实施方案
[0024] 以下结合附图对本发明作进一步说明:
[0025] 如图1‑2所示,本发明采用HHT变换分解,提取与磨损相关的特征信息,在此基础上,通过归一化处理,建立模式与特征参数之间的对应关系,解决了振动信号在线识别困难的问题,可实现柴油机气阀磨损的定量检测。
[0026] 本发明包括振动检测模块,信号预处理及模数转换模块,分析处理模块;
[0027] 所述振动检测模块包括加速度传感器1,压力传感器3,光电编码器2,加速度传感器1安装于被检测气缸的缸盖顶部,提取缸盖振动信息,压力传感器3检测柴油机气缸内压力信息,光电编码器2安装于柴油机4输出端,检测柴油机4转速及上止点信息,提供定位信息。加速度传感器1、光电编码器2及压力传感器3信号经过调理电路及数据采集卡8进行预处理后,转换为数字信号输入计算机9,进行分析处理,通过处理结果识别气阀磨损量。
[0028] 所述信号预处理及数模转换模块包括信号预处理电路及A/D转换模块,A/D转换模块为24位,4路,信号预处理电路对加速度信号、压力信号、转速信号及上止点信号等模拟信号进行放大及滤波,经过A/D转换模块,转换为数字信号,输入计算机处理。
[0029] 所述分析处理模块采用LabVIEW程序开发,包括采集、数据分析及定量计算,将A/D转换模块的输出信号以上止点及转速信号为基础,结合气缸压力信号,截取气阀冲击最强的振动信号,通过HHT变换,对振动信号进行时域分解,获得一系列本征信号,选取最能反映振动信息的一些本征信号,计算其Hilbert谱,通过归一化处理,结合归一化量与气阀间隙的对应关系,从而计算气阀的磨损量。本发明使用工作过程如下:
[0030] 船舶柴油机4工作时,将热能转换为机械能,通过固定在轴支架7上传动轴6,输出到螺旋桨5,传感器检测的振动、转速、上止点、缸压信号经过放大滤波等预处理后,通过数据采集后输入计算机9进行处理,处理过程如图2所示:
[0031] 图2中有效信号提取10:通过光电编码器2的上止点信号、转速信号及气缸压力信号,截取一周期内气阀撞击的信号,共200个点;
[0032] 图2中信号时域分解11:在时域中将截取的信号分解为一系列本征信号:
[0033]
[0034] 图2中分解信号的Hilbert谱12:计算本征信号的Hilbert谱:
[0035]
[0036] 图2中信号归一化13:对信号进行归一化处理,归一化值为:
[0037] η=Ei/E×100%,其中
[0038] 图2中归一化值与磨损量的映射14:建立归一化值与气阀间隙映射曲线,如图3;图2中磨损量定量检测15:实时检测的振动信号,通过前述的处理方式,计算归一化值,通过对比归一化值与气阀间隙映射曲线,可以实时的定量得到气阀的磨损量。
[0039] 本发明一种船舶柴油机气阀磨损定量检测装置,通过对缸盖振动信息处理,计算归一化值,并与归一化值——气阀间隙映射图对比,获取当前柴油机气阀磨损量,可在线确定气阀磨损量,提高船舶柴油机工作的可靠性,经济性。