什麼是OBD?

該詞條為歧義詞條。
1.OBD
英文全稱:OpticalBeamDeflection
中文全稱:光束偏轉

1、基本概念

激光掃描共聚焦顯微鏡成像原理及組成共聚焦的含義就是將聚焦區域以外的成像信息過濾,使其不在最終的成像結果中顯示,首先將光線聚焦於一點或一線,然後對所要觀察的平面進行掃描,聚焦區以外的光線通過檢測探針隔除。激光掃描共聚焦顯微鏡成像原理,激光器發出的激光束經過擴束透鏡和光束整形鏡,變成一束較大的平行光束,長通分色放射鏡使光束偏轉90°,經過物鏡會聚在物鏡的焦點上,樣品中的熒光物質在激光的激發下發射沿各個方向的熒光,一部分熒光經過物鏡,長通分色放射鏡、聚焦透鏡,會聚在聚焦透鏡的焦點處的針孔,由檢測器接受,通過光電倍增管(PMT)采集和放大信號,再經過信號處理,計算機以像點的方式將成像點顯示在屏幕上,由光路中的掃描系統在整樣品上掃描,在顯示器上產生一幅完整圖像,這幅圖像即為焦平面的共焦圖像,隻要載物臺沿著Z軸上下移動,將樣品新的一層移到共焦面上,樣品的這個新層面又成像在顯示器上,隨著Z軸的不段移動,就可得到樣品不同層面連續的光切面像。我們將從激光掃描共聚焦顯微鏡獲得的連續光切圖像比喻為纖維CT,從這些連續的光切圖像可通過三維重組模擬處樣品。
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2、實際應用

OBD

通過采用聚焦極好的千瓦級CO2激光可大大提高焊接的速度。與此有關的對傳統激光加工機動力學方面的高  要求隻有少數激光裝置能滿足。尤其是嚴重彎曲的軌道運動,如小尺寸部件結構的加工更成問題。

即使是動力學最佳的激光機,如以線性運作的二維切割設備在切割10mm直徑的圓結構時也隻能得到約20m/min的軌道速度。曲率半徑較小的軌道結構隻能降低精度或減小速度進行。
  
解決的途徑
    
替代和補充傳統激光加工機普通的卡笛兒式或交鏈式軸系的方法是采用使激光束在工件上移動的光束偏轉系統。用該系統替代常用焊接和切割頭時,操作系統(龍門吊或工業機械手)隻能承擔對部件的基本定位和加工頭的作用,實際操作進量由加工頭中轉動的光束偏轉系統反射鏡來實現。由於該偏振鏡質量輕,這種光束轉動即使在很高的推進速度(600m/min)時也特別精確。

這種光束偏轉系統目前主要用於激光標記或低激光功率(幾百瓦)的焊接。這裡激光束通過透鏡聚焦,由兩個相互垂直、通過電流計掃描器驅動的偏振鏡移動光束聚焦在工件上。偏轉系統的結構和操作原理不僅確定瞭偏轉系統與部件間的距離,還確定瞭最大可達工作范圍。因為焦點在一個環形面上移動,這在原理上決定瞭像差的出現。這與待加工外形的尺寸,即所需激光束的偏轉角有關,可能限制使用范圍。采用平場透鏡可避免這種像差,可在確定的工作場所用恒定光束強度加工平面工件。

由於采用透鏡光學件和掃描反射鏡,商用光束偏轉系統的供應商將可傳輸的激光功率限制在幾百瓦,而對於機械制造中通常的毫米級焊深來說,則需幾幹瓦功率的激光。

高功率激光的光束偏轉系統

夫朗和費材料-射柬技術研究所為此研制一種光束偏轉系統,用於激光功率高至4kW的CO2激光加工時。這有助於將高技術可實現的加工進給速度化為工業應用。

加工系統由具有電流計掃描器的光束偏轉單元和具有拋物面鏡的聚焦系統組成,該拋物面鏡可以通過附加反射鏡完成動態焦點跟蹤。於此產生一種硬件基本塊形成模件式PC卡的控制和特種加工任務的控制程序,該系統還采用光束監控附加部件加以完善。此外,為瞭傳輸高功率激光,對所有光學部件都進行冷卻。

應用實例

替代軸運動系統的一個例子是用一維光束偏轉的小部件激光點焊,這裡激光功率和脈沖序列同時得到控制。自1977年以來工業部門流行的加工中已實現500ms內16個焊接點。於是在一個多站加工臺上可將8個圓形彎曲板條焊成一個環。每年這類焊件數約2000萬。

另一可望成功的應用領域是將螺帽、管腳、管子等焊入組合部件。將直徑為2.5mm的小管焊入孔板。焊接時間約100ms。這裡,需要用傳感器控制確定下一待焊管的位置,以免由於位置公差使整個部件扭曲。

原則上,圖形加工的軌跡,尤其是加工小直徑時,用其他系統也可達到,但采用光束偏轉系統可以幾乎是無限制地實現加工形狀的多樣化。因為對於光束偏轉系統來說,與傳統運動系統的不同在於,在焊縫產生的過程中要保持恒定的進給速度,待加工的幾何尺寸不起重要作用,相反加工頭與部件的精確定位倒是重要的。

3、實驗室示波器

隻要掃描工具正常,它就告訴用戶發動機工作情況,但讀者仍然不能“看到”問題或者因“假信號”發生得太快,掃描工具顯示不出來,或者OBDⅡ系統根本就沒有編程識別這種差異。針對這種情況,使用實驗室示波器非常有效。示波器有臺式,也有手持式。用模擬示波器檢查點火系統的故障已有幾十年歷史瞭,但它與現代實驗室示波器完全是不同的類型。傳統模擬示波器要求所顯示的信號是一個重復的周期信號,而實驗室示波器是對這一信號的實時顯示。因為取樣的頻率高,所以信號的每一重要細節都被顯示出來,這樣高的速度可在發動機運轉時識別出任何可造成故障的信號。如果需要,任何時間都可重看波形,因為這些波形都可存於內存中。  典型的現代實驗室示波器具有雙線或多線功能。即同時可在屏幕上看到兩個或多個單獨的信號。這樣就可觀察一個信號如何影響另一個信號。例如可將氧傳感器電壓信號輸入到通道A,將噴油器脈沖輸入到通道B,然後觀察脈沖是否響應氧傳感器信號的變化。  可將實驗室示波器看成一個高速可視電壓表。能夠看到清晰的信號波形,在圖形上能捕捉到瞬間幹擾、尖峰脈沖、噪聲和所測部件的不正常波形。  值得註意的一點:OBD隻是在排放不達標時報警,但如果油品不合格,安裝OBD就將形同虛設。據瞭解,國內合資汽車廠近年引進中國的一些車型,也會在歐洲同期銷售,它們在生產之初就配備有OBD並達到瞭歐Ⅲ甚至歐IV標準,在國產後減去或關閉OBD的一大原因就是為瞭避免因油品不合格而導致報警,從而帶來不必要的麻煩。

4、OBD引入面臨的問題

OBD的引入,與使用環境、燃油特性、駕駛習慣、車輛狀況等四個主要方面緊密相關。其中任何一個環節的短板,都會影響OBD的擴展和應用。OBD技術的引入,需要以下相關的配套條件相應提高:燃油質量、車輛維修保養技能、相關零部件的一致性、駕駛者水平的提高、OBD技術本身的提高和社會各方面的支持。筆者認為,在一定時間內,我國對OBD技術是一個引進和適應和消化吸收的過程。因為OBD技術,不僅與汽車本身相關,也與燃油和駕駛者等其它的多個環節相關,OBD技術的引入和擴展,是對汽車產業鏈的一個考驗和提高。

5、OBD的發展

OBD技術最早起源於80年代的美國,初期的OBD技術,是通過恰當的技術方式提醒駕駛員發生的失效或是故障。歐盟和日本在2000年以後引入OBD技術,04年之後,汽車發達國傢的OBD技術進行第三個階段。

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歐洲和美國在OBD檢測的項目和限值方面,存在一定差別,具體差別內容不再詳述。美國OBD監控的目的在於成為高排放標準車輛之前發現故障;歐洲OBD監控的目的在於發現高排放車輛。我國導入的OBD技術,將在三個階段以後等效采用歐洲OBD系統的相關規定。  

筆者與汽車技術人員確定,歐III排放標準並不等於OBD,12月1日北京實施的加裝OBD強制政策後,車輛為歐III+OBD的標準。  

OBD需要申報車輛加裝OBD,需要一個系統的申請過程,而且需要企業對加裝OBD的車輛進行多項試驗,向相關部門提供達標的數據(目前3個必檢項目為氧傳感器失效驗證、催化轉化器失效驗證、失火驗證),周期一般為10個月。加裝OBD的車輛,需要重新申請車輛的公告。OBD的研發費用很高,如果實現規模化生產後,單臺分擔的技術成本才會降低。

2.OBD
英文全稱:On-Board Diagnostics
中文全稱:車載自動診斷系統

6、OBD Ⅱ的標準化

OBDⅡ程序的設計要求避免系統之間的混淆,這不僅要求使用標準的16針診斷接口,還要使用特定的編碼及在制造商的文件中對部件的說明,這是為瞭達到以下幾方面的統一和標準化。

通用術語和縮寫詞

例如,為計算機提供曲軸位置和轉速信息的裝置稱為曲軸位置傳感器,縮寫均為“CKP”,計算機統一都稱為“PCM”。

通用數據診斷接口

每車都裝有一標準形狀和尺寸的16針診斷接口,每針的信號分配相同,並位於相同的位置,裝在儀表盤之下,在儀表盤的左邊與汽車中心線右300mm之間的某處。應當註意的是,診斷接口的某些端子,指定為特定的信號如附表所示。而其他端子則可讓制造商使用,或在當前型號的車上尚未使用。

通用診斷測試模式

這些測試模式,對全部OBDⅡ汽車都是通用的,使用OBDⅡ掃描工具就可測試。

通用掃描工具

滿足OBDⅡ要求的掃描工具,必經能訪問和解釋任何車型與排放相關的診斷故障碼,掃描工具有線束可與標準的16針連接器相接。

通用診斷故障碼

在對上海別克、廣州雅閣等轎車進行故障診斷時,自診斷系統都可以顯示標準OBDⅡ故障代碼,如“PO125”、“PO204”,分別代表有轉速信號時發動機5min內沒達到10℃和4號噴油嘴輸出驅動器不正確地響應控制信號。  SAEJ2010規定瞭一個5位標準故障代碼,第1位是字母,後面4位是數字。  首位字母表示設置故障碼的系統。當前分配的字母有4個:“P”代表動力系統,“B”代表車身,“C”代表底盤,“u”代表未定義的系統。  第2位字符是0、1、2或3,意義如下:0——SAE(美國汽車工程師協會)定義的通用故障碼:1——汽車廠傢定義的擴展故障碼;2或3——隨系統字符(P,B,C或U)的不同而不同。動力系統故障碼(P)的2或3由SAE留作將來使用;車身或底盤故障碼的2為廠傢保留,車身或底盤故障碼的3由SAE保留。  第3位字符表示出故障的系統:1——燃油或空氣計量故障;2——燃油或空氣計量故障;3——點火故障或發動機缺火;4——輔助排放控制系統故障;5——汽車或怠速控制系統故障;6——電腦或輸出電路故障。7——變速器控制系統;8——變速器控制系統。  最後兩位字符表示觸發故障碼的條件。不同的傳感器、執行器和電路分配瞭不同區段的數字,區段中較小的數字表示通用故障,即通用故障碼;較大的數字表示擴展碼,提供瞭更具體的信息,如電壓低或高,響應慢,或信號超出范圍。

標準化協議

  要求制造商使用相同的多路通信語言,進行PCM與其傳感器和執行器間的通信,以及診斷工具之間診斷信息的發送與接收。  OBDⅡ標準要求發動機管理系統對每一受監視的電路,根據專門設置的運行條件如暖機周期、驅動周期、OBDⅡ行程、OBDⅡ驅動周期和相似條件等,在監視序列檢測其故障,位置故障代碼,點亮和熄滅故障燈,以及消去故障代碼。在這裡,所謂監視序列是一個運行過程,是一個用來測試規定系統功能或部件的操作。例如計算機可在減速時打開或關閉EGR閥,並監視MAP傳感器,以觀察EGR閥是否在工作;或在巡航時,計算機打開或關閉碳罐凈化,以觀察氧傳感器的信號,這樣就可以同時測試兩個部件。

7、詳細信息

這個系統將從發動機的運行狀況隨時監控汽車是否尾氣超標,一旦超標,會馬上發出警示。當系統出現故障時,故障(MIL)燈或檢查發動機(Check Engine)警告燈亮,同時動力總成控制模塊(PCM)將故障信息存入存儲器,通過一定的程序可以將故障碼從PCM中讀出。根據故障碼的提示,維修人員能迅速準確地確定故障的性質和部位。

8、相關資料

2006年12月1日起,北京已經禁止沒有加裝OBD的車輛禁止在京銷售。  

2008年7月,全國均已實施車輛加裝OBD。  

OBDII汽車診斷座16針接口定義

9、其它地區

我國其它地區暫時還沒有對OBD進行要求。  

【OBD在PON】   OBD(Opticalbranchingdevice)光分路器  有的也叫分光器POS

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