專利名稱：數字化連續(xù)油量檢測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種噴油泵試驗臺，尤其涉及該噴油泵試驗臺中的檢測系統(tǒng)。
背景技術：
柴油與汽油同是石油產品，為柴油機燃料。與汽油相比，柴油不易揮發(fā)，燃點較高， 不易因偶然情況被點燃或發(fā)生爆炸，同時柴油機的能源消耗僅為汽油機的45% 60%，其 二氧化碳的排放量也比汽油機約低30 % 35 %，環(huán)境效益十分顯著。由于柴油具有比汽油 更高的經濟性和更優(yōu)良的動力性能，且使用更為安全穩(wěn)定。因此使用柴油機的大型運載工 具日益增多。全世界柴油耗量的增長速度也大于汽油，目前以柴油為燃料的發(fā)動機已經廣 泛用于大馬力動力機械、大型車輛、鐵路機車、船舶、軍艦等。隨著世界柴油機行業(yè)的飛速發(fā)展，世界環(huán)保組織也在不斷加強防治環(huán)境污染的問 題，而大氣污染中比較嚴重的就是汽車尾氣的排放，所以在柴油發(fā)動機的生產以及使用維 護過程中必須對柴油機的“心臟”一噴油泵做全面的檢測和校準使之正確運轉以達到最佳 性能，最小油耗，減少柴油機的廢氣排放，以期更好地符合歐3或歐4排放要求。噴油泵試驗臺是用來測量、調試和校準柴油機噴油泵在各種規(guī)定狀態(tài)下每個噴油 口噴射的油量參數的檢測系統(tǒng)。噴油泵試驗臺主要應用于柴油機(油泵油咀)生產廠家出 產檢驗和維修調試。由于柴油機生產廠家的生產是批量化的，因此，它要求試驗臺的自動化 程度要高，如噴油量快速數字化測量并依據柴油流量顯示值實時地調整噴油泵各缸油量參 數等(邊測量邊調整)；維修行業(yè)則要求試驗臺應能適應各種噴油泵的調試，具備較齊全的 附件。由圖1可見噴油泵試驗臺主要由六大部分組成控制器、檢測系統(tǒng)、驅動裝置、油 溫控制系統(tǒng)、待測噴油泵和數字顯示六大功能模塊。油溫控制系統(tǒng)一將測試用柴油的進回油溫度控制在規(guī)定值并保持要求的精度；檢測系統(tǒng)一實時檢測柴油機運行狀態(tài)以及操作者的操作量等信息并實時送達控 制器。基本的傳感器有發(fā)動機轉速傳感器、齒桿位移傳感器、噴油提前角傳感器、油門踏板 位置傳感器、進氣壓力傳感器以及各種溫度傳感器等；控制器一它負責處理所有數據、執(zhí)行程序并將運行結果作為控制指令輸出到驅動 裝置；驅動裝置一根據控制器送達的執(zhí)行指令驅動調節(jié)噴油量及噴油定時的相應機構， 從而調節(jié)柴油機噴油泵的運行狀態(tài)，使其在最佳狀態(tài)下運行；數字顯示器一以數字方式顯示所有即時信息。目前國內常用的測量方式是以玻璃量筒計量為主，各噴頭噴射一段固定時間的油 量，用對應的量筒接住，然后根據目測刻度讀出量筒中的總油量，再與標準值比較后對噴油 泵進行調整，特別是在某些測試點下噴油量比較小時，這種方法測量效率十分低下。目前國外柴油量檢測傳感器以BOSCH公司所生產的為的代表，其在產品功能上的 不足之處在于輸出信號單一；測量值無法進行在線修正；對機械部件加工精度要求高；在測量系統(tǒng)要求增加傳感器數量時，要增加相應的流量信號處理硬件，缺乏靈活性。如圖2、圖3所示在圖2中的實線所連部分為機械結構部分，其工作原理如下A:傳感器的液體入口 ；B:液體出口 ；C:齒輪箱，箱內齒輪由特種電機驅動，負責將 液體從A送到B ；D 壓力感應器；P、Q 感應器兩邊的空腔。輸入流量和電機轉速相同時，壓力感應器會處于一唯一確定的位置。如果流量發(fā) 生改變，壓力感應器會給出一個位移引發(fā)光電信號的變化，硬件電路將此變化的光信號做 模擬濾波后，與反映電機轉速的轉速編碼器輸出的信號(經4倍頻)作比較并進行差動放 大，再經電流放大后驅動電機。加快或減慢電機的轉速，帶動油量流動，從而將壓力感應器 推回原先唯一確定的位置。此時的電機轉速即代表了流量的大小。轉速編碼器在單位時間 內輸出的脈沖個數即反映了流量。同時，將實行濾波處理后的光電信號與一固定電平比較， 以輸出一個判定當前流量測量是否有效的信號。將這兩個信號上傳上位機后，經上位機處 理顯示。上述的電路模塊和機械構造已經基本上解決了傳統(tǒng)測量方式的不足，然而在對流 量的感應信息處理和輸出的方式上還是存在一些問題(圖2中虛線框中)。

發(fā)明內容
本發(fā)明需要解決的技術問題是提供了一種數字化連續(xù)油量檢測系統(tǒng)，旨在解決上 述的問題。為了解決上述技術問題，本發(fā)明是通過以下技術方案實現的本發(fā)明包括一個單片機處理系統(tǒng)；所述的單片機處理系統(tǒng)分別與比較放大電路 和編碼器相連；所述的單片機處理系統(tǒng)還與標定數據保存、設置鍵、數/圖顯示以及RS485 驅動電路分別相連。與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是能靈活方便地應用于各種微小流量測量 的場合，特別是裝備在現有的柴油機噴油泵試驗臺系統(tǒng)中，不僅能明顯提高生產效率、經過 本發(fā)明的精準檢測還能有效控制柴油機的油耗進而有助于減低廢氣排放，適應即將到來的 歐3或歐4排放的要求。


圖1是噴油泵試驗臺功能結構示意圖；圖2是現有技術中BOSCH公司所生產的“檢測系統(tǒng)”原理框圖；圖3是圖2中機械結構原理圖；圖4是本發(fā)明模塊圖。
具體實施例方式下面結合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細描述如圖4所示本發(fā)明包括一個單片機處理系統(tǒng)；所述的單片機處理系統(tǒng)分別與比 較放大電路和編碼器相連；所述的單片機處理系統(tǒng)還與標定數據保存、設置鍵、數/圖顯示 以及RS485驅動電路分別相連。本發(fā)明的工作原理是輸入流量和電機轉速相同時，壓力感應器會處于一唯一確定的位置。如果流量發(fā)生改變，壓力感應器會給出一個位移，引發(fā)光電信號的變化，硬件電 路將此變化的光信號做模擬濾波后，與反映電機轉速的轉速編碼器輸出的信號(經4倍頻) 作比較并進行差動放大，再經電流放大后驅動電機。加快或減慢電機的轉速，帶動油量流 動，從而將壓力感應器推回原先唯一確定的位置。此時的電機轉速即代表了流量的大小。轉 速編碼器在單位時間內輸出的脈沖個數即反映了流量。同時，將實行濾波處理后的光電信 號與一固定電平比較，以輸出一個判定當前流量測量是否有效的信號。將這兩個信號上傳 上位機后，經上位機處理顯示。本發(fā)明中的單片機選用PHILIPS的P89LPC932，為8051架構的單片機比傳統(tǒng)的51 單片機速度快6倍，能快速實時地處理從轉速編碼器過來的脈沖信號。與現有技術相比，兩者相同點均采用主動式的流量測量機械結構方式。測量裝置和過程對被測對象無影響?？?測微小流量?；趬毫ζ胶鈾z測原理的機械部分；壓力感應器位置的光電檢測電路；電機的過 溫過流保護電路；電機的轉速采集部分(轉速編碼器)。而兩者區(qū)別是(以下BOSCH的產品以A、本發(fā)明以B表示)輸出信號內容A、采用數字電路以計數方式輸出反應流量的脈沖個數，該信號須經上位機硬件和 軟件處理后方能顯示所測得流量大?。籅、采用單片機輸出標準串口信號可輸出更多的與流量相關的信息(實時流量值、 累計流量值。。。)。在一個流量檢測系統(tǒng)中的多個流量傳感器的應用A、如需要在一個系統(tǒng)中連接數個流量傳感器時，必須要多路硬件信號處理電路才 行；B、由于本發(fā)明所采用的是串口信號輸出，可應用RS485形式，這樣多路傳感器的 輸出信號可簡單并聯，不增加硬件，節(jié)省了上位機串口硬件資源。關于對流量傳感器部件加工方面的要求A、對檢測機械部分的加工要求非常高；B、采用單片機內部數據處理，對機械加工部件誤差做合理的補償后能獲得所需精 度的流量值。關于對流量傳感器的生產和調試A、采用模擬電位器調整精度；B、采用單片機軟件標定的方式調整精度并可外接顯示，通過鍵盤輸入進行軟件修 正測量精度，不受硬件因時間、溫度的變化而發(fā)生電性能變化的影響。關于對流量傳感器的在線修正A、在實際應用中如發(fā)生測量精度變化，傳感器無法在線修正偏差。B、采用單片機串口通信方式進行誤差修正，修正后參數保存在傳感器內，且不受 斷電影響。關于對流量傳感器的抗干擾A、輸出固定電平的脈沖信號，在惡劣電氣環(huán)境中易受干擾影響，影響輸出測量結果的正確性；B、采用RS485平衡差分傳輸(為現有技術)，該結構抗電氣噪聲干擾能力強，還能
兼容原接口。關于特定環(huán)境中的測試結果A、在流量波動較大的場合，只能輸出波動的信號；B、采用單片機可靈活設置測量值的濾波系數和濾波帶寬，使輸出流量值平滑。關于信號輸出形式的多樣性和靈活性A、單一信號輸出，不可改變；B、可根據測試系統(tǒng)改變串口通信的方式，RS232或RS485。亦可根據測試系統(tǒng)的要 求改變通信協(xié)議，以接入基于串口通信的各種信號處理系統(tǒng)?？傊?，本發(fā)明能靈活方便地應用于各種微小流量測量的場合，特別是柴油機噴油 泵試驗臺系統(tǒng)，能明顯提高生產效率并有效節(jié)省硬件成本。
權利要求
1. 一種數字化連續(xù)油量檢測系統(tǒng)，其特征在于包括一個單片機處理系統(tǒng)；所述的單 片機處理系統(tǒng)分別與比較放大電路和編碼器相連；所述的單片機處理系統(tǒng)還與標定數據保 存、設置鍵、數/圖顯示以及RS485驅動電路分別相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數字化連續(xù)油量檢測系統(tǒng)，包括一個單片機處理系統(tǒng)；所述的單片機處理系統(tǒng)分別與比較放大電路和編碼器相連；所述的單片機處理系統(tǒng)還與標定數據保存、設置鍵、數/圖顯示以及RS485驅動電路分別相連；本發(fā)明的有益效果是能靈活方便地應用于各種微小流量測量的場合，特別是裝備在現有的柴油機噴油泵試驗臺系統(tǒng)中，不僅能明顯提高生產效率、經過本發(fā)明的精準檢測還能有效控制柴油機的油耗進而有助于減低廢氣排放，適應即將到來的歐3或歐4排放的要求。
文檔編號G01F1/34GK102128650SQ20101010488
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月20日 優(yōu)先權日2010年1月20日
發(fā)明者嚴躍明, 宗偉強, 張政先, 胡來大, 袁方, 陸宏耀 申請人:上海卓韋控制技術有限公司