一种便携式工程装备液压系统的智能检测系统的制作方法

本发明涉及液压系统检测技术领域，尤其是涉及一种便携式工程装备液压系统的智能检测系统。

背景技术：

目前随着机械设备自动化程度的不断提高，液压系统以它独特的优点，成为这些高度自动化设备中的关键组成部分之一，因此，对液压系统工作可靠性的要求也越来越高，从而对液压系统状态监测、故障诊断的要求也越来越高，目前公认的比较简单、实用的液压系统故障诊断方法是基于参数测量的故障诊断方法，一个液压系统工作是否正常，关键取决于两个主要工作参数，即压力和流量是否处于正常的工作状态，以及系统温度等重要辅助参数的正常与否，因此，进行液压系统状态监测和故障诊断，最关键的就是流量、压力、温度的可靠获取，为了提高液压系统的工作可靠性，迫切需要一个能够准确有效地同时检测液压系统的各项参数的系统。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种便携式工程装备液压系统的智能检测系统，将所有传感器的输出信号，通过信号调理单元转换为电流信号，并将电流信号通过a/d转换为相应的数字信号，通过计算得到相应的检测参数值，实现了对液压系统多项参数的同时检测，对故障的诊断提供依据。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种便携式工程装备液压系统的智能检测系统，包括信号采集模块、信号接收模块、电源模块、通讯模块、控制模块，所述信号采集处理模块用于采集液压系统的至少一项参数，对所述参数进行处理，得到相应的电流信号；所述信号接收模块用于对所述电流信号进行处理，得到数字信号；所述控制模块将所述数字信号转换为被测参数的数值，并输出给人机会话装置，人机会话装置输入指令控制智能检测系统的工作；通讯模块用于将被测参数的数值传输给上位机；所述电源模块用于对所述智能检测系统提供电源。

本发明进一步设置为：所述信号采集模块包括信号调理器，用于将传感器输出的脉冲信号转换为电流信号。

本发明进一步设置为：所述电流信号的幅值为4-20ma。

本发明进一步设置为：所述信号接收模块包括电流电压转换电路、微处理器单元，所述电流电压转换电路用于将所述电流信号转换为电压信号；所述微处理器单元用于采集所述电压信号并通过a/d转换，输出数字信号给所述控制模块、人机会话装置和所述通讯模块。

本发明进一步设置为：所述微处理器单元依次对所有所述电流信号进行a/d转换，得到数字信号，并分别存储所述数字信号。

本发明进一步设置为：所述电源模块包括电源转换单元、电池单元、充放电管理单元，所述电源转换单元用于将外接直流电源电压转换为智能检测系统需要的直流电压；所述电池单元用于在无外接直流电源时的供电，所述充放电管理单元用于保证电池单元充放电的正常工作。

本发明进一步设置为：所述控制模块包括嵌入式计算机控制模块，用于信号处理和人机会话装置驱动，并将所述数字信号从各自的存储单元中调用出来，并转换为十进制数据输出给人机会话装置。

本发明进一步设置为：所述通讯模块包括无线通讯、有线通讯模块，分别用于采用无线或usb线传输数据给上位机。

本发明进一步设置为：所述人机会话装置用于输入指令，并以数据或波形方式显示被检测参数值。

本发明进一步设置为：所述信号采集模块包括四个传感器，分别用于检测所述液压系统的温度参数、压力参数、转速参数、流量参数；或三个压力传感器，分别用于检测所述液压系统的各项压力参数。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：

1.本申请通过设置信号调理单元，将传感器输出的脉冲信号转换为4-20ma的电流信号，使各种传感器输出信号一致，简化了后续处理电路。

2.进一步地，本申请采用嵌入式系统开发，单片机，集成电路，系统可靠性高，能够进行功能控制、测量时序控制、数据处理和结果显示。

3.进一步地，本申请通过无线或有线模块将数据传送至上位机，实现数据传输。

附图说明

图1是本发明一个具体实施例的智能检测系统结构示意图。

图2是本发明一个具体实施例的智能检测系统结构示意图。

图3是本发明一个具体实施例的信号处理流程图。

图4是本发明一个具体实施例的智能检测方法流程图。

图5是本发明一个具体实施例的信号采集电路示意图。

图6是本发明一个具体实施例的信号处理电路示意图。

图7是本发明一个具体实施例的直流电源转换电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明公开的一种便携式工程装备液压系统的智能检测系统，如图1所示，包括信号采集模块、信号接收模块、电源模块、通讯模块、控制模块，信号采集处理模块用于采集液压系统的至少一项参数，对所述参数进行处理，得到相应的电流信号，并将电流信号输出给信号接收模块；信号接收模块接收到电流信号后，对所述电流信号进行处理，得到数字信号并传输给控制模块；控制模块将所述数字信号转换为被测参数的数值，并输出给人机会话装置和通讯模块，人机会话装置输入指令控制智能检测系统的工作；通讯模块将被测参数的数值传输给上位机；电源模块用于对智能检测系统提供电源。

电源模块连接信号采集模块、信号接收模块、通讯模块、控制模块；信号采集模块连接信号接收模块；信号接收模块连接控制模块，控制模块连接通讯模块。

本发明的一个具体实施例中，如图2所示，智能检测系统中，信号采集模块包括四个传感器、两个信号调理器，四个传感器分别为温度传感器、压力传感器、转速传感器、流量传感器，其中，转速传感器连接第一信号调理器，流量传感器连接第二信号调理器，两个信号调理器用于分别将转速传感器、流量传感器输出的信号为脉冲信号转换为电流信号，且电流信号的幅值为4-20ma。

本发明的一个具体实施例中，如图5、6所示，信号接收模块包括电流电压转换电路、微处理器单元，由温度传感器、压力传感器、转速传感器、流量传感器测量得到的电流信号，经电流电压转换电路转换为电压信号，并由微处理器单元进行采集。微处理器单元将电压信号进行a/d转换后，变为数字信号，通过串口传输到控制模块。

具体地，图5中，sip1、sip2、sip3、sip4为四个传感器接口，信号采集模块输出的四个电流信号，经过各自的电流电压转换电路后，转换为电压信号，分别送至图6中的微处理器单元的adc1、adc2、adc3、adc4四个引脚。微处理器单元将电压信号进行a/d转换，形成数字信号，经过计算子程序后，得到被测参量的数值。

相应地，对于不同的传感器信号，计算子程序分为压力计算子程序p_cal、流量计算子程序f_cal、温度计算子程序t_cal、转速计算子程序r_cal。

如图3所示，微处理器单元依次对所有所述电流信号进行a/d转换，得到数字信号，并分别存储所述数字信号；具体步骤如下：

sip1为压力传感器接口，压力电流信号经电流电压转换电路后，转换为压力电压信号，经微处理器单元的adc1引脚输入。微处理器单元对压力电压信号进行a/d转换后采样，对采样过程是否完成进行判断，采样完成后形成的压力数字信号，存储于buf2寄存器中。

sip2接口、sip3接口可以分别接收流量、温度电流信号，也可以分别接收压力2、压力3电流信号。

sip2为流量或压力2传感器接口，流量或压力2电流信号经电流电压转换电路后，转换为流量或压力2电压信号，经微处理器单元的adc2引脚输入。微处理器单元对流量或压力2电压信号进行a/d转换后采样，对采样过程是否完成进行判断，采样完成后形成的流量或压力2数字信号，存储于buf3寄存器中。

sip3为温度/压力3传感器接口，温度/压力3电流信号经电流电压转换电路后，转换为温度/压力3电压信号，经微处理器单元的adc3引脚输入。微处理器单元对压力温度/压力3信号进行a/d转换后采样，对采样过程是否完成进行判断，采样完成后形成的温度/压力3数字信号，存储于buf4寄存器中。

sip4为转速传感器接口，转速电流信号经电流电压转换电路后，转换为转速电压信号，经微处理器单元的adc3引脚输入。微处理器单元对转速电压信号进行a/d转换后采样，对采样过程是否完成进行判断，采样完成后形成的转速数字信号，存储于buf5寄存器中。

待4路信号依次采样结束后，先调用buf2寄存器的压力数字信号，经过压力计算子程序p_cal计算后，得到压力数据存储于寄存器a；

接着，调用buf3寄存器的流量数字信号，经过流量计算子程序f_cal计算后，得到流量数据存储于寄存器b；若buf3寄存器为压力2数字信号，则经过压力计算子程序p_cal计算后，得到压力2数据存储于寄存器c；

再接着，调用buf4寄存器的温度数字信号，经过温度计算子程序t_cal计算后，得到温度数据存储于寄存器d；若buf4寄存器为压力3数字信号，则经过压力计算子程序p_cal计算后，得到压力3数据存储于寄存器e；

最后，调用buf5寄存器的转速数字信号，经过转速计算子程序r_cal计算后，得到转速数据存储于寄存器f。

电源模块包括电源转换单元、电池单元、充放电管理单元，如图7所示，电源转换单元用于将外接直流电源电压转换为智能检测系统需要的直流电压15v，然后再转换为5v和3.3v；电池单元用于在无外接直流电源时的供电，充放电管理单元采用电池充放电管理芯片，用于保证电池单元充放电的正常工作。

控制模块包括嵌入式计算机控制模块，用于信号处理和人机会话装置驱动，通过串口接收信号接收系统发送的各种参量的数据，分别将压力、流量/压力2、温度/压力3、转速数据存储于控制模块的a、b、c、d、e、f六个存储单元中。当数据被调用时，通过二进制转十进制的译码子程序，将二进制的数据转换成十进制，然后在触控屏上显示测量值。

所述通讯模块包括无线通讯、有线通讯模块，分别用于采用无线或usb线传输数据给上位机。有线通讯模块采用串口通讯方式进行通讯。

一种便携式工程装备液压系统的智能检测系统，其温度检测范围为-20℃～85℃；压力检测最大40mpa；转速检测范围为100～3600rpm；流量检测范围为0.1～20m³/h。

本发明的一个具体实施例中，如图4所示，便携式工程装备液压系统的智能检测方法：包括如下步骤：

s1、检测所述液压系统的至少一项参数，并将检测结果转换为电流信号；

s2、将所述电流信号转换为数字信号；

s3、依次对所有数字信号进行计算，得到被测参量的检测数值。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。