专利名称：数字化连续油量检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷油泵试验台，尤其涉及该喷油泵试验台中的检测系统。
背景技术：
柴油与汽油同是石油产品，为柴油机燃料。与汽油相比，柴油不易挥发，燃点较高， 不易因偶然情况被点燃或发生爆炸，同时柴油机的能源消耗仅为汽油机的45% 60%，其 二氧化碳的排放量也比汽油机约低30 % 35 %，环境效益十分显著。由于柴油具有比汽油 更高的经济性和更优良的动力性能，且使用更为安全稳定。因此使用柴油机的大型运载工 具日益增多。全世界柴油耗量的增长速度也大于汽油，目前以柴油为燃料的发动机已经广 泛用于大马力动力机械、大型车辆、铁路机车、船舶、军舰等。随着世界柴油机行业的飞速发展，世界环保组织也在不断加强防治环境污染的问 题，而大气污染中比较严重的就是汽车尾气的排放，所以在柴油发动机的生产以及使用维 护过程中必须对柴油机的“心脏”一喷油泵做全面的检测和校准使之正确运转以达到最佳 性能，最小油耗，减少柴油机的废气排放，以期更好地符合欧3或欧4排放要求。喷油泵试验台是用来测量、调试和校准柴油机喷油泵在各种规定状态下每个喷油 口喷射的油量参数的检测系统。喷油泵试验台主要应用于柴油机(油泵油咀)生产厂家出 产检验和维修调试。由于柴油机生产厂家的生产是批量化的，因此，它要求试验台的自动化 程度要高，如喷油量快速数字化测量并依据柴油流量显示值实时地调整喷油泵各缸油量参 数等(边测量边调整)；维修行业则要求试验台应能适应各种喷油泵的调试，具备较齐全的 附件。由图1可见喷油泵试验台主要由六大部分组成控制器、检测系统、驱动装置、油 温控制系统、待测喷油泵和数字显示六大功能模块。油温控制系统一将测试用柴油的进回油温度控制在规定值并保持要求的精度；检测系统一实时检测柴油机运行状态以及操作者的操作量等信息并实时送达控 制器。基本的传感器有发动机转速传感器、齿杆位移传感器、喷油提前角传感器、油门踏板 位置传感器、进气压力传感器以及各种温度传感器等；控制器一它负责处理所有数据、执行程序并将运行结果作为控制指令输出到驱动 装置；驱动装置一根据控制器送达的执行指令驱动调节喷油量及喷油定时的相应机构， 从而调节柴油机喷油泵的运行状态，使其在最佳状态下运行；数字显示器一以数字方式显示所有即时信息。目前国内常用的测量方式是以玻璃量筒计量为主，各喷头喷射一段固定时间的油 量，用对应的量筒接住，然后根据目测刻度读出量筒中的总油量，再与标准值比较后对喷油 泵进行调整，特别是在某些测试点下喷油量比较小时，这种方法测量效率十分低下。目前国外柴油量检测传感器以BOSCH公司所生产的为的代表，其在产品功能上的 不足之处在于输出信号单一；测量值无法进行在线修正；对机械部件加工精度要求高；在测量系统要求增加传感器数量时，要增加相应的流量信号处理硬件，缺乏灵活性。如图2、图3所示在图2中的实线所连部分为机械结构部分，其工作原理如下A:传感器的液体入口 ；B:液体出口 ；C:齿轮箱，箱内齿轮由特种电机驱动，负责将 液体从A送到B ；D 压力感应器；P、Q 感应器两边的空腔。输入流量和电机转速相同时，压力感应器会处于一唯一确定的位置。如果流量发 生改变，压力感应器会给出一个位移引发光电信号的变化，硬件电路将此变化的光信号做 模拟滤波后，与反映电机转速的转速编码器输出的信号(经4倍频)作比较并进行差动放 大，再经电流放大后驱动电机。加快或减慢电机的转速，带动油量流动，从而将压力感应器 推回原先唯一确定的位置。此时的电机转速即代表了流量的大小。转速编码器在单位时间 内输出的脉冲个数即反映了流量。同时，将实行滤波处理后的光电信号与一固定电平比较， 以输出一个判定当前流量测量是否有效的信号。将这两个信号上传上位机后，经上位机处 理显示。上述的电路模块和机械构造已经基本上解决了传统测量方式的不足，然而在对流 量的感应信息处理和输出的方式上还是存在一些问题(图2中虚线框中)。

发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种数字化连续油量检测系统，旨在解决上 述的问题。为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的本发明包括一个单片机处理系统；所述的单片机处理系统分别与比较放大电路 和编码器相连；所述的单片机处理系统还与标定数据保存、设置键、数/图显示以及RS485 驱动电路分别相连。与现有技术相比，本发明的有益效果是能灵活方便地应用于各种微小流量测量 的场合，特别是装备在现有的柴油机喷油泵试验台系统中，不仅能明显提高生产效率、经过 本发明的精准检测还能有效控制柴油机的油耗进而有助于减低废气排放，适应即将到来的 欧3或欧4排放的要求。


图1是喷油泵试验台功能结构示意图；图2是现有技术中BOSCH公司所生产的“检测系统”原理框图；图3是图2中机械结构原理图；图4是本发明模块图。
具体实施例方式下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细描述如图4所示本发明包括一个单片机处理系统；所述的单片机处理系统分别与比 较放大电路和编码器相连；所述的单片机处理系统还与标定数据保存、设置键、数/图显示 以及RS485驱动电路分别相连。本发明的工作原理是输入流量和电机转速相同时，压力感应器会处于一唯一确定的位置。如果流量发生改变，压力感应器会给出一个位移，引发光电信号的变化，硬件电 路将此变化的光信号做模拟滤波后，与反映电机转速的转速编码器输出的信号(经4倍频) 作比较并进行差动放大，再经电流放大后驱动电机。加快或减慢电机的转速，带动油量流 动，从而将压力感应器推回原先唯一确定的位置。此时的电机转速即代表了流量的大小。转 速编码器在单位时间内输出的脉冲个数即反映了流量。同时，将实行滤波处理后的光电信 号与一固定电平比较，以输出一个判定当前流量测量是否有效的信号。将这两个信号上传 上位机后，经上位机处理显示。本发明中的单片机选用PHILIPS的P89LPC932，为8051架构的单片机比传统的51 单片机速度快6倍，能快速实时地处理从转速编码器过来的脉冲信号。与现有技术相比，两者相同点均采用主动式的流量测量机械结构方式。测量装置和过程对被测对象无影响。可 测微小流量。基于压力平衡检测原理的机械部分；压力感应器位置的光电检测电路；电机的过 温过流保护电路；电机的转速采集部分(转速编码器)。而两者区别是(以下BOSCH的产品以A、本发明以B表示)输出信号内容A、采用数字电路以计数方式输出反应流量的脉冲个数，该信号须经上位机硬件和 软件处理后方能显示所测得流量大小；B、采用单片机输出标准串口信号可输出更多的与流量相关的信息(实时流量值、 累计流量值。。。)。在一个流量检测系统中的多个流量传感器的应用A、如需要在一个系统中连接数个流量传感器时，必须要多路硬件信号处理电路才 行；B、由于本发明所采用的是串口信号输出，可应用RS485形式，这样多路传感器的 输出信号可简单并联，不增加硬件，节省了上位机串口硬件资源。关于对流量传感器部件加工方面的要求A、对检测机械部分的加工要求非常高；B、采用单片机内部数据处理，对机械加工部件误差做合理的补偿后能获得所需精 度的流量值。关于对流量传感器的生产和调试A、采用模拟电位器调整精度；B、采用单片机软件标定的方式调整精度并可外接显示，通过键盘输入进行软件修 正测量精度，不受硬件因时间、温度的变化而发生电性能变化的影响。关于对流量传感器的在线修正A、在实际应用中如发生测量精度变化，传感器无法在线修正偏差。B、采用单片机串口通信方式进行误差修正，修正后参数保存在传感器内，且不受 断电影响。关于对流量传感器的抗干扰A、输出固定电平的脉冲信号，在恶劣电气环境中易受干扰影响，影响输出测量结果的正确性；B、采用RS485平衡差分传输(为现有技术)，该结构抗电气噪声干扰能力强，还能
兼容原接口。关于特定环境中的测试结果A、在流量波动较大的场合，只能输出波动的信号；B、采用单片机可灵活设置测量值的滤波系数和滤波带宽，使输出流量值平滑。关于信号输出形式的多样性和灵活性A、单一信号输出，不可改变；B、可根据测试系统改变串口通信的方式，RS232或RS485。亦可根据测试系统的要 求改变通信协议，以接入基于串口通信的各种信号处理系统。总之，本发明能灵活方便地应用于各种微小流量测量的场合，特别是柴油机喷油 泵试验台系统，能明显提高生产效率并有效节省硬件成本。
权利要求
1. 一种数字化连续油量检测系统，其特征在于包括一个单片机处理系统；所述的单 片机处理系统分别与比较放大电路和编码器相连；所述的单片机处理系统还与标定数据保 存、设置键、数/图显示以及RS485驱动电路分别相连。
全文摘要
本发明涉及一种数字化连续油量检测系统，包括一个单片机处理系统；所述的单片机处理系统分别与比较放大电路和编码器相连；所述的单片机处理系统还与标定数据保存、设置键、数/图显示以及RS485驱动电路分别相连；本发明的有益效果是能灵活方便地应用于各种微小流量测量的场合，特别是装备在现有的柴油机喷油泵试验台系统中，不仅能明显提高生产效率、经过本发明的精准检测还能有效控制柴油机的油耗进而有助于减低废气排放，适应即将到来的欧3或欧4排放的要求。
文档编号G01F1/34GK102128650SQ20101010488
公开日2011年7月20日 申请日期2010年1月20日 优先权日2010年1月20日
发明者严跃明, 宗伟强, 张政先, 胡来大, 袁方, 陆宏耀 申请人:上海卓韦控制技术有限公司