专利名称：一种手持式船舶柴油机振动检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及船舶领域，特别涉及的是一种便于使用者在船舶航行时使用的手 持式船舶柴油机振动检测装置。
背景技术：
船舶是各种船只的总称，主要指的是依靠人力，风帆，发动机等动力，能在水上移 动的交通手段。另外，民用船一般称为船，军用船称为舰，小型船称为艇或舟，其总称为舰船 或船艇。船舶现在作为一种能航行或停泊于水域进行运输或作业的工具，按不同的使用要 求而具有不同的技术性能、装备和结构型式，为此，船舶在国防、国民经济和海洋开发等方 面都占有十分重要的地位。现在常见的大多数民用船只往往会使用船舶用柴油机来作为船舶的动力之源，乃 至成为船舶安全航行的重要设备。但，由于船舶是一种长年累月在水面航行的工具，往往运 行时工作状况较为复杂，如果柴油机一旦发生各种故障，轻则便会危及船舶用电气设备的 安全和使用，重则更是会危及船舶和人员安全。而目前对于船舶柴油机的产生故障的解决方法，主要是通过船员的日常检修和靠 岸时的定期维修来避免的，为此，当船舶在海上行驶发生事故时，只有靠船员自己进行维修 工作，避免柴油机故障的进一步恶化。而对于那些用于船舶柴油机诊断方面的仪器，虽然目 前国内外很多高校和研究机构都展开了相关的研究工作，但真正用于船舶准确诊断的仪器 却还很少，且这些仪器在使用时往往费时费力，不能有效满足船舶在航行时的工作要求。因 此研制船舶电站柴油机故障诊断系统，尤其那些便于船员在航行途中使用的手持便携式的 诊断装置，对柴油机的维护和减轻船员工作量具有十分重要的意义。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种手持式船舶柴油机振动检测装置， 以解决现有船舶用柴油机故障监测系统所存在的使用性方面的问题。为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现一种手持式船舶柴油机振动检测装置，所述手持式船舶柴油机振动检测装置主要 包括用于采集柴油机振动信号的传感器检测模块、用于为传感器检测模块提供稳定电流与 电压的恒流源模块、用于将检测信号转换成低通截止频率输出的隔直低通滤波电路模块、 用于根据检测信号诊断柴油机典型故障的ARM控制模块、用于输入柴油机转速信号与油门 信号的数码开关模块、用于控制检测装置用工作电源的电源管理模块、用于将ARM控制模 块处理的信息进行视屏显示的显示模块、及用于将ARM控制模块处理的信息传输到外部计 算机中的串口通信模块；所述传感器检测模块、恒流源模块与隔直低通滤波电路模块依次 相连，所述隔直低通滤波电路模块、数码开关模块与电源管理模块分别与ARM控制模块相 连，所述ARM控制模块分别与显示模块及串口通信模块相连。[0009]本实用新型结构简单、使用方便，不单单由于其手持便携式的使用方式，可以大大 方便那些在海上航行中的船员对船舶柴油机进行简单的检修与维护的工作；且经过处理的 柴油机监测信息，既可以通过本实用新型附带的液晶显示器进行显示，也可以直接传输到 外部的计算机中进行进一步的处理与分析。
以下结合附图和具体实施方式
来详细说明本实用新型；
图1为本实用新型的模块图。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面 结合具体实施方式
，进一步阐述本实用新型。如图1所示，本实用新型为一种手持式船舶柴油机振动检测装置，本实用新型在 设计时主要考虑到，现有船舶用传统柴油机一旦发生故障，轻则柴油机部分发生故障，重则 失去做功能力，危及船舶和人员安全，同时由于柴油机的结构复杂和工作环境恶劣，在船舶 的航行时，船员往往不能通过简单的检测来进行柴油机的维护工作，从而造成船舶的损坏 和船上人员生命安全的问题。为此，本实用新型在现有船舶用柴油机检测仪器的基础上，进 行有效的改进，来便于船员对于船舶用柴油机进行简单的检测与维护工作。本实用新型主要是通过相连的数块工作模块来进行工作的，这些工作模块主要包 括由用于采集柴油机振动信号的传感器检测模块、用于为传感器检测模块提供稳定电流与 电压的恒流源模块、用于将检测信号转换成低通截止频率输出的隔直低通滤波电路模块、 用于根据检测信号诊断柴油机典型故障的ARM控制模块、用于输入柴油机转速信号与油门 信号的数码开关模块、用于控制检测装置用工作电源的电源管理模块、用于将ARM控制模 块处理的信息进行视屏显示的显示模块、及用于将ARM控制模块处理的信息传输到外部计 算机中的串口通信模块组成；这些工作模块在连接时，传感器检测模块、恒流源模块与隔直 低通滤波电路模块依次相连，而隔直低通滤波电路模块、数码开关模块与电源管理模块分 别与ARM控制模块相连，且ARM控制模块还分别与显示模块及串口通信模块相连。在这些工作模块中，作为本实用新型主要工作模块的ARM控制模块，可以选择一 块以低功耗著称的arm芯片，作为本实用新型中用于实现诊断柴油机进排气门漏气故障、 缸套磨损故障等柴油机典型故障功能的主控制振动诊断仪器。该arm芯片以较为常用的 ARM CortexM3系列芯片中的STM32F103ZET6为核心，外部可以扩展512K SRAM及2M NOR FLASH等多类存储器，从而可以极大的满足本实用新型在工作时，对于那些大容量数据的采 集、处理及分析的使用要求。而在本实用新型其它工作模块的工作器件的选择上，传感器检测模块，可以采用 一款YD加速度传感器，来采集柴油机工作时的振动信号；恒流源模块可以为一款现有常用 的LM334三端可调恒流源，这种LM334三端可调恒流源其电流比值范围可达10000 1，具 有很好的稳流特性，也便于使用者根据实际情况在IV到40V范围内进行工作电压的调整， 且使用时只需连接上一个外接电阻便可以对所需的电流值进行有效的设定；隔直低通滤 波模块可以使用max7426五阶低通滤波电路，这种很容易实现电路低通截止频率要求的电路，可以很好的适用于直流供电电路中，来降低工作器件对电网的騷扰电压发射，同时能提 高产品的抗扰度，阻挡电网中不干净电源对设备的影响；数码开关模块主要是由一组拨码 开关构成，并通过相连的缓冲器74HC245来实现信号的输入；至于电源管理模块，主要用于 控制设置在本实用新型中的便携式电池组，从而使得本实用新型在工作时，可以使用电池 供电来提供工作电源，使得本实用新型在设计时可以设计的格外小巧，来实现本实用新型 在使用时便于船员使用的手持式特点；显示模块的工作是通过本实用新型所附带的2. 8寸 TFT真彩触摸屏来实现的；串口通信模块可以使用RS232通信接口构成，从而方便进行数据 的外部保存及与上位PC机之间的通信联系。本实用新型在工作时，首先LM334三端可调恒流源为YD加速度传感器的工作提供 2mA恒流源电流及12V电压，使YD加速度传感器对工作中的柴油机的震动信号进行有效采 集；然后YD加速度传感器将采集到的振动信号，通过由稳压管DDl与DD2构成5伏稳压限 幅电路，输入到低通截止频率为IOkHZ的max7426五阶低通滤波电路中，从而使振动信号经 过数字滤波及整周期平均处理后，可以通过设置在ARM芯片上的12位AD输入通道进入ARM 芯片中。而在本实用新型中，由于数码开关模块是通过缓冲器74HC245来实现数据的输入 的，为此在输入柴油机转速信号和油门信号时，可以有效减少传感器的数量。且数码开关模 块在使用时，主要是通过拨码开关上拨码按钮的增加和减少来实现数字的增加和减少，而 拨码开关上显示的数字还可以通过PC104总线读入到计算机中，这样可以实现计算机通过 PC104总线来进行柴油机转速与油门数据的简单读取工作。为了便于本实用新型将振动信号采集到计算机中，本实用新型可以采用UCOS实 时操作系统，这种UCOS实时操作系统具有方便的人机接口，便于显示数据、文字、图形及波 形等；同时UCOS实时操作操作系统占用ARM资源少，易于实现数据文件的保存、调用和显 示。这样便可以使本实用新型在振动信号数据经过数字滤波、整周期平均等处理后，然后将 数据与柴油机的转速和油门工作情况有机结合在一起，进行进一步的柴油机故障的诊断。本实用新型在工作时，由于以arm芯片为核心，不仅使其具有低功耗的特点，来方 便整个系统通过电池供电的方式进行使用；且作为核心工作器件的arm控制芯片，其主频 可以达到70M以上，使得本实用新型在工作时，可以更加方便在处理数据信息时进行数学 模型的运算；而arm芯片支持外扩RAM和FLASH存储器的特点，大大满足了对与大容量数据 进行处理时的需要；且本实用新型不仅能够在不同的工作环境下进行相关数据信息的液晶 显示，也可以通过串行接口接受设备数据或与上位主机传输数据；至于在设计时考虑到手 持式便携的工作方式的需要，本实用新型可以利用电池电源来充当日常工作电源，在提高 测量柴油机的任何部位的效率的同时，从而方便船员对柴油机那原本较为繁琐的日常维修 和维护，避免柴油机在故障状态下运行。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型 要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求一种手持式船舶柴油机振动检测装置，其特征在于，所述手持式船舶柴油机振动检测装置主要包括用于采集柴油机振动信号的传感器检测模块、用于为传感器检测模块提供稳定电流与电压的恒流源模块、用于将检测信号转换成低通截止频率输出的隔直低通滤波电路模块、用于根据检测信号诊断柴油机典型故障的ARM控制模块、用于输入柴油机转速信号与油门信号的数码开关模块、用于控制检测装置用工作电源的电源管理模块、用于将ARM控制模块处理的信息进行视屏显示的显示模块、及用于将ARM控制模块处理的信息传输到外部计算机中的串口通信模块；所述传感器检测模块、恒流源模块与隔直低通滤波电路模块依次相连，所述隔直低通滤波电路模块、数码开关模块与电源管理模块分别与ARM控制模块相连，所述ARM控制模块分别与显示模块及串口通信模块相连。
专利摘要本实用新型公开了一种手持式船舶柴油机振动检测装置，主要包括传感器检测模块、恒流源模块、隔直低通滤波电路模块、ARM控制模块、数码开关模块、电源管理模块、显示模块、及串口通信模块；其中，传感器检测模块、恒流源模块与隔直低通滤波电路模块依次相连，隔直低通滤波电路模块、数码开关模块与电源管理模块分别与ARM控制模块相连，而ARM控制模块还需分别与显示模块及串口通信模块相连。本实用新型结构简单、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员对船舶柴油机进行检修与维护的工作；且可以通过液晶显示器来显示处理好的柴油机监测信息，便于相关船员进行快速的判断。
文档编号G01M15/12GK201628624SQ20102011317
公开日2010年11月10日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者常勇, 胡以怀 申请人:上海海事大学