4.2.1 C# 串行類的初始化設置

　　對串口進行初始化設置,由Ser ialPort 對象的參數可知主要包括設置串口號,波特率,奇偶校驗位, 數據位數,停止位數等。以下為各參數所代表的含義并實例化一個串口對象:

　　4.2.2 讀操作

　　從串口輸入緩沖區的同步讀取一個字節操作通過執行S e r i a l P o r t . R e a d B y t e ( ) 來實現的, 串口類ReadTimeout 屬性可以設置讀取操作未完成時發生超時之前的毫秒數。當程序以查詢方式接收到數據采集板發來的數據后, 串行類執行此讀方法。

　　4.2.3 計算采樣頻率

　　由于固件程序是用C51 語言編寫的,存在計算采集頻率的困難。本系統通過在C # 3 . 0 中調用Q u e r y P e r f o r m a n c e F r e q u e n c y ( ) 和QueryPerformanceCounter()兩個Windows API 函數對接收數據程序段采用精確計時的方法,巧妙的實現了系統采樣頻率的精確計算。它們的引用代碼如下:

　　經計算,本系統的采樣頻率fs=1600Hz。根據采集定理,當信號在最高頻率fmax 時,采樣頻率fs ≥ 2fmax就能使采樣信號不發生“混疊。”通常,把最低允許頻率fs ＝ 2fc 稱為Nyquist 頻率,工程中,為可靠起見,常取fs≥(3~4)fmax。根據振源的實際情況(康明斯6BT5.9 型柴油發動機機體側壁產生的低頻振動信號) , 設定采樣32768 次,用時20.48 秒。

　　4.2.4 低頻振動信號分析

　　發動機穩定怠速工況(750 ± 100r/min)下,進入系統數據采集界面開始采集信號,之后程序自動將其保存為txt 文本供在C#3.0 中調用MATLAB 生成的COM 組件對其進行分析, 其原始信號圖、頻譜分析情況如圖6所示。根據動力學分析,EQ6BT5.9 型柴油機在工作過程中對氣缸體的主要振動激勵源如下: (注:F 為柴油機轉頻、怠速工況下F=12.5Hz）。

圖6 原始信號及頻譜圖。

　　3) 整機(六個缸)活塞橫向撞擊氣缸壁;　頻率:6F從實測數據頻譜分析的結果來看與動力學分析一致, 驗證了該系統的可靠性。

　　5 結束語

　　發動機低頻振動信號采集系統能夠方便應用于振動信號的實時采集與分析, 具備快速連接、靈活快捷獲取數據等優點, 可實現大批量、無限時的實時數據采集。本系統已成功運用于柴油發動機故障檢測與診斷, 加之PC 機的普及性, 更使得這套系統具有廣闊的應用前景。