广州智维叉车振动及噪音测试系统.docx
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广州智维叉车振动及噪音测试系统
技术方案书
项目名称:
叉车振动及噪音测试系统
招标单位:
文件编号:
编制单位:
广州智维电子科技有限公司
编制日期:
二0一0年九月
一.广州智维公司基本情况
二.主要技术指标/主要功能
三.方案实现
四.试验台软件控制功能
五.工作环境
六.维护与升级
七.附表
八.项目报价一览表
九.售后服务
十.付款方式
十一.交货周期
十二.质保期
一.广州智维公司基本情况
广州智维电子科技有限责任公司成立于1995年,前身为广州宏科汽车技术研究中心,2007年12月正式更名为广州智维电子科技有限责任公司。
是一家从事汽车测控和工业自动化测量设备行业的高科技公司。
公司以“用科技做贡献”为宗旨,以专业技术为核心,以优质产品为先导,为我国汽车测控和工业自动化测量设备领域的发展做贡献。
智维电子科技依靠国外汽车测控和自动化测量领域多家国际化大公司的雄厚技术实力,专注于测试测量和控制,我们已经成为优秀的供应商和合作伙伴。
智维开发和提供创新的全面的解决方案,用最新的高技术手段和我们的客户一起完成这些方案。
随着系统开发的综合性和广泛性不断提高,我们的经验和专业技术也有很大成长。
我们也将开发国内自主品牌的测控产品,不断满足国内汽车和工业自动化测控行业发展的需要。
公司组织架构如下:
-
二.主要技术指标/主要功能
1.满足国家标准
●JB/T3300—2010平衡重式叉车整机试验方法。
2.技术指标
2.1.技术规格:
●加速度传感器测量座椅表面和座椅底座的振动状态。
●测量叉车的运行平均速度。
●噪声测量系统。
●配有PC上位机对数据进行分析、显示和监测。
●采用工控机作控制核心。
2.2.技术参数
●速度仪测量精度:
≤±5%。
●车辆载荷相对误差为0%~10%。
2.3.主要试验项目
●垂直方向全身振动的频率加权加速度均方根值。
●车辆运行的平均速度。
●座椅正上方位置的噪音测试。
三.方案实现
1.叉车振动测试系统
车振动测试系统利用虚拟测试平台实现,包括软件和硬件部分。
系统硬件设备由加速度传感器,信号适调放大器,数据采集卡组成。
叉车振动测试框架如图1-1所示。
叉车振动测试框架
图1-1
1.1加速度传感器
加速度传感器主要用于测量振动体的振动加速度。
压电式加速度传感,由于其体积小,重量轻,灵敏度高和频率范围宽等优点,在实际测量中应用最为普遍。
压电式加速度传感分为并联压电式材料压电传感器和串联压电式材料压电传感器。
并联压电式材料压电传感器适用于选用电荷放大器,其电路特点是放大器输出电压只与传感器产生的电荷输入量及放大器反馈电容有关。
串联压电式材料压电传感器需要采用电压时放大器,线路中的分布电容会引起测量的误差。
相比于串联压电式材料压电传感器,并联压电式材料压电传感器更据有稳定性和精确性。
如下图1-2所示
压电式加速度传感器
图1-2
传感器采用VOM622A01型工业ICP振动传感器,ICP传感器需要一个不变的电流源和一根传输电流与信号的同轴电缆。
图1-3为传感器的几种安装方式。
传感器的几种安装方式
图1-3
测试座椅平面上的振动时,加速度测量仪应安装在一半刚性盘内(如图1-4);测量座椅底座上的振动时,加速度测试仪应用磁铁或粘结剂等方式固定在车辆的刚性部件上。
半刚性圆盘安装的设计,其直径应为250mm±50mm,盘应尽可能的薄,高度不应超过
12mm.用邵氏硬度约A—80HA~A—90HA的塑料材料莫制成,具有一个放置加速度测试仪的凹状中心。
加速度测试仪安装在厚度为1.5mm±0.2mm,直径为75mm±5mm的薄金属盘上。
图1-4
1.2信号适调放大器
压电式加速度传感器输出的是电荷信号,而且比较微弱,不能直接被数据采集卡采集,所以需要用信号放大器来把比较弱的电荷信号转化成比较强的能被数据采集卡采集的电压信号。
根据选用的并联压电式材料压电传感器,选用电荷放大器进行信号的调节。
电荷放大器是一种输出电压与输入电荷量成正比的放大器,它的核心是一个具有电容负反馈,并输入阻抗极高的高增益运算放大器。
下表为北戴河实用电子科技SD-15B电荷放大器主要参数。
1.3转速传感器
目前转速传感器主要有三种:
磁感应式,光电式,霍尔感应式三大类。
根据叉车的结构和环境的要求,采用霍尔感应式传感器更具有稳定性和精确性。
霍尔传感器发生器是根据霍尔效应原理制成的,如图2所示,它由触发轮和永久磁铁,霍尔集成块,信号触发开光等组成。
触发叶轮转动后,每当叶片进入永久磁铁与霍尔集成块之间的空气隙时,霍尔集成块中的磁场即被触发叶轮的叶片所旁路(或隔磁),这时霍尔元件不产生霍尔电压,当触发叶轮的叶片离开空气隙时,永久磁铁的磁通便通过霍尔集成块经导板构成回路,这时霍尔元件就会产生霍尔电压。
霍尔集成电路再把微弱霍尔电压信号经过脉冲整形、放大变换,最后以整齐的方波输出。
1.4NICompactRIO数据采集卡
广州智维高可靠数据采集系统完全基于NICompactRIO平台开发,通过NI数据采集卡,采集电压信号,把模拟电压信号转化成数字信号,经USB传输到计算机进行处理。
如图3所示NI92344通道,±5V,每通道51.2kS/s,24位IEPE。
∙软件可选的IEPE信号调理(0mA或2mA)。
∙每通道最高51.2kS/s采样速率;交流耦合(0.5Hz)。
∙24位分辨率;102dB动态范围;防混叠滤波器。
∙4路同步采样模拟输入,±5V输入范围。
∙兼容智能TEDS传感器。
∙NIST校准认证书。
图3NI9234
1)高可靠
坚固耐用的产品设计满足苛刻的工业级指标,如宽(-40oC-70oC)、抗震(50g冲击)、防爆(2区)、低功耗(10W)等;软件采用嵌入式实时技术,保证长期可靠运行。
特别适用于复杂工业环境中对可靠性有严格要求的各种应用,如航空、航天、国防领域的机载、车载、舰载、水下及各种野外环境的应用。
2)I/O种类丰富
支持上百种可热插拔的I/O模块,内置信号调理功能和数模转换电路,可支持电压、电流、电荷、IEPE、电桥以及TEDS传感器。
3)轻巧、灵活易扩展;
外形精巧,提供多种安装方式,如便携式封装和现场安装,支持分布式多机箱精确同步采集。
2.性能指标
模拟输入
接口类型
电压、电流、IEPE、电桥
外接传感器
类型
温度(热电偶、RTD)、电压、电流、电阻、电荷、压力、应变、
扭矩、位移、加速度、振动、转速等
模拟通道数
单机箱4-256通道,支持多机箱级联至上千通道
模拟I/O
通道特性
最高采样率
100kS/s(同步)、800kS/s(多路复选)
耦合方式
AC/DC
AD分辨率
12位(经济型)/16位(通用型)/24位(高性能)
动态范围
70dB(经济型)/80dB(通用型)/120dB(高性能)
通道间串扰
<-110dB
输入阻抗
1MΩ(典型值)
最高采样精度
±0.04%×读数值+±0.07%×量程(典型值)
信号输入模式
单端,差分
抗混叠频率
0.45fs
数字I/O
通道特性
最高频率
20MHz
信号类型
5V/TTL/24V
工作方式
计数器/编码器/PWM/继电器
通讯接口
以太网、光纤、CAN、RS232/422/485
触发采集
数字触发(边沿、脉冲),模拟触发(阈值、区域、滞后)
存储容量
片上4GFlash,网络硬盘扩展可达640GB
数据吞吐量
单机箱6.4MB/s
功耗
10W(典型值)
工作温度
-40oC-70oC
可承受随机振动
5grms,10-500Hz(IEC60086-2-64)
可承受正弦振动
5g,10-500Hz(IEC60086-2-64)
可承受冲击
30g,11ms半正弦;50g,3ms半正弦(IEC60068-2-27)
1.5测试位置
全身振动的加速度测量方向为垂直(Z)方向,如下图所示:
测量座椅平面上的振动时,安装在一个半刚性圆盘内的加速度测量仪应放置在座椅表面,并使其位于驾驶员的坐骨关节之间。
为了乘坐舒适,允许圆盘中心稍许向前安装(最多50mm),以避开骨节。
测量座椅底座上的振动时,加速度测量仪应牢固地安装在底座中心处。
若这不可能做到时,则允许装在底座界外同一高度的刚性件上,并且垂直于运行方向,并尽可能地连到座位中心。
1.6.车辆要求
测量应在一台新的,完整的,保养调试良好的车辆上进行。
被测试车辆所配置的装置,应符合其随车资料提供的内容(如:
起升装置,蓄电池等)。
1.7.车辆载荷
车辆在载荷中心处采用的实验载荷应为0.6Q,相对误差为0%~10%。
1.8.车辆轮胎
车辆应装备新的轮胎,充气胎的充气压力应符合制造厂规定值的±10%。
并在振动实验之前和之后应测量轮胎的气压。
如果轮胎气压在振动试验前后相差10%以上,则需要重新进行振动试验。
如果车辆可以安装不同类型的轮胎,则每一类型的轮胎均需要进行实验。
1.9.测量步骤和有效性
1.9.1速度
车辆在试验跑道上运行的平均速度符合规定,允许偏差为±10%。
建议车辆在规定的速度许可偏差内以不同的速度进行测量,以便选择可使任一共振效应消愁或减到最小的合理速度。
1.9.2实验步骤
有载车辆在试验前应至少进行10min的预热,使得车辆,轮胎和座椅达到工作温度。
对每一种型式的装置(轮胎,驾驶和座椅),每个驾驶员都应完成一系列的试验
整个试验过程应包括试验跑道上N次有效的运行。
次数N应满足所要求的试验的有效性(N最少为五次)。
驾驶员在试验跑道上应按照要求匀速行驶。
振动的测量,应仅在车辆的前轮通过“起始线”是开始,直至同一车轮通过“终止线”时结束。
测定垂直方向的全身振动加速度加权均方根值,同一系列测量应由同一个驾驶员连续地进行,直到获得一个有效的试验结果。
在N次连续测量后,当偏差系数CV的值小于0.15时,可以停止测量,否则应继续进行,直至CV值小于0.15。
对于一有效的试验系列,其振动加速度平均值按式一计算
偏差系数CV为一系列测量值的标准偏差和振动加速度平均值的比率,按式2计算
2.叉车噪声测试方案
内燃叉车是港口生产、物流配送业和重型加工制造业中常用的装卸搬运车辆,其使用过程中司机耳旁噪声常常达到或超过100dB,大大超过国家规定的司机位置处90dB的噪声限制。
由于叉车司机特殊的工作环境,噪声强度大、频率高、作用时间长,对操作人员听力损害很大。
轻的会引起暂时性听力偏移,重的会产生噪声性听力损伤,甚至噪声性耳聋。
而对叉车作业周围人员来说,长期高分贝噪声会使其听力疲倦,甚至损伤,更有严重者,会导致疲倦性耳聋。
2.1.噪声测试方法
2.2.传感器放置:
传感器应置于座椅平面中部上方高度为0.91m±0.05m,并偏驾驶员中心一侧0.20m±0.02m处,并传感器朝向叉车前行方向。
(1)测试前,叉车定置,测试面几何中心与图3-1中14-15重合,车体测试面平行网格面,平行间距为100mm;叉车左、右、前、后均为测试面;如图3-2。
叉车测试位置示意图图3-2
(2)测试时,根据图3-3测量系统连接框图,连接好系统电路,将整车处于全速空档运行状态,开启声强测量系统。
发动机转速始终保持最大,声强探头
垂直侧面,从下到上,从东到西,依次采集声强信号,见图3-4;
2.3积分式声级计
✓传声器:
Φ12.7mm(1/2″)驻极体测试电容传声器
✓ 测量范围:
30dB~130dB(A)、 35dB~130dB(C)
✓频率范围:
20Hz~10kHz
✓频率计权:
A、C计权
✓时间计权:
快(F)、慢(S)
✓检波器特性:
数字检波技术,峰值因数≥3
✓级量程分高、中、低3档,每档线性范围≥60dB。
高:
70dB~130dB 中:
50dB~110dB 低:
35dB~90dB
✓显示器:
8×2点阵式液晶数显
✓输出接口:
RS232口打印输出
2.3测试要求
1.试验场所由一条C-C跑道和A-O-B围成的区域构成,如图3-5。
跑道长度能安全地实现运行
图3-5
2.试验场所得测量地面为混凝土或沥青铺设的平坦的硬实路面。
3.在以试验场所中心“O”点位基点,半径为3倍半球面半径r的范围内,应无较大的声反射物。
4.在下雨,下雪,降雹,地面积雪或风速超过5m/s时,不应进行试验。
5.试验场所每一测试点的背景噪声(包括风噪声)至少比叉车的辐射噪声低15dB时,则可取背景噪声修正值K1=0,即允许不进行背景噪声修正。
测试时每一测试点的背景噪声差值若大于15dB,测为无效。
6.积分式声级计,传声器和电缆等构成的测量仪器系统,应符合GB/T3785中I型声级计要求。
在一系列测量之前和之后,用精度为±0.3dB标准声源仪予以校验
2.4测试时车辆操作
a)起升工况
怠速状态下测量师,叉车拉紧停车制动且固定起升载荷,将载荷从最低位置以最大起升速度升到最大起升高度。
b)怠速工况
怠速状态下测量时,拉紧停车制动。
在标准无载状态下,内燃发动机以怠速运转并起动其附件(如:
动力转向,发动机冷却风扇,驾驶室空调或通风系统,强迫通风系统等);电动机则以空载运转。
c)运行工况
运行状态下测量时,叉车在空载条件下由停车位置全加速运行,通过3倍叉车主体长度l的距离到A-A,并持续以最大加速度运行车辆达到并通过B-B。
测试段为:
由A-A处起始,到B-B处结束。
四.试验台软件控制功能
试验台的操作系统为windowsXP操作系统,并安装LabVIEW软件。
本测试系统基于NICompactRIO平台控制。
1.NICompactRIO平台简介
NICompactRIO是一款工业级嵌入式测控平台,集成了嵌入式实时(Real-time)控制器、可编程硬件逻辑(FPGA)和可重配置的I/O模块。
由于采用嵌入式设计,整个系统具备低功耗的优点,而创新的集成FPGA更使系统具备高速并行的运算处理能力。
NICompacRIO系统设计精巧而坚固,满足苛刻的工业级指标,特别适用于复杂工业环境中对可靠性有严格要求的各种应用。
支持热插拔的I/O模块内置了信号调理和数模转换(ADC或DAC)电路,并且具备工业级的隔离设计,可直接与外部传感器/驱动器互连。
。
NICompactRIO系统和LabVIEW开发环境无缝连接使用户可以轻松的通过图形化开发环境访问底层硬件,快速建立嵌入式系统控制和数据采集应用,可大大缩短工程师设计系统原型的时间,降低系统开发、生产的技术风险作为系统中两个重要技术亮点,实时控制器和FPGA具备以下功能特点。
(1)实时控制器(Real-TimeController,RT)
✓内置主频高达800M的微处理器和VxWorks实时操作系统;
✓系统进程调度完全按照优先级进行,不会“死机”;
✓系统确定性、可靠性高,循环周期抖动在微秒量级;
✓可通过TCP/IP、UDP、IrDA、DataSocket和VISARS232等多种方式与上位机进行数据通信;
✓内置有高达4G闪存用于数据存储,还可通过USB接口、SD存储模块或网络硬盘等方式扩展数据存储容量;
✓在实时系统中提供FPGA接口函数,可将FPGA比特流文件下载至目标FPGA并实现RT与FPGA间的控制变量读写、数据缓存(FIFO)操作以及实时控制器与FPGA之间的同步握手等。
(2)FPGA
✓提供大容量的可编程逻辑阵列,40MHz基准时钟,可满足复杂的高速并行处理需求;
✓以25ns时间分辨率执行定时、触发和自定义控制循环,实现高确定、高可靠性的硬件决策;
✓FPGA直接与IO模块互连,可进行高速的数据采集、计算和控制操作PID控制速率高达200KHz。
3.数采记录应用程序
通过简单易用的上位机配置界面,用户可轻松配置数采记录仪的功能参数,快速完成自定义的数据采集记录任务,即可观察信号波形,获取流盘数据。
4.软件二次开发接口
1)人机界面开发接口和例程:
Ø开放数据帧和命令帧的封装格式;
Ø提供Java、C.Net、Delphi等多种语言环境下的人机界面例程;
2)下位机二次开发接口:
下位机程序采用易于扩展的状态机结构,以动态调用的方式实现数据采集和分析、数据上传和命令响应、据流盘、调试接口等多个任务。
在此结构下给用户提供了一组模块化的VI,使用户可以方便的定制数采、分析、记录等功能,助其缩短开发周期,节约开发成本。
五.工作环境
1.环境温度:
5℃~+28℃(24小时内平均温度≤28℃)
2.环境湿度:
≤85%
3.设备使用电源:
AC380V50Hz
六.维护与升级
整机系统在硬件上加电源监控有效防止外界干扰引起操作,在软件上加入软件看门狗技术,以及智能防错纠错程序,运行准确可靠。
软件部分:
可按要求修改功能,并提供程序目标文件,硬件下载线,方便实现软件升级;
硬件部分:
主板上可根据具体需要预留路数扩展子板,进行路数扩展,方便实现硬件上升级
七.附表
八.项目报价一览表
九.售后服务
我方负责所有的安装、调试等。
接到故障报修,12小时内到达现场,48小时内排除故障。
如果48小时内不能排除故障,我方将提交具体解决方案,贵方有权追究因此而造成的一切损失。
十.付款方式
合同签订由招标方预付65%,全部设备安装并通过第三方计量验收合格后再付30%,连续正常运转壹年后付清5%余款。
十一.交货周期
十二.质保期
附件
附件1:
企业法人营业执照复印件
附件2:
税务登记证复印件
附件3:
企业以往业绩
a.2007年,北京理工大学构建车辆移动信息在线状态监测系统
b.2008年,获得广州市中小企业创新基金-智能汽油发动机点火提前角测试仪
c.2008年,厦门林德构建叉车性能在线测控系统
d.2008年,中国计量科学研究院构建比较法相位型振动测量系统
e.2008年,广东省产品质量监督检验中心构建振动台检测系统
f.2009年,中国电力科学研究院构建电网电塔在线监测系统
g.2009年,授权《智能型汽油发动机点火提前角测试仪》实用新型专利一项
h.2009年,中国电器科学研究院《瞬态信号监控系统》
i.2009年,中国电器科学研究院《汽车电喇叭性能耐久试验台》
附件4:
商务差异表/技术差异表
序号
招标文件条款
投标文件条款
偏离说明
1
供应商提供报价包括第三方计量费用
本投标书报价不包含第三方计量费用
由甲方指定第三方计量,费用由甲方承担
…….
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- 广州 叉车 振动 噪音 测试 系统