專利名稱：便攜式柴油機(jī)診斷儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種柴油機(jī)診斷儀，尤其涉及一種便攜式柴油機(jī)診斷儀。
背景技術(shù)：
柴油機(jī)是一個(gè)集摩擦學(xué)、熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)以及機(jī)械學(xué)為一體的復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)，基于瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號(hào)診斷與分析的柴油機(jī)故障診斷技術(shù)是目前研究的熱點(diǎn)。對(duì)柴油機(jī)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測和分析處理，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)柴油機(jī)氣缸運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)于昂貴的柴油機(jī)運(yùn)行故障的診斷能便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，防止突發(fā)性事故發(fā)生，從而大大提高運(yùn)行的安全性、可靠性及經(jīng)濟(jì)性?，F(xiàn)有的柴油機(jī)診斷儀成本較高，體積過大，不便于攜帶。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為解決上述問題，提供一種便攜式柴油機(jī)診斷儀，它結(jié)構(gòu)簡單，體積小，能方便準(zhǔn)確的進(jìn)行故障診斷。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種便攜式柴油機(jī)診斷儀，它包括轉(zhuǎn)速傳感器和上止點(diǎn)傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器檢測柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，上止點(diǎn)傳感器檢測柴油機(jī)進(jìn)氣閥的上止點(diǎn)信號(hào)；轉(zhuǎn)速傳感器與第一信號(hào)調(diào)理電路連接，第一信號(hào)調(diào)理電路與AD轉(zhuǎn)換器連接，AD轉(zhuǎn)換器與嵌入式處理器連接；上止點(diǎn)傳感器與第二信號(hào)調(diào)理電路連接，第二信號(hào)調(diào)理電路與嵌入式傳感器連接；同時(shí)嵌入式傳感器還分別與鍵盤電路、液晶顯示模塊和串口通信模塊連接，串口通信模塊與上位機(jī)通f目。所述串口通信模塊為RS232接口。本實(shí)用新型在硬件結(jié)構(gòu)主要有兩個(gè)信號(hào)調(diào)理電路、信號(hào)采集電路和通信接口。兩個(gè)信號(hào)調(diào)理電路主要對(duì)上止點(diǎn)傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器等現(xiàn)場信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、隔離和保護(hù)，將兩傳感器的信號(hào)電平調(diào)整為與AD轉(zhuǎn)換器匹配的信號(hào)電平，同時(shí)保護(hù)系統(tǒng)不受外部干擾信號(hào)的侵襲。開機(jī)時(shí)，嵌入式處理器首先進(jìn)行初始化，規(guī)定采樣頻率、柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速，設(shè)置樣本長度和模擬信號(hào)的放大倍數(shù)。然后查詢采樣起始點(diǎn)信號(hào)，進(jìn)行上止點(diǎn)信號(hào)的判斷。當(dāng)上止電信號(hào)滿足時(shí)開始AD信號(hào)的采集，輸出轉(zhuǎn)換時(shí)鐘信號(hào)，根據(jù)時(shí)鐘頻率來讀取AD轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，從而完成數(shù)據(jù)的采集并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。每次采樣結(jié)束時(shí)，由嵌入式處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，確定采集的數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)。對(duì)于采集到的數(shù)據(jù)采取存取文件的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)的保存。在診斷中，為提高診斷的準(zhǔn)確性，必須在規(guī)定的工況條件下采集瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號(hào)并進(jìn)行故障分析。因此循環(huán)查詢柴油機(jī)工況，并將特定的實(shí)際工況作為故障分析的條件。在工況檢測過程中，儀器顯示平均轉(zhuǎn)速并提示系統(tǒng)處于非診斷狀態(tài)。在診斷工況下，嵌入式處理器首先判斷上止點(diǎn)信號(hào)，讀入相應(yīng)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號(hào)，分別在時(shí)域和頻域進(jìn)行計(jì)算和分析，得出時(shí)域和頻域的特征參數(shù)，然后通過固化在系統(tǒng)中的故障診斷系統(tǒng)模型進(jìn)行綜合診斷，最后進(jìn)行故障定位分析并輸出診斷結(jié)果。[0009]本實(shí)用新型的有益效果是把先進(jìn)的通訊技術(shù)和現(xiàn)行計(jì)算機(jī)技術(shù)，運(yùn)用于柴油機(jī) 的故障診斷，并且實(shí)現(xiàn)了診斷儀的小型化、便攜化。診斷儀能方便、準(zhǔn)確的判斷柴油機(jī)運(yùn)行 過程中的故障，避免重大事故的發(fā)生，避免重大人員與經(jīng)濟(jì)損失。


[0010]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。[0011]其中，1.轉(zhuǎn)速傳感器，2.第一調(diào)理電路，3. AD轉(zhuǎn)換器，4.上止點(diǎn)傳感器，5.第二信 號(hào)調(diào)理電路，6.嵌入式處理器，7.鍵盤電路，8.液晶顯示模塊，9.串口通信模塊。
具體實(shí)施方式
[0012]
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。[0013]圖1中，它包括轉(zhuǎn)速傳感器I和上止點(diǎn)傳感器4，轉(zhuǎn)速傳感器I檢測柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信 號(hào)，上止點(diǎn)傳感器4檢測柴油機(jī)進(jìn)氣閥的上止點(diǎn)信號(hào)；轉(zhuǎn)速傳感器I與第一信號(hào)調(diào)理電路2 連接，第一信號(hào)調(diào)理電路2與AD轉(zhuǎn)換器3連接，AD轉(zhuǎn)換器3與嵌入式處理器6連接；上止 點(diǎn)傳感器4與第二信號(hào)調(diào)理電路5連接，第二信號(hào)調(diào)理電路5與嵌入式傳感器6連接；同時(shí) 嵌入式傳感器6還分別與鍵盤電路7、液晶顯示模塊8和串口通信模塊9連接，串口通信模 塊9與上位機(jī)通信。[0014]嵌入式處理器6采用ETR100E智能模塊，ETR100E是一款基于Intel 386EX的 嵌入式PC模塊，配有Flash、串口、GPIO、ISA總線等板載資源。系統(tǒng)采用了全靜態(tài)設(shè)計(jì)來 降低模塊功耗，全速運(yùn)行的功耗在140mA 165mA,而模塊進(jìn)入Power Down模式時(shí)的待機(jī) 功耗在55mA 85mA,系統(tǒng)可通過板上的定時(shí)中斷從待機(jī)狀態(tài)返回運(yùn)行狀態(tài)。模塊體積小 (94mmX 58mm)功耗低、可疊層,適合嵌入設(shè)計(jì)。同時(shí)，該模塊與廣泛流行的PC/AT體系相兼 容，開發(fā)人員可以受益于熟悉的操作系統(tǒng)、編程語言和開發(fā)工具。能夠大大縮短開發(fā)周期、 減少技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。所以，本儀器選用ETR100E模塊作為主控制器。[0015]AD轉(zhuǎn)換器3采用低功耗串行接口芯片ADS7822。ADS7822是一種可在2. 7 3. 6V 的電源電壓下工作的12位A/D轉(zhuǎn)換器,根據(jù)情況的不同也在2. O 5V的電源電壓下工作， 考慮的儀器地功耗的要求，系統(tǒng)選用3. 3V點(diǎn)源電壓；A/D變換的結(jié)果通過串行口輸出；采樣 速率達(dá)75kHz時(shí)為O. 54mW，采樣速率有串行時(shí)鐘DOUT的大小決定(IOkHz時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換速 度為625Hz，1. 2MHz時(shí)對(duì)應(yīng)為75kHz)。低電壓、微功耗、結(jié)構(gòu)簡單和體積小的特點(diǎn)特別適用 于電池供電和其它需要微功耗的工作系統(tǒng)。[0016]鍵盤電路7主要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場的人機(jī)對(duì)話功能。在安裝調(diào)試狀態(tài)，可以通過鍵盤設(shè)置 上止點(diǎn)傳感器的安裝位置和柴油機(jī)發(fā)火順序及相關(guān)的參數(shù)。也可以用鍵盤輸入經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和 專家知識(shí)。在運(yùn)行狀態(tài)，通過鍵盤控制診斷儀的工作模式，通過顯示屏顯示柴油機(jī)運(yùn)行狀態(tài) 或顯示故障報(bào)警信息。[0017]串口通信模塊9的功能主要是完成狀態(tài)信息和故障信息的傳送，提供標(biāo)準(zhǔn)RS232 接口，可以與上位微機(jī)進(jìn)行主從通信。將采集到的重要數(shù)據(jù)與上位微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，為上 位機(jī)進(jìn)行深層診斷提供數(shù)據(jù)。[0018]以6260ZC型船用增壓四沖程柴油機(jī)為試驗(yàn)對(duì)象，該機(jī)為6缸直列式，缸徑260mm， 活塞行程340mm，額定轉(zhuǎn)速400r/min，額定功率370kw，氣閥正時(shí)(以曲柄轉(zhuǎn)角計(jì))進(jìn)氣閥在上止點(diǎn)前732開，下止點(diǎn)后372關(guān)；排氣閥于下止點(diǎn)前452開，上止點(diǎn)后653關(guān)，進(jìn)、排氣行程為23. 25_。通過對(duì)氣缸供油的變化模擬故障結(jié)果表明，儀器能準(zhǔn)確的判斷柴油機(jī)氣缸的工作是否正常，從而對(duì)柴油機(jī)運(yùn)行中的故障起到報(bào)警的作用。
權(quán)利要求1.一種便攜式柴油機(jī)診斷儀，其特征是，它包括轉(zhuǎn)速傳感器和上止點(diǎn)傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器檢測柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，上止點(diǎn)傳感器檢測柴油機(jī)進(jìn)氣閥的上止點(diǎn)信號(hào)；轉(zhuǎn)速傳感器與第一信號(hào)調(diào)理電路連接，第一信號(hào)調(diào)理電路與AD轉(zhuǎn)換器連接，AD轉(zhuǎn)換器與嵌入式處理器連接；上止點(diǎn)傳感器與第二信號(hào)調(diào)理電路連接，第二信號(hào)調(diào)理電路與嵌入式傳感器連接；同時(shí)嵌入式傳感器還分別與鍵盤電路、液晶顯示模塊和串口通信模塊連接，串口通信模塊與上位機(jī)通信。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式柴油機(jī)診斷儀，其特征是，所述串口通信模塊為RS232接□。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種便攜式柴油機(jī)診斷儀，它結(jié)構(gòu)簡單，體積小，能方便準(zhǔn)確的進(jìn)行故障診斷。它包括轉(zhuǎn)速傳感器和上止點(diǎn)傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器檢測柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，上止點(diǎn)傳感器檢測柴油機(jī)進(jìn)氣閥的上止點(diǎn)信號(hào)；轉(zhuǎn)速傳感器與第一信號(hào)調(diào)理電路連接，第一信號(hào)調(diào)理電路與AD轉(zhuǎn)換器連接，AD轉(zhuǎn)換器與嵌入式處理器連接；上止點(diǎn)傳感器與第二信號(hào)調(diào)理電路連接，第二信號(hào)調(diào)理電路與嵌入式傳感器連接；同時(shí)嵌入式傳感器還分別與鍵盤電路、液晶顯示模塊和串口通信模塊連接，串口通信模塊與上位機(jī)通信。
文檔編號(hào)G01M15/05GK202836977SQ20122053347
公開日2013年3月27日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者薛峰, 薛陽貴 申請人:薛峰