发动机缸盖振动信号采集系统设计new

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1、万方数据发动机缸盖振动信号采集系统设计口莫易敏口潘丽娜口赵雷刚口汤春球武汉理工大学机电工程学院武汉430070摘要：基于LabVlEW图形化编程语言，实现了发动机缸盖表面振动信号采集系统的设计，该系统包括信号采集调理模块和LabVIEW虚拟仪器处理模块两部分。信号采集调理模块主要实现对采集到的传感器信号进行放大、滤波等信号调理，并把调理后的信号通过DAQ板卡输入计算机；hbvIEW虚拟仪器处理模块实现对DAQ板卡的驱动支持及通过驱动程序对板卡进行合理设置并对输入计算机的信号进行虚拟处理。关键词：动力机械信号采集系统缸盖振动LabVIEW中图分类号：U46

2、,4．132文献标识码：A文章编号：1000—4998(2010)05—0077—03振动信号是设备状态信息的载体，它蕴含了丰富的设备异常或故障信息，对振动信号的监测能够获得设备状态的有效信息，对它的分析则是设备诊断领域中被广泛采用的方法⋯1。通过测取发动机缸盖表面的振动信号，提取相关的特征参数，可以准确地检测气门漏气、气门间隙异常等气门机构常见故障。传统检测发动机振动的物理仪器因功能单一、检测结果可靠性差和成本较高等因素影响，在实际应用中受到很大制约。随着计算机技术的发展，出现了有别于传统仪器的虚拟仪器，因其高性能的模块化，硬件结合灵活的软件功能，在机

3、械测试与试验方面应用越来越广泛。本文基于这种仪器，实现了发动机气缸盖表面振动信号采集系统的设计。1采集系统构建根据发动机气缸盖表面振动信号采集系统的需求，配置选用相关的硬件设备并进行系统软件的设计。图1所示为采集系统的构建框图。采集系统包括信号采集调理模块和LabVIEW虚拟仪器处理模块，信号采集调理模块主要实现对采集到的传感器信号进行放大、收稿日期：2009年12月滤波等信号调理，并把调理后的信号通过DAQ板卡输入计算机。LabVIEW虚拟仪器处理模块实现对DAQ板卡的驱动支持及通过驱动程序对板卡进行合理设置和对输人计算机的信号进行虚拟处理。——_—-

4、●——眦点。趟蓉纂-Alr体表晰振动信号卜一铬数控传感器b缸盖号据制调聚li副缸体叫}：止点倍呼卜呻理镟机_—-。一-一▲图1采集系统结构2信号采集调理2．1信号调理电路信号调理电路对加速度传感器和上止点传感器信号进行放大、隔离、滤波和保护，将传感器的信号电平调整到A／D转换器匹配的信号电平，同时保护系统不受外部干扰信号的侵袭。本系统采用内装Ic的石英晶体压电式高精度绝缘型加速度传感器，避免了陶瓷晶体压电式传感器精度差、温漂大的缺点。它将传统的压电式传感器与电荷放大器集于一体，能直接与记录和显示仪器相连，简化了测试系统，提高了测试精度和可靠性。其突出特点

5、是：①低阻抗输入，抗干扰，噪声小；J‘L．址舢．4I■●啦舢“．‘IL‘吐●t—．上取．‘IL．址—．L4王．JIL●l蝴—止—址一

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9、止—¨一止jIL．‘lL．‘‘L．‘止“．‘．‘姒．1．‘—¨—‘屯I‘‘斗JIL措施很难保证加工精度。本文通过分析总结薄壁零件鉴。的加工经验，并在此基础上具体分析加工中可能出现的影响加工精度的因素，从如何安排粗、精加工工序和『11工步；加工前的找正、压紧；切削过程中的切削用量；刀f21具、刀杆的形状等各方面入手，采取了有效的措施，以求消除各种不利因素的影

10、响。在尽可能不增加成本的『31基础上。设计了简便适用的镗杆，保证了轴承孔系的加工质量，为同类零件的加工提供了很好的参考和借器机械制造48卷第549期参考文献王先逵．机械制造工艺学[M】．北京；机械工业出版社，2006．于骏一．机械加工振动的诊断、识别与控制【M】．北京；清华大学出版社，1994．王世龙，孙伟，王菊．试验用“削扁镗杆”结构的改进【J】．吉林工学院学报，1996，17(1)：11—14．△(编辑日月)2010／57讪万方数据②性价比高，安装方便，尤其适于多点测蟹；③稳定可靠，抗潮湿、粉尘和有害气体；④传感器外壳绝缘，避免了测试环境的干扰，保证

11、了测试的叮靠性。此外，不同测点位置的选取对发动机气缸盖故障诊断识别也有一定影响。本系统传感器的安装位置如图1所示，由于加速度传感器要获得的是气门产生的激励信号，所以将其安装在1缸上方；上止点传感器用来标定l缸上止点，从而得到采集振动信号的起始位置瞳I。由于内装Ic压电式加速度传感器需要恒流源供电，而不是电-y．仪器通常具备的恒压源供电。其输出的与振动加速度成正比的交流信号是叠加在一输出偏压上的，而不是通常意义上的以地为参考点，所以它需要与专用信号调理器配合使用。这里选用与加速度传感器配套的信号调理器。气体燃烧压力和排气门开启激励引起的振动响应属于低频响应

12、(．厂<1kHz)，而气门落座引起的振动响应信号主要集中在大于6kHz的频带范围