CN106768594A - 一种实时多路无线压力检测、记录系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实时多路无线压力检测、记录系统及使用方法，包括硅压阻压力传感器组件、无线压力检测单元、锂电池、LCD显示屏、无线接收器；硅压阻压力传感器组件通过连接接口与被测设备压力检测部位相连接，硅压阻压力传感器组件与无线压力检测单元相通讯；无线压力检测单元上设有发射天线，无线压力检测单元由锂电池供电，无线压力检测单元与LCD显示屏连接；无线压力检测单元与无线接收器相通讯；无线接收器与远程监控中心的接收设备，通过USB接口相连接。优点是：通过全数字篏入式微电脑技术，实现实时多路无线压力检测、记录和显示压力趋势曲线功能，替代了传统的指针或数字仪表，只能显示瞬时值的缺陷。

Description

一种实时多路无线压力检测、记录系统及使用方法

技术领域

本发明涉及一种实时多路无线压力检测、记录系统及使用方法，主要适用于工程机械领域的液压和气动的压力监测领域。

背景技术

随着国民经济的迅速发展，作为制造业装备和施工设备的工程机械在国家经建设中发挥着越来越重要的作用。由于液压传动具有功率密度高，易于实现直线运动、速度刚性大、动作响应快、易积蓄能量、运行平稳可靠，便于冷却散热，动作实现容易等突出优点，因而在主要制造业装备和工程机械中得到了广泛的应用。

近些年，科技的进步，现代信息技术得到了长足的发展，更促进了液压技术的迅速的发展。这一时期开发成功了一系列智能型液压装备和液压工程机械，如智能型液压挖掘机，可控制多路液压装置协调操作、使挖掘机的作业灵活性、运动精度及发动机的功率利用率都有了显著提高。因此，液压工程机械得到了快速和广泛的应用。

当前，多路液压装置的检测、监测、操作，特别是维修，多是靠指针式仪表显示进行。由于液压装置安装在液压站或液压箱内，上述操作观看仪表显示很不方便。如，液压挖掘机在运行中，观看液压站的泵和多路阀的压力工作状态更是不方便的。

尤其是在检测和维修时，要求记录多路分支油路和油泵的实时和连续一段时间的压力变化情况，对于了解压力协调、设备运行状态，特别是分析故障原因，这是非常重要的。

一般，一个厂有一个或多个液压站，可能有多个液压泵，用到一年以上就会出现一个或多个泵的滞后，这样其他正常泵就要在起动的瞬间承受多余的压力，时间一长就会使最初的一个液压泵憋坏，当维修检测人员换上一个新的液压泵时，工作一段时间后还会出现这样的恶性循环。

液压装置中，有时要求了解两路或多路油路之间的压力差，在目前的液压装置中更是难于实现。另一方面，在运行的液压装置中，采用临时加装复杂的检测装置，或是引出很多测试线或连接测试仪表的方式，该方式不方便现场实现或根本不允许的。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种实时多路无线压力检测、记录系统及使用方法，适用于工程机械领域的液压监测及气动监测，特别是液压挖掘机工作过程的液压监测，实现实时在线的监测数据，使多个液压泵输出同步，为点检，调试，维修提供基础数据。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种实时多路无线压力检测、记录系统，包括硅压阻压力传感器组件、无线压力检测单元、锂电池、LCD显示屏、无线接收器；

硅压阻压力传感器组件通过连接接口与被测设备压力检测部位相连接，硅压阻压力传感器组件与无线压力检测单元相通讯；无线压力检测单元上设有发射天线，无线压力检测单元由锂电池供电，无线压力检测单元与LCD显示屏连接；无线压力检测单元与无线接收器相通讯；无线接收器与远程监控中心的接收设备，通过USB接口相连接。

所述的无线压力检测单元包括嵌入式微电脑，与嵌入式微电脑相连的采样处理电路、时钟电路、内部测温单元、存贮电路、无线通讯电路、USB接口、工作方式设置单元，嵌入式微电脑与LCD显示屏相连接；无线通讯电路与发射天线相连接；无线接收器与发射天线相通讯；

工作方式设置单元用以设定向无线接收器两种工作方式：一是只检测，另一种是既检测，又记录；

内部测温单元用以测定无线压力检测单元的工作温度，以DS18B20为核心元件。

所述的无线接收器包括无线接收模块、无线接收器嵌入式微电脑CPU、USB接口、电源电路，无线接收器嵌入式微电脑CPU与无线接收模块、USB接口、电源电路相连接；无线接收器用以接收若干个无线压力检测单元发送的压力信息；

无线接收器电源电路是利用接收设备USB接口中的电源，经过无线接收器的电源电路，将5V转换成3.3V作为无线接收器电源。

所述的硅压阻压力传感器组件与无线压力检测单元一一对应连接。

一种实时多路无线压力检测、记录系统的使用方法，包括以下步骤：

1)将硅压阻压力传感器组件与被测设备的压力检测部位通过连接接口连接，硅压阻压力传感器组件与无线压力检测单元一一对应连接，多个无线压力检测单元设置在一个盒体内；无线接收器与远程监控中心连接；

2)硅压阻压力传感器组件将检测的压力信息通过无线压力检测单元处理由发射天线发送给无线接收器；

3)无线接收器接收发射天线发送的压力信息，并将压力信息传输给远程监控中心；

4)远程监控中心直接实时处理压力信息，可以记录检测信息，也可形成各个检测部位的压力曲线图，各个检测部位的压力曲线与理想曲线进行对比，用于分析被测设备的压力情况。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过全数字篏入式微电脑技术，实现实时多路无线压力检测、记录和显示压力趋势曲线功能，替代了传统的指针或数字仪表，只能显示瞬时值的缺陷；

2、实现了在一个装置中，同时检测多路压力，可以同时检测岀被测液压系统的运行状态和运行趋势，可以即时分析、判断运行状态，这对于监示、预判设备运行或快速排除故障是非常实用的装置；

3、本装置可以检测两路或多路之间的压力差及压力动态关系，可以方便监测液压设备是否调试到位，或是设备运行是否偏离规定值，这对于设备调试、故障排除、设备维修等大有用武之地；

4、采用锂电池供电，多路检测数据，无线传输，可以不用连线，这样可以方便用于运行中的液压或气动装置的压力检测和监测，如挖掘机、盾构机等

5、实时多路无线压力检测单元，采用了分段非线性校正技术，提高了检测精度，特别是大大提升了低段压力检测精度；

6、一个无线接收器可接收多路无线信号，采用了USB转换接口，可方便与带USB接口的电脑连用。且无线接收器借用了电脑USB接口中的电源，无线接收器制作成类似的U盘结构，使用非常方便；

7、可作为大型液压和气动设备的压力监控的数据采集的底层装置。

附图说明

图1是本发明的原理框图。

图2是本发明的结构框图。

图3是无线压力检测单元原理逻辑图。

图4是无线压力检测单元的嵌入式微电脑及存贮电路图。

图5是无线压力检测单元的通讯电路及工作方式设置单元图。

图6是无线压力检测单元的采样处理电路图。

图7是无线压力检测单元的通讯电路图。

图8是无线压力检测单元的工作方式设置单元图。

图9是无线压力检测单元的无线通讯及时钟电路图。

图10是无线压力检测单元的传感器接口电路图。

图11是无线接收器与远程监控中心的接收设备连接示意图。

图12是无线接收器原理框图。

图13是无线接收器的调试电路图。

图14是无线接收器的USB转换电路图。

图15是无线接收器的电源电路图。

图16是压力曲线分段线性化校正示意图。

图中：1-盒体 11、17、18、114-硅压阻压力传感器组件 12、16、110、113-发射天线13、15、19、112-无线压力检测单元 14-锂电池 111-LCD显示屏

2-被测设备的压力检测部位 21、22、23、24-连接接口 3-无线接收器 4-接收设备5-压力曲线。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。

见图1、图2、图11，一种实时多路无线压力检测、记录系统，包括硅压阻压力传感器组件11、17、18、114、无线压力检测单元13、15、19、112、锂电池14、LCD显示屏111、无线接收器3；

硅压阻压力传感器组件11、17、18、114通过连接接口21、22、23、24与被测设备压力检测部位2相连接，硅压阻压力传感器组件11、17、18、114与无线压力检测单元13、15、19、112相通讯；无线压力检测单元13、15、19、112上设有发射天线12、16、110、113，无线压力检测单元13、15、19、112由锂电池14供电，无线压力检测单元13、15、19、112与LCD显示屏111连接；无线压力检测单元13、15、19、112与无线接收器3相通讯；无线接收器3与远程监控中心的接收设备4通过USB接口相连接。

见图3-图10，无线压力检测单元13、15、19、112包括嵌入式微电脑，与嵌入式微电脑相连的采样处理电路、时钟电路、内部测温单元、存贮电路、无线通讯电路、USB接口、 工作方式设置单元，嵌入式微电脑与LCD显示屏111相连接；无线通讯电路与发射天线12、16、110、113相连接；无线接收器3与发射天线12、16、110、113相通讯；

工作方式设置单元用以设定向无线接收器3发射的时间间隔，设定相通讯的无线接收器3代码；

内部测温单元用以测定无线压力检测单元13、15、19、112的工作温度，以DS18B20为核心元件；

采样处理电路用以通过传感器接口采样放大，然后进行AD转换，发送给嵌入式微电脑。

见图13-图15，无线接收器3包括无线接收模块、无线接收器3嵌入式微电脑CPU、USB接口、电源电路，无线接收器3嵌入式微电脑CPU与无线接收模块、USB接口、电源电路相连接；无线接收器3用以接收若干个无线压力检测单元13、15、19、112发送的压力信息。硅压阻压力传感器组件11、17、18、114与无线压力检测单元13、15、19、112一一对应连接。

见图1-图16，实时多路无线压力检测、记录系统的使用方法，包括以下步骤：

1)将硅压阻压力传感器组件11、17、18、114与被测设备的压力检测部位2通过连接接口21、22、23、24连接，硅压阻压力传感器组件11、17、18、114与无线压力检测单元13、15、19、112一一对应连接，多个无线压力检测单元13、15、19、112设置在一个盒体1内；无线接收器3与远程监控中心连接；本实施例中采用4个无线压力检测单元放置在一个盒体1内的结构。

2)硅压阻压力传感器组件11、17、18、114将检测的压力信息通过无线压力检测单元13、15、19、112处理由发射天线12、16、110、113发送给无线接收器3；

3)无线接收器3接收发射天线12、16、110、113发送的压力信息，并将压力信息传输给远程监控中心；

4)见图16，远程监控中心的接收设备4(可为笔记本电脑、PC机)直接实时处理压力信息，形成各个检测部位的压力曲线图，各个检测部位的压力曲线与理想直线进行分段对比，每段曲线的斜率与理想直线比较，用于分析被测设备的压力情况。

本发明的优点：

1、通过全数字篏入式微电脑技术，实现实时多路无线压力检测、记录和显示压力趋势曲线功能，替代了传统的指针或数字仪表，只能显示瞬时值的缺陷；

2、实现了在一个装置中，同时检测多路压力，可以同时检测岀被测液压系统的运行状态和运行趋势，可以即肘判断运行状态，这对于监示、预判设备运行或故障是非常实用的装置；

3、本装置可以检测两路或多路之间的压力差及压力关系，可以方便监测液压设备是否调试到位，或是设备运行是否偏离规定值，这对于设备调试、故障排除、设备维修等大有用武之地；

4、采用锂电池14供电，多路检测数据，无线传输，可以不用连线，这样可以方便用于运行中的液压或气动装置的压力检测和监测，如挖掘机、盾构机等

5、实时多路无线压力检测单元13、15、19、112，采用了分段非线性校正技术，提高了检测精度，特别是大大提升了低段压力检测精度；

6、一个无线接收器3可接收多路无线信号，采用了USB转换接口，可方便与带USB接口的电脑连用。且无线接收器3借用了电脑USB接口中的电源，无线接收器3制作成类似的U盘结构，使用非常方便；

7、可作为大型液压和气动设备的压力监控的数据采集的底层装置。

Claims (5)

1.一种实时多路无线压力检测、记录系统，其特征在于，包括硅压阻压力传感器组件、无线压力检测单元、锂电池、LCD显示屏、无线接收器；

硅压阻压力传感器组件通过连接接口与被测设备压力检测部位相连接，硅压阻压力传感器组件与无线压力检测单元相通讯；无线压力检测单元上设有发射天线，无线压力检测单元由锂电池供电，无线压力检测单元与LCD显示屏连接；无线压力检测单元与无线接收器相通讯；无线接收器与远程监控中心的接收设备，通过USB接口相连接。

2.根据权利要求1所述的一种实时多路无线压力检测、记录系统，其特征在于，所述的无线压力检测单元包括嵌入式微电脑，与嵌入式微电脑相连的采样处理电路、时钟电路、内部测温单元、存贮电路、无线通讯电路、USB接口、工作方式设置单元，嵌入式微电脑与LCD显示屏相连接；无线通讯电路与发射天线相连接；无线接收器与发射天线相通讯；

工作方式设置单元用以设定向无线接收器两种工作方式：一是只检测，另一种是既检测，又记录；

内部测温单元用以测定无线压力检测单元的工作温度，以DS18B20为核心元件。

3.根据权利要求1所述的一种实时多路无线压力检测、记录系统，其特征在于，所述的无线接收器包括无线接收模块、无线接收器嵌入式微电脑CPU、USB接口、电源电路，无线接收器嵌入式微电脑CPU与无线接收模块、USB接口、电源电路相连接；无线接收器用以接收若干个无线压力检测单元发送的压力信息；无线接收器的电源电路是利用接收设备USB接口中的电源，经过无线接收器的电源电路，将5V转换成3.3V作为无线接收器电源。

4.根据权利要求1所述的一种实时多路无线压力检测、记录系统，其特征在于，所述的硅压阻压力传感器组件与无线压力检测单元一一对应连接。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种实时多路无线压力检测、记录系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将硅压阻压力传感器组件与被测设备的压力检测部位通过连接接口连接，硅压阻压力传感器组件与无线压力检测单元一一对应连接，多个无线压力检测单元设置在一个盒体内；无线接收器与远程监控中心连接；

2)硅压阻压力传感器组件将检测的压力信息通过无线压力检测单元处理由发射天线发送给无线接收器；

3)无线接收器接收发射天线发送的压力信息，并将压力信息传输给远程监控中心；

4)远程监控中心直接实时处理压力信息，可以记录检测信息，也可形成各个检测部位的压力曲线图，各个检测部位的压力曲线与理想曲线进行对比，用于分析被测设备的压力情况。