船舶液压系统功率智能仪表的理论与实验研究

摘要

液压技术凭借其工作平稳,操控简单,功率重量比大,能够实现无级调速且调速范围宽等一系列优点被广泛的应用于船舶运输业。然而,当液压技术发挥重要作用的同时,液压系统也存在一些难以克服的困难和问题,其中最突出的就是针对液压系统的故障诊断。
　　 本文通过对现有船舶液压系统故障诊断方法的学习和积累,提出一种基于功率流理论,将参数测量法和智能仪表技术相结合的功率智能仪表,并对其进行相应的理论分析和实验研究。所做的工作主要有:
　　 1.应用现代流体力学的相关理论知识,结合MEMS微传感器的原理分析,建立了流量-压差数学模型,并通过理论分析对流量传感器进行优化设计。同时,通过对船舶液压系统压力测量技术的学习和积累,选取一种带不锈钢隔膜的压力传感器作为压力检测元件,并对其进行理论分析。
　　 2.根据功率智能仪表的需求分析,完成了对智能仪表硬件电路相关元件的选型工作,并对其进行原理分析。同时,结合硬件电路对智能仪表进行软件设计,并在设计过程中进行相应的调试工作。
　　 3.结合对功率智能仪表的理论分析,加工并制作出样机,并通过实验检验功率智能仪表的测量效果,通过分析实验结果,实现对功率智能仪表的优化设计。
　　 针对功率智能仪表的开发还有很长的一段路要走,本文通过对功率智能仪表的理论与实验分析,对将功率流理论应用于实际的船舶液压系统故障诊断提供了很好的平台,为今后继续在这一领域进行更为深入的研究和开发奠定了良好的基础。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 液压故障诊断的概述

1.1.1 液压故障及其特点

1.1.2 液压故障诊断的技术途径及发展趋势

1.2 基于功率流理论的液压故障诊断方法

1.3 智能仪表现状与发展

1.3.1 仪器仪表

1.3.2 智能仪表的性能特点

1.4 船舶液压系统功率智能仪表

第2章 船舶液压系统功率传感器的理论研究

2.1 液压系统流量测量的现状及MEMS简介

2.1.1 流量测量的现状

2.1.2 船舶液压系统流量测量的特点

2.1.3 MEMS简介

2.1.4 MEMS传感器

2.2 基于MEMS芯体的新型流量传感器

2.2.1 流量-压差数学模型的建立

2.2.2 流量传感器的尺寸优化

2.3 压力传感器的选型

2.4 本章小结

第3章 智能仪表电路的硬件设计

3.1 硬件设计总体思路

3.2 信号调理电路

3.3 模数转换装置

3.4 微处理系统

3.5 显示单元

3.6 本章小结

第4章 智能仪表电路的软件设计

4.1 软件设计总体思路

4.1.1 软件设计开发环境

4.1.2 结构化主程序设计

4.2 初始化模块

4.2.1 单片机P89V51的初始化

4.2.2 模数转换装置ADC0809的初始化

4.2.3 液晶显示模块的初始化

4.3 数据采集模块

4.4 中断模块

4.5 延时模块

4.6 数据处理模块

4.7 液晶显示模块

4.8 本章小结

第5章 功率智能仪表的制作与实验研究

5.1 实物制作

5.1.1 MEMS微传感芯体的标定

5.1.2 功率传感器的制作

5.1.3 智能仪表实验平台的制作

5.2 实验平台和测试系统

5.3 功率智能仪表的实验分析

5.3.1 流量传感器的实验分析

5.3.2 压力传感器的实验分析

5.3.3 功率智能仪表的实验分析

5.4 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 论文结论

6.2 相关工作展望

参考文献

致谢

研究生履历