专利名称：柴油机转速分挡计时仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种记录柴油机特别是船用柴油机在不同转速下运行时间的仪器。
柴油机的特性曲线反映了这样一个事实，即船舶主机的耗油量与其转速基本上成递增关系，因此只有将主机处于不同档次转速下的运行时间进行累计，管理部门才能合理科学地分配油耗指标以便节能管理，上海内河航运局1984年研制的《船用燃油积时流量计》，江苏南通轮船公司研制的《DY100－Ⅲ型油耗仪》，上海港务科学所研制的《YHY－82J型油耗测量仪》等国内现有的有关测量转速，油耗的仪表均未划分转速档次，更没有不同转速下的时间累计功能，这便不能满足如上所述管理部门提出的分档计时要求，而且上述仪表均由普通半导体器件构成，元件多，精度低，功耗大，可靠性抗干扰能力不理想。
本实用新型的目的在于利用微机技术或确切地说利用单片机，构成一种能够准确自动记录船用柴油机在不同转速下运行时间的仪表、从而为管理部门制定能耗指标提供科学依据。
图1介绍了实现上述目的所采用的一种电路构成。实际上，它就是一个以Intel公司单片微处理机芯片8031(1)为核心而构成的一个简单微机系统。其中8031的P0和P1口用来扩展外存EPROM(2)，利用P3口的两根线P3.0，P3.1的串行I／O口功能与P1口的P1.0、P1.1、P1.2的三个口以及3／8译码器(4)，串、并行数据转换器(5)等构成动态数字显示单元。P1口的3、4、5三个口分别驱动红、黄、绿三只LED管以作转速档次显示之用；P1.6用来接受外接清零指令按键(7)之清零信号；利用P3.2口外部中断O功能，接收人为读数指令以满足操作者随机查寻各档运转时间之要求，P3.3用来接收经过分频器(6)送来的转速传感器脉冲信号，该传感器是一种霍尔元件，装于柴油机油泵轴(12)上的胶木转盘(11)随柴油机一起转动，其上安装的小磁钢(13)每靠近霍尔元件(14)一次便将其触发一次产生一脉冲信号，该信号的频率便反应了柴油机的转速，经长线驱动器75452将其传送至分频器(6)，在这里整理变换后即送入8031的P3.3口，该信号波形参见图3(21)。利用单片机定时／计数器口的定时，计数功能即可测定(21)之脉宽参见图3中的(22)，从而达到测量转速之目的，利用单片机的记忆功能即可记录柴油机不同转速下的工作时间。
本实用新型以单片机为核心而构成，可记录不同转速下运行时间，结构简单，调试安装，使用都很方便，适于船舶主机转速或其它转速分档测量监示场合使用。
及实施问题介绍图1为本实用新型电原理图。图中(1)为Intel公司的8031单片机芯片，(2)为EPROM存贮器，(3)为数据缓冲寄存器，(4)为3／8译码器，(5)为串／并转换器，(6)为分频器，这里是一个二分频器。在该原理图所提供的实施例中，(2)采用2716EPROM存贮器，(3)采用74LS373，(4)采用74LS138，(5)采用74LS164，(6)采用一个JK触发器7476，(7)为清零键，(8)为查寻键。
图2为传感器工作原理图。图中(11)为柴油机胶木转盘，(12)为柴油机油泵轴，(13)为小磁钢，(14)为霍尔元件。
图3为信号波形图。图中(20)为来自传感器的信号波形，它反应了柴油机转速状况，(21)为经过分频器(6)变换后的上述信号，(22)为单片机定时器计时脉冲，它以2μS的脉冲周期记录波形(21)的高电平脉宽，从而得到精确的柴油机瞬时转速。
考虑到目前大多数内河船舶均采用四冲程柴油机，其额定转速一船不超过1500～1800转／分，为了即达到精确的检测结果同时又保证足够快的采样速度，在实施例中我们采用了利用单片机时钟来计量柴油机每两转所需时间的方法测转速，这样可测得柴油机在完成一个完整循环所需的时间，保证了每次采样的精度，这里是利用8031的定时／计数器功能实现上述要求的，定时／计数器T1测量P3.3口高电平脉宽程序如下MOV TMOD，＃90H将T1设置为工作方式1门检MOV THI，＃OOHMOV THI，＃OOH T1初始化，全清OLOOP1JB P3.3 LOOP1LOOP2JNB P3.3 LOOP2等待1个完整的脉冲至脉冲前沿到达SETB TR1启动T1LOOP3JB P3.3 LOOP3等待脉冲终了CLR TRI 停T1
该程序运行之后，TH1、TL1中便存入了该脉冲的高电平宽度，它是由16位二进制代码表示的，当主时钟采用6MHZ时，采样时间≤0.2S；由于在6MHZ时钟下，16位定时器最大时限为131.072mS，因此若将另一个定时／计数器TO设为125mS定时，并在TO中断服务子程序中设置一计数器，使得TO在中断8次(125ms×8＝1000ms)后，方在当前转速相应的计时寄存器中加1，因此本实施例提供的最小时间单位为1S。略加变换，本实用新型还可带打印机以记录运行数据，也可扩展为多回路转速监控系统。
权利要求1.一种柴油机转速分挡计时仪，包括霍尔转速传感器，转速信号处理器，其特征在于转速信号处理器主要是由一种自身带有时控门，时基脉冲发生器，计数器，运算器，比较判别器以及各种接口电路的单片机(1)构成；转速传感器(14)经分频器(6)与该单片机芯片(1)的一输入口相连；(1)的两个串行I/O口、三个输出口与3/8译码器(4)，串、并行数据转换器(5)等组成动态数字显示单元；该芯片其余接口至少有三个分别与红、黄、绿三只LED管相连以分档指示转速，一个与清零指令按键(7)相连以接受外接清零信号，一个与查寻键(8)相连以满足操作者随机查寻转速之需要。
专利摘要一种柴油机转速分挡计时仪，以单片微机为核心而构成，可准确自动记录船用柴油机在不同转速下的运行时间，结构简单，安装、调试、使用都很方便，适于船舶转速或其它转速分挡测量监示场合使用。
文档编号F02B1/12GK2050883SQ89213579
公开日1990年1月10日 申请日期1989年6月30日 优先权日1989年6月30日
发明者俞建林 申请人:长江航道局规划设计研究所