gè)外接電阻便可以對所需的電流值進(jìn)行有效的設(shè)定；隔直低通濾 波模塊可以使用max7426五階低通濾波電路，這種很容易實(shí)現(xiàn)電路低通截止頻率要求的電路，可以很好的適用于直流供電電路中，來降低工作器件對電網(wǎng)的騷擾電壓發(fā)射，同時(shí)能提 高產(chǎn)品的抗擾度，阻擋電網(wǎng)中不干凈電源對設(shè)備的影響；數(shù)碼開關(guān)模塊主要是由一組撥碼 開關(guān)構(gòu)成，并通過相連的緩沖器74HC245來實(shí)現(xiàn)信號的輸入；至于電源管理模塊，主要用于 控制設(shè)置在本實(shí)用新型中的便攜式電池組，從而使得本實(shí)用新型在工作時(shí)，可以使用電池 供電來提供工作電源，使得本實(shí)用新型在設(shè)計(jì)時(shí)可以設(shè)計(jì)的格外小巧，來實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型 在使用時(shí)便于船員使用的手持式特點(diǎn)；顯示模塊的工作是通過本實(shí)用新型所附帶的2. 8寸 TFT真彩觸摸屏來實(shí)現(xiàn)的；串口通信模塊可以使用RS232通信接口構(gòu)成，從而方便進(jìn)行數(shù)據(jù) 的外部保存及與上位PC機(jī)之間的通信聯(lián)系。本實(shí)用新型在工作時(shí)，首先LM334三端可調(diào)恒流源為YD加速度傳感器的工作提供 2mA恒流源電流及12V電壓，使YD加速度傳感器對工作中的柴油機(jī)的震動信號進(jìn)行有效采 集；然后YD加速度傳感器將采集到的振動信號，通過由穩(wěn)壓管DDl與DD2構(gòu)成5伏穩(wěn)壓限 幅電路，輸入到低通截止頻率為IOkHZ的max7426五階低通濾波電路中，從而使振動信號經(jīng) 過數(shù)字濾波及整周期平均處理后，可以通過設(shè)置在ARM芯片上的12位AD輸入通道進(jìn)入ARM 芯片中。而在本實(shí)用新型中，由于數(shù)碼開關(guān)模塊是通過緩沖器74HC245來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入 的，為此在輸入柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號和油門信號時(shí)，可以有效減少傳感器的數(shù)量。且數(shù)碼開關(guān)模 塊在使用時(shí)，主要是通過撥碼開關(guān)上撥碼按鈕的增加和減少來實(shí)現(xiàn)數(shù)字的增加和減少，而 撥碼開關(guān)上顯示的數(shù)字還可以通過PC104總線讀入到計(jì)算機(jī)中，這樣可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)通過 PC104總線來進(jìn)行柴油機(jī)轉(zhuǎn)速與油門數(shù)據(jù)的簡單讀取工作。為了便于本實(shí)用新型將振動信號采集到計(jì)算機(jī)中，本實(shí)用新型可以采用UCOS實(shí) 時(shí)操作系統(tǒng)，這種UCOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)具有方便的人機(jī)接口，便于顯示數(shù)據(jù)、文字、圖形及波 形等；同時(shí)UCOS實(shí)時(shí)操作操作系統(tǒng)占用ARM資源少，易于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)文件的保存、調(diào)用和顯 示。這樣便可以使本實(shí)用新型在振動信號數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)字濾波、整周期平均等處理后，然后將 數(shù)據(jù)與柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速和油門工作情況有機(jī)結(jié)合在一起，進(jìn)行進(jìn)一步的柴油機(jī)故障的診斷。本實(shí)用新型在工作時(shí)，由于以arm芯片為核心，不僅使其具有低功耗的特點(diǎn)，來方 便整個(gè)系統(tǒng)通過電池供電的方式進(jìn)行使用；且作為核心工作器件的arm控制芯片，其主頻 可以達(dá)到70M以上，使得本實(shí)用新型在工作時(shí)，可以更加方便在處理數(shù)據(jù)信息時(shí)進(jìn)行數(shù)學(xué) 模型的運(yùn)算；而arm芯片支持外擴(kuò)RAM和FLASH存儲器的特點(diǎn)，大大滿足了對與大容量數(shù)據(jù) 進(jìn)行處理時(shí)的需要；且本實(shí)用新型不僅能夠在不同的工作環(huán)境下進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)信息的液晶 顯示，也可以通過串行接口接受設(shè)備數(shù)據(jù)或與上位主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)；至于在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到手 持式便攜的工作方式的需要，本實(shí)用新型可以利用電池電源來充當(dāng)日常工作電源，在提高 測量柴油機(jī)的任何部位的效率的同時(shí)，從而方便船員對柴油機(jī)那原本較為繁瑣的日常維修 和維護(hù)，避免柴油機(jī)在故障狀態(tài)下運(yùn)行。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行 業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述 的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還 會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型 要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求一種手持式船舶柴油機(jī)振動檢測裝置，其特征在于，所述手持式船舶柴油機(jī)振動檢測裝置主要包括用于采集柴油機(jī)振動信號的傳感器檢測模塊、用于為傳感器檢測模塊提供穩(wěn)定電流與電壓的恒流源模塊、用于將檢測信號轉(zhuǎn)換成低通截止頻率輸出的隔直低通濾波電路模塊、用于根據(jù)檢測信號診斷柴油機(jī)典型故障的ARM控制模塊、用于輸入柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號與油門信號的數(shù)碼開關(guān)模塊、用于控制檢測裝置用工作電源的電源管理模塊、用于將ARM控制模塊處理的信息進(jìn)行視屏顯示的顯示模塊、及用于將ARM控制模塊處理的信息傳輸?shù)酵獠坑?jì)算機(jī)中的串口通信模塊；所述傳感器檢測模塊、恒流源模塊與隔直低通濾波電路模塊依次相連，所述隔直低通濾波電路模塊、數(shù)碼開關(guān)模塊與電源管理模塊分別與ARM控制模塊相連，所述ARM控制模塊分別與顯示模塊及串口通信模塊相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種手持式船舶柴油機(jī)振動檢測裝置，主要包括傳感器檢測模塊、恒流源模塊、隔直低通濾波電路模塊、ARM控制模塊、數(shù)碼開關(guān)模塊、電源管理模塊、顯示模塊、及串口通信模塊；其中，傳感器檢測模塊、恒流源模塊與隔直低通濾波電路模塊依次相連，隔直低通濾波電路模塊、數(shù)碼開關(guān)模塊與電源管理模塊分別與ARM控制模塊相連，而ARM控制模塊還需分別與顯示模塊及串口通信模塊相連。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，便捷的手持式工作方式，可以大大方便那些在海上航行中的船員對船舶柴油機(jī)進(jìn)行檢修與維護(hù)的工作；且可以通過液晶顯示器來顯示處理好的柴油機(jī)監(jiān)測信息，便于相關(guān)船員進(jìn)行快速的判斷。
文檔編號G01M15/12GK201628624SQ20102011317
公開日2010年11月10日 申請日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月11日
發(fā)明者常勇, 胡以懷 申請人:上海海事大學(xué)