[发明专利]基于UWB的连杆应力测试系统及控制方法

说明书

本发明公开基于UWB的连杆应力测试系统及控制方法。测试系统包括传感装置；包括前置放大模块、高速采集存储模块、主控模块和UWB无线发射模块的UWB发射装置；UWB接收装置；数据采集控制上位机；UWB接收装置与数据采集控制上位机、UWB发射装置交互通信；主控模块的输出端与前置放大模块、高速采集存储模块、UWB无线发射模块的输入端连接，传感装置的输出端通过前置放大模块与高速采集存储模块、UWB无线发射模块的输入端连接，主控模块根据控制指令，控制该系统处于低功耗模式、UWB无线发射模式、采集存储模式，或同时开启UWB无线发射模式和采集存储模式。采用UWB无线传输，可根据需要切换不同工作模式，灵活性高。

技术领域

本发明涉及发动机零部件测试技术领域，且更具体地涉及一种基于UWB的连杆应力测试系统及控制方法。

背景技术

连杆是往复式发动机中传递动力的重要零件，它的作用是将活塞组和曲轴组连接起来，将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动，工作过程中始终处于复杂的交变应力状态下，它的性能直接影响到整机的安全。

对于连杆强度的验证，目前大多是在试验室中采用拉压试验机进行静应力测试，但这并不能完全反映连杆的受力状态，更精确的结果还需在发动机实际运动状态下开展连杆动应力的测试。但测试的难点在于连杆在工作过程中，始终处于高速运动之中，且发动机内部结构设计非常紧凑，内部环境也比较恶劣，诸如高温、油污、强振动和强电磁干扰等，给应变信号的引出和可靠传输带来极大的困难。

现有的测试连杆动应力的方法主要包括以下几种：

(1)机械式引出机构式测试方法，通常是在连杆上黏贴应变片，根据待测发动机的具体结构设计专用的线缆引出机构，如四连杆机构、副连杆机构等，通过机械机构将应变片的引线连接至机体外的采集设备进行数据采集。此方法原理虽简单，但在安装和使用过程中有诸多的不便，且在工作过程中，引线易折断，可靠性不高，寿命有限。

(2)存储式测试方法，通常是指将应变片、调理电路、采集和存储电路、控制单元及电源合成一体而构成的一个微小型化、可安装在发动机体内独立工作的测试系统。进行连杆动应力测试时，将该存储测试系统固定在连杆上，将应变片的信号引至存储测试系统进行采集和存储，当试验完成后再将装置从发动机上取下读取存在其中的应变试验数据。缺点是：无法实时看到连杆的应变信号，也无法确认系统是否处于正常工作状态，另外，无法控制测试系统的启停，工作时间也受电池电量制约。

(3)无线传输测试方法，是在存储式测试方法的基础上,用无线电发射模块来取代存储测试系统的存储单元,从而将采集的应变信号通过无线电的方式直接发送出来，并通过接收天线连接至接收机进行数据的采集和存储。但现有的无线传输测试方法仍存在以下问题：一、信号传输的抗干扰能力不足，二、传输的速率不够高，受限于传输的带宽，无法实时完整的进行信号的传输，三、测试系统本身的功耗较高。

因此，需要一种基于UWB的连杆应力测试系统及控制方法，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决上述问题，根据本发明的第一方面，提供了一种基于UWB的连杆应力测试系统，包括：

传感装置，所述传感装置至少包括应力传感器，所述应力传感器设置在所述连杆上；

UWB发射装置，所述UWB发射装置包括前置放大模块、高速采集存储模块、主控模块和UWB无线发射模块；