1.功能概述 LECAR 数据记录仪可以在机动车辆行驶过程中对车辆速度、位置、行驶轨迹、转速、模拟信号(8 路同步采集,如油耗、温度、压力、振动、噪声等)进行实时监控、采集和存储分析。 LECAR 汽车行驶记录仪主要参数: AIN1~AIN4 通道为模拟电压信号输入,可配置为 AC 和 DC 两种耦合方式; (提供样机中,必须将 AIN4 接入流量传感器) AIN5~AIN8 通道为IEPE 接口输入,可连接 IEPE 型的振动或噪声传感器; (提供样机中,将 AIN5~AIN8,均可接入 IEPE 型振动传感器) - 2 个转速信号采集接口,脉冲方式,高电平范围 1V~24V;
- GPS 经纬度、速度、航向角、星数等数据;
- 支持 32GB 的 SD 卡;
- 电源输入范围:9~36V。
2.硬件接口描述 LECAR 数据记录仪接口面板如图 1 所示。 SD卡 指示灯 GPS 天线
3.LECAR汽车行驶记录仪操作流程 1)流量传感器的准备 传感器的详细信息,可参考其配套的纸质或电子说明书。以下对主要环节进行概况描述。 流量传感器的电气连接: 如下图所示,由左向右按如下顺序进行连接。传感器头→中继放大器→控制器→转接线→LECAR 数据记录仪面板右上侧的 AIN4 通道(Lemo4P 芯插座)。
流量传感器安装时的注意事项: (1)请安装在测量管内始终满水的位置(避免空气); (2)为了减少配管内非满水时的影响,推荐采用有状态显示灯的一面与地面垂直的姿势; (3)测量配管为垂直走向时,请安装在流动方向为从下到上的位置; (4)为提高检测稳定性,建议在流量传感器的上流处安装长度为配管内径20 倍以上的直型配管; (5)若有流量调整阀等部件,建议在其上流侧安装流量传感器; (6)请安装在无缝、无锈的配管表面; (7)请勿安装在受阳光等强光照射的场所或遭受热源辐射的场所(遮阳); (8)若安装点有较强振动,请在本体的最近处使用管子或支架等固定配管。施加过大的震动时,可能会导致不稳定运行、给配管造成负荷; (9)中继控制器的温度可能会影响液体温度,使用时注意其和配管间的热隔离; (10)为提高检测稳定性,尽量不要给传感器头-中继控制器的电缆施加负荷; 流量传感器使用快速入门: 由于基恩士FD-X系列夹钳式流量传感器功能较多,一般测试项目仅使用传感器的模拟信号输出功能,则只需要关心控制器界面上的部分按钮和信息。请重点关注如下图所示的红色虚线区域。
① 控制器面板上的STB为超声波检测稳定性指示灯:4个绿灯为稳定测量,仅1 个绿灯闪烁则表示无法检测(检查配管中的液体是否充满,是否有大量气泡); ② 屏幕中上部数码值,为当前瞬时流量的显示,单位为 mL/min; ③ 右侧的十字按钮和MODE按钮,配合使用,用于配置参数的操作; ④ 配置参数主要包括:传感器基础参数的设定,试验现场零点漂移的调整,下面依次介绍。 流量传感器控制器的配置: 以下配置部分,发货前已经进行配置并记录在控制器中,红色标记为设定值。若需要修改可参照以下步骤进行微调。(由于控制器已经设置,且参数记忆保存,初次试用流量传感器时,可不对控制器进行配置的修改,仅进行电气连接即可) (1)初始化参数设置 初次接通电源或手动如下按钮操作进入初始化参数设定。传感器出货时已经进行了初始化配置。用户后期使用时,可无需再进行初始化参数的设置。
(2)基本参数设置
保存后 (显示Save),前往普通显示界面。 (3)扩展功能参数设置
在上一节“基本参数设置”快结束时,即第12步,按方向键↓,即可进入扩展功能参数设置的界面。在扩展功能参数设置中,建议仅修改配管尺寸参数, 其它参数尽量不要变动。可根据实际配管尺寸参数,进行设置。 传感器出厂设定为:配管外径6mm,壁厚1mm。 下图为扩展功能参数设置中,对配管外径和壁厚进行设定。
(4)零点调整 ① 安装好流量传感器后,在充盈液体、静止状态下,对控制器进行零点自动调整操作。 ②在长期使用后,发现零点偏移时,需要重复①操作,进行零点调整。具体方法为:同时按住方向键盘的↑和↓按钮,保持5秒钟以上,进入零点调整,按上下键,选择Yes,按MODE键确认,开始自动进行零点调整。 2)振动传感器的准备
振动传感器由IEPE 型压电式加速度传感器、磁吸座、低噪声电缆(L5-BNC)和低噪声电缆(Lemo4P-BNC)组成。 振动传感器的电气连接: 如下图所示,加速度传感器(底部安装磁力座)→低噪声电缆(L5-BNC)→低噪声电缆(Lemo4P-BNC)→LECAR 数据记录仪 AIN5~AIN8 通道。即主机面板右下角的四个 LEMO4P四芯插座。 振动传感器为 IEPE 型,必须接在 LECAR 数据记录仪的 AIN5~AIN8 通道上。
振动传感器规格参数:
该振动传感器的灵敏度为:50mv/g, 或 5mv/ms-2,该灵敏数值须填入SD卡的配置文件中。此内容的操作方法将在后面LECAR记录仪的操作说明中进行阐述。 3)LECAR 数据记录仪的准备
如下图所示,将 LECAR 主机与电源、显示器、外部手动开关进行连接。
① 电源可使用 220v 电源适配器或外部蓄电池供电,外部直流供电的电压范围为9~36V,推荐使用直流电源 12V; ② LECAR 主机左侧卡槽内插入SD卡,出厂配置SD卡容量为8G,支持32G容量。 ③ 显示器,通过电缆线与LECAR主机左上侧的Display插座相连,电缆线为双头Lemo4芯接头,线上有 Display 标记,电缆线接插时双头不用区分方向。 ④ 外部手动开关,通过电缆线与LECAR主机左下侧的TRIG插座相连。手动开关为自恢复按钮,其作用是控制测试记录的启停。次按下后,LECAR主机开始测试的记录,再次按下时停止该次测试的记录。当前测试的数据和测试号会在显示器上实时显示。 ⑤ GPS 天线,通过电缆线与LECAR主机左上侧的GPS插座相连,接头形式为SMA。连接GPS 天线并将其置于户外,通常约1分钟后GPS搜星成功,此后LECAR主机可实时对行驶速度,经纬度等地理信息数据进行采集测试。 ⑥ LECAR 主机数字接口区的其它插座为扩展功能,可实现二次接口的信号传输通讯。
4)LECAR 数据记录仪测试系统的完整连接
将 1)~3)的准备工作全部做完后,即完成了 LECAR 数据记录仪测试系统的完整电气连接,如下图所示。
5)LECAR 显示器的功能操作
显示器为触摸屏,基本界面如下图所示,共三个页面。 1.实时监测页面:可实时监测各传感器实时数值; 2.油耗试验页面:可进行油耗试验、历史数据回看、打印等功能; 3. 振动试验页面:可进行振动试验、历史数据回看、打印等功能。 (1)实时监测页面
右上角显示当前时间信息,星数为 GPS 搜星个数,星数>3 时,GPS 搜星成功。 (2)油耗试验页面
使用外部触发开关,对试验进行启动和停止操作。此外试验的停止还由预设的里程决定。当行驶里程达到预设值时,测试也会自动停止。“预设里程”两侧按钮可以对预设里程进行调整(档位切换),预设里程=0 时,表示试验的停止不受预设里程的影响,只有再次按下触发按钮,才能停止试验。
“测试号”两侧的按钮可以修改测试号,能对历史测试结果进行回看。 “双击打印”按钮,可以将当前选定测试号的结果打印输出(油耗试验信息),打印输出格式如图所示。
(3)振动试验页面
振动试验页面,类似油耗测试页面,在振动试验页面中,会显示振动和转速信息。 “双击打印”按钮,可以将当前选定测试号的结果打印输出(振动试验信息),打印输出格式如图所示。
6)LECAR 的SD卡配置文件与数据存储输出功能
① SD 卡配置文件 SD 卡内,根目录下的 Config.txt 文件,即为配置文件。该文件的内容决定了采集系统的工作参数。使用配置软件,可对 Config.txt 文件进行查看和编辑, 具体操作如下:
上图为配置软件的界面,首先点击右下角“载入…”按钮,加载 SD 卡中的Config.txt 文件。则主界面显示 Config.txt 中各参数的值。下面分别对参数值的意义进行介绍。 模拟输入中电压通道,即 AIN1、AIN2、AIN3,为采集器中 AIN1、AIN2、AIN3 输入接口,可对这三个通道的灵敏度,偏移量进行设置。对于油耗和振动试验, 这三个输入通道是空闲的,可以不去关注。 模拟输入中流量通道,即 AIN4,为采集器中 AIN4 输入接口,灵敏度单位为:mV/(L/min),偏移量单位为:L/min。流量通道的灵敏度值应设置为 100,这个值是和流量传感器的设置对应的。流量通道的偏移量值设置为-0.052,这个值是消除了流量传感器的零点漂移。流量通道的参数一般不轻易修改。 流量通道的修正系数,用于调整消除流量传感器测试值与实际标称值间的误差。流量修正系数,需要使用现场标定方法进行确定,后面有详细介绍。 模拟输入中的振动通道,即 AIN5、AIN6、AIN7、AIN8,为采集器中 AIN5、AIN6、AIN7、AIN8 输入接口。可对振动通道的灵敏度进行设置,灵敏度单位为:mV/ms-2,灵敏度值可设置为 5,是和选用的振动传感器灵敏度 5mv/ms-2 对应的。 频率输入中转速通道,即采集器中 DIN 输入接口。对应软解界面中的 DIN1。转速通道配置参数为每圈脉冲数,单位为:[脉冲数/周],该参数值由转速传感器决定。软解界面中 DIN2 为保留的输入通道,没有使用,对应的参数可以忽略。 测试里程(预设里程),可设置现场试验时,可选的自动结束的预设里程(最终在显示屏中切换选择)。测试里程的设置为多个可选项,一般以 0 作为结束。0 对应的选项,表示预设里程对试验结束无影响,只能由触发按钮停止试验。 流量修正系数的现场标定方法: 步骤 1:先使用配置软件,确认 SD 卡的配置文件 Config.txt 中,流量修正系数为 1。若此值不为 1,则需要先修改为 1,并将 Config.txt 拷贝到 SD 卡中。 步骤 2:使用针管(去除针头),抽满一针管的汽油(10mL); 步骤 3:从油管的一端打入汽油,重复步骤 1-2,直到油管中没有空气气泡,操作过程中须注意针管和油管间的密封; 步骤 4:在油管上,按汽油流动方向,正确安装好流量传感器; 步骤 5:装配连接好 LECAR 记录仪,检查后开启设备电源,通过手动开关启动测试,此时显示器上显示 flow 累积流量为 0mL/min; 步骤 6:缓慢压缩或抽出针管,让汽油正方向流过油管测试位置,根据针管刻度标识,完成体积(例如 8mL)汽油量的流动; 步骤 7:同时观察 flow 累积流量值的变化。当到达体积,针管停止移动后,通过手动开关停止测试,此时记录 LECAR 显示器中 flow 累积流量的值(即为实测值)。根据公式:K=标称值(例如 8mL)/实测值,即得到流量修正系数 K; 步骤 8:将计算得到的流量修正系数重新写入 SD 卡的 Config.txt 配置文件中,替换原来 1 的数值。更新 SD 卡中的Config.txt 文件。 步骤 9:LECAR 在重新上电后,会加载 SD 卡中 Config.txt 配置文件配置参数并生效,再进入测试工作。至此完成了流量传感器的流量修正系数的现场标定和设置。 若油管不变,则流量修正系数的现场标定只需进行一次即可。 ② 测试记录文件 单次测试完毕后,在 SD 卡内的根目录下,会自动保存测试记录文件,并更新测试结果文件。 测试记录文件,类似 dat_001_.TXT 命名,文件名中的数值为测试号_日期。 下图为一个典型测试记录文件的内容。
LECAR 主机的采样记录频率为 100Hz,测试记录文件中每一行为单次记录的数据(即 1 秒钟保存 100 行数据),每次记录包含的内容,从左向右依次为:相对时间戳、车速、距离、流量、8 个模拟通道记录值 AIN1~AIN8、2 个转速信号记录值。测试记录文件包含了该次测试的所有数据,数据格式为明码形式。 在测试记录文件可以使用 Excel 直接打开查看或编辑,并生成数据曲线。 测试结果文件,类似 _TestResult.txt 的命名,文件名中的数值为日期信息。测试结果文件记录了对应日期内的所有测试结果。 下图为一个典型测试结果文件的内容。
测试结果文件中每一行为单次试验的结果数据,每次试验的结果数据,从左向右一次为:试验号、测试时间、测试时长、平均速度、里程、累积流量、实际油耗的三种表示参数、平均转速、4 个振动通道的平均 RMS 值。 序号 | 部件名称 | 型号规格或描述 | 数量 | 单位 | 备注 |
1 | LECAR 便携式数据记录仪 | 195×107×52mm | 1 | 台 | 含 8GB SD 卡、外部手动控制开关 |
2 | GPS 天线 | SMA 接口 | 1 | 个 | 配 SMA 电缆 3m |
3 | 显示器 | 4.3 寸触摸屏 | 1 | 个 | 可背面用安装 |
4 | 流量传感器 | 基恩士 FD-X | 1 | 套 | 配控制器和电缆,连接 LECAR 的 AIN4 接口 |
5 | 振动传感器(配磁力座) | JF2050C | 1 | 套 | 配电缆,连接 LECAR 的 AIN5~AIN8 任意接口 |
6 | 显示屏电缆(Display) | Lemo4P-Lemo4P | 1 | 根 | 3 米,参考接口定义 |
7 | 电源电缆(POW) | Lemo2P-适配器 | 2 | 根 | 3 米,市电或直流电源供电,参考接口定义 |
8 | 模拟信号转接电缆 (AIN5- AIN8) | Lemo4P-BNC | 1 | 根 | 可接至振动传感器电缆 |