CN107091739A - 一种刮雨器测控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刮雨器测控系统，所述刮雨器测控系统包括：信号转换装置，通过连接装置与刮雨器输出轴相连接，用于将所述连接装置输出的机械转动转换为数字量；支架，与所述信号转换装置相连接，用于固定并调节所述信号转换装置的高度；工作台，与所述支架相连，且用于支撑待测试的刮雨器；信号采集处理装置，与所述信号转换装置相连接，用于采集所述信号转换装置输出的数字量，并处理得出刮雨器的测试参数。本发明提供的刮雨器测控系统实现了准确、快速地完成刮雨器性能的测量。

Description

一种刮雨器测控系统

技术领域

本发明实施例涉及电气设备的测试领域，尤其涉及一种刮雨器测控系统。

背景技术

机车的刮雨器在长期运行过程中，其运动机构、轴承等存在老化问题，需要定期对其性能进行检测调整，以免发生卡滞事故，影响机车的正常运行。

目前我国普遍用的刮雨器试验台，多属于人工型或半自动型，用于进行刮雨器的摆动频率和摆动角度的检测。通常刮雨器试验台包括能够固定刮雨器的支架；与刮雨器的输入轴相连，能驱动输入轴转动的驱动装置。现有技术在进行测试时，需要将刮雨器安装到试验台，例如进行摆动角度检测时，需要在刮雨器输出轴上安装一条固定角度的标尺，通过刮雨器输出轴带动角度尺的指针摆动，进而人工观测摆动角度。在进行摆动频率的检测时，需要在摆动两侧设置按键开关，按键开关连接计时器，刮雨器的摆动触动按键开关，进而控制计数器计时，再通过人工计算得出刮雨器的摆动频率。

上述方案中显然人工观测不准确，人工计算耗时耗力。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种刮雨器测控系统，以实现准确、快速地完成刮雨器性能的测量。

本发明实施例提供了一种刮雨器测控系统，包括：

连接装置，与刮雨器输出轴相连接，用于连接刮雨器输出轴与信号转换装置，并传递刮雨器输出轴的机械运动；

信号转换装置，与连接装置相连接，用于将连接装置输出的机械转动转换为数字量；

支架，与信号转换装置相连接，用于固定信号转换装置并调节信号转换装置的高度；

工作台，与支架相连接，且用于支撑待测试的刮雨器；

信号采集处理装置，与信号转换装置相连接，用于采集信号转换装置输出的数字量，通过对数字量的处理得出刮雨器的测试参数。

进一步地，刮雨器测控系统还包括计算机数据采集及分析处理装置，与信号采集处理装置相连接，用于接收测试参数，对测试参数进行分析处理并显示。

进一步地，信号转换装置为编码器，用于检测所述机械转动的转动角度，并编码形成对应的数字量。

进一步地，信号采集处理装置为PLC控制器。

进一步地，PLC控制器具体用于：

采集设定时间段内所述信号转换装置输出的数字量；

识别出所述数字量的最大值和最小值；

根据所述最大值和所述最小值计算出刮雨器的摆动角度。

进一步地，PLC控制器具体用于：

采集设定时间段内所述信号转换装置输出的数字量；

根据所述数字量计算出刮雨器运行相应的运行周期所需的运行时间；

根据所述运行周期和所述运行时间计算出刮雨器的摆动频率。

进一步地，连接装置包括夹紧套、开口套和万向联轴节，夹紧套分别与刮雨器输出轴和开口套连接，开口套与万向联轴节连接，万向联轴节与信号转换装置连接。

进一步地，万向联轴节为双万向联轴节结构。

进一步地，支架为L型支架。

本发明通过使用信号转换装置将刮雨器输出轴的机械转动转换为数字量，通过信号采集处理装置对数字量进行采集处理，得出刮雨器的摆动参数，解决了在进行刮雨器摆动参数测量时人工观测不准确、人工计算耗时耗力的问题，实现了对刮雨器性能准确、快速地的测量。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的刮雨器测控系统的结构示意图。

图2是本发明实施例一提供的刮雨器测控系统进行摆动角度测量时的原理图。

图3是本发明实施例一提供的刮雨器测控系统进行摆动频率测量时的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的刮雨器测控系统的原理图，本实施例可用于对刮雨器进行性能的测量，该刮雨器测控系统的具体结构如下：

本实施例提供了一种刮雨器测控系统，包括：连接装置110、信号转换装置120、支架130、工作台140和信号采集处理装置150。

其中，连接装置与刮雨器输出轴相连接，用于连接刮雨器输出轴与信号转换装置120，并传递刮雨器输出轴的机械运动；信号转换装置120，与连接装置110相连接，用于将连接装置110输出的机械转动转换为数字量；支架130，与信号转换装置120相连接，用于固定信号转换装置120并调节信号转换装置120的高度；工作台140，与支架130相连接，且用于支撑待测试的刮雨器；信号采集处理装置150，与信号转换装置120相连接，用于采集信号转换装置120输出的数字量，通过对数字量的处理得出刮雨器的测试参数。

连接装置例如可以是夹紧套1101、开口套1102和万向联轴节1103，夹紧套1101分别与刮雨器输出轴和开口套1102连接，开口套1102与万向联轴节1103连接，万向联轴节1103与信号转换装置120连接。这种连接方式能够使刮雨器输出轴与信号转换装置120之间的连接更稳定。万向联轴节1103优选可以是双万向联轴节结构，双万向联轴节结构灵活，既不会损伤刮雨器输出轴，也不会损伤信号转换装置，并且能减少被测刮雨器与信号转换装置120间的中心高度差对测量结果的影响。

信号转换装置120的功能是用于获取万向联轴节1103传递的刮雨器输出轴的机械转动，并将刮雨器输出轴的机械转动转化为数字量。信号转换装置优选可以是AB相编码器，AB相编码器在正转和反转时A相脉冲的电平高低刚好相反，因此使用AB相编码器，信号采集处理装置可以很容易地识别出转轴旋转的方向，通过采集AB相编码器输出的数字量的变化能够准确模拟刮雨器的运动过程。

支架150例如可以是L型支架，L型支架包括立板部分和直角底板部分。立板上半部分与信号转换装置相连，用于固定信号转换装置，立板下半部分与直角底板相连。直角底板上半部分开了四条一字型的孔，用来固定立板，且可以根据被测试刮雨器的要求对立板的高度进行调节，直角底板下半部分固定在工作台上。通过这种结构的L型支架能够调节信号转换装置140的高度，实现不同中心高度的刮雨器的兼容。

本发明实施例通过使用信号转换装置将刮雨器输出轴的机械转动转换为数字量，通过信号采集处理装置对数字量进行采集处理，得出刮雨器的摆动参数，解决了在进行刮雨器摆动参数测量时人工观测不准确、人工计算耗时耗力的问题，实现了对刮雨器性能准确、快速地的测量。

在上述方案的基础上，刮雨器测控系统还包括计算机数据采集及分析处理装置，与信号采集处理装置150相连接，用于接收信号采集处理装置150输出的测试参数，对测试参数进行分析处理并显示。计算机数据采集及分析处理装置可以对刮雨器的测量参数进行统计整理，形成技术报表，并显示出来，使刮雨器的测试参数有了一个更直观的显示方式。

在上述方案的基础上，信号采集处理装置150优选可以是PLC控制器，PLC控制器的可靠性高，抗干扰能力强，能够准确地进行数字量的采集和计算。

图2是本发明实施例提供的刮雨器测控系统进行摆动角度测量过程的流程图，该刮雨器测控系统对刮雨器摆动角度的测量过程如下：

S210、采集设定时间段内信号转换装置输出的数字量；

S220、识别出数字量的最大值和最小值；

S230、根据最大值和最小值计算出刮雨器的摆动角度。

图3是本发明实施例提供的刮雨器测控系统进行摆动频率测量过程的流程图。该刮雨器测控系统对刮雨器摆动频率的测量过程如下：

S310、采集设定时间段内信号转换装置输出的数字量；

S320、根据数字量计算出刮雨器运行相应的运行周期所需的运行时间；

S330、根据运行周期和运行时间计算出刮雨器的摆动频率。

上述方案可同时进行，也可以单独进行。

本技术方案通过使用PLC控制器采集信号转换装置输出的数字量并计算，实现了对刮雨器摆动角度和摆动频率的准确测量。

实施例二

本实施例可以以上述实施例为基础，提供了一种优选实例，参考图1所示。本实施例可以进行刮雨器摆动角度和摆动频率的测量，并将摆动参数通过计算机显示。

本发明实施例提供了一种刮雨器测控系统，包括：夹紧套1101、开口套1102、万向联轴节1103、编码器120、支架130、工作台140、PLC控制器150和计算机数据采集处理装置。

其中，夹紧套1101、开口套1102和万向联轴节1103连接刮雨器输出轴与编码器120，将刮雨器输出轴的机械转动传送给编码器120；编码器120检测机械转动的转动角度和转动方向，并编码形成对应的数字量；PLC控制器采集编码器120输出的数字量并处理，得到刮雨器的摆动参数；计算机信号采集处理装置采集PLC控制器输出的各项摆动参数，整理成技术报表并显示。

进一步地，编码器120采用高精度增量式AB相编码器，AB相编码器内部有两对光电耦合器，输出相位差为90°的两组脉冲序列，正转和反转时两路脉冲的超前、滞后关系刚好相反，正转和反转时A相脉冲的电平高低刚好相反，因此使用AB相编码器，PLC控制器可以很容易地识别出转轴旋转的方向。通过采集AB相编码器输出的数字量的变化能够准确模拟刮雨器的运动过程，进而准确计算出刮雨器的各项摆动参数。

具体进行摆动角度和摆动频率的检测过程如下：

测量刮雨器的摆动频率及摆动角度的过程是将刮雨器的输出轴与编码器固定在同一水平中心点上并一起同轴运动，测量刮雨器的摆动频率及摆动角度的功能特性。

测量刮雨器摆动角度的过程是：先让刮雨器通电使刮雨器电机旋转，电机旋转时通过蜗杆、涡轮减速，使与涡轮偏心相连的刮雨器输出轴做往复运动。通过增量式AB相编码器采集刮雨器输出轴的机械转动，由于刮雨器工作是往复运动，运动的轨迹是一个扇形，往复摆动角度在0°到90°的范围内，所以采集的数据不会超过AB相编码器的最大值，AB相编码器在正方向运转时采集数据递增，在反方向运转时采集数据递减，所以刮雨器运行一次的采集数据有最大值和最小值，PLC控制器采集AB相编码器输出的数字量，通过采集的数字量的最大值和最小值进行计算得出刮雨器运行一次的绝对值，可采用一周是1024个数字量的AB相编码器，一周是360度，最终可得出刮雨器的摆动角度JIAO＝(ABS/1024)*360。

测量刮雨器摆动频率的过程是：先让刮雨器通电使刮雨器电机旋转，电机旋转时通过蜗杆、涡轮减速，使与涡轮偏心相连的刮雨器输出轴做往复运动。当刮雨器输出轴开始转动后，使用增量式AB相编码器将刮雨器输出轴的机械转动转为为数字量，然后通过PLC控制器采集当下的数据量作为参考值如D100，当第一次出现D100时开始计时为T1，当刮雨器运行2个周期后PLC采集的数据会出现三次D100，当第三次出现D100时，计下当前的时间为T2，这样就可以得出刮雨器运行2周所用的时间为T＝T2-T1，也就是说刮雨器运行一周所用的时间为T/2，那么一分钟运行的次数为N＝60/(T/2)，最终可得出刮雨器的摆动频率为N次。

在进行摆动角度及摆动频率的测量时，也可进行多次测量，取多次测量的平均值作为最终的摆动角度及摆动频率。

计算机数据采集及处理装置采集PLC控制器计算出刮雨器的摆动角度和摆动频率，对摆动参数进行整理后形成技术报表显示出来。

本实施例提供的刮雨器测控系统，能够准确模拟刮雨器的运动过程，配合计算机数据采集及处理装置，可准确测量并显示出刮雨器的摆动参数。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种刮雨器测控系统，其特征在于，包括：

连接装置，与刮雨器输出轴相连接，用于连接刮雨器输出轴与信号转换装置，并传递刮雨器输出轴的机械运动；

信号转换装置，与所述连接装置相连接，用于将所述连接装置输出的机械转动转换为数字量；

支架，与所述信号转换装置相连接，用于固定所述信号转换装置并调节所述信号转换装置的高度；

工作台，与所述支架相连接，且用于支撑待测试的刮雨器；

信号采集处理装置，与所述信号转换装置相连接，用于采集所述信号转换装置输出的数字量，通过对所述数字量的处理得出刮雨器的测试参数。

2.根据权利要求1所述的刮雨器测控系统，其特征在于，还包括：

计算机数据采集及分析处理装置，与所述信号采集处理装置相连接，用于接收所述测试参数，对所述测试参数进行分析处理并显示。

3.根据权利要求1所述的刮雨器测控系统，其特征在于，所述信号转换装置为编码器，用于检测所述机械转动的转动角度，并编码形成对应的数字量。

4.根据权利要求1所述的刮雨器测控系统，其特征在于，所述信号采集处理装置为PLC控制器。

5.根据权利要求4所述的刮雨器测控系统，其特征在于，所述PLC控制器具体用于：

采集设定时间段内所述信号转换装置输出的数字量；

识别出所述数字量的最大值和最小值；

根据所述最大值和所述最小值计算出刮雨器的摆动角度。

6.根据权利要求4所述的刮雨器测控系统，其特征在于，所述PLC控制器具体用于：

采集设定时间段内所述信号转换装置输出的数字量；

根据所述数字量计算出刮雨器运行相应的运行周期所需的运行时间；

根据所述运行周期和所述运行时间计算出刮雨器的摆动频率。

7.根据权利要求1-6任一所述的刮雨器测控系统，其特征在于，所述连接装置包括夹紧套、开口套和万向联轴节，所述夹紧套分别与所述刮雨器输出轴和所述开口套连接，所述开口套与所述万向联轴节连接，所述万向联轴节与所述信号转换装置连接。

8.根据权利要求7所述的刮雨器测控系统，其特征在于，所述万向联轴节为双万向联轴节结构。

9.根据权利要求1-6任一所述的刮雨器测控系统，其特征在于，所述支架为L型支架。