內燃機械的油量分析監控裝置的製作方法

2023-05-10 04:11:16

專利名稱：內燃機械的油量分析監控裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及物理領域，尤其涉及測量技術，特別是一種內燃機械的油量分析監控裝置。
背景技術：
港口是集運輸、配送、倉儲、加工、包裝、增值服務等功能於一體的綜合性物流平臺，其能源消耗較大。其中，貨櫃碼頭的生產用能佔港口總能耗的80%以上，而主要裝卸設備，如橋吊、輪吊、堆高車、正面吊等耗能最大。橋吊、輪吊、堆高車、正面吊均採用內燃機驅動，需要消耗油料。現有技術中，油量考核及管理方法中油量數據誤差過大，影響對油量消耗的控制。發明內容本實用新型的目的在於提供一種內燃機械的油量分析監控裝置，所述的這種內燃機械的油量分析監控裝置要解決現有技術中檢測港口內燃機械消耗油量數據誤差過大的技術問題。本實用新型的這種內燃機械的油量分析監控裝置，包括液位檢測傳感器、發動機房油量顯示裝置、司機室油量顯示裝置、機載計算機和控制室終端計算機，其中，所述的液位檢測傳感器的信號輸出端與所述的發動機房油量顯示裝置連接，發動機房油量顯示裝置的數據輸出端與所述的司機室油量顯示裝置連接，司機室油量顯示裝置的數據輸出端與所述的機載計算機的數據輸入接口連接，機載計算機通過無線數據傳輸鏈路與所述的控制室終端計算機連接。進一步的，所述的液位檢測傳感器是磁致伸縮液位檢測傳感器。進一步的，發動機房油量顯示裝置由單片機構成，發動機房油量顯示裝置通過485 通訊模塊和屏蔽雙絞線與司機室油量顯示裝置連接。進一步的，包括一個油箱，所述的液位檢測傳感器設置在油箱的正中位置。進一步的，發動機房油量顯示裝置上連接有一個1C卡讀卡器。具體的，本實用新型中所述的發動機房油量顯示裝置和司機室油量顯示裝置均可採用現有技術中的公知技術，在此不再贅述。本實用新型的工作原理是用戶打開發動機電瓶開關後，系統得電工作。傳感器內部控制電路定期通過觸發線圈發送電流脈衝(起始脈衝)給波導線，當電流脈衝的伴發磁場與滑動永久磁環(傳感器浮子)的磁場交叉時，磁致伸縮效應在波導線內產生瞬時扭應變因而產生返射波，反射波沿波導線回傳，並在主體內被轉換成電脈衝(停止脈衝)，傳感器內部的單片機通過測定起始脈衝和停止脈衝之間的時間差可以精確地測定磁環位置，從而計算出液面高度所對應的信號值。傳感器信號通過屏蔽電纜傳到發動機房油量顯示裝置，發動機房油量顯示裝置內的MAXM高精度AD轉換電路將信號轉換成二進位數位訊號，MCU通過預先編制好的單片機軟體選取有效信號，剔除幹擾成分，並通過公式計算出實際油量在顯示器上顯示。用戶可通過顯示器面板上的按鍵對數值進行適當微調。發動機房油量顯示裝置內的485通訊模塊將計算好的油量值通過屏蔽雙絞線發送到司機室油量顯示裝置。司機室油量顯示裝置內的通訊接收電路將485信號還原成十進位BCD編碼在顯示器上顯示。用戶可根據需求自行設定油量報警值，當油量低於設定值時，裝置內的蜂鳴器發出間歇報警聲，同時顯示器間歇閃爍，實現聲光報警效果，提醒司機及時進行加油作業。機載計算機內的通訊接收發送軟體接收到發動機房油量顯示裝置內傳來的油量信號後，將其轉換成與機載無線通信系統相符的協議編碼，通過無線通訊系統將設備油量數值實時傳送到控制室終端計算機。控制室終端計算機得到油量數據後，即可通過軟體對數據進行各種分析、記錄等相關操作。本實用新型和已有技術相比較，其效果是積極和明顯的。本實用新型利用液位檢測傳感器實時檢測剩餘油量，液位檢測傳感器設置在油箱的正中位置，可消除機械停在坡道上的讀數誤差，通過計算機信息網絡，管理人員可以通過本系統實時地、全面地了解作業現場的機械油耗情況，從而實現機械油耗管理的精益化。


圖1是本實用新型的內燃機械的油量分析監控裝置的示意圖。圖2是本實用新型的內燃機械的油量分析監控裝置中的液位檢測傳感器的安裝示意圖。
具體實施方式
實施例1:如圖1和圖2所示，本實用新型的內燃機械的油量分析監控裝置，包括液位檢測傳感器1、發動機房油量顯示裝置2、司機室油量顯示裝置3、機載計算機4和控制室終端計算機5，其中，所述的液位檢測傳感器1的信號輸出端與所述的發動機房油量顯示裝置2連接， 發動機房油量顯示裝置2的數據輸出端與所述的司機室油量顯示裝置3連接，司機室油量顯示裝置3的數據輸出端與所述的機載計算機4的數據輸入接口連接，機載計算機4通過無線數據傳輸鏈路與所述的控制室終端計算機5連接。進一步的，所述的液位檢測傳感器1是磁致伸縮液位檢測傳感器。進一步的，發動機房油量顯示裝置2由單片機構成，發動機房油量顯示裝置2通過 485通訊模塊和屏蔽雙絞線與司機室油量顯示裝置3連接。進一步的，本實用新型的內燃機械的油量分析監控裝置包括一個油箱6，所述的液位檢測傳感器1設置在油箱6的正中位置。進一步的，發動機房油量顯示裝置2上連接有一個1C卡讀卡器7。本實施例的工作原理是用戶打開發動機電瓶開關後，系統得電工作。傳感器內部控制電路定期通過觸發線圈發送電流脈衝(起始脈衝)給波導線，當電流脈衝的伴發磁場與滑動永久磁環(傳感器浮子)的磁場交叉時，磁致伸縮效應在波導線內產生瞬時扭應變因而產生返射波，反射波沿波導線回傳，並在主體內被轉換成電脈衝(停止脈衝)，傳感器內部的單片機通過測定起始脈衝和停止脈衝之間的時間差可以精確地測定磁環位置，從而計算出液面高度所對應的信號值。傳感器信號通過屏蔽電纜傳到發動機房油量顯示裝置2，發動機房油量顯示裝置2內的MAXM高精度AD轉換電路將信號轉換成二進位數位訊號，MCU通過預先編制好的單片機軟體選取有效信號，剔除幹擾成分，並通過公式計算出實際油量在顯示器上顯示。用戶可通過顯示器面板上的按鍵對數值進行適當微調。發動機房油量顯示裝置2內的485通訊模塊將計算好的油量值通過屏蔽雙絞線發送到司機室油量顯示裝置3。司機室油量顯示裝置3內的通訊接收電路將485信號還原成十進位BCD編碼在顯示器上顯示。用戶可根據需求自行設定油量報警值，當油量低於設定值時，裝置內的蜂鳴器發出間歇報警聲，同時顯示器間歇閃爍，實現聲光報警效果，提醒司機及時進行加油作業。機載計算機4內的通訊接收發送軟體接收到發動機房油量顯示裝置2內傳來的油量信號後，將其轉換成與機載無線通信系統相符的協議編碼，通過無線通訊系統將設備油量數值實時傳送到控制室終端計算機5。控制室終端計算機5得到油量數據後，即可通過軟體對數據進行各種分析、記錄等相關操作。具體的，在本實施例中，液位檢測傳感器1採用FDW — 1080磁致伸縮液位傳感器。 磁致伸縮傳感器是目前業內公認的、具有最高檢測精度的液位檢測傳感器，其有精度高、重複性好、穩定可靠、非接觸式測量、壽命長、安裝方便、環境適應性強等特點。它的檢出信號是一個真正的絕對位置輸出，而不是比例的或需要再放大處理的信號，所以不存在信號漂移或變值的情況，因此不必像其它液位傳感器一樣需要定期重標和維護；正是因為它的輸出信號為絕對值，所以即使電源中斷重新接通也不會對數據接收構成問題，更無須重新歸回零位。如圖2所示，液位檢測傳感器1安裝位置的不同，將會影響整個系統的檢測精度。 因此將液位檢測傳感器1安裝在油箱6的正中間。由於場地存在少許坡度，而輪吊如恰好停靠在坡面上時，油箱6發生傾斜，內部油位發生變化。將液位檢測傳感器1安裝在油箱6 中間位置可以很好地避免上述情況導致的檢測誤差。本實施例中，採用基於Microsoft Windows CE平臺的.NET嵌入式開發，無線終端採用的Win CE5.0系統。使用C#. NET及SQL Server作為開發語言及後臺資料庫，並通過 ADO. NET進行客戶端與資料庫的交互。程序啟動後，檢測串口狀態並打開串口，讀取傳入的油量信號後，將16位信號串進行解碼，並將結果更新在用戶界面上。程序通過調用windows API函數實現定時器功能， 並定時檢測油量數據顯示。其中,Microsoft Windows CE是緊湊的、高效的和可升級的作業系統，它被廣泛的應用在各種嵌入式式的產品中，從手持電腦到專門的工業控制器和消費用電子產品中。運行於Windows CE下的應用程式，其採用的編程工具有微軟推出的Windows CE 可視化開發工作 EVB (Embedded Visual Basic)、EVC (Embedded Visual C++)和 VS. NET。 VB編譯器效率低，而EVC的版本現無法更新。所以，該項目使用最新版本的VS. NET開發，採用C#作為程式語言，效率和兼容性均達到最佳。程序還採用ADO. NET作為數據訪問接口，實現了程序與SQL Server資料庫的交互。大大減低了客戶端的開銷。連接偵測採用客戶端/伺服器模式，客戶端模塊運行於內燃機械的無線終端之上。無線信號容易受到物理障礙、其他信號串擾和天氣因素等影響，發生信號時好時壞的不穩定情況。此時客戶端可能受其影響無法與數據正常連通，導致司機無法登陸或保存當前油量信息。因此在客戶端的編寫中，採用了資料庫連接偵測技術，在用戶操作涉及資料庫讀寫時，實時判斷資料庫連接的狀態。如發現資料庫連接狀態異常，則客戶端自動先將資料庫關閉，然後重新發出請求連接資料庫。大大提高了資料庫的連接率，最大限度的保證了客戶端的正常運行。[0034]由於油量數據通過串口傳輸至終端設備，若始終打開串口接收數據，會消耗大量系統資源。所以程序通過調用windows API函數實現定時器功能，定時檢測油量數據並顯示。這樣既節約了系統資源，又能保證更新油量數據的及時性。本實施例中，採用2臺伺服器互為主備機，伺服器中安裝後臺資料庫管理軟體，用於存放員工情況、內燃機械，油量信息等基本信息。機械操作司機接班後，輸入工號，登錄系統，系統自動收集當前機械油量信息，並保存到資料庫。交班時，司機再次登錄系統，系統將生成本工班作業的油耗量，並保存資料庫。管理人員可在管理界面實時查詢各機械油耗信息，並根據司機所做箱量結構，計算出標準油耗，與實際耗油進行對比。本實用新型可共享信息數據、實時傳輸數據，並具有靈活的擴展能力。增加了油耗考核的正確性和公平性。現有內燃機械油量檢測顯示主要採取儀表和油箱刻度尺指示。這種檢測方式誤差較大，如正面吊、堆高機誤差上下10升左右；40噸輪胎吊油箱刻度尺的最小刻度單位為25升，60噸輪吊的最小刻度為50升，上下不同視角觀測誤差可達50升以上。 項目的研發能使油量的顯示誤差控制在±1升之間，杜絕了人為讀取油量數據的誤差。實現了機械油耗管理無紙化。油量監控模塊，可以將油量信息通過串口傳輸到員工作業終端， 並通過無線終端傳送至資料庫中，管理人員只需要通過計算機就可以直接查詢到各機械的油耗信息匯總，減少複雜繁瑣手工收集匯總，大大節約了人力和時間利用率，提高油耗考核的及時性，同時也可避免操作人員私自篡改油量記錄而造成管理隱患。
權利要求1.一種內燃機械的油量分析監控裝置，包括液位檢測傳感器、發動機房油量顯示裝置、 司機室油量顯示裝置、機載計算機和控制室終端計算機，其特徵在於所述的液位檢測傳感器的信號輸出端與所述的發動機房油量顯示裝置連接，發動機房油量顯示裝置的數據輸出端與所述的司機室油量顯示裝置連接，司機室油量顯示裝置的數據輸出端與所述的機載計算機的數據輸入接口連接，機載計算機通過無線數據傳輸鏈路與所述的控制室終端計算機連接。
2.如權利要求1所述的內燃機械的油量分析監控裝置，其特徵在於所述的液位檢測傳感器是磁致伸縮液位檢測傳感器。
3.如權利要求1所述的內燃機械的油量分析監控裝置，其特徵在於發動機房油量顯示裝置由單片機構成，發動機房油量顯示裝置通過485通訊模塊和屏蔽雙絞線與司機室油量顯示裝置連接。
4.如權利要求1所述的內燃機械的油量分析監控裝置，其特徵在於包括一個油箱，所述的液位檢測傳感器設置在油箱的正中位置。
專利摘要一種內燃機械的油量分析監控裝置，包括液位檢測傳感器、發動機房油量顯示裝置、司機室油量顯示裝置、機載計算機和控制室終端計算機，液位檢測傳感器的信號輸出端與發動機房油量顯示裝置連接，發動機房油量顯示裝置的數據輸出端與司機室油量顯示裝置連接，司機室油量顯示裝置的數據輸出端與機載計算機連接，機載計算機通過無線數據傳輸鏈路與控制室終端計算機連接。本實用新型利用液位檢測傳感器實時檢測剩餘油量，液位檢測傳感器設置在油箱的正中位置，可消除機械停在坡道上的讀數誤差，通過計算機信息網絡，管理人員可以通過本系統實時地、全面地了解作業現場的機械油耗情況，從而實現機械油耗管理的精益化。
文檔編號G05B19/048GK202351645SQ20112040892
公開日2012年7月25日 申請日期2011年10月25日 優先權日2011年10月25日
發明者徐旦復, 楊漢章, 沈聯紅 申請人:上海盛東國際貨櫃碼頭有限公司