你當前的位置：主頁>>液壓與氣動>>技術(shù)論文資料 基于LabwindOws/CVI的潤滑油微量水分在線測量系統(tǒng)的研究

 1、前言
    潤滑不良以及磨損是導致機械設(shè)備損壞和發(fā)生故障的主要原因。傳統(tǒng)的潤滑油液含水量檢測是抽取待測油液若干,在實驗室離線完成的,這往往需要很長的一段時間,不能及時的反映油液含水量的實時信息;并且在油液的運輸過程中有可能造成二次污染,從而影響檢測結(jié)果的準確性。此外，由于實驗室檢測方法工序復雜、費時、精確性差、費用高以及不能在線測量等缺點,往往隱藏了故障隱患,給公司造成損失。油液在線檢測技術(shù)就是基于這一問題而迅速發(fā)展起來的。本文敘述了基于LabWindows/CVI6.0開發(fā)的潤滑油含水量的在線檢測系統(tǒng)。硬件部分采用了WS05系列電容式水分傳感器,PCI-6024E數(shù)據(jù)采集卡以及個PC機。該系統(tǒng)能實時在線的監(jiān)測潤滑油中微量水分含量的變化,具有數(shù)據(jù)保存、打印和超限報警等功能,完全滿足現(xiàn)場需求。
 2、LabWindows/CVI簡介
    LabWindows/CVI6.0是美國某公司推出的面向儀器與測控過程的C/C++交互式開發(fā)平臺。該平臺簡單易用、功能強大,可適用于有一定C語言基礎(chǔ)的科技人員,它不僅提供了對虛擬儀器的支持能力,還具有各種測試、控制和數(shù)值分析的能力,具有圖形建模簡單、控制功能強大、實時性強、編程容易等優(yōu)點。另外,從軟件開發(fā)的角度來看,它還具有兼容性好,強大的函
數(shù)庫,自動生成程序代碼等一系列優(yōu)點,從而使得其成為測試領(lǐng)域首選軟件開發(fā)平臺。
 3、系統(tǒng)工作原理
    本系統(tǒng)將測試系統(tǒng)和虛擬儀器系統(tǒng)相結(jié)合,采用數(shù)據(jù)采集卡(DAQ)和信號調(diào)理電路組成的PC-DAQ測試系統(tǒng)做為硬件平臺,數(shù)據(jù)采集卡插入計算機,接線端子板將信號接入數(shù)據(jù)采集卡,由計算機處理數(shù)據(jù),并將結(jié)果直觀的顯示在由LabWindows/CVI語言開發(fā)的虛擬儀器面板上,以便于用戶很好的掌握潤滑油含水量的動態(tài)變化(如圖1所示)。
          
                圖1: 系統(tǒng)工作原理框圖
    將傳感器置于待測油液中,傳感器的敏感元件吸收或者釋放水分,當與周圍的待測油液含水量達到平衡,傳感器中水分含量的變化會修改其絕緣常數(shù),而絕緣常數(shù)反過來會改變傳感器的電容大小。傳感器的信號處理電路將電容信號轉(zhuǎn)換為電壓信號進行放大,并經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡傳送到計算機進行處理。經(jīng)過大量實驗表明,本系統(tǒng)主要性能指標為:
        長期穩(wěn)定工作溫度范圍:-40℃~100℃ :
        測量微水范圍：0-100ppm。
        輸出信號:方波頻率信號;
        靈敏度:±2%基于ASTME104-85;
        響應(yīng)時間:<60s。
 4、系統(tǒng)軟件設(shè)計
    用LabWindows/CVI6.0開發(fā)的整個軟件系統(tǒng)由虛擬儀器前面板(圖2)和測試程序組成,該軟件系統(tǒng)采用如圖(3)的邏輯結(jié)構(gòu),包括主控模塊、信號采集模塊、顯示存儲模塊、信號分析模塊和數(shù)據(jù)庫管理模塊。
            
                 圖2 測試系統(tǒng)前面板

              
                 圖3 虛擬儀器軟件模塊結(jié)構(gòu)

   (1)主控模塊:主控模塊是整個軟件的最上層,是所有模塊的管理者,由它進行對各模塊的控制、調(diào)用、組織、協(xié)調(diào)各功能模塊的工作,完成信號分析和測試的控制;
   (2)數(shù)據(jù)采集模塊:負責接收從數(shù)據(jù)采集卡上傳來的數(shù)據(jù),確定其采集位數(shù),按通道傳給顯示存儲模塊;
   (3)顯示存儲模塊:完成包括示波、數(shù)據(jù)存儲、波形記錄、靜態(tài)分析等功能,是信號分析功能的基礎(chǔ),它不斷地將采集來的新數(shù)據(jù)按照設(shè)置顯示在監(jiān)視器上,并存儲數(shù)據(jù);
   (4)信號分析模塊:是整個軟件的核心模塊,對采集的數(shù)據(jù)進行分析和處理,包括時域和頻域分析等;
   (5)數(shù)據(jù)庫管理模塊:用來設(shè)置數(shù)據(jù)采樣的工作參數(shù)、系統(tǒng)信息和管理數(shù)據(jù),同時根據(jù)檢測內(nèi)容做出記錄,以便保存數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)回放。
 5、結(jié)束語
    基于LabWindows/CVI6.0開發(fā)的潤滑油在線微量水分檢測系統(tǒng),同傳統(tǒng)的測試系統(tǒng)相比較,具有人機界面友好、操作方便、擴展性能好,控制靈活,系統(tǒng)開發(fā)維護費用低廉等一系列優(yōu)點,實踐證明,選用NI的產(chǎn)品開發(fā)數(shù)據(jù)采集及信號分析系統(tǒng)能大大的提供工作效率,從而節(jié)約成本。
      參考文獻:
 [1] 張毅剛,喬立巖,等 虛擬儀器軟件開發(fā)環(huán)境LabWindows/CVI6.0編程指南[M]北京:機械工業(yè)出版社,2002。
 [2] 劉君華,等 虛擬儀器編程語言教程[M]北京:電子工業(yè)出版社,2001。
 [3] 江凡,薛冬新,等 基于LabWindows/CVI平臺的數(shù)據(jù)采集及信號處理軟件的開發(fā)[J].儀器儀表與分析監(jiān)測,2003(l)
 [4] 孫才新,等 變壓器油中微水含量的實時測量[J] HIGH VOLTAGE ENGINEERING,l988(3)。
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