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专利名称：多工位柴油发电机检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测装置，特别是一种多工位柴油发电机检测系统。
背景技术：
柴油发电机在出厂前或维修后都必须按规范进行性能检测。规范要求 的检测范围必须包括发电机工作过程中的各种物理参数，如柴油温度、冷 却水温度、汽缸温度柴油流量、柴油压力等；还有电气参数，如三相电压、 三相电流、总功率、功率因数、频率等；按规范的要求，柴油发电机工作 过程应包括各种不同的工况，如25%功率负荷、50%功率负荷、75%功率负荷、 80%功率负荷、100%功率负荷等。
传统的方法是靠人工进行分过程、单参数的逐个检测，靠人工进行记 录，不仅过程繁琐、耗时费力，而且数据缺乏客观性、准确性。
传统的负荷试验的负载装置，最终将柴油发电机产生的电能转化为热 能，而这些热能不仅无用，而且对环境有害。为防止负载装置温升过高需 要配备大功率的排风扇，排风扇不仅要消耗能量而且产生巨大的噪声，造 成周围环境温度升高。 发明内容
为解决上述技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种 多工位柴油发电机检测系统，充分利用计算机技术，实现柴油发电 机组测量过程和数据处理的智能化。同时，采用巡回检测方法，实 现多工位、多参数的同时测量，实时进行监测，改善周围环境质量。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种多工位柴油发电机检测系统，对被测柴油发电机组输出的电压和电流信 号进行检测，其中该检测系统包括有数量与工位数相等的传感器 组、数量与工位数相等的一次仪表柜、数量与工位数相等的二次仪 表柜、多个负荷转换柜、多个电热水器及工控机，所述传感器组通 过信号电缆将自身的输出信号分别与相应的一次仪表柜连接，所述 一次仪表柜的输出信号通过信号电缆与相应的二次仪表柜连接，所 ,述二次仪表柜的输出信号通过信号电缆与工控机连接；所述被测柴 油发电机组输出的电压和电流信号通过动力电缆与所述的二次仪 表柜的动力开关初级连接，二次仪表柜的动力开关次级通过动力电 缆与负荷转换柜连接，负荷转换柜通过动力电缆与电热水器连接。 本实用新型的效果是该系统采用数据库，实现保存和随时检 索、査询全部数据；采用�：砺鄣脑恚⒛诓康淖ḿ蚁低常� 对所检测的柴油发电机组性能进行科学的综合评价；采用电热水
器，替代传统的电负载装置，实现能量的回收、利用，消除对环境
产生的热污染和噪声污染。


图1为本实用新型的信号连接示意图； 图2为本实用新型的强电连接示意图； 图3为本实用新型的负荷转换柜示意图； 图4为本实用新型的电热水器示意图。 图中
1、传感器组 2、仪表柜3、 二次仪表柜
4、干阻负荷转换柜5、电热水器 6、工控机具体实施方式
结合附图及实施例对本实用新型的多工位柴油发电机检测系统结构进行详细的说明。
本实用新型的多工位柴油发电机检测系统，对被测柴油发电机组输出 的电压和电流信号进行检测，该检测系统包括有数量与工位数相等的传感 器组l、数量与工位数相等的一次仪表柜2、数量与工位数相等的二次仪表 柜3、多个负荷转换柜4、多个电热水器5及工控机6。所述传感器组l通
过信号电缆将自身的输出信号分别与相应的一次仪表柜2连接，所述一次 仪表柜2的输出信号通过信号电缆与相应的二次仪表柜3连接，所述二次
仪表柜3的输出信号通过信号电缆与工控机6连接；所述被测柴油发电机
组输出的电压和电流信号通过动力电缆与所述的二次仪表柜3的动力开关 初级连接，二次仪表柜3的动力开关次级通过动力电缆与负荷转换柜4连 接，负荷转换柜4通过动力电缆与电热水器5连接。
所述传感器组1包括有对被测柴油发电机组输出的电压和电流信号的 多个温度传感器、压力传感器、流量传感器，分别将被测柴油发电机组的 柴油温度、冷却水温度、汽缸温度、柴油压力、柴油流量参数转换为线性 的电压信号或线性的脉冲频率信号。
所述二次仪表柜3的面板上设有一组工频参数仪表，分别测量并显示相 应柴油发电机组的三相电压、三相电流、总功率、功率因数、频率参数； 所述工频参数仪表将测量参数与接收自一次仪表柜2的信号一起，通过信 号电缆传送给工控机6;同时将被测柴油发电机组输出的电压和电流通过空 气开关传送给负荷转换柜4。
以下结合实施例对多工位柴油发电机检测系统实现功能详述
工控机6
工控机6应保证能够在较恶劣的工业环境下可靠地工作。 显示器采用带有触摸屏的19英寸液晶显示器，可以用计算机的键盘或 鼠标输入，也可以用手触摸屏幕上的按键操作。
5系统采用当前最为广大用户熟悉WIND0WS2000-XP为系统的软件平台。 本实施例中主机上安装了三块60路数据采集卡，用于本系统全部测量 参数的输入。
操作台上还有一块电路板负责采集各种测量信号并控制报警信号。 系统主页面分成四个组成部分。
第一部分为参数模拟显示区，位于页面下方的左侧，共有19个参数， 包括电压AB、电压AC、电压BC、电流A、电流B、电流C、频率、功率、 功率因数、水温、油温、耗油量、油压、排气温度，其中排气温度的数量 取决于发动机的缸数。参数都各自有独立的显示位置。每个参数当前或游 标所指定的时刻的幅度以直方图的形式直观地显示在自己的显示位置中， 如果参数的幅度变化，直方图的高度也相应变化，其瞬时的大小既可从其 旁边的刻度读出，也可从上方直接读出参数的数字。如果参数符合要求， 直方图的颜色是绿色的，如果参数超出规定的范围，直方图相应的部分变 成红色。
第二部分为辅助参数显示区，位于页面下方的右侧，共有9个参数， 包括测试台号、设备编号、开始日期指检测的开始日期、终止日期指检 测的终止日期、检测的开始时间、检测的终止时间、游标时间、设备型号 和烟度。
第三部分为参数变化曲线显示区，位于页面上方，共分为两部分6个 区域。在第一部分中显示的19个参数，其变化过程以曲线的形式按照不同 的颜色分别显示在这6个区域中。曲线的横坐标是时间，曲线的纵坐标是 参数的幅度。该区域有一根横贯上下、并可以在操作者的控制"f自由移动 的黄色垂直线，这是游标线。游标线所在的位置，代表测量过程中的某个 时刻。
第四部分为控制按钮区，位于页面最下方，共有16个按钮，包括开始、输入型号、输入编号、台号、检索、打印、烟度、转速、》即右移十 位、〉即右移一位、〈即左移一位、 <〈即左移十位、暂停、终止、退出和止 报。
本系统软件在VB环境中运行，操作者采用人机互动控制按钮的方式控 制系统的工作。激励软按钮的方法既可以通过鼠标实现，也可以直接触摸。 传感器组1
传感器的组数应与系统设置的工位数相同，本实施例中设置了 9个工 位。每组包括下述传感器
压力传感器，用于机油压力的检测。
在使用时，将该传感器安装在机组的压力表处。具体的安装方法是取 下压力表，选择一个与压力表连接螺纹相同的三通，安装在原压力表的位 置，然后分别将压力表和传感器安装在三通的另外两个接口。压力传感器 的电缆应通过航空插头连接到相应工位的一次仪表柜面板上。
油温及水温传感器，该传感器采用铠装结构，用镍铬一康铜热电偶作 为热敏元件分别用于对油温和水温的测量，其优点是稳定性较好，时间常 数�。褂梅奖恪�
在使用中，应将传感器的引线非一般电缆，而是镍络一康铜补偿电缆 通过航空插头连接到相应工位的一次仪表柜面板上。 排气口温度传感器
该传感器也采用镍铬一康铜热电偶作为热敏元件，所不同的是被测的对 象是气体，其热容量很小，采用一般的传感器结构将使被测气体的温度很 快降低，造成测量误差。因此在传感器中采用了特制的隔热物体将敏感元 件与外部结构隔离。
流量传感器流量计
本系统采用新型脉冲式旋转活塞流量变送器作为传感器测量柴油的流量或消耗，其优点是准确度高、量程范围大、压力损失小、可用于高粘度 对象的测量。尤其适用于本系统中柴油发电机这一类超小流量的测量测量 死角仅为1升/小时。
当被测液体流过传感器时，进出口两侧的压力差将推动活塞作回转运 动，活塞的转数与流量成正比，而传感�？橛胍禾迨峭耆衾氲摹�
一次仪表柜2
每个工位都配备有自己的一次仪表柜。
柜体的下方是储物柜，可以存放传感器、电缆和工具。柜体的上方是仪 器部分，负责采集相应工位传感器所提供的参数变化信息。具体包括6或 12个排气口的温度、机油的温度、冷却水的温度、机油的压力、燃油的流 量。每个参数的信息是由不同的传感器通过电缆和电缆航空插头连接到一 次仪表柜面板上相应的航空插座上。
由于不同的传感器提供的信号不同，所以要在一次仪表柜中进行必要的 处理。例如镍铬一康铜热电偶温度传感器输出的是非线性的毫伏信号，需 要放大并作线性化处理；流量计输出的是频率与流量成正比的脉冲信号， 需要将其脉冲宽度整量化并且通过积分运算转换成不同的线性电压。
总之，通过针对不同传感器的特定处理方式，将它们的输出归一化成二
次仪表柜和计算机所能识别的0 1V直流电压信号。
经过一次仪表柜处理的信号，将通过柜体后部的13或19芯航空插座和 电缆输出到二次仪表柜。
二次仪表柜3
每个工位都配备有自己的二次仪表柜。
经过一次仪表柜处理的信号只是机组的弱电参数，通过地沟里的屏蔽电 缆和二次仪表柜后部的航空插座柜体进入二次仪表柜。
被测机组的动力输出通过地沟里的动力电缆进入二次仪表柜的电流互感器和在柜体前方的下部门内的空气开关。测量所需要的机组输出参数， 即电压和电流以及与之相关的频率、相位、功率等，就是通过这里采集的。
机柜上部的面板上安装了 19-25块数字显示仪表，分别显示以下参数:
三相电压AB、 BC、 CA、三相电流A、 B、 C、机组总功率、交流电压的 频率、负荷的相位、6或12个排气口的温度、机油的温度、冷却水的温度、 机油的压力、燃油的流量。
由于上述参数要通过计算机的记录和处理，所以除了在数字仪表上显示 之外，还将进入计算机进行测量和记录。它们是通过航空插座和屏蔽电缆 送到工控机的。
负荷转换柜4
系统中负荷转换柜的数量既可与工位数相同，也可以略少。本实施例设 计了六套负荷转换柜，可以同时满足六个机组进行负荷试验。
负荷转换柜功能有两个，其一是通过五个空气开关的通断组合为不同机 型的不同工况提供符合要求的有功负载；其二是为机组提供相应的无功负 载，使得被测机组的驱动对象是功率因数为90%的感性负载，实现模拟现 场负荷状态。
每台负荷转换柜的面板上装有五个空气开关，每个空气开关控制一个分 负荷，通过五个空气开关的通断组合可以为不同机型的不同工况提供符合 要求的负载。
负荷变换柜的内部安装有与分负荷对应的电抗器，与电热水器的电热管 同时受空气开关控制，使得提供给被测机组动力输出负载的是功率因数为 90%的感性负载。
负荷转换柜的每个电抗器都是与电热水器5中相对应的电热管并联的， 与相应的电热管同时被负荷转换柜的空气开关控制。由于纯电阻性的电热 管与纯电感性的电抗器流过的电流相位是正交的，使得发电机25%功率负
9荷、50%功率负荷、75%功率负荷、80%功率负荷、100%功率负荷均成为功率 因数为90%的感性负载。这与发电机实际应用的工况是相符合的，使发电 机负荷试验的结果更有意义。 电热水器5
电热水器，其主要功能是为被测机组提供有功负载，其辅助功能是将冷 水加热为热水。本系统有三台电热水器，每套可供两台机组作负载。
电热水器的补水是自动控制的。液位设定区间为400mm，液位低于设定 值时自动补水，液位达到设定值停止补水。自动控制进水口旁还设置了手 动控制进水口，以备自动控制系统出现故障时由手工进行操作。
电热水器侧面设置了液位显示器，为透明玻璃管式，内置彩色浮标以便 随时观察液位高低。电热水器侧面还设置了温度显示器，可设定上限温度， 当水温加热至该设定温度建议值为9(TC时，报警器工作，报警灯将闪亮提 示，此时应排放高温水，补充低温水降温，以保证试验工作正常进行。
本实用新型可广泛应用于各个行业柴油发动机的检验。
权利要求1、一种多工位柴油发电机检测系统，对被测柴油发电机组输出的电压和电流信号进行检测，其特征是该检测系统包括有数量与工位数相等的传感器组(1)、数量与工位数相等的一次仪表柜(2)、数量与工位数相等的二次仪表柜(3)、多个负荷转换柜(4)、多个电热水器(5)及工控机(6)；所述传感器组(1)通过信号电缆将自身的输出信号分别与相应的一次仪表柜(2)面板上的航空插座连接，所述一次仪表柜(2)的输出信号通过柜体背后的航空插座及信号电缆与相应的二次仪表柜(3)柜体背后的航空插座连接，所述二次仪表柜(3)的输出信号通过柜体背后的航空插座及信号电缆与工控机(6)柜体背后的航空插座连接；所述被测柴油发电机组输出的电压和电流信号通过动力电缆与所述的二次仪表柜(3)的动力开关初级连接，二次仪表柜(3)的动力开关次级通过动力电缆与负荷转换柜(4)连接，负荷转换柜(4)通过动力电缆与电热水器(5)连接。
2、 根据权利要求l所述的多工位柴油发电机检测系统，其特征是所 述传感器组(1)包括有对被测柴油发电机组输出的电压和电流信号的多个 温度传感器、压力传感器、流量传感器，分别将被测柴油发电机组的柴油 温度、冷却水温度、汽缸温度、柴油压力、柴油流量参数转换为线性的电 压信号或线性的脉冲频率信号。
3、 根据权利要求l所述的多工位柴油发电机检测系统，其特征是所述二次仪表柜(3)的面板上设有一组工频参数仪表，分别测量并显示相应 柴油发电机组的三相电压、三相电流、总功率、功率因数、频率参数；所 述工频参数仪表将测量参数与接收自一次仪表柜(2)的信号一起，通过信 号电缆传送给工控机(6);同时将被测柴油发电机组输出的电压和电流通 过空气开关传送给负荷转换柜(4)。
专利摘要本实用新型提供一种多工位柴油发电机检测系统，包括有数量与工位数相等的传感器组、数量与工位数相等的一次仪表柜、数量与工位数相等的二次仪表柜、多个负荷转换柜、多个电热水器及工控机、连接电缆，在所述传感器组中包括多个温度传感器、压力传感器、流量传感器或其他必要的传感器，在所述一次仪表柜中有印制电路板；在所述二次仪表柜上安装有工频参数仪表组合和空气开关。本实用新型的效果是同时检测和记录多工位柴油发电机组检测试验过程中的各种物理参数和电气参数、实时显示上述参数的瞬时值和变化曲线，保存和随时检索、查询全部数据，还可以通过内部的专家系统对所检测的柴油发电机组性能进行科学的综合评价。
文档编号G01M15/04GK201298066SQ20082014229
公开日2009年8月26日 申请日期2008年10月9日 优先权日2008年10月9日
发明者曹贤文, 芳 申, 兵 魏 申请人:天津市启轩电子有限公司