CN103470374B - 一种柴油机压力检测信号集成输入输出装置 - Google Patents

Abstract

一种柴油机压力检测信号集成输入输出装置，包括集成安装于集成操作板上的若干信号输入检测组合体、中间接线箱、操纵检测管和电缆；信号输入检测组合体由检测流体压力的压力传感器和对该压力传感器进行功能检测的测试阀块构成，压力传感器通过电缆连接中间接线箱并输出压力检测信号，测试阀块通过操纵检测管连接压力检测点的管路，压力传感器与测试阀块的内腔相互连通；操纵检测管引导管路中的流体至信号输入检测组合体以供压力传感器检测压力；中间接线箱连接外部的检测报警系统并传输压力检测信号；电缆固定布设于集成操作板上。本发明具有结构紧凑、防震性好、精度和稳定性高、操作安全便捷和能够检测压力传感器功能的优点。

Description

一种柴油机压力检测信号集成输入输出装置

技术领域

本发明涉及一种用于检测信号的输送设备，具体涉及一种柴油机压力检测信号集成输入输出装置，属于柴油机技术领域。

背景技术

船舶柴油机各系统的压力检测信号作为反映各系统运行状态的重要指标来源，在柴油机运行过程中是不可或缺且具有决定性意义的。压力检测元件收集了柴油机上燃油、滑油、冷却水、气等各系统及辅机的运行压力信号参数，向船舶指挥中心输送反馈，为船员对船舶运行操控提供了重要依据，以便其实时监控柴油机状态，并且协助船舶运行系统实现报警、降速、停车等自动化控制。因此，压力检测及信号输送装置的安装及维保的安全便捷性、检测操作性、防震性、压力检测信号的传输精度和稳定性等就显得尤为重要。

请参阅图1，目前传统的柴油机压力检测装置包括单独安装在管路上的带螺纹的压力传感器B’（如型号MBS33M）和与之相配套的根阀C’（如型号EN205B）。压力传感器B’与根阀C’连接，再将根阀C’连接到需检测压力的相应管路上的接座中，这样，根阀C’就安装在压力传感器B’与管路上的接座之间。根阀C’的主要作用是，在维护保养检修时可以切断管路中燃油、滑油、冷却水或气等流体与压力传感器B’之间的连通；具体地说，正常情况下根阀C’开启，此时管路中的燃油、滑油、冷却水或气等流体与压力传感器B’相通，压力传感器B’能够实时检测到管路中流体的压力；当压力传感器B’因异常等需要拆检时，则通过手动转动手轮关闭根阀C’，切断管路中流体与压力传感器B’之间的连通，从而可安全地将压力传感器B’拆除，避免流体的泄露，待更新的压力传感器B’安装完毕后再重新开启根阀C’即可正常检测。若干个上述单独的压力传感器B’分散安装布置到柴油机的燃油、滑油、冷却水、气等各系统的管路上，并且将测得的流体压力转化为4～20mA的模拟电流信号，分别通过电缆直接传送到船上检测报警系统。

实践证明，目前船舶柴油机上这种在各管路中分散单独安装压力传感器的压力信号检测系统存在有下列一些问题：首先，安装、维保、拆检不便，由于柴油机上的部分管路分布在离平台较高或较远的位置，压力传感器接座也处于不便的位置，必须借助攀登工具才能到达，这样不仅增加了安装及拆检的工作量和作业难度，而且作业过程中的人身安全性也不高，此外，空间的限制造成电缆在柴油机上的走线和电缆槽架的布置比较困难；其次，无法进行压力传感器的功能检测，目前的结构未设置功能检测口，无法人工验证压力传感器是否正常；再次，防震性差，由于较多的管路布置在柴油机边缘或悬空布置，管路的震动比柴油机本身更明显且难以克服，压力传感器直接布置在震动的管路上会造成输入信号不稳定，同时震动会缩短压力传感器的使用寿命，从而增加维保检修成本；又次，压力检测信号的输出精度和稳定性下降，由于信号传输距离较长，检测信号提前衰弱，同时电缆的损坏也将造成信号的错误或缺失；最后，安装和维修成本较高，压力传感器直接布置在各管路上，电缆则需要从测量点连接到柴油机中间的接线盒位置，造成了电缆和电缆槽架的浪费，电缆布置不仅不方便而且成本增加。

发明内容

本发明的目的是克服现有柴油机压力检测信号传输装置的不足，提供一种新型的柴油机压力检测信号集成输入输出装置，其通过检测元件的高度集成化，达到便于安装维修、提高人员操作的安全性、降低成本的效果，具有防震性良好、可靠性高、检测信号传输精度和稳定性高等优点。

基于上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种柴油机压力检测信号集成输入输出装置，安装于柴油机上，其包括集成安装于集成操作板上的若干信号输入检测组合体、中间接线箱、操纵检测管和电缆；所述信号输入检测组合体由检测流体压力的压力传感器和对该压力传感器进行功能检测的测试阀块构成，该压力传感器通过所述电缆连接于中间接线箱的入线端并输出压力检测信号，该测试阀块通过所述操纵检测管连接压力检测点的管路，该压力传感器与测试阀块的内腔相互连通；所述操纵检测管引导该管路中的流体至所述信号输入检测组合体以供压力传感器检测压力；所述中间接线箱出线端连接外部的检测报警系统并传输压力检测信号；所述电缆通过电缆槽架固定布设于所述集成操作板上。

所述的测试阀块包括有测试阀块本体、测试三通阀、球阀和检测管进口接头；所述测试阀块本体固定在所述集成操作板上，该测试阀块本体的下侧面连接检测管进口接头，所述球阀通过该检测管进口接头与所述操纵检测管连接，所述测试三通阀与该球阀连通，且能够与检测所述压力传感器功能的检测工具连接，所述测试阀块本体的上侧面设有与该测试三通阀连通的连接孔，该连接孔与所述压力传感器的内腔连通。

所述的测试阀块的结构为一进一出式、一进多出式或单进多出式。

所述的压力传感器连接于所述测试阀块上，该压力传感器包括有压力传感器本体和压力传感器接头，该压力传感器本体的下侧面设有与压力传感器本体内腔连通的流体通孔，该流体通孔与所述测试阀块本体的连接孔相通，所述压力传感器接头连接于该压力传感器本体上且内腔与压力传感器本体内腔相通，该压力传感器接头内腔中设有感应流体压力并将之转换为压力检测信号的感应电阻，所述的电缆连接于该压力传感器接头上。

所述的检测工具包括有能够接通上述测试三通阀的针阀、泄放流体的泄放阀和压力表。

所述的操纵检测管为金属管。

所述的集成操作板采用壁挂式。

与传统的柴油机压力检测信号传输装置相比较，本发明所述的柴油机压力检测信号集成输入输出装置具有下列优点：

1、安装及维保检修简单而安全——本发明所述装置将所有压力检测和传输元件集成地安装在同一集成操作板上，集成操作板可安装于柴油机后端便于操作的位置，从而实现安装、维护保养及检修的集中操作，降低了作业的繁重和难度，提高了作业过程的安全性。

2、实现了对压力传感器功能的检测——本发明将压力传感器与测试阀块连接成信号输入检测组合体，其中测试阀块提供了检测压力传感器的功能。

3、防震性好——本发明的集成化结构可以安装于柴油机本体上而远离管路布置，从而最大限度地减少了装置的震动，延长了装置的使用寿命。

4、精度和稳定性高——本发明装置采用操纵检测管引导信号检测点的管路流体到信号输入检测组合体，流体压力转化为电信号后再通过电缆连接集成传输到中间接线箱，这样信号传输距离更短，信号不易衰减，同时避免了电缆的中途损坏，因而提高了压力检测信号传输的精度和稳定性。

5、成本较低——本发明安装及维保检修简单，且电缆和电缆槽架布置仅需从检测组合体到中间接线箱一小段，无论从人力和物资投入都大大地降低了成本。

6、结构紧凑整齐——本发明实现了结构集成化，安装方便，检测操作性好。

附图说明

图1是传统的压力检测装置示意图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是本发明压力传感器的外观图。

图4是本发明测试阀块的外观图。

图5是本发明压力传感器与测试阀块连接的结构示意图。

图6是本发明几种测试阀块的结构示意图；

（a）一进一出式，（b）一进多出式，（c）单进多出式。

图7是本发明中间接线箱的内部结构示意图。

图8是本发明中间接线箱中端子排的示意图。

图中，

1--集成操作板，     2--扎带，             3--电缆槽架，

4--电缆，           5--电缆槽架，         6--操纵检测管，

7--螺栓，           8--管夹，             9--螺栓，

B’--压力传感器，   C’—根阀，

B--压力传感器，     B1--压力传感器本体，  B2--压力传感器接头，

C--测试阀块，       C1--测试阀块本体，    C2--测试三通阀，

C3--测试三通阀盖，  C4—检测管进口接头，  C5--球阀，

C6--球阀开关螺钉，  C7—连接孔，

D--中间接线箱，     D1--进口填料函，      D2--出口填料函，

D3--端子排，        D4--螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作详细的说明，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，凡依据本说明书的内容所做的等效变化及修改，都属于本发明专利申请的保护范围。

请参阅图2，图示柴油机压力检测信号集成输入输出装置，安装于柴油机上，例如船用柴油机后端便于操作且震动较低的位置，以防止震动带来的不利影响。该柴油机压力检测信号集成输入输出装置包括集成操作板1、若干信号输入检测组合体、中间接线箱D、操纵检测管6和电缆4，该中间接线箱D、操纵检测管6和电缆4集成安装于集成操作板1上，该集成操作板1可以采用壁挂式，所述若干信号输入检测组合体并排排列地安装于集成操作板1上。

所述信号输入检测组合体由检测流体压力的压力传感器B（见图3）和对该压力传感器B进行功能检测的测试阀块C（见图4）构成。该压力传感器B通过所述电缆4连接于中间接线箱D的入线端并输出压力检测信号，该测试阀块C通过所述操纵检测管6连接设立压力检测点的管路，该压力传感器B与测试阀块C的内腔相互连通。所述管路中被测量的流体通过操纵检测管6被引导进入测试阀块C，从而进入信号输入检测组合体，以供压力传感器B检测压力。

请参阅图2，所述电缆4采用所述扎带2固定于所述电缆槽架3和5上，并通过电缆槽架3和5布设于所述集成操作板1上。由于中间接线箱D与信号输入检测组合体布置在同一集成操作板1上，距离不远，因此信号传输距离较短，信号不易衰减，同时减少了电缆4的中途损坏，因而提高了压力检测信号传输的精度和稳定性。

所述操纵检测管6为导送流体的金属管，如细钢管，其由螺栓7和管夹8固定在集成操作板1上。

请参阅图5，所述压力传感器B与测试阀块C机械连接。所述的测试阀块C包括有测试阀块本体C1、测试三通阀C2、球阀C5和检测管进口接头C4。所述测试阀块本体C1通过螺栓9固定在所述集成操作板1上，该测试阀块本体C1的下侧面连接有检测管进口接头C4，该检测管进口接头C4用于连接操纵检测管6。所述球阀C5通过该检测管进口接头C4与所述操纵检测管6连接，该球阀C5上设有能够旋动球阀C5以便开与关的球阀开关螺钉C6。所述测试三通阀C2与该球阀C5连通且设有测试三通阀盖C3，以便该测试三通阀C2能够与检测工具连接，该检测工具用于检测所述压力传感器B的功能。所述测试阀块本体C1的上侧面设有与该测试三通阀C2连通的连接孔C7，该连接孔C7与所述压力传感器B的内腔连通。

请参阅图6，所述的测试阀块C的结构共有三种型式，可以为一进一出式、一进多出式或单进多出式。第一种，一进一出式，见图6（a），一个测试阀块C有多个进口，每一进口对应单独的一个出口，且进口与出口之间设置串联的一个球阀C5与一个测试三通阀C2，其主要运用于可以单独对每一压力传感器B进行测试和维保的情况，而不影响其他压力传感器B的使用；第二种，一进多出式，见图6（b），一个测试阀块C只有一个进口，该进口与多个出口相对应，每一出口设有各自的球阀C5和测试三通阀C2，其主要运用于同一压力检测点的流体压力信号需要输送到船上不同系统的情况，同一检测点的流体采用多个压力传感器B，但每一压力传感器B又可以单独进行测试和维保；第三种，单进多出式，见图6（c），一个测试阀块C只有单个进口，该进口与多个出口相对应，并且该进口只带有串联的一个球阀C5与一个测试三通阀C2，其主要运用于同一检测点的流体压力信号需要输送到船上不同系统的情况，同一压力检测点的流体采用多个压力传感器B，而每一压力传感器B又无须单独进行测试和维保，这种型式应用的场合比较少。

请参阅图5，所述的压力传感器B包括有压力传感器本体B1和压力传感器接头B2。所述压力传感器本体B1的下侧面设有与压力传感器本体B1的内腔连通的流体通孔（图中未示出），该压力传感器本体B1作为接收流体的载体，通过螺栓9固定在测试阀块本体C1的上侧面上，从而压力传感器本体B1的流体通孔与所述测试阀块本体C1的连接孔C7相通。所述压力传感器接头B2连接于该压力传感器本体B1上，并且其内腔与压力传感器本体B1的内腔相通，该压力传感器接头B2内腔中设有感应电阻，该感应电阻能够感应流体压力并将之转换为压力检测信号。所述的电缆4一端连接于该压力传感器接头B2上，另一端连接于中间接线箱D的入线端。

正常工作情况下，所述测试阀块C内部的检测管进口接头C4、球阀C5、测试三通阀C2和测试阀块本体C1的连接孔C7与所述压力传感器本体B1内腔和压力传感器接头B2内腔是全部连通的，因而通过操纵检测管6进入测试阀块C的流体可以顺利地进入压力传感器B，该压力传感器B内的感应电阻则能够感应到流体压力，其感应电阻的阻值发生相应变化后输出4～20mA的模拟电流信号。

所述的用于检测所述压力传感器B的检测工具包括有接头、操纵管、能够接通上述测试三通阀C2的针阀、泄放流体的泄放阀和压力表。正常工作情况下，球阀C5是打开的，测试三通阀C2是上下连通的，通过检测管进口接头C4的流体将分别正常通过球阀C5和测试三通阀C2，然后再通过连接孔C7进入压力传感器B。当压力信号异常或压力传感器B异常需要检测压力传感器B的功能时，将测试三通阀盖C3打开，借助检测工具的针阀插入测试三通阀C2，将其顶开，这样测试阀块C内部不仅上下连通，而且与检测工具也会连通，流体将进入检测工具并保留其中。再通过旋动球阀开关螺钉C6关闭球阀C5，阻断被测量的流体进入测试阀块C，这样就形成了检测工具与压力传感器B连接的封闭环境，压力传感器B检测到的是来自检测工具中保留的流体压力。然后打开检测工具中的泄放阀，逐步泄放流体，使得其中的流体压力降低，当泄放至压力传感器B设定的报警值以下时，如果船上检测报警系统得到报警信号，则说明被测压力传感器B的功能正常；相反地，如果船上检测报警系统没有得到报警信号，则说明该压力传感器B功能异常，需要检修或更换。当检修或更换压力传感器B时，通过旋动球阀开关螺钉C6关闭相应的球阀C5，阻断被测量的流体进入测试阀块C，即可防止流体溢出，保证了检修或更换压力传感器B的顺利进行。

请参阅图7和图8，所述的中间接线箱D通过螺钉D4固定在集成操作板1上，每根从压力传感器B接出来的电缆4通过进线端的进口填料函D1进入中间接线箱D，连接到对应的端子排D3的一边，来自外部的船上检测报警系统的电缆则通过出线端的出口填料函D2连接到对应的端子排D3的另一边，从而完成压力检测信号的传输。

本发明要求的保护范围不仅限于上述实施例，也应包括其他对此发明显而易见的变换和替代方案。

Claims (7)

1.一种柴油机压力检测信号集成输入输出装置，安装于柴油机上，其特征在于：所述装置包括集成安装于集成操作板上的若干信号输入检测组合体、中间接线箱、操纵检测管和电缆；所述信号输入检测组合体由检测流体压力的压力传感器和对该压力传感器进行功能检测的测试阀块构成，该压力传感器通过所述电缆连接于中间接线箱的入线端并输出压力检测信号，该测试阀块通过所述操纵检测管连接压力检测点的管路，该压力传感器与测试阀块的内腔相互连通；所述操纵检测管引导该管路中的流体至所述信号输入检测组合体以供压力传感器检测压力；所述中间接线箱出线端连接外部的检测报警系统并传输压力检测信号；所述电缆通过电缆槽架固定布设于所述集成操作板上。

2.如权利要求1所述的柴油机压力检测信号集成输入输出装置，其特征在于：所述的测试阀块包括有测试阀块本体、测试三通阀、球阀和检测管进口接头；所述测试阀块本体固定在所述集成操作板上，该测试阀块本体的下侧面连接检测管进口接头，所述球阀通过该检测管进口接头与所述操纵检测管连接，所述测试三通阀与该球阀连通，该测试三通阀能够与检测所述压力传感器功能的检测工具连接，所述测试阀块本体的上侧面设有与该测试三通阀连通的连接孔，该连接孔与所述压力传感器的内腔连通。

3.如权利要求2所述的柴油机压力检测信号集成输入输出装置，其特征在于：所述的测试阀块的结构为一进一出式、一进多出式或单进多出式。

4.如权利要求2或3所述的柴油机压力检测信号集成输入输出装置，其特征在于：所述的压力传感器连接于所述测试阀块上，该压力传感器包括有压力传感器本体和压力传感器接头，该压力传感器本体的下侧面设有与压力传感器本体内腔连通的流体通孔，该流体通孔与所述测试阀块本体的连接孔相通，所述压力传感器接头连接于该压力传感器本体上且内腔与压力传感器本体内腔相通，该压力传感器接头内腔中设有感应流体压力并将之转换为压力检测信号的感应电阻，所述的电缆连接于该压力传感器接头上。

5.如权利要求4所述的柴油机压力检测信号集成输入输出装置，其特征在于：所述的检测工具包括有能够接通上述测试三通阀的针阀、泄放流体的泄放阀和压力表。

6.如权利要求1所述的柴油机压力检测信号集成输入输出装置，其特征在于：所述的操纵检测管为金属管。

7.如权利要求1所述的柴油机压力检测信号集成输入输出装置，其特征在于：所述的集成操作板采用壁挂式。