[发明专利]一种内燃机活塞表面温度低频采集的无线测温发射控制器

说明书

本发明公开了一种内燃机活塞表面温度低频采集的无线测温发射控制器，属于发动机及电子电路和通讯技术领域，包括温度信号采集模块，所述温度信号采集模块输出端连接有AD转换模块，所述AD转换模块输出端连接有无线发射模块。本发明中，通过设计的温度信号采集器和AD模块，整体结构小型轻量化、便于在发动机缸内狭小复杂环境中安装，满足发动机中可靠性与热负荷试验的测温要求，同时通过电源模块实现对控制器的供电，并且提高对控制器的防静电能力，防止因静电等此类瞬态干扰事件导致的异常产生，提高工作状态稳定性，有效适配活塞的运动的复杂环境，提高实时测量的可靠性。

技术领域

本发明属于发动机及电子电路和通讯技术领域，尤其涉及一种内燃机活塞表面温度低频采集的无线测温发射控制器。

背景技术

内燃机作为热效率最高的动力装置在交通运输领域具有难以替代的地位，特别是在货运、客运以及船舶运输中，更是发挥着举足轻重的作用。在内燃机中，活塞是一个“心脏”部件，起着热功转换、流场组织、燃烧组织等关键作用。但活塞的工作条件非常苛刻，与高温燃气(2500K)直接接触，且经受着交变热应力和交变机械应力的耦合作用，易出现烧蚀、开裂、拉缸等机械故障，测量活塞温度是评价其热负荷与可靠性的重要基础。

目前工程中常用的测温方法是硬度法，该方法不能实时测量活塞的温度数据，且费时费力，试验效率低下，且活塞一直在做往复运动，且处于密闭、电磁干扰、高温、高压的恶劣环境，寻常测温设备无法在该环境下工作，因此，发动机可靠性开发中急需要一种可靠的实时测量机构，便于评价和调校活塞的热负荷。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决活塞一直在做往复运动，且处于密闭、电磁干扰、高温、高压的恶劣环境，寻常测温设备无法在该环境下工作，因此，发动机可靠性开发中急需要一种可靠的实时测量机构，便于评价和调校活塞的热负荷的问题，而提出的一种内燃机活塞表面温度低频采集的无线测温发射控制器。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种内燃机活塞表面温度低频采集的无线测温发射控制器，包括温度信号采集模块，所述温度信号采集模块输出端连接有AD转换模块，所述AD转换模块输出端连接有无线发射模块，且温度信号采集模块、AD转换模块和无线发射模块输入端均电性连接有电源模块，所述温度信号采集模块包括热电偶和一阶低通RC滤波器，所述热电偶安于活塞待测点，用于感知活塞的温度变化并转化为电压信号，所述热电偶输出端与一阶低通RC滤波器输入端相连接，且一阶低通RC滤波器输出端与AD转换模块输入端相连接，所述AD转换模块包含ADC芯片及其外围电路，所述ADC芯片通过I2C总线与所述无线发射模块输入端相连接，所述无线发射模块包含主控芯片FXTH以及天线，且主控芯片FXTH与ADC芯片输出端相连接，所述主控芯片FXTH通过天线与无线接收板通讯连接。

作为上述技术方案的进一步描述：一阶低通RC滤波器滤掉高频噪声，输入至所述AD转换模块转换为数字信号，以I²C协议传输至所述主控芯片，再由天线发送至外部无线接收器，完成整个测量与发送过程。

所述ADC芯片型号为ADS1115BQDGSRQ，以下简称ADS1115，用于实现16位高精度双通道采样，通过I²C总线与所述主控芯片FXTH连接，且主控芯片型号为FXTH870911DT1，以下简称FXTH，用于依靠I²C总线的可拓展性实现多通道的信息输入。

作为上述技术方案的进一步描述：16位高精度双通道采样实现多通道的可拓展性输入需要。

所述主控芯片FXTH用于控制系统的运行，且主控芯片FXTH具有温度传感器和压力传感器，所述主控芯片FXTH外接ABM11AIG晶体振荡器，用于提供时钟信号，所述晶体振荡器频率为26MHz。

作为上述技术方案的进一步描述：具有射频发射和接收功能，可以承受125℃的高温，提高装配适应性。