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便携式电磁计程仪故障诊断系统的分析与研究
| 论文题名： | 便携式电磁计程仪故障诊断系统的分析与研究 |
| 关键词： | 电磁计程仪;故障诊断系统;虚拟仪器技术;传感器;船舶驾驶 |
| 摘要： | 计程仪是指示船舶航行速度和里程的仪器，是船舶驾驶中不可或缺的重要设备。电磁式计程仪是一种应用电磁感应原理测速的计程仪，在上世纪80、90年代新造船中得到了广泛的应用。由于这些电磁计程仪使用时间较长，且传感器长期工作在海水中，环境恶劣，易受到海水腐蚀，现已进入故障多发期。计程仪的传感器和航速解算装置是串行工作的，不经拆卸很难判断是哪部分发生故障，因此传统的计程仪故障诊断需要船舶先进船坞，将计程仪拆卸下来再分别进行检查，这种方法不但浪费人力物力，且一旦发生误判还会造成巨大的经济损失。 为了克服传统故障诊断方法的不足，本文创新地研究并设计了一种便携式计程仪故障诊断系统，通过传感器与航速解算装置之间的航空插头接入计程仪，可实现在计程仪安装原位分别对传感器和航速解算装置进行故障诊断。这样既简化了诊断流程，又避免了不必要的船舶进坞损失。同时，诊断系统采用虚拟仪器技术代替了一些传统的测量仪器，精简了体积，便于携带；使用LabVIEW进行软件编程，具有良好的人机交互界面，使用简单方便。 诊断系统提供了两种方法对计程仪传感器进行故障诊断，分别是测量传感器电极回路电导法和检测传感器输出速度电势法；对于航速解算装置的故障诊断则使用了一种模拟传感器输出速度信号的方法。首先研究和设计了测量传感器电极回路电导法，即测量电极回路电导是否在正常范围，从而判断传感器电极性能。通过对海水环境下传感器电极回路进行研究，确定了双极性脉冲激励测量电导的方法，同时通过理论推导及有限元分析对海水电阻进行了计算，对计算结果分析后确定了电导判断阈值。然后研究设计了检测传感器输出速度电势法，即检测速度电势并解算成航速，与真实航速对比判断传感器功能。由于传感器输出的速度电势十分微弱，为满足高共模抑制比和低噪声的要求，选用了仪表放大器进行速度电势的放大，并结合虚拟仪器设计了对该微弱信号的检测方案。最后设计了航速解算装置的诊断方法，由虚拟仪器发出正弦波并经衰减电路衰减，来模拟传感器输出的微弱速度信号，通过航速解算装置解算的航速和模拟航速是否一致来判断航速解算装置的好坏。 本文设计的便携式计程仪诊断系统使用方便，诊断速度快，很大地提高了计程仪故障诊断的效率，同时在实际应用中诊断结果准确可靠。本文不但解决了现有电磁计程仪故障诊断存在的问题，也为相关设备的故障诊断研究提供了一种参考方案。 |
| 作者： | 张禹 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 王俊雄 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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