[发明专利]基于LabVIEW的小型活塞发动机的数据采集与监测系统

权利要求书

1.基于LabVIEW的小型活塞发动机的数据采集与监测系统，其特征在于，包括发动机控制台、空燃比分析仪、氧传感器、缸压传感器、振动传感器、缸温传感器、转速传感器、编码器、信号调理模块、数据采集卡和计算机；

所述发动机控制台包括ECU、点火系统、供油系统、冷却系统、启动装置和预热装置，用于负责待监测小型活塞发动机的启动、运转和停止；

所述空燃比分析仪、氧传感器均设置在发动机的排气管处，其中，所述氧传感器用于监测发动机尾气的氧含量并将其传递给所述所述信号调理模块，空燃比分析仪用于通过测量发动机尾气的氧含量得出发动机的空燃比信号并将其传递给所述所述信号调理模块，两者配合间接反应发动机混合气的燃烧情况；

所述缸压传感器用于监测发动机的缸内压力的变化情况，并将其传递给所述所述信号调理模块；

所述振动传感器用于监测发动机的缸盖振动的变化情况，并将其传递给所述所述信号调理模块；

所述缸温传感器用于监测发动机缸头温度的变化，并将其传递给所述所述信号调理模块；

所述转速传感器用于检测发动机当前的转速，并将其传递给所述所述信号调理模块；

所述编码器与发动机输出轴采用带传动的方式连接、与发动机输出轴同步转动，用于通过编码器角度值来标定发动机曲轴转角的位置，并将其传递给所述所述信号调理模块；

所述信号调理模块用于将空燃比分析仪、氧传感器、缸压传感器、振动传感器、缸温传感器、转速传感器、编码器的检测信号调理成符合数据采集卡要求的信号后传递数据采集卡；

所述数据采集卡用于将信号调理模块转换后的模拟信号转换为数字信号后传递给所述计算机；

所述计算机用于通过LabVIEW分析和显示接收到的数字信号。

2.根据权利要求1所述的基于LabVIEW的小型活塞发动机的数据采集与监测系统，其特征在于，所述缸压传感器的采用的是直插式微型缸压传感器，前端通过打孔密封安装在发动机的气缸内。

3.根据权利要求1所述的基于LabVIEW的小型活塞发动机的数据采集与监测系统，其特征在于，所述振动传感器采用的是微型压电式加速度传感器，通过高温快干胶粘贴在发动机缸盖的隔热平台上。

4.根据权利要求1所述的基于LabVIEW的小型活塞发动机的数据采集与监测系统，其特征在于，所述缸温传感器采用的是PT100，通过焊接和螺丝固定在发动机的缸头上。

5.根据权利要求1所述的基于LabVIEW的小型活塞发动机的数据采集与监测系统，其特征在于，所述转速传感器采用的是霍尔传感器，发动机转轴转动时，磁芯经过霍尔传感器，切割磁感线，传感器电路中产生方波信号，通过对连续两个方波信号的边沿进行捕获并根据两个方波信号的时间差值来计算发动机当前的转速。

6.根据权利要求1所述的基于LabVIEW的小型活塞发动机的数据采集与监测系统，其特征在于，所述编码器采用光电编码器，其分辨率为600P/R，能够将一圈360°等角度的分为600个扇区，每个扇区的精度为0.6°，对应着二冲程活塞发动机一个工作循环360度；将编码器与发动机输出轴采用带传动的方式连接，保证与发动机输出轴同步转动，通过编码器角度值能够标定发动机曲轴转角的位置。

7.根据权利要求1所述的基于LabVIEW的小型活塞发动机的数据采集与监测系统，其特征在于，所述信号调理模块包括缸内压力信号处理单元、电荷转换器和编码器的调理电路，其中：缸内压力信号处理单元用于将缸压传感器的输出信号转换成符合采集卡要求的电信号，电荷转换器用于将振动传感器的输出信号转换成符合采集卡要求的信号，编码器调理电路用于将编码器的输出信号调理成符合采集卡要求的信号。

8. 根据权利要求1所述的基于LabVIEW的小型活塞发动机的数据采集与监测系统，其特征在于，所述数据采集卡采用PXIe-6368数据采集卡，前端为NI SCB-68A抗噪屏蔽I/O接线盒，信号调理模块的输出连接到NI SCB-68A抗噪屏蔽I/O接线盒，接线盒的输出连接到PXIe-6368数据采集卡。