專利名稱：一種基于dsp的工程機械液壓系統介質污染診斷方法
—種基于DSP的工程機械液壓系統介質污染診斷方法技術領域
本發明屬于工程機械液壓系統的故障檢測技術領域，涉及一種基于DSP的介質污 染在線診斷方法。
背景技術：
隨著液壓系統硬件設備的大幅度技術改進，當前液壓系統所帶來的故障檢測診斷 與處理卻主要還停留在以傳統的經驗檢測維修和采樣檢測為主的階段，雖然有些現代診斷 技術以及人工智能診斷法(詳見蔣威、高岑和論文液壓系統故障診斷技術綜述)如專家系 統、神經網絡、故障樹分析法等有了更深層次的發展和應用，但這些故障診斷系統在工程實 踐應用上仍然不能滿足便利性，可操作性，實用性，實時性等客觀要求。這些診斷技術仍然 在很大程度上停留在模型檢測與仿真開發層面上，而且造價昂貴，普及率低，不能滿足工程 實際實時診斷監測與處理的要求，具有嚴重的滯后性，這在一定程度上降低了生產效率，更 需一提的是，通過液壓介質狀態參數分析來診斷液壓系統的運行狀態等級在國內仍鮮于應 用。
液壓系統故障產生的原因70%源自液壓油的污染所造成，因此對于液壓油的在線 檢測診斷與處理技術便具有了很強的工程實用意義。由于目前國內前沿液壓故障診斷技術 集中在液壓泵，馬達和缸體的故障研究上，很少有對液壓系統介質污染進行詳細深入的研 究。基于此，一種基于DSP的介質污染在線診斷系統的研究與開發便具有了很強的理論意 義和工程價值。發明內容
本發明的目的設計一種基于DSP檢測由介質污染引起液壓系統故障的方法來實 現工程機械液壓系統故障機理的研究。
為實現上述目的，本發明的技術方案是提供一種基于DSP檢測由介質污染引起 液壓系統故障的方法。其內容如下
第一步，基于DSP的工程機械液壓系統介質污染在線診斷方法，整個診斷系統包 括信息獲取系統、數據處理系統、人機交互顯示界面。其中信息獲取系統通過各種傳感器直 接與液壓工作介質相連接，從而獲取所要求得物理參數；數據處理系統主要負責把傳輸來 的物理參數通過放大電路，濾波和信號轉化等技術形成模擬信號，模擬信號通過A/D模數 轉換經模擬信號轉化成數字信號，再經過(數字信號處理)DSP處理器通過CAN總線傳輸給 人機交互系統。
第二步，數字信號處理器(DSP)采用面向數字，運動控制的TMS320C24C54X芯片。
第三步，各種靈敏度高的傳感器包括溫度傳感器以檢測油液溫度變化；黏度傳感 器以檢測油液的黏度系數；密度傳感器以檢測油液密度變化；流量傳感器以檢測各個進出 油口的油液流量。
第四步，液壓回路系統采用均布式傳感器安置方式，各個安置點的傳感器都是采用集成塊系統以簡化系統布線方式。
本發明有如下有益效果
采用基于DSP的數字信號處理器實現信號處理速度、精度的先進水平，滿足工程 實際需求。
選取靈敏度高的溫度傳感器、黏度傳感器、密度傳感器和流量傳感器均布液壓系 統回路確保了對油液介質必備參數的提取，保證了能夠全面綜合和有效地對液壓介質進行 定性分析，提高了檢測診斷精度和可信度。
本發明主要是打破了傳統介質診斷的離線分析法，該方法具有明顯的操作不便， 耗時費力，診斷精度低、實時性不強等缺陷；而采用在線實時監測診斷方法實現故障的人機 交互，提早預防液壓系統的崩潰，無論對設備本身還是對操作工人都降低了危險系數，值得 推廣。


本發明的具體結構由以下具體實施方式
及其附圖給出。
圖1是介質污染在線診斷系統的框圖2是液壓回路傳感器位置布置圖3是故障診斷分析圖。
具體實施方式
下面結合附圖對一種基于DSP的介質污染診斷方法進行詳細解釋說明。
如圖1所示，本發明是基于DSP的液壓系統介質污染在線診斷方法，整個診斷系統 包括信息獲取系統、數據處理系統、人機交互顯示界面。其中信息獲取系統通過各種傳感器 直接與液壓工作介質相連接，從而獲取所要求得物理參數；數據處理系統主要負責把傳輸 來的物理參數通過放大電路，濾波和信號轉化等技術形成模擬信號，模擬信號通過A/D模 數轉換經模擬信號轉化成數字信號，再經過數字信號處理器(DSP)通過CAN總線傳輸給人 機交互系統。
數字信號處理器(DSP)采用面向數字，運動控制的TMS320C24C54X芯片。由于這 種芯片運算速度快，運算精度高，工程實踐中造價廉，故得以廣泛應用。
各種靈敏度高的傳感器包括溫度傳感器以檢測油液溫度變化；黏度傳感器以檢測 油液的黏度系數；密度傳感器以檢測油液密度變化；流量傳感器以檢測各個進出油口的油 液流量。這四種類型傳感器采用集成式結構組合在一起對同一位置進行四項參數并行測試 與檢測。
本發明的一個實施例如圖2示，在液壓回路1、2、3、4的位置上均布傳感器集成塊， 基于以下目的考慮1、確保整個回路的各部分液壓介質都能受到傳感器的感應與監測，以 保證檢測比較全面，從而能夠對檢測的數據進行有效分析，并同理論數據進行對比，以發現 液壓介質的當前性質狀態，進一步斷定液壓系統的穩定性與否；2、位置I正處液壓泵與換 向閥之間，工作介質通過第一道關卡即泵的進出油口，這是采集油液各種參數進行分析更 趨向于能夠檢測診斷液壓泵的工作狀態；3、同理位置2位于閥和缸體之間，能通過檢測到 的數據同位置I處數據對比從而分析方向閥的運行性能；4、位置3同位置2相對，兩組數據有很強的對比性，從而可知缸體工作狀態；5、位置4是回油管道，油液經過了整個液壓系統通過傳感器集成塊4回流油箱，這是集成塊4檢測的一組數據對整個系統具有綜合性。由此分析可知，集成塊分布位置恰當合理。附圖3所示為液壓故障診斷分析圖，主要是通過實測值與標準值對比得出診斷結果。A、B、C、D四組傳感器產生的四組檢測值將與標準值進行數學統計分析，規定對比值超過理論安全區間時產生危險度等級，系統將自動產生報警以提示操作人員或自動停機以保護機械設備，待檢修完畢后可重新啟動工作。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和補充，這些改進和補充也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求
1.一種基于DSP的工程機械液壓系統介質污染在線診斷方法，其特征在于整個診斷系統包括信息獲取系統、數據處理系統、人機交互顯示界面。其中信息獲取系統通過各種傳感器直接與液壓工作介質相連接，從而獲取所要求得物理參數；數據處理系統主要負責把傳輸來的物理參數通過放大電路，濾波和信號轉化等技術形成模擬信號，模擬信號通過A/D 模數轉換經模擬信號轉化成數字信號，再經過(數字信號處理)DSP處理器通過CAN總線傳輸給人機交互系統。
2.根據權利要求1所述的一種基于DSP的工程機械液壓系統介質污染在線診斷方法， 其特征在于數字信號處理器(DSP)采用面向數字，運動控制的TMS320C24C54x芯片。
3.根據權利要求1所述的一種基于DSP的工程機械液壓系統介質污染診斷方法，其特征在于各種靈敏度高的傳感器包括溫度傳感器以檢測油液溫度變化；黏度傳感器以檢測油液的黏度系數；密度傳感器以檢測油液密度變化；流量傳感器以檢測各個進出油口的油液流量。
4.根據權利要求1所述的一種基于DSP的工程機械液壓系統介質污染在線診斷方法， 其特征在于液壓回路系統采用均布式傳感器安置方式，各個安置點的傳感器都是采用集成塊系統以簡化系統布線方式。
全文摘要
本發明涉及一種基于DSP的工程機械液壓系統介質污染診斷方法。所述的診斷方法主要包括三個主要系統信息獲取系統、數據處理系統、人機交互顯示系統。其中信息獲取系統主要包括獲取各種介質油液參數的傳感器；數據處理系統主要是A/D模數轉換器和DSP信號處理器；人機交互系統主要包括參數狀態模塊和診斷結果模塊，數據存儲與傳輸模塊。本發明通過DSP檢測液壓系統中的介質污染，進而對液壓故障進行診斷，快速可靠，經濟簡單。
文檔編號G01D21/02GK103033215SQ20111029120
公開日2013年4月10日 申請日期2011年9月29日 優先權日2011年9月29日
發明者王世明, 雷道濤, 馬利娜, 劉銀, 汪亞南 申請人:上海海洋大學