專利名稱：氣胎離合器胎內(nèi)氣壓無線監(jiān)測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種無線遙測裝置，尤其是一種用于遙測氣胎離合器胎內(nèi)氣壓的無 線監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
氣胎離合器是利用壓縮空氣的壓力使氣胎的氣腔擴張，在摩擦副表面形成壓力以實 現(xiàn)離合器的離合的裝置，其特點是傳遞扭矩大，接合平穩(wěn)，能緩沖吸振，還能通過改變 供氣壓力來調(diào)節(jié)傳遞扭矩的大小，廣泛應(yīng)用于船舶動力、工程機械領(lǐng)域。
氣胎離合器工作時須保持實時監(jiān)測氣胎內(nèi)的氣壓。目前氣胎離合器氣胎內(nèi)氣壓信號 的測量傳遞裝置將氣胎離合器離、合壓力40KPa、 900KPa和合上壓力的最高允許上限值 lOOOKPa的信號通過相應(yīng)的三個壓力開關(guān)分別傳輸?shù)诫娝ⅲ呻娝⑼ㄟ^換向盤，將氣壓 信號再傳輸?shù)酵獠慷蝺x表，該裝置的缺陷是對于工作環(huán)境惡劣的場合或需要緊急脫 排的設(shè)備，例如在船舶機艙、挖泥船的泥漿泵以及在含有粉塵以及濕度、油霧較大的場 合使用氣胎離合器，由于環(huán)境污染的影響，電刷易于失效、換向盤上的導(dǎo)電環(huán)易于短路 造成信號傳輸不到二次儀表，從而使系統(tǒng)動力設(shè)備發(fā)生故障，在需要接合時未能接合， 或需要脫開時未能脫開，造成飛車或負(fù)載增加使動力設(shè)備發(fā)生重大事故。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的氣胎離合器胎內(nèi)氣壓測量裝置在惡劣工作環(huán)境下氣壓信號傳輸容 易中斷，導(dǎo)致系統(tǒng)動力設(shè)備發(fā)生故障的缺陷，本實用新型提供一種氣胎離合器胎內(nèi)氣壓 無線監(jiān)測儀，該無線監(jiān)測儀能遙測氣胎離合器的胎內(nèi)氣壓。
本實用新型通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)包括一端固定在氣胎離合器內(nèi)、另一端連 接到信號無線測量傳感器輸入端的壓力測量接出管、信號無線接收裝置和信號遠(yuǎn)端顯示
裝置設(shè)置在氣胎離合器外且通過485接口相連，所述的無線測量傳感器是一種將信號處 理發(fā)射裝置和電池供電裝置集成一體的壓力信號無線測量傳感器。
無線測量傳感器的絕緣殼體有兩個腔體，左腔體內(nèi)安裝所述電池供電裝置，右腔體 內(nèi)安裝所述信號處理發(fā)射裝置，壓力測量接出管的另一端通過密封在耐壓殼體和耐壓殼體蓋之內(nèi)的壓力傳感器電路板與信號處理發(fā)射裝置連接。
所述電池供電裝置包括安裝在電池盒內(nèi)的電池和固定在外表的密封蓋；所述信號處 理發(fā)射裝置包括信號轉(zhuǎn)接電路板和信號發(fā)射模塊相連接；接出引線穿過絕緣殼體和耐壓 殼體將信號轉(zhuǎn)接電路板和壓力傳感器電路板相連接。
本實用新型的有益效果是
1. 在氣胎離合器上安裝將壓力傳感器、信號處理發(fā)射裝置及電池供電裝置集成一 體的獨立的壓力信號無線測量傳感器，代替三個壓力開關(guān)，通過無線發(fā)射與接收的無線 遙測方式進行信號處理、傳輸與顯示，能夠精確測量0 1400Kpa量程的壓力信號變化、 并實時處理變化的信號。
2. 在信號發(fā)射模塊設(shè)置信號變化喚醒和信號編碼程序，采用信號變化喚醒技術(shù)可
以保證壓力信號無線測量傳感器供電電池長期工作，采用無線信號編碼發(fā)射技術(shù)可以用 一個接收裝置同時接收多個測量信號，既方便使用也提高了接收裝置的使用效率。
3. 本實用新型的氣胎離合器胎內(nèi)氣壓無線監(jiān)測儀可適用于各種惡劣的工作環(huán)境， 系統(tǒng)實現(xiàn)免維護連續(xù)工作30天以上，本實用新型既能進行機旁監(jiān)測也能在1000 1500 米范圍內(nèi)進行遠(yuǎn)距離監(jiān)測，具有數(shù)據(jù)傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強、數(shù)據(jù)參數(shù)精確等特點
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細(xì)說明。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)組成圖l中l(wèi).信號無線測量傳感器，2.信號無線接收裝置，3.信號遠(yuǎn)端顯示裝置。 圖2是圖1中信號無線測量傳感器1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)展開圖2中4.密封蓋螺栓，5.密封蓋，6.壓力測量接出管，7.螺栓，8.耐壓殼體蓋， 9.壓力傳感器電路板，IO.密封圈，ll.墊片，12.耐壓殼體，13.連接螺母，14.接出引 線，15.信號轉(zhuǎn)接電路板，16.信號發(fā)射模塊，17.絕緣殼體，18.密封圈，19.密封蓋， 20.電池，21.電池盒。
圖3是圖2中的信號處理發(fā)射裝置的信號邏輯處理框圖4是圖2中的信號處理發(fā)射裝置的電路圖5是圖1中的信號無線接收裝置2的信號邏輯處理框圖6是圖1中的信號無線接收裝置2的電路圖；圖7是圖1中的信號遠(yuǎn)端顯示裝置3的電路圖。
具體實施方式

圖1中的氣胎離合器胎內(nèi)氣壓無線監(jiān)測儀由三部分組成信號無線測量傳感器1， 信號無線接收裝置2和信號遠(yuǎn)端顯示裝置3。信號無線測量傳感器1是一種將信號處理
發(fā)射裝置和電池供電裝置集成一體的壓力信號無線測量傳感器，信號無線接收裝置2和 信號遠(yuǎn)端顯示裝置3設(shè)置在氣胎離合器外且通過485接口相連。
圖2中，壓力測量接出管6—端固定連接在氣胎離合器內(nèi)，另一端連接到信號無線 測量傳感器1的輸入端，具體連接時是通過螺栓7固定到耐壓殼體蓋8內(nèi)，耐壓殼體12 以外螺紋和耐壓殼體蓋8固定，在耐壓殼體12和耐壓殼體蓋8之內(nèi)安裝壓力傳感器電 路板9。壓力測量接出管6連接到該壓力傳感器電路板9,以密封圈10和墊片11將壓 力傳感器電路板9密封。
無線測量傳感器1的絕緣殼體17有兩個腔體，在左腔體內(nèi)安裝電池供電裝置，該 電池供電裝置包括安裝在電池盒21內(nèi)的電池20和固定在外表的密封蓋19。在絕緣殼體 17的右腔體內(nèi)安裝信號處理發(fā)射裝置，該裝置包括信號轉(zhuǎn)接電路板15和信號發(fā)射模塊 16相連接；電池20通過引線與信號發(fā)射模塊16連接并向其供電，接出引線14一端連 接信號轉(zhuǎn)接電路板15，另一端通過耐壓殼體12與絕緣殼體17的固定連接螺母13后再 穿過絕緣殼體17、耐壓殼體12，將信號轉(zhuǎn)接電路板15和壓力傳感器電路板9相連接起 來。用密封蓋5、密封圈18和相應(yīng)的螺栓4將信號轉(zhuǎn)接電路板15、信號發(fā)射模塊16和 接出引線14密封安裝在絕緣殼體17的右腔體內(nèi)。
壓力傳感器電路板9上選用NPX-C01769型壓力傳感器，測量壓力范圍0-1400Kpa， 分辨率1. 37Kpa/LSB，測量精度—7 7Kpa，工作環(huán)境溫度0-5CTC、工作電壓2. 1 3. 6V; 絕緣殼體電池倉電池盒16內(nèi)安裝600毫安時以上的鋰電池。
圖3中信號發(fā)射模塊16對測量的動態(tài)信號進行放大處理；通過程序?qū)π盘柊l(fā)射模 塊進行信號喚醒和信號編碼處理，信號每50ms刷新一次，如信號穩(wěn)定，則不喚醒信號 發(fā)射模塊16，如信號有變換就通過程序喚醒信號發(fā)射模塊16，對信號進行編碼后通過 發(fā)射天線將信號輸出，如對有多臺氣胎離合器工作的場合，有多個壓力傳感器同時檢測 各監(jiān)控的氣胎壓力，通過對信號編碼，使每個信號發(fā)射模塊16發(fā)射出不同編碼的信號， 由信號無線接收裝置2接收，再通過解碼恢復(fù)各信號的原貌；信號發(fā)射模塊16選用MSP430集成電路芯片，MSP430內(nèi)帶A/D轉(zhuǎn)換和WatchD0G的低壓喚醒功能。
圖4中信號發(fā)射模塊16的電路，由帶有中央處理器功能的壓力傳感器U1，無線射 頻發(fā)射模塊M2和退耦電容C1， C2，濾波電感L2及鋰電池構(gòu)成。壓力傳感器U1在內(nèi)部 中央處理器的控制下工作，采集氣胎內(nèi)壓力值，溫度值和電池的當(dāng)前電壓，在內(nèi)部程序 控制下對采集的數(shù)據(jù)進行補償和處理。無線發(fā)射電路由無線射頻發(fā)送模塊M2組成，工 作方式為射頻發(fā)射，無線射頻發(fā)送模塊M2在壓力傳感器中央處理器控制下將采集的相 關(guān)數(shù)據(jù)通過無線方式發(fā)送給信號無線接收裝置2。固定在絕緣殼體電池倉電池盒21內(nèi)的 電池通過雙絞線向信號處理發(fā)射模塊16供電，電池20采用可充電的5#鋰電池2節(jié)(額 定電壓/額定容量為3V1.2Ah，在正常工作時，可連續(xù)供電20天)，系統(tǒng)停機時，可通過 充電裝置給電池充電。
圖5中信號無線接收裝置2包括無線信號接收模塊、多通道無線信號解碼模塊、信 號接收顯示模塊和信號遠(yuǎn)距離傳輸485接口 ，多通道無線信號解碼模塊和信號顯示模塊 分別與無線信號接收模塊連接，信號遠(yuǎn)距離傳輸485接口與多通道無線信號解碼模塊連 接。其電路如圖6所示，由無線射頻接收模塊M1和退耦電容C6，電感L1構(gòu)成；中央處 理控制電路由單片處理機U1和晶體振蕩器X1和電源退耦電容C1， C2構(gòu)成；電源電路 由整流橋B1，電容C4， C5和三端穩(wěn)壓塊U2，開關(guān)K1構(gòu)成。信號無線接收裝置2接收 發(fā)射信號，再通過信號無線接收裝置2的485接口將變化的壓力信號在信號遠(yuǎn)端顯示裝 置3上顯示。
晶體振蕩器為單片處理器提供工作時鐘，電容C1， C2對提供給單片處理機U1的工 作電源進行退耦濾波。射頻模塊在單片處理器U1控制下接收空中的無線電波，將接收 的信號進行解調(diào)和解碼后，傳送給單片處理器U1，其內(nèi)部將接收到的多個數(shù)據(jù)進行重新 打包，通過中央處理器U1的串行口，傳送到由RS-485接口芯片U3，電容C3，電阻R6 組成的RS-485接口電路，由RS-485接口電路將數(shù)據(jù)通過RS-485總線進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
發(fā)光二極管D1， D2， D3， D4， D5用于指示接收機當(dāng)前的工作狀態(tài)，電阻R1， R2， R3， R4， R5是分別是各個發(fā)光二極管的限流電阻。
工作時，信號無線接收裝置2電路開關(guān)K1閉合整機上電。低壓交流電由電源插座 Jl進入接收機，通過電源開關(guān)K1，整流橋B1，三端穩(wěn)壓塊U2，和電容C4， C5的穩(wěn)壓 濾波提供整機+3. 3V的工作電源。
信號遠(yuǎn)端顯示裝置3包括遠(yuǎn)端信號傳輸485接口和信號顯示模塊，信號顯示模塊包含測試氣胎壓力信號顯示和測試系統(tǒng)耗電量顯示兩部分，信號顯示模塊與遠(yuǎn)端信號傳輸 485接口連接。其電路如圖7所示，由整流橋B31，三端穩(wěn)壓塊U31, U32，濾波電容C31， C32， C33，開關(guān)K31構(gòu)成，開關(guān)K31閉合，從J31電源插座送入的低壓交流電，經(jīng)過整 流橋B31，三端穩(wěn)壓塊U31， U32，濾波電容C31， C32， C33的穩(wěn)壓濾波，輸出+5V和+3. 3V 兩路電壓源給數(shù)據(jù)顯示控制各部分電路。
由單片處理器U33和晶體振蕩器X31和電源退耦電容C34， C35組成中央控制電路， 中央處理電路將從RS-485接口電路收到的數(shù)據(jù)，進行過處理器U33的處理，將顯示數(shù) 據(jù)送給LED數(shù)碼管驅(qū)動電路。同時單片處理器U33，通過插在J32上的鍵盤，接收使用 者的控制。進行必要的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置。RP1是鍵盤的電壓上拉電阻。
LED數(shù)碼管驅(qū)動電路由LED驅(qū)動芯片U34， U35,電平轉(zhuǎn)換芯片U36，以及LED數(shù)碼 管LED1， LED2， LED3， LED4構(gòu)成。工作時，單片處理器的控制信號經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換芯片 U36轉(zhuǎn)換成合適的電壓，控制LED驅(qū)動芯片U34， U35。 LED數(shù)碼管在LED驅(qū)動芯片U34, U35控制下顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)。電容C36， C37和電阻R31， R32是顯示驅(qū)動芯片U34， U35 的外圍元器件。
RS-485接口芯片U37，電容C38和電阻R33構(gòu)成RS-485接口電路，接收RS-485總 線上的數(shù)據(jù)信號。
發(fā)光二極管D31， D32， D33， D34， D35用于指示接收機當(dāng)前的工作狀態(tài)，電阻R34， R35， R36， R37， R38是分別是各個發(fā)光二極管的限流電阻。
當(dāng)進行測量時，內(nèi)嵌有中央處理器的壓力傳感器電路板9通過壓力測量接出管6測 量氣胎壓力，將壓力信號傳輸?shù)叫盘柼幚戆l(fā)射裝置的輸入端，壓力信號通過信號處理發(fā) 射裝置的發(fā)射天線發(fā)射，經(jīng)信號編碼后發(fā)射壓力變化信號和蓄電池電量信號，信號無線 接收裝置2以及信號遠(yuǎn)端顯示裝置3設(shè)置在氣胎離合器外，信號經(jīng)信號無線接收裝置2 接收后進行信號處理，通過485接口傳輸?shù)竭h(yuǎn)端信號顯示裝置3顯示氣壓信號數(shù)據(jù)和電 池電量數(shù)據(jù)。
在多機并行使用的環(huán)境中壓力輸出信號通過編碼輸出彼此間不受干擾，信號無線接 收裝置以及信號遠(yuǎn)端顯示裝置設(shè)置在氣胎摩擦離合器外的0 1500米范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種氣胎離合器胎內(nèi)氣壓無線監(jiān)測儀，包括一端固定在氣胎離合器內(nèi)、另一端連接到信號無線測量傳感器(1)輸入端的壓力測量接出管(6)、信號無線接收裝置(2)和信號遠(yuǎn)端顯示裝置(3)設(shè)置在氣胎離合器外且通過485接口相連，其特征是所述的無線測量傳感器(1)是一種將信號處理發(fā)射裝置和電池供電裝置集成一體的壓力信號無線測量傳感器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣胎離合器胎內(nèi)氣壓無線監(jiān)測儀，其特征是無線測 量傳感器(1)的絕緣殼體(17)有兩個腔體，左腔體內(nèi)安裝所述電池供電裝置，右 腔體內(nèi)安裝所述信號處理發(fā)射裝置，壓力測量接出管(6)的另一端通過密封在耐壓 殼體(12)和耐壓殼體蓋(8)之內(nèi)的壓力傳感器電路板(9)與信號處理發(fā)射裝置連 接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣胎離合器胎內(nèi)氣壓無線監(jiān)測儀，其特征是所述電 池供電裝置包括安裝在電池盒(21)內(nèi)的電池(20)和固定在外表的密封蓋(19); 所述信號處理發(fā)射裝置包括信號轉(zhuǎn)接電路板(15)和信號發(fā)射模塊(16)相連接；接 出引線(14)穿過絕緣殼體(17)和耐壓殼體(12)將信號轉(zhuǎn)接電路板(15)和壓力 傳感器電路板(9)相連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣胎離合器胎內(nèi)氣壓無線監(jiān)測儀，其特征是信號發(fā) 射模塊(16)由帶有中央處理器功能的壓力傳感器(Ul)和無線射頻發(fā)射模塊(M2) 連接在一個鋰電池(Ue)的供電回路中，在該回路中再并聯(lián)退耦電容(Cl， C2)、在 壓力傳感器(Ul)和無線射頻發(fā)射模塊(M2)間串入一個濾波電感(L2)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣胎離合器胎內(nèi)氣壓無線監(jiān)測儀，其特征是所述信 號無線接收裝置(2)包括無線信號接收模塊(Ml)、多通道無線信號解碼模塊、信 號接收顯示模塊和信號遠(yuǎn)距離傳輸485接口，多通道無線信號解碼模塊和信號顯示模 塊串聯(lián)后的兩端分別連接無線信號接收模塊和信號遠(yuǎn)距離傳輸485接口；在無線射頻 接收模塊(Ml)電路中并聯(lián)退耦電容(C6)且串接電感(Ll);在信號無線接收裝置(2)的中央處理控制電路中設(shè)置單片處理機(Ul)連接晶體振蕩器(XI )，再并入 退耦電容(Cl， C2);在電源電路中將整流橋(Bl)，電容(C4， C5)和三端穩(wěn)壓塊 (U2)，開關(guān)(Kl)電連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣胎離合器胎內(nèi)氣壓無線監(jiān)測儀，其特征是所述信 號遠(yuǎn)端顯示裝置(3)包括遠(yuǎn)端信號傳輸485接口和信號顯示模塊連接，信號顯示模塊包含測試信號顯示和測試系統(tǒng)耗電量顯示兩部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣胎離合器胎內(nèi)氣壓無線監(jiān)測儀，其特征在于，所述 信號無線接收裝置(2)以及信號遠(yuǎn)端顯示裝置G)可設(shè)置在距離氣胎離合器0 1500 米的范圍內(nèi)。
專利摘要本實用新型公開了一種用于遙測氣胎離合器胎內(nèi)氣壓無線監(jiān)測儀，包括一端固定在氣胎離合器內(nèi)、另一端連接到信號無線測量傳感器輸入端的壓力測量接出管、信號無線接收裝置和信號遠(yuǎn)端顯示裝置設(shè)置在氣胎離合器外且通過485接口相連，無線測量傳感器是一種將信號處理發(fā)射裝置和電池供電裝置集成一體的壓力信號無線測量傳感器，無線測量傳感器的絕緣殼體有兩個腔體，左腔體內(nèi)安裝所述電池供電裝置，右腔體內(nèi)安裝所述信號處理發(fā)射裝置，壓力測量接出管的另一端通過密封在耐壓殼體和耐壓殼體蓋之內(nèi)的壓力傳感器電路板與信號處理發(fā)射裝置連接，能夠精確測量0～1400kPa量程的壓力信號變化、并實時處理變化的信號。
文檔編號G08C17/00GK201255922SQ200820031020
公開日2009年6月10日 申請日期2008年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月22日
發(fā)明者寧 陳, 迅 陳 申請人:江蘇科技大學(xué)