专利名称：气胎离合器胎内气压无线监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无线遥测装置，尤其是一种用于遥测气胎离合器胎内气压的无 线监测装置。
背景技术：
气胎离合器是利用压縮空气的压力使气胎的气腔扩张，在摩擦副表面形成压力以实 现离合器的离合的装置，其特点是传递扭矩大，接合平稳，能缓冲吸振，还能通过改变 供气压力来调节传递扭矩的大小，广泛应用于船舶动力、工程机械领域。
气胎离合器工作时须保持实时监测气胎内的气压。目前气胎离合器气胎内气压信号 的测量传递装置将气胎离合器离、合压力40KPa、 900KPa和合上压力的最高允许上限值 lOOOKPa的信号通过相应的三个压力开关分别传输到电刷，由电刷通过换向盘，将气压 信号再传输到外部二次仪表，该装置的缺陷是对于工作环境恶劣的场合或需要紧急脱 排的设备，例如在船舶机舱、挖泥船的泥浆泵以及在含有粉尘以及湿度、油雾较大的场 合使用气胎离合器，由于环境污染的影响，电刷易于失效、换向盘上的导电环易于短路 造成信号传输不到二次仪表，从而使系统动力设备发生故障，在需要接合时未能接合， 或需要脱开时未能脱开，造成飞车或负载增加使动力设备发生重大事故。
发明内容
为了克服现有的气胎离合器胎内气压测量装置在恶劣工作环境下气压信号传输容 易中断，导致系统动力设备发生故障的缺陷，本实用新型提供一种气胎离合器胎内气压 无线监测仪，该无线监测仪能遥测气胎离合器的胎内气压。
本实用新型通过以下技术方案予以实现包括一端固定在气胎离合器内、另一端连 接到信号无线测量传感器输入端的压力测量接出管、信号无线接收装置和信号远端显示
装置设置在气胎离合器外且通过485接口相连，所述的无线测量传感器是一种将信号处 理发射装置和电池供电装置集成一体的压力信号无线测量传感器。
无线测量传感器的绝缘壳体有两个腔体，左腔体内安装所述电池供电装置，右腔体 内安装所述信号处理发射装置，压力测量接出管的另一端通过密封在耐压壳体和耐压壳体盖之内的压力传感器电路板与信号处理发射装置连接。
所述电池供电装置包括安装在电池盒内的电池和固定在外表的密封盖；所述信号处 理发射装置包括信号转接电路板和信号发射模块相连接；接出引线穿过绝缘壳体和耐压 壳体将信号转接电路板和压力传感器电路板相连接。
本实用新型的有益效果是
1. 在气胎离合器上安装将压力传感器、信号处理发射装置及电池供电装置集成一 体的独立的压力信号无线测量传感器，代替三个压力开关，通过无线发射与接收的无线 遥测方式进行信号处理、传输与显示，能够精确测量0 1400Kpa量程的压力信号变化、 并实时处理变化的信号。
2. 在信号发射模块设置信号变化唤醒和信号编码程序，采用信号变化唤醒技术可
以保证压力信号无线测量传感器供电电池长期工作，采用无线信号编码发射技术可以用 一个接收装置同时接收多个测量信号，既方便使用也提高了接收装置的使用效率。
3. 本实用新型的气胎离合器胎内气压无线监测仪可适用于各种恶劣的工作环境， 系统实现免维护连续工作30天以上，本实用新型既能进行机旁监测也能在1000 1500 米范围内进行远距离监测，具有数据传输距离远、抗干扰能力强、数据参数精确等特点
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型的结构组成图l中l.信号无线测量传感器，2.信号无线接收装置，3.信号远端显示装置。 图2是图1中信号无线测量传感器1的内部结构展开图2中4.密封盖螺栓，5.密封盖，6.压力测量接出管，7.螺栓，8.耐压壳体盖， 9.压力传感器电路板，IO.密封圈，ll.垫片，12.耐压壳体，13.连接螺母，14.接出引 线，15.信号转接电路板，16.信号发射模块，17.绝缘壳体，18.密封圈，19.密封盖， 20.电池，21.电池盒。
图3是图2中的信号处理发射装置的信号逻辑处理框图4是图2中的信号处理发射装置的电路图5是图1中的信号无线接收装置2的信号逻辑处理框图6是图1中的信号无线接收装置2的电路图；图7是图1中的信号远端显示装置3的电路图。
具体实施方式
图1中的气胎离合器胎内气压无线监测仪由三部分组成信号无线测量传感器1， 信号无线接收装置2和信号远端显示装置3。信号无线测量传感器1是一种将信号处理
发射装置和电池供电装置集成一体的压力信号无线测量传感器，信号无线接收装置2和 信号远端显示装置3设置在气胎离合器外且通过485接口相连。
图2中，压力测量接出管6—端固定连接在气胎离合器内，另一端连接到信号无线 测量传感器1的输入端，具体连接时是通过螺栓7固定到耐压壳体盖8内，耐压壳体12 以外螺纹和耐压壳体盖8固定，在耐压壳体12和耐压壳体盖8之内安装压力传感器电 路板9。压力测量接出管6连接到该压力传感器电路板9,以密封圈10和垫片11将压 力传感器电路板9密封。
无线测量传感器1的绝缘壳体17有两个腔体，在左腔体内安装电池供电装置，该 电池供电装置包括安装在电池盒21内的电池20和固定在外表的密封盖19。在绝缘壳体 17的右腔体内安装信号处理发射装置，该装置包括信号转接电路板15和信号发射模块 16相连接；电池20通过引线与信号发射模块16连接并向其供电，接出引线14一端连 接信号转接电路板15，另一端通过耐压壳体12与绝缘壳体17的固定连接螺母13后再 穿过绝缘壳体17、耐压壳体12，将信号转接电路板15和压力传感器电路板9相连接起 来。用密封盖5、密封圈18和相应的螺栓4将信号转接电路板15、信号发射模块16和 接出引线14密封安装在绝缘壳体17的右腔体内。
压力传感器电路板9上选用NPX-C01769型压力传感器，测量压力范围0-1400Kpa， 分辨率1. 37Kpa/LSB，测量精度—7 7Kpa，工作环境温度0-5CTC、工作电压2. 1 3. 6V; 绝缘壳体电池仓电池盒16内安装600毫安时以上的锂电池。
图3中信号发射模块16对测量的动态信号进行放大处理；通过程序对信号发射模 块进行信号唤醒和信号编码处理，信号每50ms刷新一次，如信号稳定，则不唤醒信号 发射模块16，如信号有变换就通过程序唤醒信号发射模块16，对信号进行编码后通过 发射天线将信号输出，如对有多台气胎离合器工作的场合，有多个压力传感器同时检测 各监控的气胎压力，通过对信号编码，使每个信号发射模块16发射出不同编码的信号， 由信号无线接收装置2接收，再通过解码恢复各信号的原貌；信号发射模块16选用MSP430集成电路芯片，MSP430内带A/D转换和WatchD0G的低压唤醒功能。
图4中信号发射模块16的电路，由带有中央处理器功能的压力传感器U1，无线射 频发射模块M2和退耦电容C1， C2，滤波电感L2及锂电池构成。压力传感器U1在内部 中央处理器的控制下工作，采集气胎内压力值，温度值和电池的当前电压，在内部程序 控制下对采集的数据进行补偿和处理。无线发射电路由无线射频发送模块M2组成，工 作方式为射频发射，无线射频发送模块M2在压力传感器中央处理器控制下将采集的相 关数据通过无线方式发送给信号无线接收装置2。固定在绝缘壳体电池仓电池盒21内的 电池通过双绞线向信号处理发射模块16供电，电池20采用可充电的5#锂电池2节(额 定电压/额定容量为3V1.2Ah，在正常工作时，可连续供电20天)，系统停机时，可通过 充电装置给电池充电。
图5中信号无线接收装置2包括无线信号接收模块、多通道无线信号解码模块、信 号接收显示模块和信号远距离传输485接口 ，多通道无线信号解码模块和信号显示模块 分别与无线信号接收模块连接，信号远距离传输485接口与多通道无线信号解码模块连 接。其电路如图6所示，由无线射频接收模块M1和退耦电容C6，电感L1构成；中央处 理控制电路由单片处理机U1和晶体振荡器X1和电源退耦电容C1， C2构成；电源电路 由整流桥B1，电容C4， C5和三端稳压块U2，开关K1构成。信号无线接收装置2接收 发射信号，再通过信号无线接收装置2的485接口将变化的压力信号在信号远端显示装 置3上显示。
晶体振荡器为单片处理器提供工作时钟，电容C1， C2对提供给单片处理机U1的工 作电源进行退耦滤波。射频模块在单片处理器U1控制下接收空中的无线电波，将接收 的信号进行解调和解码后，传送给单片处理器U1，其内部将接收到的多个数据进行重新 打包，通过中央处理器U1的串行口，传送到由RS-485接口芯片U3，电容C3，电阻R6 组成的RS-485接口电路，由RS-485接口电路将数据通过RS-485总线进行数据转发。
发光二极管D1， D2， D3， D4， D5用于指示接收机当前的工作状态，电阻R1， R2， R3， R4， R5是分别是各个发光二极管的限流电阻。
工作时，信号无线接收装置2电路开关K1闭合整机上电。低压交流电由电源插座 Jl进入接收机，通过电源开关K1，整流桥B1，三端稳压块U2，和电容C4， C5的稳压 滤波提供整机+3. 3V的工作电源。
信号远端显示装置3包括远端信号传输485接口和信号显示模块，信号显示模块包含测试气胎压力信号显示和测试系统耗电量显示两部分，信号显示模块与远端信号传输 485接口连接。其电路如图7所示，由整流桥B31，三端稳压块U31, U32，滤波电容C31， C32， C33，开关K31构成，开关K31闭合，从J31电源插座送入的低压交流电，经过整 流桥B31，三端稳压块U31， U32，滤波电容C31， C32， C33的稳压滤波，输出+5V和+3. 3V 两路电压源给数据显示控制各部分电路。
由单片处理器U33和晶体振荡器X31和电源退耦电容C34， C35组成中央控制电路， 中央处理电路将从RS-485接口电路收到的数据，进行过处理器U33的处理，将显示数 据送给LED数码管驱动电路。同时单片处理器U33，通过插在J32上的键盘，接收使用 者的控制。进行必要的系统参数设置。RP1是键盘的电压上拉电阻。
LED数码管驱动电路由LED驱动芯片U34， U35,电平转换芯片U36，以及LED数码 管LED1， LED2， LED3， LED4构成。工作时，单片处理器的控制信号经过电平转换芯片 U36转换成合适的电压，控制LED驱动芯片U34， U35。 LED数码管在LED驱动芯片U34, U35控制下显示相应的数据。电容C36， C37和电阻R31， R32是显示驱动芯片U34， U35 的外围元器件。
RS-485接口芯片U37，电容C38和电阻R33构成RS-485接口电路，接收RS-485总 线上的数据信号。
发光二极管D31， D32， D33， D34， D35用于指示接收机当前的工作状态，电阻R34， R35， R36， R37， R38是分别是各个发光二极管的限流电阻。
当进行测量时，内嵌有中央处理器的压力传感器电路板9通过压力测量接出管6测 量气胎压力，将压力信号传输到信号处理发射装置的输入端，压力信号通过信号处理发 射装置的发射天线发射，经信号编码后发射压力变化信号和蓄电池电量信号，信号无线 接收装置2以及信号远端显示装置3设置在气胎离合器外，信号经信号无线接收装置2 接收后进行信号处理，通过485接口传输到远端信号显示装置3显示气压信号数据和电 池电量数据。
在多机并行使用的环境中压力输出信号通过编码输出彼此间不受干扰，信号无线接 收装置以及信号远端显示装置设置在气胎摩擦离合器外的0 1500米范围内。
权利要求1. 一种气胎离合器胎内气压无线监测仪，包括一端固定在气胎离合器内、另一端连接到信号无线测量传感器(1)输入端的压力测量接出管(6)、信号无线接收装置(2)和信号远端显示装置(3)设置在气胎离合器外且通过485接口相连，其特征是所述的无线测量传感器(1)是一种将信号处理发射装置和电池供电装置集成一体的压力信号无线测量传感器。
2. 根据权利要求1所述的气胎离合器胎内气压无线监测仪，其特征是无线测 量传感器(1)的绝缘壳体(17)有两个腔体，左腔体内安装所述电池供电装置，右 腔体内安装所述信号处理发射装置，压力测量接出管(6)的另一端通过密封在耐压 壳体(12)和耐压壳体盖(8)之内的压力传感器电路板(9)与信号处理发射装置连 接。
3. 根据权利要求1所述的气胎离合器胎内气压无线监测仪，其特征是所述电 池供电装置包括安装在电池盒(21)内的电池(20)和固定在外表的密封盖(19); 所述信号处理发射装置包括信号转接电路板(15)和信号发射模块(16)相连接；接 出引线(14)穿过绝缘壳体(17)和耐压壳体(12)将信号转接电路板(15)和压力 传感器电路板(9)相连接。
4. 根据权利要求3所述的气胎离合器胎内气压无线监测仪，其特征是信号发 射模块(16)由带有中央处理器功能的压力传感器(Ul)和无线射频发射模块(M2) 连接在一个锂电池(Ue)的供电回路中，在该回路中再并联退耦电容(Cl， C2)、在 压力传感器(Ul)和无线射频发射模块(M2)间串入一个滤波电感(L2)。
5. 根据权利要求1所述的气胎离合器胎内气压无线监测仪，其特征是所述信 号无线接收装置(2)包括无线信号接收模块(Ml)、多通道无线信号解码模块、信 号接收显示模块和信号远距离传输485接口，多通道无线信号解码模块和信号显示模 块串联后的两端分别连接无线信号接收模块和信号远距离传输485接口；在无线射频 接收模块(Ml)电路中并联退耦电容(C6)且串接电感(Ll);在信号无线接收装置(2)的中央处理控制电路中设置单片处理机(Ul)连接晶体振荡器(XI )，再并入 退耦电容(Cl， C2);在电源电路中将整流桥(Bl)，电容(C4， C5)和三端稳压块 (U2)，开关(Kl)电连接。
6. 根据权利要求1所述的气胎离合器胎内气压无线监测仪，其特征是所述信 号远端显示装置(3)包括远端信号传输485接口和信号显示模块连接，信号显示模块包含测试信号显示和测试系统耗电量显示两部分。
7.根据权利要求1所述的气胎离合器胎内气压无线监测仪，其特征在于，所述 信号无线接收装置(2)以及信号远端显示装置G)可设置在距离气胎离合器0 1500 米的范围内。
专利摘要本实用新型公开了一种用于遥测气胎离合器胎内气压无线监测仪，包括一端固定在气胎离合器内、另一端连接到信号无线测量传感器输入端的压力测量接出管、信号无线接收装置和信号远端显示装置设置在气胎离合器外且通过485接口相连，无线测量传感器是一种将信号处理发射装置和电池供电装置集成一体的压力信号无线测量传感器，无线测量传感器的绝缘壳体有两个腔体，左腔体内安装所述电池供电装置，右腔体内安装所述信号处理发射装置，压力测量接出管的另一端通过密封在耐压壳体和耐压壳体盖之内的压力传感器电路板与信号处理发射装置连接，能够精确测量0～1400kPa量程的压力信号变化、并实时处理变化的信号。
文档编号G08C17/00GK201255922SQ200820031020
公开日2009年6月10日 申请日期2008年1月22日 优先权日2008年1月22日
发明者宁 陈, 迅 陈 申请人:江苏科技大学