1、第二十一章第二十一章 曲柄箱油雾浓度监视报警器曲柄箱油雾浓度监视报警器 高温时滑油会产生油气，这些油气在曲柄箱中高温时滑油会产生油气，这些油气在曲柄箱中与与70左右的较冷空气混合形成油雾，当油雾浓左右的较冷空气混合形成油雾，当油雾浓度超过正常标准时，可能会引起曲柄箱爆炸事故。度超过正常标准时，可能会引起曲柄箱爆炸事故。曲柄箱油雾浓度监视报警器曲柄箱油雾浓度监视报警器的作用的作用：检测曲柄：检测曲柄箱油雾浓度，浓度超标时，及时发出声光报警，箱油雾浓度，浓度超标时，及时发出声光报警，同时使主机自动降速或停车。同时使主机自动降速或停车。本章以目前在船上应用较多的本章以目前在船上应用较多的Gravin
2、er Mark5型型和和Graviner Mark6油雾浓度监视报警器为例，油雾浓度监视报警器为例，说明其工作原理。说明其工作原理。2Graviner Mark5 型油雾浓度探测器：体积小；可型油雾浓度探测器：体积小；可靠性高；以单片机为核心，采样准确、执行速度靠性高；以单片机为核心，采样准确、执行速度快、有较强的自检功能。快、有较强的自检功能。检测方法检测方法通过检测透光度反映油雾浓度的大通过检测透光度反映油雾浓度的大小小Graviner Mark5 型油雾浓度探测器：采用型油雾浓度探测器：采用CAN总总线把传感器和控制单元连接起来，从而使系统中线把传感器和控制单元连接起来，从而使系统中的检
3、测点数目增加，一台探测器可以监视多台柴的检测点数目增加，一台探测器可以监视多台柴油机。油机。检测方法检测方法检测散射光的强度检测散射光的强度一、一、Mark5型型油雾浓度监视报警器面板图油雾浓度监视报警器面板图 二、气样的采集与测量二、气样的采集与测量 MARK-5型曲轴箱油雾浓度监视报警系统型曲轴箱油雾浓度监视报警系统该单元共有11个两位三通电磁阀，其中有10个电磁阀分别采集各曲柄箱的气样，该系统最多可检测10个缸的气样，如果是6缸柴油机，只用其中的6个电磁阀，空4个不用。另一个是清洗空气电磁阀，压缩空气通过该电磁阀清洗测量装置。系统在正常运行期间，单片机轮流使各采样点电磁阀通电，通电的电磁
4、阀（如图所示采样点1的电磁）左位通，该缸曲柄箱油雾气样在抽风机作用下流经测量室，其他点的采样电磁阀断电右位通，曲柄箱气样在抽风机作用下经旁通管路直接排出而不经测量室。测量部分由测量室、光源和光电池组成。光源接通电源以后将发射一束光强不变的平行光并照射在光电池上，当流经测量室的待测气样油雾浓度变化时，其气样的透光程度发生变化，即照射到光电池的光强也发生变化，光电池输出的电流大小与接收到的光强成一定的函数关系，该电流信号经电流/电压转换并经变增益放大后送至模数（A/D）转换器，把与油雾浓度相对应的电压信号转换成数字量送入单片机。单片机先把所测量到的各缸曲柄箱气样油雾浓度值加在一起除以缸数，得到一个
5、平均浓度值并存入RAM中。以后每检测一个缸的曲柄箱气样油雾浓度值，就与平均浓度相比较得到一个偏差浓度值，并用新的浓度值取代原先所检测到的该缸气样的油雾浓度值，算出一个新的平均油雾浓度。这样每检测一个缸的曲柄箱气样，就能得到两个值，即偏差浓度值和平均浓度值，单片机再把这两个值与报警设定值相比较，不管平均浓度值达到平均浓度报警值，还是偏差浓度值达到偏差浓度报警值，都将在液晶显示器上显示（显示值为100），并发出声光报警，同时向主机的安全保护系统送一个故障降速或故障停车信号。在正常运行中，单片机定时使清洗空气电磁阀通一次电，电磁阀通电后左位通，来自气源的压缩空气经该阀左位进入测量室。该压缩空气一方面
6、对光源、光电池及测量室进行清洗，防止光源和光电池被油雾污染而影响测量精度，另一方面，压缩空气对测量单元还能起到冷却作用，提高光源和光电池的使用寿命，也能防止光电池因温度升高而产生的特性漂移。除此之外，测量单元要检测一次空气的油雾浓度，该值此时应该为零，如果不是零，则看一下与原零点偏差有多大，若偏差不大，则以新得到的浓度值为相对零点并取代原零点，若偏差较大，系统则认为光源或光电池污染严重，清洗无效，OPTICAL FAULT灯亮，发出报警并终止采样。三、测量电路三、测量电路41420404120eU RuRiRR 四、采样电磁阀控制电路四、采样电磁阀控制电路9采样电磁阀控制电路作用是，使其输出1
7、0个采样电磁阀轮流通电工作，以使每个缸曲柄箱气样流经测量室，并对其油雾浓度进行测量，同时要定时使清洗空气电磁阀通电，以便清洗测量单元。Ic1为选择输出器，有四个作用：其一，确定偏差报警是否延时。其二，检查Ic2输出的状态是否正确。其三，检查采样点数选择开关的设置是否正确。其四，油雾浓度过高时需要主机降速运行时，检查单片机是否已把这个降速信号准确地送出。五、报警和显示电路五、报警和显示电路 六、系统测试电路六、系统测试电路12系统测试电路，下半部分用来检测抽风机工作是否正常。机旁测试按下SW4时，复位时按下复位按钮SW3遥控测试复位时，按下虚线框左边的RESET后，只能使继电器RL15断电而不能
8、使单片机复位，必须再按控制箱上的SW3按钮 七、报警设定值的调整七、报警设定值的调整平均浓度报警可调：0.3-1.mg/L偏差浓度报警可调：0.05-0.5mg/L思考题思考题（1 1）Mark5Mark5型油雾浓度监视报警器的测量型油雾浓度监视报警器的测量电路如何实现变增益放大？该系统在正常电路如何实现变增益放大？该系统在正常运行时如何检查采样电磁阀的故障？运行时如何检查采样电磁阀的故障？（2 2）Mark5Mark5型油雾浓度监视报警器的采样型油雾浓度监视报警器的采样电磁阀控制电路其采样点数是怎样进行设电磁阀控制电路其采样点数是怎样进行设置的？分析采样电磁阀控制电路工作原理。置的？分析采样
9、电磁阀控制电路工作原理。（3 3）Mark5Mark5型油雾浓度监视报警器有哪两型油雾浓度监视报警器有哪两种报警形式？种报警形式？15Mark 6曲轴箱油雾浓度监视与报警系统曲轴箱油雾浓度监视与报警系统当油雾浓度达到当油雾浓度达到30-50mg/L，有爆炸危险。采用光，有爆炸危险。采用光学测量技术，可以测量小到学测量技术，可以测量小到0.05mg/L的油雾浓的油雾浓度。度。Mark 6的改进之处：取消采样管路，每个测量点的改进之处：取消采样管路，每个测量点用一个传感器进行检测，并通过通信总线连接，用一个传感器进行检测，并通过通信总线连接，提高检测速度；保留差动测量系统，具有高灵敏提高检测速度；
10、保留差动测量系统，具有高灵敏度最大限度降低误报警。使用光学传感测量方法，度最大限度降低误报警。使用光学传感测量方法，但用散射光测量代替透明度的测量。传感器内部但用散射光测量代替透明度的测量。传感器内部多光源设计，一个光源损坏时仍能正常使用。模多光源设计，一个光源损坏时仍能正常使用。模块化设计，更换故障探头简便快捷。块化设计，更换故障探头简便快捷。Mark 6曲轴箱油雾浓度监视报警系统的组成 Graviner Mark 6 OMD系统可以安装多达64个分布于八台柴油机上的探头。在没有报警的正常情况下全系统扫描时间为1.2s。传感器电缆直接连接安装于柴油机上的接线盒，然后通过两根电缆（通讯电缆和电
11、源线）分别连接到位于集控室的控制单元及显示单元或其它合适的地方。该系统采用数字传输技术，这意味着显示及控制部分可以安装在位于集控室的控制单元内，在有报警发生时没有必要到现场进行操作。系统由三部分组成：传感器（探头）、接线箱及控制单元。17（一）（一）Mark 6曲轴箱油雾浓度监视与报警系统的曲轴箱油雾浓度监视与报警系统的组成组成 系统的组成：传感器（探头）；接线箱；控制单系统的组成：传感器（探头）；接线箱；控制单元。元。系统可以安装多达系统可以安装多达64个分布于八台柴油机的探头。个分布于八台柴油机的探头。无报警时的全系统扫描时间无报警时的全系统扫描时间1.2S。连接简单：控制单元到接线箱的连
12、接只需连接简单：控制单元到接线箱的连接只需2根电缆根电缆（通信电缆和电源电缆）。（通信电缆和电源电缆）。18传感器传感器连续监视连续监视，控制单元，控制单元顺序扫描顺序扫描。传感器有自检功能；有地址码。传感器有自检功能；有地址码。传感器上有地址码设置开关；有传感器上有地址码设置开关；有3个指示灯：绿灯表示正常，红灯个指示灯：绿灯表示正常，红灯表示报警；黄灯表示故障。表示报警；黄灯表示故障。控制单元计算油雾浓度平均值及相对于平均值的偏差，与预设的平控制单元计算油雾浓度平均值及相对于平均值的偏差，与预设的平均值及偏差报警值进行比较。均值及偏差报警值进行比较。控制单元配有控制单元配有LCD显示屏显示
13、每台机器的平均油雾浓度，报警时根显示屏显示每台机器的平均油雾浓度，报警时根据需要自动显示报警点的油雾浓度值及相应的机器的油雾浓度平据需要自动显示报警点的油雾浓度值及相应的机器的油雾浓度平均值。均值。Mark 6可以通过软件设置使之适应二冲程机或四冲程机或其组合。可以通过软件设置使之适应二冲程机或四冲程机或其组合。软件菜单有三个操作级别：用户；工程师；服务商。软件菜单有三个操作级别：用户；工程师；服务商。用户用户只能实现查询功能，不能进行报警设定及系统设定。只能实现查询功能，不能进行报警设定及系统设定。工程师工程师操作受密码保护，输入密码后可以完成很多设置，但操作受密码保护，输入密码后可以完成很
14、多设置，但不可以对事件及历史记录进行更改及复位。不可以对事件及历史记录进行更改及复位。服务商服务商操作受密码保护，允许进行所有操作，但必须有厂家的操作受密码保护，允许进行所有操作，但必须有厂家的授权或代理授权。授权或代理授权。19任何一个传感器的工作都是独立的，一个传感器出现故障任何一个传感器的工作都是独立的，一个传感器出现故障或保养并不影响其它传感器的工作，一个传感器或一台或保养并不影响其它传感器的工作，一个传感器或一台柴油机油雾检测系统都可以被隔离柴油机油雾检测系统都可以被隔离便于维护保养。便于维护保养。探头间及探头与控制单元间采用探头间及探头与控制单元间采用CAN总线连接完成彼此总线连接
15、完成彼此间的信息交换。间的信息交换。屏蔽层屏蔽层接地接地C+和和C-：信号线信号线故障停车故障停车继电器触继电器触点点20（二）（二）Mark 6的保养及故障诊断的保养及故障诊断1、维护与保养、维护与保养（1）探头的清洗步骤）探头的清洗步骤隔离；隔离；拆电缆，取下探头；拆电缆，取下探头；拆卸探头螺丝、探头盖拆卸探头螺丝、探头盖检查密封状态，更换损坏元件检查密封状态，更换损坏元件用玻璃清洗剂清洗烟气探测孔及光导管末端用玻璃清洗剂清洗烟气探测孔及光导管末端干燥后装复。干燥后装复。21（2）更换探头）更换探头主机运转时不要拆卸探头，防止热油喷出。主机运转时不要拆卸探头，防止热油喷出。拆卸的探头必须对
16、光学组件清洗。拆卸的探头必须对光学组件清洗。拆卸前关闭电源，隔离要拆卸的探头拆卸前关闭电源，隔离要拆卸的探头新探头安装前要设置和旧探头相同的地址码新探头安装前要设置和旧探头相同的地址码安装完毕，打开电源，启动程序进行初始化安装完毕，打开电源，启动程序进行初始化对隔离的探头解除隔离状态对隔离的探头解除隔离状态探头使用探头使用5年返回代理商检修年返回代理商检修（3）报警功能试验）报警功能试验222、常见的故障及诊断、常见的故障及诊断 控制单元电源指示灯不亮，控制单元电源指示灯不亮，LCD无显示无显示电源电源故障故障 探头电源指示灯不亮探头电源指示灯不亮接线箱保险丝烧坏或探接线箱保险丝烧坏或探头故障头故障 LCD显示显示FAN FAULT内部风机故障内部风机故障 LCD显示显示LED FAULT探头内油雾循环腔需探头内油雾循环腔需要清洗或要清洗或LED故障故障 LCD显示显示DETECTOR FAULT探头透光孔堵探头透光孔堵塞或导光管损坏及探头故障塞或导光管损坏及探头故障 错误偏差报警错误偏差报警FALSE DEVIATION ALARM偏差报警设置不正确偏差报警设置不正确期末考试题型期末考试题型 一、选择题一、选择题(601)二、判断题二、判断题(101)三、名词解释三、名词解释(25)四、简答题（四、简答题（210）考试时间5月26日（星期四）下午4：10-6:10
