tck传感器 中国技术“把脉”世界特种设备生命线

中国技术“把脉”世界特种设备生命线

（图片由受访者提供）

当谈判临近尾声，瑞士pizol索道公司提出了一项“意外”的要求——去掉产品上的中国标识、品牌LOGO和孙悟空形象。一言蔽之，让人看不出这套索道钢丝在线检测设备来自中国。

面对无理要求，洛阳威尔若普检测技术有限公司董事长窦柏林的回答是“NO”——“如果您能找到更好的技术，可以不用中国的。”

窦柏林的底气来自30年自主研发的经历，来自42个国家用户的市场检验。

2016年10月，来自中国洛阳的TCK.W钢丝绳检测系统，安装到了瑞士pizol索道和奥地利mellau索道。这项完全由中国人自主研发的检测技术，满足欧盟索道指令的全部要求，而且比欧盟钢丝绳检测标准的要求做得更好。

平静下的命悬一“线”

钢丝绳，一种高度危险的关键构件。在矿山、石油、港口、钢铁冶金等众多行业的用量非常大，是起重机、电梯、索道及各类大型提升运输设备的“生命线”。

但是令人尴尬的是，在科技高度发展的今天，全球钢丝绳的安全监管却长期处于“重视但缺少技术手段”的尴尬状态。世界各国对钢丝绳的安全检测，仍主要采用“眼睛看、卡尺量”等落后的人工方法。这样导致的结果是安全隐患容易被漏掉、检测成本高、浪费严重。许多看似平静安全的工作场景中，隐藏着随时发作的危险。

同煤集团云冈矿机电工程师杨步忠介绍说，“《国家煤矿安全规程》规定，提升钢丝绳应每日检查一次。检查时主要依靠眼看、手摸、卡尺量。以我们矿为例：每年仅检查副井提升机钢丝绳，设备空运行就消耗19.2万kw·h的电能，多支出电费13.82万元；其次，人工查绳每天要耗时40分钟。”

美国劳工部曾对8000家钢丝绳用户进行了调查，结论是：有10%的在用钢丝绳强度损耗超过15%，处于“危险状态”；另有2%的在用钢丝绳强度损耗超过30%，处于“极度危险状态”。该项调查还表明：有70%被强制更换的钢丝绳“很少或基本上没有强度损耗”，浪费巨大。

两代人“接力”弱磁检测

创造中国人自己的钢丝绳检测技术，源于窦毓棠、窦柏林父子两代人的共同梦想。

窦毓棠生前曾担任国家第一机械工业部矿山机械研究院总工程师，深知钢丝绳无损探伤是一道困扰世界的百年难题。1984年窦毓棠离休后，获国家自然科学基金资助，在之后20年漫长的研究工作中，他默默忍受一次又一次痛苦的失败，艰难探索梦想的顶峰。

功夫不负有心人。他先后发现了空间磁场矢量态势的变化和运动规律，创立了“空间磁场矢量合成”新原理，发现了“弱磁检测”新方法，发明了“窦氏传感器”新技术。

为了将年逾八十的老父亲的梦想付诸实现，让中国创造的最先进的弱磁检测技术用于安全生产领域，2004年，窦柏林从北京回到洛阳创业，并邀请不同技术领域的高级工程师，结合最新的计算机软、硬件技术和数模分析技术，将弱磁检测技术进行深度的市场化开发，研制出适用于不同领域的四个种类共计26个规格型号的铁磁性物质无损探伤设备。

欧美等发达国家研制的强磁探伤设备，虽然也可以检测钢丝绳的部分缺陷，但由于传感器的灵敏度低、分辨能力差、受速度影响、易产生零点漂移等技术缺陷，诞生数十年来很少被用户接受。

TCK.W的弱磁探伤设备，传感器的灵敏度比前者高出7000倍，重量仅为前者的1/4—1/10，不仅能够定量检测钢丝绳断丝、磨损、锈蚀、疲劳等各种损伤，而且可以准确评估钢丝绳的剩余承载能力和使用寿命。新技术被列入国家火炬计划和安全生产科技发展规划，已获得5项发明专利、9项实用新型专利。

中国技术“巡诊”世界

2014年前，窦柏林将自己的产品主要定位于中国的煤炭市场，国内超过80%的矿业集团都购买过他们的产品和服务。52个企事业单位的工程师先后在37个学术期刊上发表应用论文，讨论TCK.W技术为他们实现的巨大价值。

冀中能源峰峰集团的统计数据显示：往年钢丝绳使用量约1240吨，用绳成本约1050万元。实际上每年由于钢丝绳突发的异常情况而导致的临时换绳占有相当大的比重，初步估算约占1/3，采用TCK.W钢丝绳在线自动监测系统后，每年节约用绳成本约200万元。“弱磁传感器技术市场前景巨大，应用范围广泛。对保障安全生产、减少资源浪费、低碳环保经济意义重大，是一个中国创造的好项目。”工信部软件服务业司司长陈伟在考察TCK.W项目后说。

TCK.W检测系统的不断进步，使各国用户产生了浓厚的兴趣。2013年新加坡的花柏山索道，第一次使用TCK.W系统对钢丝绳进行在线自动监测，取得了良好的应用效果。2015年新建成的圣淘沙索道，再次采购TCK.W设备，调试中就检测出瑞士产的新钢丝绳上存在7处损伤，并得到全部验证。“TCK.W是很好的检测系统，为我们索道的安全运行提供了科学保障。”圣淘沙缆车公司总工Johnson说。新加坡用户的示范效应，加速了TCK.W进军欧美索道市场的前进步伐，使中国创造技术，开始走向欧洲的高端索道市场。

2016年10月，瑞士Pizol索道和奥地利Mellau索道安装TCK.W系统，调试中即发现两条索道的钢丝绳均存在多处断丝缺陷。德国TUV 检测实验室专家立即检查、逐一证明了检测结果的正确性。该实验室Auer博士感慨：TCK.W的检测技术极具创新，在欧洲具有非常广阔的市场。

目前全球已有42个国家和地区的2200家用户接受了TCK.W的产品和服务。窦柏林和同事们靠自主创新的核心技术，让中国创造走出了国门。

五十铃4HK1-TC发动机维修资料(第二部分)"传感器"

燃料温度(FT)传感器

燃料温度(FT)传感器安装在供应泵上。它是一个可变电阻。FT传感器测量燃料的温度。发动机控制模块(ECM)为FT传感器信号电路和FT传感器低参考电路提供5伏电压。FT传感器冷态时，传感器电阻高。当空气温度升高时，传感器电阻减小。ECM具有高的传感器电阻，可以在FT传感器信号电路上检测到高电压。具有较低的senso电阻，ECM在FT传感器信号电路上检测较低的电压。ECM使用此值来计算燃油喷射量、喷射定时和EGR控制1. 燃料温度(FT)传感器2. 吸入控制阀(SCV)FT传感器的特性如图和表所示。冷却剂的计算温度可以在技术2中找到单位“C”或“F”。输出电压也可以在技术2中找到。注意!当设置与FT传感器相关的DTC时，n数据显示“C”或“F”将固定为默认值。要诊断此DTC，请观察数据显示中的“电压”。

曲轴位置(CKP)传感器

曲轴位置(CKP)传感器位于飞轮外壳的顶部。一共有56个缺口。除了30度。未切割的部分。此未切割部分用于检测上止点(TDC)。CKP传感器是一种磁线圈式传感器，它根据曲轴转速产生交流信号电压。如果CKP传感器失效。凸轮轴位置(CMP)传感器信号将代替CKP传感器信号备份。.曲轴位置(CKP)传感器2. 传感器

凸轮轴位置(CMP)传感器安装在凸轮轴后部的气缸盖上。CMP传感器共检测5个通孔，4个参考孔平均每90度排列一次。在凸轮轴齿轮法兰表面留有空间和一个参考孔，并向发动机控制模块(ECM)发送信号。接收到这些信号后，ECM确定1号钢瓶压缩上止点(TDC)。如果CMP传感器失效，曲轴位置(CKP)传感器信号将不能代替CMP传感器信号备份。发动机曲柄但不启动1. 凸轮轴齿轮2. 齿轮旋转方向3.凸轮轴位置(CMP)传感器

CKP传感器与CMP传感器的关系如图所示。ECM每2个曲轴旋转(720 deq.CA)检测112个KP传感器脉冲(56 x 2)和5个CMP传感器脉冲。两个感应轮用机械装置互相咬合。因此，每个脉冲之间的关系总是恒定的。根据各个传感器的输入控制适合车辆条件的喷油正时。

车速传感器(VSS)是由传动输出轴旋转的磁铁。VS传感器采用霍尔效应元件。它与旋转磁铁产生的磁场相互作用，输出方波脉冲信号。24伏的工作电源构成“仪表”(15A)保险丝。发动机控制模块(ECM)通过VS传感器计算车速。计算出的信号可以在2号科技车上以“km/h”或“MPH”的速度单位找到。VS传感器的参考波形显示在左侧。

气压传感器

气压(BARO)传感器位于仪表板集群下方，靠近离合器踏板支架。但是，它不是安装到歧管。通过一个支架，BARO传感器是一个传感器，根据周围气压的变化来改变电压。BARO senso在BARO传感器信号电路上为发动机控制模块(ECM)提供一个与压力变化相关的信号。传感器应能探测到低气压下的低信号电压，如高海拔地区。ECM应在高气压下检测高信号电压，如海平面区域。ECM使用这个电压信号校准燃油喷射量和喷射时间以进行高度补偿。BARO传感器的特性显示在图和表中。计算出的气压可以在2号技术区里找到，单位是“kpa”。输出电压也可以在技术2中找到。注意!在数据显示中，当设置与BARO传感器相关的DTC时，“kpa”将固定为默认值。要诊断此DTC，请观察数据显示中的“电压”。

进气压力传感器

升压传感器位于空气感应管中。升压传感器是一种根据空气管内气压的变化来改变电压的传感器。增压压力传感器向发动机控制模块(增压压力传感器信号电路上的ECM)提供一个信号，该信号与歧管内的压力变化有关。传感器应在低升压下检测低信号电压，如发动机负载。ECM应在高升压压力下检测高信号电压，如发动机负载。ECM使用这个值来计算燃油喷射量1. 升压Senson2. 固定板b .修复博/4. 进气管升压传感器的特性如图和表所示。计算出的升压可以通过“kpa”单元在高科2上找到。输出电压也可以在技术2中找到。注意!在数据显示中，“kpa”将被固定为一个默认值，当DTC被设置为与升压传感器相关时。要诊断此DTC，请观察数据显示中的“电压”。

燃油导轨(共轨)

由于采用了共轨式电控燃油喷射系统，燃油轨被用来在供给泵和喷油器之间储存高压燃油。燃料轨上安装有压力传感器和压力限制器。压力传感器检测燃油轨内的燃油压力，并将其信号发送给ECM。根据这个信号，ECM通过供应泵的吸入控制阀控制燃油轨内的燃油压力。当燃料槽内的燃料压力急剧增加时，压力限制器机械地打开阀门以释放压力。7. 燃油轨架2. 燃料拉伊8. 流Dampe4. 压力限制器5. 燃油导轨压力传感器6. 高压燃油进口7. 燃料Tanl8. 喷油器

压力限制阀的操作

如果产生不正常的高压，则限压阀通过打开阀(2)来释放压力。当钢轨压力达到约200MPa (29000psi)时，阀门(2)打开，当ressure压力下降到约50MPa (7250psi)时，阀门(2)关闭。压力限制阀泄漏的燃油通过回油管重新回到燃油库1. 从燃料铁路2. 阀3.阀体4. 气门导管5. 春天6. 住房7. 给回油管加油注意!如果限压阀多次运行，开启压力下降，可能导致燃油系统DTCs堵塞。

流动阻尼器的操作

在燃油导轨出口处安装了流量减振器，以抑制燃油导轨内的燃油压力脉动，当燃油减振器下游出现燃油泄漏时，切断燃油供应。燃料通过活塞的孔板供给给发动机。燃料轨内发生的压力脉动受到回程弹簧(5)的阻力和孔板(2)的通过阻力的阻尼，其中活塞(4)充当阻尼器。同时,前端的活塞(4)关闭一个燃料供应港口切断燃料供应,如果燃料泄漏发生在喷射管或注射器,和燃油压力的下游一侧流阻尼器提供通过一个孔(2)+阻力的复位弹簧(5)与燃料压力不平衡活塞(4)表面前孔(2),活塞(4)将返回时共轨内燃油压力小于1.0 mpa (145 psi)1. 从燃料铁路2. 孔板3. 缝隙4. 活塞5. 回位弹簧6. 住房7. 对喷油器

燃油导轨压力(FRP)传感器

燃油钢轨压力传感器安装在燃油钢轨上，检测燃油钢轨内的燃油压力，将燃油钢轨内的压力转换为电压信号，并将信号发送给发动机控制模块(ECM)。ECM为5伏参考电路上的FRP传感器提供5伏电压。ECM还提供了一个接地的低电路。较高的燃料压力提供较高的FRP传感器电压，而较低的压力提供较低的FRP传感器电压。ECM从电压sianal中计算实际的燃料rai压力(燃料压力)，并将结果用于燃料喷射控制任务。FRP传感器的特性如图和表格所示。输出电压可以在ech 2上找到。注意!技术2中显示的燃油轨压力是差压(实际值-期望值)。该数据显示将固定到o MPa (Opsi)时，DTC设置有关的FRP传感器开路或短路。要诊断此DTC，请观察数据显示中的“电压”

喷油器

采用发动机控制模块(ECM)控制的电控喷油器。与传统的喷油器相比，增加了一个指令活塞电磁阀等。显示喷油器各种特性的二维条形码被激光标记在喷油器本体上，而显示这些特性的数字形式(24个字母数字)的ID代码被激光标记在连接器外壳上。该系统利用二维码信息优化注射量控制。新安装喷油器时，需要在发动机控制模块(ECM)中输入ID代码。为了减少引射器的性能误差。为了提高喷油器的注量修正精度，采用了ID代码，使得喷油器的注量修正点数大幅增加，从而提高了喷油器的注量控制精度。发动机气缸的特性进一步统一，有助于提高燃烧效率，减少废气排放等。1. 喷油器总成2. 燃料进气口3. 燃料再考察1. QR板5. 接线柱6. 螺栓7. 喷射器夹8. 二维码(用于装配的二维条形码)生产使用9. 身份代码(30个字母数字)

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