ni技术为生物质气体燃料发动机开发测量控制系统

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3、系统采用的软件能够提供灵活的设置并处理大量I/O信号，这样大大缩短了实验所需的时间。另外，从测量到分析的整个过程都可以采用LabVIEW来完成，从而提高了效率。”・GoTomatsu,TheUniversityofTokyo,DepartmentofMechanicalEngineeringTheChallenge:分析和评估气体燃料成分的差异对生物质燃料发动机必要运行条件的影响。TheSolution:采用NlLabVIEW软件和PXI硬件测it发动机和模拟生物质气体燃料生成器的每个输入输出信号。同时操控七个控制器，我们在发动机测■设备和模拟生物质气体燃料生成器的各个输入輸岀接口统一使用

4、NI的产品。Author(s):GoTomatsu・TheUniversityofTokyo.DepartmentofMechanicalEngineering東京大学大学院工学系研究科・機械工学専攻・金子研究室-戸松系氏有机物质通过发酵和热解产生生物质气体，其中的可燃气体（如甲烷和氢气以及一氧化破）与非可燃气体（如二魚化碳和氮气）相互混合。所用原材料的生物质资源种类或者气化方法的不同、以及燃料生成器内溫度液动而引起的改变，都会使气体混合比产生变化。此外，生物质气体含有的热值较低的气体（H2和CO）和不可燃气体（CO2和N2）•因此其热值低于市场上销善的气体燃料•这可能僉在发动机运行时引起

5、很多问题。为了开发生物质气体燃料发动机，我们必须清楚燃料热值和气体成分的差异如何影响发动机的运行条件。我们对一台实验发动机完成了模拟生物质气体燃料的燃烧分析，作为生物质气体燃料发动机开发的第一步，使用的模拟生物质吒体燃料是由多种气体成分以任意比例混合而成的。在发动机运行实验中，模拟生物质吒体燃料生成器为发动机提供模拟生物质气体燃料，数据采集设备采集实验数据。图1.实验装置示意图使用这些装直进行发动机运行实验，同步测量信号和提高机械运行效率是实验的两个主要的难題。测呈为了分析和评估燃料r体成分的差异对发动机运行必要条件的影响，我们测星了大虽数据，如发动机运行时燃料和空气流量以及发动机各点的温

6、度和压力。此时必须保证测星与发动机曲轴的运动同步以方便后续分析。采样率需要具有灵活性，压力信号变化剧烈，我们每一度曲轴转角采样一次（标定转速1500rpm的发动机需要9000Hz的采样率），温度变化相对较慢，曲轴每转一團采样一次。此外，输出电压信号因传感器放大器不同而有所差异；因此，我们对每一通道进行设赴以获得精确的测量。发动机运行控制启动发动机时，我们必须连接离合器，转动自启动电机，当燃料供给建立时断开离合器。进一步•发动机运转过程中，我们必须利用执行机构（如气门、质量流量控制器和火花塞）调整空气和燃料流量和点火定时以实现提前设定的实验条件。在实验中同时操作多台设备并监测发动机运行状况是

7、实验人员的一大麻烦.提高效率十分必要。生成模拟生物质气体七个生物质流录控制器独立监测和控制六类气体（CH4,C2H4,H2,CO,C02和N2）以及一罐市售13A气体的流矗。因此，我们必须同时控制七个控制器以生成任意混合比的模拟生物质吒体，这杲一个复杂的过程。系统结构为同时操控七个控制器・我们在发动机测绘设备和模拟生物质气体燃料生成器的各个输入输岀接口统一使用NI的产品，并搭連发动机测fit控制系统和模拟生物质气体燃料生成系统。两套系统我们都采用LabVIEW来进行软件开发。图2.为同时操控七个控制器，我们在发动机测量设备和模拟生物质气体燃料生成器的各个输入输出接口统一使用NI的产品。发动

8、机测灵控制系统我们使用了一个NIPXI-8176控制器.PXI-6071E模拟输入多功能数据采集（DAQ）模块，一个PXI-6733高速模拟输出模块■以及PXI-6602定时和数字I/O模块。测虽方面・我们采用PXI-6071E以旋转编码器的信号为基准在每一个曲轴转角对传感器的输出进行采样。运行控制方面.我们采用PXI-6733模块操作各执行器，如离合器、自启动电机.节气门和质最流量控制8S;采用PXI-6602生成点火