專利名稱：濾清器壽命指示器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種汽車零部件，特別涉及一種濾清器壽命指示器。
背景技術：
柴油濾清器是一端進油一端出油，當柴油經過濾清器后，由于過濾介質的存在，出 油口的壓力要低于進口的壓力，這就形成了壓差。隨著發(fā)動機的運行，柴油中的雜質堵塞過 濾介質，壓差會逐漸增大，當壓差增大到一定值時，濾清器就不能滿足高壓共軌燃油系統(tǒng)對 濾清器的要求，就需要更換新的濾清器。 目前，對柴油濾清器的使用壽命沒有明確的判斷?，F行的習慣是定義濾清器的使 用公里數或使用時間，駕駛員無法根據實際的使用條件，給濾清器的使用狀況給出準確的 評價。以一套重型柴油車為例，一套濾清器的價格在1000元，如果駕駛員按原習慣，在1個 月的時間更換一次柴油濾清器，每年換10次左右，就需要1萬元。在柴油品質保證滿足國 III柴油發(fā)動機使用的條件下，濾清器在1個月半，甚至2個月時仍能滿足燃油系統(tǒng)的要求， 按舊習慣更換濾清器就造成了國III柴油車使用成本的增高。但在某些地區(qū)，柴油品質沒 有達標，顆粒雜質較多，很快濾清器就不能滿足燃油系統(tǒng)的要求，如果更換不及時，就會損 壞昂貴的高壓共軌系統(tǒng)。 出現濾清器的浪費或燃油系統(tǒng)的損壞都是因為現有的濾清器沒有提供更換濾清 器的合理依據。為了避免濾清器的浪費和燃油系統(tǒng)的損壞，需要一種濾清器壽命指示裝置 給濾清器的更換提供準確的依據，以發(fā)揮柴油濾清器最大使用價值，合理地保養(yǎng)發(fā)動機，降 低使用成本。
發(fā)明內容
本發(fā)明目的是提供一種濾清器壽命指示器，其能指示濾清器的壽命，給濾清器提
供準確的更換依據，達到發(fā)揮濾清器最大使用價值，合理地保養(yǎng)發(fā)動機，降低使用成本。 本發(fā)明的技術方案是一種濾清器壽命指示器，包括具有活動腔及檢測腔的殼體，
殼體的活動腔內密封地設置有密封膜片，密封膜片將活動腔分隔成高壓腔體及低壓腔體兩
部分，高壓腔體具有一個用于與濾清器的高壓端連接的高壓接口 ，低壓腔體具有一個用于
與濾清器的低壓端連接的低壓接口 ，所述密封膜片上固設有一端伸入檢測腔的推桿，上述
高壓腔體、低壓腔體及檢測腔均布置于推桿的軸線位置上，密封膜片上還設有具有復位作
用的彈性件，濾清器壽命指示器還包括一壽命檢測裝置，壽命檢測裝置在檢測腔內設置有
推桿位置傳感器，壽命檢測裝置可通過推桿位置傳感器感應推桿的位移計算濾清器兩端的
壓力差并推算濾清器的壽命。 所述密封膜片位于高壓腔體的一側固設有第一膜片支架，位于低壓腔體的一側固 設有第二膜片支架，所述推桿)固設在第二膜片支架上，所述彈性件包括第一彈簧和第二 彈簧，第一彈簧設置在第一膜片支架與高壓腔體的側壁之間，第二彈簧套設在低壓腔體內 的推桿上。
所述壽命檢測裝置還包括電壓為24V或12V的蓄電池電源、5V穩(wěn)壓電路、信號調理 電路、MCU及壽命信號顯示電路/壽命信號傳送電路，其中蓄電池電源的電壓經5V穩(wěn)壓電路 降至5V給傳感器、信號調理電路、MCU、壽命信號顯示電路/壽命信號傳送電路供電，推桿位 置傳感器將推桿位置的變化變換為電信號，信號調理電路對采集到的電信號進行整形濾波 并送至MCU的輸入端口 ，MCU根據輸入信號計算差壓，并根據差壓的大小推算出當前濾清器 的剩余壽命，再將壽命信號輸出到壽命信號顯示電路/壽命信號傳送電路。當MCU的輸出 端口連接壽命信號顯示電路時，壽命信號顯示電路通過發(fā)光二極管或數碼管等顯示器件顯 示濾清器壽命；當MCU的輸出端口連接壽命信號變送電路時，壽命信號變送電路通過電纜/ 總線將壽命信號送至儀表/其他需要用到該信號的單元。 所述MCU上可設置一個用于清除MCU中記錄的最大差壓值的復位按鍵。復位按 鍵是為更換濾清器而設計的，因為差壓傳感器記錄的是濾清器使用過長中出現的最大差壓 值，更換濾清器后差壓值會變小。所以當換上新的濾清器后要重新記錄，這時就要按一下 "復位按鍵"，告知差壓傳感器已經更換了新的濾清器，否則顯示的始終是更換以前的最大 差壓值。該復位按鍵并不是一定需要的，也可以通過濾清器的差壓值和當前濾清器的工作 狀態(tài)來判斷是否更換了新的濾清器。判斷工作狀態(tài)時可從其他控制單元獲取濾清器當前的 工作狀態(tài)，否則無法區(qū)分是因為更換濾清器導致壓差變小還是濾清器停止工作導致的壓差 變小。 本發(fā)明優(yōu)點是 1.本發(fā)明能實時顯示濾清器當前的狀態(tài)和剩余壽命，需要更換時及時提醒用戶更 換濾清器。 2.本發(fā)明實用性好，可以根據不用的濾清器調整不同參數，以適應各種不同規(guī)格 的燃油濾清器。 3.本發(fā)明結構簡單，易于安裝，可以直接安裝在現有的濾清器上。
4.本發(fā)明體積小，布置靈活，成本低，易于推廣。 5.本發(fā)明能記憶濾清器在使用過程中出現的最大壓力差，具有停機后仍然可以觀 察壽命的功能。
下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述 圖1為本發(fā)明的結構示意圖； 圖2為圖1中壽命檢測裝置的電路框圖。
其中1殼體；11活動腔；lla高壓腔體；llb低壓腔體；12檢測腔；13高壓接口 ；
14低壓接口 ； 2密封膜片； 3推桿； 4第二彈簧； 5第一彈簧； 6壽命檢測裝置；61推桿位置傳感器；62蓄電池電源；635V穩(wěn)壓電路；64信號調理 電路；65MCU ;66壽命信號顯示電路/壽命信號傳送電路；67復位按鍵；
7第一膜片支架；
8第二膜片支架。
具體實施例方式
實施例如圖1及圖2所示，一種濾清器壽命指示器，包括具有活動腔11及檢測腔 12的殼體l，殼體1的活動腔11內密封地設置有密封膜片2，密封膜片2將活動腔11分隔 成高壓腔體lla及低壓腔體lib兩部分，高壓腔體lla具有一個用于與濾清器的高壓端連 接的高壓接口 13，低壓腔體llb具有一個用于與濾清器的低壓端連接的低壓接口 14，所述 密封膜片2上固設有一端伸入檢測腔12的推桿3，上述高壓腔體11a、低壓腔體lib及檢測 腔12均布置于推桿3的軸線位置上，密封膜片2上還設有具有復位作用的彈性件。所述密 封膜片2位于高壓腔體lla的一側固設有第一膜片支架7，位于低壓腔體lib的一側固設有 第二膜片支架8，所述推桿3固設在第二膜片支架8上，所述彈性件包括第一彈簧5和第二 彈簧4，第一彈簧5設置在第一膜片支架7與高壓腔體lla的側壁之間，第二彈簧4套設在 低壓腔體llb內的推桿3上。濾清器壽命指示器還包括一壽命檢測裝置6，壽命檢測裝置6 在檢測腔12內設置有推桿位置傳感器61，壽命檢測裝置6可通過推桿位置傳感器61感應 推桿3的位移計算濾清器兩端的壓力差并推算濾清器的壽命。 其中，殼體l的外形尺寸和高壓腔體lla、低壓腔體llb大小要根據實際應用設計， 第一彈簧5、第二彈簧4的剛度要根據報警壓差和要求的推桿行程計算。
使用時，分別將殼體1上的高壓接口 13及低壓接口 14接入濾清器的高壓端和低 壓端，在差壓的作用下，推桿3克服彈簧4、5阻力向低壓端運動。由胡克定律可知，推桿3 的位移L與高壓腔體lla、低壓腔體llb的壓力差AP成正比，即L二K * AP。比例系數K 二S/(kl+k2)，其中kl， k2為第一彈簧5、第二彈簧4的剛度，S為活動腔ll斷面積。這樣 就將壓力差線性地轉換成了推桿3的位移。合理的設計活動腔11斷面積和第一彈簧5、第 二彈簧4的剛度，就可以將推桿位移控制在合理的范圍內，供壽命檢測裝置6檢測。
所述壽命檢測裝置6還包括電壓為24V或12V的蓄電池電源62、5V穩(wěn)壓電路63、 信號調理電路64、MCU 65及壽命信號顯示電路/壽命信號傳送電路66，其中蓄電池電源62 的24V或12V電壓經5V穩(wěn)壓電路63降至5V給推桿位置傳感器61、信號調理電路64、 MCU 65、壽命信號顯示電路/壽命信號傳送電路66供電，推桿位置傳感器61將推桿3位置的變 化變換為電信號，信號調理電路64對采集到的電信號進行整形濾波并送至MCU 65的輸入 端口 ，MCU 65根據輸入信號計算差壓，并根據差壓的大小推算出當前濾清器的剩余壽命，再 將壽命信號輸出到壽命信號顯示電路/壽命信號傳送電路66。其中，所述MCU 65上可設置 一個用于清除MCU 65中記錄的最大差壓值的復位按鍵。
以下為各部件構成
—、5V穩(wěn)壓電路63 5V穩(wěn)壓電路63可以是5V線性穩(wěn)壓器，也可以是開關穩(wěn)壓電源等。主要作用是將 蓄電池電源62的24V或12V電壓降至穩(wěn)定的5V給其他電路供電。
二、推桿位置傳感器61 推桿位置傳感器61是將推桿3的位置信號，也就是差壓信號變換成電信號的重要 部件。推桿位置傳感器61可以由輸出開關信號的行程開關、干簧管、霍爾接近開關等組成，也可以由滑線電阻器、線性霍爾傳感器等能感應連續(xù)位置變化的傳感器組成。如果采用開 關信號傳感器檢測推桿位置變化，該差壓傳感器只能提醒用戶是否該更換濾清器，無法計 算濾清器的剩余壽命。如果采用線性位置傳感器不僅可以提醒用戶是否應該更換濾清器， 還可以知道濾清器的剩余壽命。也可以采用兩個或多個輸出開關信號的傳感器感應不同狀 態(tài)，這樣不僅能給用戶更換提醒還可以給出警告或更多信息。
三、信號調理電路64 信號調理電路64將來自推桿位置傳感器61的信號進行濾波整形，以符合MCU 65
的輸入要求。 四、MCU 65 將差壓信號進行采集和變換，濾清器在使用過程中會因為發(fā)動機工況突變或整車 的行駛狀況的變化導致差壓信號異常波動，MCU 65要通過濾波器件，去除這些突變的差壓 信號，因為這個突變信號不能作為判斷濾清器壽命的依據。濾波器件的控制單元內有濾波 程序，當由于劇烈震動等原因造成差壓達到誤報警狀態(tài)時，濾波元件和濾波程序會將該錯 誤信號去除，不發(fā)出報警信號。 MCU 65要根據合適的時間段內差壓的平均值來推算出濾清器的壽命。 MCU 65還要將使用過程中平均壓力差的最大值記憶下來，以便在濾清器停止工作
時給與壽命指示。 五、壽命信號顯示電路/壽命信號變送電路66 該部分可以是壽命信號顯示電路，也可以是壽命信號變送電路。 如果采用壽命顯示電路，壽命信號顯示電路通過發(fā)光二極管或數碼管等顯示器件
顯示濾清器壽命； 如果采用變送電路，壽命信號變送電路通過電纜/總線將壽命信號送至儀表/其
他需要用到該信號的單元。 六、復位按鍵67 復位按鍵67是為更換濾清器而設計的，因為壽命檢測裝置6記錄的是濾清器使用 過長中出現的最大差壓值，更換濾清器后差壓值會變小。所以當換上新的濾清器后要重新 記錄，這時就要按一下復位按鍵67，告知傳感器已經更換了新的濾清器，否則顯示的始終是 更換以前的最大差壓值。該復位按鍵67并不是一定需要的，也可以通過濾清器的差壓值和 當前濾清器的工作狀態(tài)來判斷是否更換了新的濾清器。判斷工作狀態(tài)時可從其他控制單元 獲取濾清器當前的工作狀態(tài)，否則無法區(qū)分是因為更換濾清器導致壓差變小還是濾清器停 止工作導致的壓差變小。 本發(fā)明能實時顯示濾清器當前的狀態(tài)和剩余壽命，需要更換時及時提醒用戶更換 濾清器；本發(fā)明實用性好，可以根據不用的濾清器調整不同參數，以適應各種不同規(guī)格的燃 油濾清器；本發(fā)明結構簡單，易于安裝，可以直接安裝在現有的濾清器上。
權利要求
一種濾清器壽命指示器，其特征在于包括具有活動腔(1)及檢測腔(12)的殼體(1)，活動腔(11)內密封地設置有密封膜片(2)，密封膜片(2)將活動腔(11)分隔成高壓腔體(11a)及低壓腔體(11b)兩部分，高壓腔體(11a)具有一個用于與濾清器的高壓端連接的高壓接口(12)，低壓腔體(11b)具有一個用于與濾清器的低壓端連接的低壓接口(13)，所述密封膜片(2)上固設有一端伸入檢測腔(12)的推桿(3)，上述高壓腔體(11a)、低壓腔體(11b)及檢測腔(12)均布置于推桿(3)的軸線位置上，密封膜片(2)上還設有具有復位作用的彈性件，濾清器壽命指示器還包括一壽命檢測裝置(6)，壽命檢測裝置(6)在檢測腔(12)內設置有推桿位置傳感器(61)，壽命檢測裝置(6)可通過推桿位置傳感器(61)感應推桿(3)的位移計算濾清器兩端的壓力差并推算濾清器的壽命。
2. 按照權利要求1所述的濾清器壽命指示器，其特征在于所述壽命檢測裝置(6)還 包括蓄電池電源(62) 、5V穩(wěn)壓電路(63)、信號調理電路(64) 、MCU(65)及壽命信號顯示電路 /壽命信號傳送電路(66)，其中蓄電池電源(62)的電壓經5V穩(wěn)壓電路(63)降至5V給推 桿位置傳感器(61)、信號調理電路(64) 、 MCU(65)、壽命信號顯示電路/壽命信號傳送電路 (66)供電，推桿位置傳感器(61)將推桿(3)位置的變化變換為電信號，信號調理電路(64) 對采集到的電信號進行整形濾波并送至MCU(65)的輸入端口， MCU(65)根據輸入信號計算 差壓，并根據差壓的大小推算出當前濾清器的剩余壽命，再將壽命信號輸出到壽命信號顯 示電路/壽命信號傳送電路(66)。
3. 按照權利要求2所述的濾清器壽命指示器，其特征在于當MCU(65)的輸出端口連 接壽命信號顯示電路時，壽命信號顯示電路通過發(fā)光二極管或數碼管等顯示器件顯示濾清 器壽命。
4. 按照權利要求2所述的濾清器壽命指示器，其特征在于當MCU(65)的輸出端口連 接壽命信號變送電路時，壽命信號變送電路通過電纜/總線將壽命信號送至儀表/其他需 要用到該信號的單元。
5. 按照權利要求2所述的濾清器壽命指示器，其特征在于所述蓄電池電源(62)電壓 為24V。
6. 按照權利要求2所述的濾清器壽命指示器，其特征在于所述蓄電池電源(62)電壓 為12V。
7. 按照權利要求2所述的濾清器壽命指示器，其特征在于所述MCU(65)上可設置一 個用于清除MCU(65)中記錄的最大差壓值的復位按鍵(67)。
8. 按照權利要求l所述的濾清器壽命指示器，其特征在于所述密封膜片(2)位于高 壓腔體(lla)的一側固設有第一膜片支架(7)，位于低壓腔體(lib)的一側固設有第二膜片 支架(8)，所述推桿(3)固設在第二膜片支架(8)上，所述彈性件包括第一彈簧(5)和第二 彈簧(4)，第一彈簧(5)設置在第一膜片支架(7)與高壓腔體(lla)的側壁之間，第二彈簧 (4)套設在低壓腔體(lib)內的推桿(3)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種濾清器壽命指示器，包括具有活動腔及檢測腔的殼體，活動腔內的密封膜片將活動腔分隔成高壓腔體及低壓腔體兩部分，高壓腔體具有一高壓接口，低壓腔體具有一低壓接口，所述密封膜片上固設有一端伸入檢測腔的推桿，上述高壓腔體、低壓腔體及檢測腔均布置于推桿的軸線位置上，密封膜片上還設有具有復位作用的彈性件，濾清器壽命指示器還包括一壽命檢測裝置，壽命檢測裝置在檢測腔內設置有推桿位置傳感器，壽命檢測裝置可通過推桿位置傳感器感應推桿的位移計算濾清器兩端的壓力差并推算濾清器的壽命；本發(fā)明能實時顯示濾清器當前的狀態(tài)和剩余壽命，需要更換時及時提醒用戶更換濾清器。
文檔編號F02M37/22GK101699055SQ20091025000
公開日2010年4月28日 申請日期2009年12月1日 優(yōu)先權日2009年12月1日
發(fā)明者柯超, 王玉, 陳衛(wèi) 申請人:蘇州工業(yè)園區(qū)達菲特過濾技術有限公司