专利名称：椭圆形齿轮流量计的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字流量计以及它所应用的远程管理系统，特别是涉及车辆用椭圆形齿轮流量计和远程的车辆油耗管理系统。
背景技术：
通过与部分物流企业长期沟通，了解企业需求，针对运营企业在车辆管理方面急需解决的问题，本实用新型研发出了一套既能对车辆进行实时监控、又能准确测量车辆耗油量，并及时发现车辆异常现象，对车辆运行状态实时监控，这样一套管理系统填补了传统的车辆管理模式下只能通过里程统计、经验推算等间接手段测算油耗，误差大，漏洞多，对出现司机买卖油料等情况时无法准确的提供有效证据给企业带来巨大损失的空白。
发明内容基于上述现有技术存在的缺陷，本实用新型提出了一种远程油耗管理系统，借助无线数据双向传输和远程GPS定位系统，构建出适用于物流车辆等监测对象的远程油耗管理系统，以及提出了一种椭圆形齿轮流量计，能够精确计算出油耗数据，并适用于本新型的远程油耗管理系统中。为了达到上述目的，本实用新型提出了的一种椭圆形齿轮流量计，该流量计包括上盖板、油耗计量数据采集电路以及电路固定板、齿轮盒和两个椭圆形齿轮，所述第一椭圆形齿轮和所述第二椭圆形齿轮相互啮合，设置于作为计量室的所述齿轮盒的壳体中，两个椭圆形齿轮在被测介质的压差的作用下，产生作用力矩使被测介质转动，所述流量计在整个工作过程中，根据第一椭圆形齿轮所受到的第一压力Pi和第二椭圆形齿轮所受到的第二压力P2的压差大小，交替作为主动轮和从动轮；互相交替地由一个椭圆形齿轮带动另一个椭圆形齿轮转动，将被测介质以半月形容积为单位一次一次地由进口排至齿轮盒出口， 椭圆形齿轮每转一周所排比的被测介质量为半月形容积的4倍，则通过椭圆形齿轮流星计的体积流量Q为Q = 4nv0式中n—椭圆形齿轮的旋转频率；vO——半月形部分的容积；所述油耗计量数据采集电路，该电路包括该电路包括霍尔传感器、信号放大、 滤波、整形电路、AVR单片机、485输出模块及上位机，所述霍尔传感器采集齿轮上转动的磁铁磁力变化作为输出的标准脉冲信号，连接至放大、滤波、整形电路，放大、滤波、整形电路将所述标准脉冲信号处理成标准方波信号，所述放大、滤波、整形电路连接至AVR单片机， 所述标准方波输入在单片机中断采集脉冲数进行累加和数值运算，运算得到的流量数值， 所述AVR单片机连接至485串行输出模块，所述485串行输出模块连接至上位机，利用电磁感应，非接触采集传感器内的磁力变化，记录下脉冲数值，计算瞬时油耗、进油油耗和回油油耗 ο ο所述进油油耗为进油脉冲数乘以相应的系数A1、A2、A3，进油单位时间内的平均速度对应的设定值JVl、JV2作为阈值，高于JVl速度对应系数为Al，低于JVl高于JV2对应系数为A2，低于JV2对应系数为A3。所述回油油耗为回油脉冲数乘以相应的系数B1、B2、B3，回油单位时间内的平均速度对应的设定值HVl、HV2作为阈值，高于HVl速度对应系数为Bi，低于HVl高于HV2对应系数为B2，低于HV2对应系数为B3。所述瞬时油耗为单位时间内进油的油量与回油的油量相减。与现有技术相比，本实用新型为物流车辆以及工程机械等的油耗管理提供完善的解决方案，依靠车辆定位系统、车辆油耗管理系统对车辆进行严密监控，精确计量耗油量， 并能及时发现并警示车辆异常现象，为物流企业车辆管理部门提供有力的数据依据。

图1是本实用新型的椭圆形齿轮流量计结构分解图；图2是本实用新型的椭圆形齿轮流量计侧视图；图3是本实用新型的椭圆形齿轮流量计工作原理图；图4是本实用新型的远程油耗管理系统结构示意图；图5是本实用新型的椭圆形齿轮流量计的数据采集板电路方框图。
具体实施方式
为了进一步了解本发明的技术方案，配合附图说明具体的实施方式如图3所示，为椭圆形齿轮流量计的工作原理图，其工作过程为椭圆形齿轮流量计的测量部分主要由两个相互啮合的椭圆形齿轮4及作为计量室的齿轮盒3所构成，椭圆形齿轮在被测介质的压差Δρ = pl-p2的作用下，产生作用力矩使其转动。在(a)所示位置时，由于Pl > P2，在Pl和P2作为计量室的作用下所产生的合力矩使轮1产生顺时针方向转动，把轮1和齿轮盒3的壳体间的半月形容积内的介质5排至出口，并带动轮2作逆时针方向转动，这时1为主动轮，2为从动轮；在(b)上所示为中间位置，1和2均为主动轮； 而在(c)上所示位置，Pl和P2作用在1轮上的合力矩为零，作用在2轮上的合力矩使2轮作逆时针方向转动，并把已吸入半月形容积内的介质排至出口，这时2为主动轮，1为从动轮，与(a)上所示情况刚好相反.如此往复循环，轮1和轮2互相交替地由一个带动另一个转动，将被测介质以半月形容积为单位一次一次地由进口排至出口.显然，图上(a)、(b)、 (c)所示，仅仅表示椭圆形齿轮转动了 1/4周的情况，而其所排出的被测介质为一个半月形容积。所以，椭圆形齿轮每转一周所排比的被测介质量为半月形容积的4倍，则通过椭圆形齿轮流星计的体积流量Q为Q = 4nv0 (公式)式中η表示椭圆形齿轮的旋转频率(单位转/秒)；νΟ表示半月形部分的容积(单位 贝)(单位)。椭圆形齿轮流量计的油耗计量数据采集部分采用精密的微传感和机电一体化技术，该电路利用电磁感应，非接触采集传感器内的磁力变化，记录下脉冲数值。Vl为进油单位时间内的平均速度对应的设定值是11、12(11、12为阈值，高于JVl速度对应系数为Al，低于JVl高于JV2对应系数为A2，低于JV2对应系数为A3。)V2为回油单位时间内的平均速度对应的设定值是HVl、HV2 (HVl、HV2为阈值，高于 HVl速度对应系数为Bi，低于HVl高于HV2对应系数为B2，低于HV2对应系数为B3。)11、12、浙1、浙2是设置的判断数值^132、43、81、82、83为计算数值，表示一个脉冲数流过的油量，单位L/个脉冲。瞬时油耗的计算，单位时间内进油的油量与回油的油量相减，即瞬时油耗=进油油耗-回油油耗进油油耗=进油脉冲数X相应的系数(A1、A2、A3)回油油耗=回油脉冲数X相应的系数(B1、B2、B3)注瞬时油耗可能为负数，因为短时间内有可能回油速度大于进油速度累计油耗的计算，累计油耗为瞬时油耗的累加值，长期储存，也可人为清空。如图4所示，该系统包括客户端、工程机械油耗管理模块和车辆油耗管理模块；油耗管理信息平台包括服务器(根据系统的架构规模，又可以包括接口服务器，用于管理系统中所用到的各种接口的通讯；应用服务器，用于系统中各种应用程序的执行和管理；以及数据库服务器，用于管理系统中的各种数据库)；还包括防火墙、数据处理分析系统、油耗统计报表系统。其中，客户端通过互联网与油耗管理信息平台透过防火墙进行交互；车辆油耗管理模块和工程机械油耗管理模块通过GPRS与油耗管理信息平台进行交互，其中，椭圆形齿轮流量计设置在车辆油耗管理模块和工程机械油耗管理模块中，以实现油耗的数据采集。作为本系统中的无线数据网络定位GPS、GPRS，其中GPS采用长天HOLUX M-89GPS 模块，M-89是一种根据低耗电Mediatek GPS解决方案设计的超小型25. 4x25. 4x3mm GPS引擎机板。它对于导航应用提供高达-159daii的绝佳灵敏度与快速的第一次定位时间。GPRS 模块采用SIM300C GSM/GPRS模块，SIM300C是小体积即插即用模组中完善的三频GSM/GPRS 解决方案，它采用了 DIP板对板连接器，拥有50mmX33mmX6. 2mm小巧外形的SIM300C几乎可以满足工业运用中的任何空间尺寸需求。车辆监控及油量管理系统系统可采用途中全程实时联网方式，通过GPRS无线数据网络与系统平台实时连接，实时将车辆累计油耗和瞬时油耗数据发送到后台系统，并可通过系统客户端进行查看。上传到中心的油耗数据包括累计油耗和瞬时油耗，既可反映发动机一段时间累计的油耗数据，也可体现某一时刻的瞬时油耗，除了提供油耗管理数据外，还能对发动机工况、司机驾驶技术等方面提供参考。油耗数据在中心系统进行分析整理存档，并可定时查询输出统计报表，油耗数据通过油耗管理客户端进行展示。如图5所示，为本新型的油耗计量数据采集电路方框图，该电路包括霍尔传感器、 信号放大、滤波、整形电路、AVR单片机、485输出模块及上位机，所述霍尔传感器采集齿轮上转动的磁铁磁力变化作为输出的标准脉冲信号，连接至放大、滤波、整形电路，放大、滤波、整形电路将所述标准脉冲信号处理成标准方波信号，所述放大、滤波、整形电路连接至 AVR单片机，所述标准方波输入在单片机中断采集脉冲数进行累加和数值运算，运算得到的流量数值，所述AVR单片机连接至485串行输出模块，所述485串行输出模块连接至上位机。
权利要求1.一种椭圆形齿轮流量计，其特征在于，该流量计包括上盖板、油耗计量数据采集电路以及电路固定板、齿轮盒和两个椭圆形齿轮，所述第一椭圆形齿轮和所述第二椭圆形齿轮相互啮合，设置于作为计量室的所述齿轮盒的壳体中，两个椭圆形齿轮在被测介质的压差的作用下，产生作用力矩使被测介质转动，所述流量计在整个工作过程中，根据第一椭圆形齿轮所受到的第一压力Pl和第二椭圆形齿轮所受到的第二压力P2的压差大小，交替作为主动轮和从动轮；互相交替地由一个椭圆形齿轮带动另一个椭圆形齿轮转动，将被测介质以半月形容积为单位一次一次地由进口排至齿轮盒出口，椭圆形齿轮每转一周所排比的被测介质量为半月形容积的4倍，则通过椭圆形齿轮流星计的体积流量Q为Q = 4nv0式中n——椭圆形齿轮的旋转频率；vO——半月形部分的容积；所述油耗计量数据采集电路，该电路包括霍尔传感器、信号放大、滤波、整形电路、AVR 单片机、485输出模块及上位机，所述霍尔传感器采集齿轮上转动的磁铁磁力变化作为输出的标准脉冲信号，连接至放大、滤波、整形电路，放大、滤波、整形电路将所述标准脉冲信号处理成标准方波信号，所述放大、滤波、整形电路连接至AVR单片机，所述标准方波输入在单片机中断采集脉冲数进行累加和数值运算，运算得到的流量数值，所述AVR单片机连接至485串行输出模块，所述485串行输出模块连接至上位机，利用电磁感应，非接触采集传感器内的磁力变化，记录下脉冲数值，计算瞬时油耗、进油油耗和回油油耗。
2.如权利要求1所述的椭圆形齿轮流量计，其特征在于，所述进油油耗为进油脉冲数乘以相应的系数Al、A2、A3，进油单位时间内的平均速度对应的设定值JV1、JV2作为阈值， 高于JVl速度对应系数为Al，低于JVl高于JV2对应系数为A2，低于JV2对应系数为A3。
3 如权利要求1所述的椭圆形齿轮流量计，其特征在于，所述回油油耗为回油脉冲数乘以相应的系数Bi、B2、B3,回油单位时间内的平均速度对应的设定值HVl、HV2作为阈值， 高于HVl速度对应系数为Bi，低于HVl高于HV2对应系数为B2，低于HV2对应系数为B3。
4.如权利要求1所述的椭圆形齿轮流量计，其特征在于，所述瞬时油耗为单位时间内进油的油量与回油的油量相减。
专利摘要本实用新型属于远程数字管理领域，公开了一种椭圆形齿轮流量计，该流量计包括上盖板、油耗计量数据采集电路以及电路固定板、齿轮盒和两个椭圆形齿轮，所述第一椭圆形齿轮和所述第二椭圆形齿轮相互啮合，设置于作为计量室的所述齿轮盒的壳体中，椭圆形齿轮流量计设置在车辆油耗管理模块和工程机械油耗管理模块中，填补了传统的车辆管理模式下只能通过里程统计、经验推算等间接手段测算油耗，误差大、漏洞多的空白，并一体化地实现了车载油耗的远程测量，该平台支持可显示、监测结果可预报、远程可监控/定位的积极效果。
文档编号G01F15/06GK202188872SQ20112003738
公开日2012年4月11日 申请日期2011年2月12日 优先权日2011年2月12日
发明者刘河津, 赵雪涛 申请人:天津瀚旺数据系统集成有限公司