发动机零部件物理和/或模拟参数监测专用系统的制作方法_2

文档序号:8367842阅读:来源:国知局
>[0030]-电子控制设备可以分别安装在发动机舱外部或内部。
[0031]-电子控制设备可以采用数字通信电缆连接在一起;至少一台所述设备与监控设备相连,以便于所有所述控制设备均可与所述监控设备进行通信。
[0032]-电子控制设备可以通过数字总线来与监控设备进行通信。
[0033]-每根天线均可使用ISM频率来与相关传感器进行通信。
[0034]-每根天线均可使用433至445MHz的ISM频率或者866至899MHz的ISM频率。
[0035]-每根天线均可使用423至435MHz的ISM频率或者846至870MHz的ISM频率来与相关的传感器进行通信。
[0036]-所用的每根天线均优选“四分之一波”天线或者平面倒F(PIFA)天线。
[0037]本项发明此外还设计到一种与发动机部件相关的物理参数和/或模拟参数监测流程,采用至少一根天线来进行询问;一台声波传感器,位于所述部件表面。该流程的显著特征在于其包括如下步骤:
[0038]-把发动机分成若干发动机舱;每个发动机舱包括若干部件,其物理参数和/或模拟参数应予以监测;
[0039]-需监测的这些部件中每个部件均配备有表面声波传感器;这些传感器每台均具有其自身各自的共振频率;
[0040]-在每个发动机舱内安装一根天线;
[0041]-每根天线单独或者成对与电子控制设备相连;
[0042]-对每台传感器进行询问,同时从每根天线发送若干接近于传感器共振频率的不同频率;传感器位于所述天线的发动机舱内,能同时与各种传感器进行通信。
【附图说明】
[0043]本项发明的其他优点和特征将在对优先实施方式进行描述的内容中出现;该描述内容中将以参考和非限制性的方式给出参考附图,其中涉及到:
[0044]-前述图1阐述了采用先前工艺的已知监测系统,尤其是前述WO00/62029专利文件中所述的系统(SENSIT);
[0045]-图2阐述了符合本项发明要求且布置在发动机其中一间发动机舱内的监测系统;
[0046]-图3为系统在依据本项发明所述的热发动机的不同发动机舱内的布置图示情况;其汽缸呈“线型”布置方式;
[0047]-图4为系统在依据本项发明所述的热发动机的不同发动机舱内的布置图示情况;其汽缸呈“V型”布置方式;
[0048]-图5为系统在依据本项发明所述的热发动机的不同发动机舱内的另一布置方式图示情况;其汽缸呈“V型”布置方式。
【具体实施方式】
[0049]如图2所示,本项发明的标的系统至少包括一台电子控制设备30a,30b,30。。每台这些设备均集成有一台或多台处理器或者微型处理器,以及一个存储区;在该存储区内可以存放包括指令在内的信息方案;当设备采用所述处理器或者微型处理器进行操作时,能够实现下述功能和步骤,尤其是鞒获得各种传感器所发送的各种数据,和/或将控制信息传输至与之相连的天线20a,20b,20c。
[0050]如图2所述,发动机M包括若干发动机舱Ma、Mb、Μ。。现在将对系统在发动机舱Ma内的布置情况进行说明;电子控制设备30a与单独的天线20 a相连。所述天线直接集成入或者置于装置外壳30a内;在此情况下,可以以有线连接或者无线连接的方式,通过业内知名的通信协议(无线电波、wif1、蓝牙等等)来实现通信。所用的天线20a,举个例子来说,可以是“四分之一波”天线或平面倒F天线(PIFA为Planar Inverted-F Antenna的英语词缩写)。
[0051]而在先前工艺所述的系统内,每根天线通常与单独的表面声波传感器相连;本项发明现在建议采用天线20a来与若干表面声波传感器11, 12, 13进行通信。图2中阐述了一个实施例:三台表面声波传感器11, 12,103布置在发动机舱MaR。但是可以考虑小于(举个例子来说两台表面声波传感器)或者大于传感器的数量。表面声波传感器1plO2,13位于发动机部件内,所述部件通常为移动部件;应对其物理参数和/或模拟参数进行监测。如图2所述,表面声波传感器11,102,103位于柴油机型热发动机汽缸C内。第一台传感器11定位在活塞P上;第二台传感器10 2位于连杆B上;第三台传感器10 3位于曲轴V上。每台表面声波传感器11, 12, 13均包括一根“移动”天线-因为其布置在发动机移动部件上-该部件为发动机自有部件。这些“移动”天线配置用来接收天线2(^所发送的信号,以便于所述天线2(^能在相应位置发出反馈信号。
[0052]表面声波传感器11, 12, 13具有与自身频率不同的共振频率。装置30a中集成有一台发射器,可以同时往天线20a上发送若干询问电磁信号;每个所述信号均具有接近于表面声波传感器1plO2, 13共振频率的频率。天线20 JS置用来发送不同的频率回路(每台表面声波传感器一个回路)。被天线20a收到随后发送的信号将被传输至表面声波传感器11, 12,103的“移动”天内,然后转换为表面声波,从而传播到所述表面声波传感器所用基质所在的表面。这些表面声波的形状,尤其是其波长,将根据部件的物理参数和/或模拟参数(温度、压力、应力、变形、空间位置等等)来修改其波长长度;表面声波传感器1plO2,13布置在所述部件上。这些参数尤其会对每台表面声波传感器10 i,12, 13的共振频率产生影响。这些传感器重新以自有的共振频率向天线20a发送反馈信号;所述信号钟包括与需监测参数相关的信息。换言之,表面声波传感器11, 12, 13的反馈信号会随着需监测参数的频率变化而变化,这比基于延迟线路的原理更加具有优势。天线20a所收到的信号随后将往设备30aft传输;所述设备内集成有相应的接收器,配置用来根据实际的接收来提取想要的信息。因此,设备30a可以通过单独的天线20 a来对不同的表面声波传感器10 i,12,13进行询问。
[0053]依据本项发明所述的优势特征,天线20a采用ISM频率来与传感器10 ^ 12,103进行通信。ISM频带(工业、科学和医疗的缩写词)为应用于工业、科学、医疗、家用或类似用途的频带,无需向主管部门[]申请便可进行使用。对于欧盟国家而言,ISM频带已在标准EN 55011中予以定义;在美国,已在联邦通信委员会刊物(FCC)第18部分中予以定义。使用ISM频带时,在对发动机内的表面声波传感器11, 12,103进行定位后以及确定其几何特征后,允许的阅读距离可达100cm。使用ISM低频或者类似频率,即433至445MHz范围内的频率,能够以最佳的性能来解决发动机外壳机械环境中出现的反射问题、衍射问题以及电磁波吸收问题。但是也可以使用专业人士约定的其他类型的频率,尤其是ISM频率或者与之接近的频率,即866至890MHz。这些较高的ISM频率能够缩小天线的尺寸,以便于能够将本发明的标的监测系统安装在较小的发动机内。
[0054]天线20a同样可以使用十分接近于ISM频率的其他频率。实际上,发动机舱Ma,Mb,Mc受“法拉第笼”效应的影响,某些表面声波传感器可以具有略超出ISM频带的频率(比如0.5至1MHz的频率)。为便于和相关传感器11, 12,103进行通信,举个例子来说,天线20a可以使用与低频ISM接近的频率,423至435MHz,或者与高频ISM接近的频率,846至 870MHz。
[0055]图3、图4和图5给出了本项发明所述系统的使用示例,以便于能测量诸如柴油型发动机M内或者奥托型气体发动机的轴承温度和曲柄销温度。可以理解为,诸如压力、应力、变形或者空间位置之类的其他参数均可进行监测。如图3所述,发动机汽缸呈“线型”布置,而如图4和图5所述,应呈“V”型配置。
[0056]每根天线20a,”。(^单独或者成对与电子控制设备30a,30f相连。在如图3、图4和图5所述的不例中,发动机
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