专利名称：一种汽车发动机故障智能听诊仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种设备故障诊断装置，尤其涉及一种用于汽车的基于音频声波分析的发动机故障诊断装置。
背景技术：
发动机作为汽车的核心部件，对其故障的诊断在汽车故障诊断中也就显得尤为重要。在汽车发动机故障诊断中，汽车维修经验丰富的维修技师通过检听汽车发动机在不同转速下的声音便可判断发动机的好坏，以及汽车发动机的故障原因和所在范围。这种通过汽车发动机不同运行状况下的声音来诊断汽车发动机故障的方法，具有简单、易行的优点。但该诊断方法需要故障诊断人员通过多年汽车发动机故障诊断经验的积累才能实现，而且也需要故障诊断人员具备较好的音频听力。
公开日为2006年5月24日、公开号为CN2783300Y的专利文献公开了名称为一种汽车发动机故障测听器的技术方案，它包括听诊器的双耳耳机、一端与听诊器耳机连接，其另一端与音腔连接的胶管、带有震动片的音腔和探针，还包括音量调节开关和与探针前端螺接的触头。维修人员佩戴听诊器对汽车发动机进行故障诊断。该技术方案的不足之处在于，对汽车发动机故障进行诊断时仍然依赖于维修人员对发动机的维修经验，只是降低了发动机故障诊断人员的音频听力要求，故障诊断的准确性较差。
发明内容本实用新型主要是解决现有技术所存在的基于汽车发动机音频进行发动机故障诊断时完全依赖于维修人员经验而出现的维修经验有限、故障诊断不全面、准确性差等技术问题，提供一种汽车发动机故障智能听诊仪，它能够对汽车发动机运行过程中产生的音频声波进行数据化分析，从而对故障做出准确判断。本实用新型针对现有技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的，一种汽车发动机故障智能听诊仪，包括计算机、信号采集电路和音频信号采集头，计算机通过信号采集电路连接音频信号采集头。方案中，计算机用于提供汽车发动机故障智能听诊仪的人机界面、承担汽车发动机故障诊断软件运行；信号采集电路用于完成计算机与音频信号采集头之间的信号转换，而信号采集头是用来采集汽车发动机运行时所产生的音频声波，并将采集到的发动机音频声波以电压模拟信号的形式输入给信号采集电路中的信号放大模块进行信号的放大处理，经放大后的电压模拟信号送到信号调理模块进行转换处理后送至计算机，在计算机中对汽车发动机产生的音频声波进行分析，从而对汽车发动机的故障作出诊断。由于在计算机中能够存储大量的汽车发动机故障时的各种音频波形，对检测的音频声波经过比对、分析处理后能够给出完整性(全面)、准确性高的故障诊断结果。作为优选，信号采集电路包括AC/DC电源模块、DC/DC电源模块、信号调理模块和信号放大模块，AC/DC电源模块输入端连接外部交流电源、输出端连接DC/DC电源模块输入端，DC/DC电源模块输出电压作为工作电源VCC，信号调理模块的输出端连接计算机、输入端连接信号放大模块输出信号，信号放大模块的输入端连接音频信号采集头。AC/DC电源模块和DC/DC电源模块是将220V的交流电转换为信号调理模块和信号放大模块、以及音频信号采集头需要的直流工作电源VCC ;信号放大模块将音频信号采集头输出的弱信号进行放大处理之后，再由信号调理模块转换为计算机所能接收的数据信息送到计算机处理。作为优选，音频信号采集头是音频传感器。采用音频传感器贴近汽车发动机来完成音频声波的采集。作为优选，音频传感器固定在伸缩杆上。便于操作音频传感器贴近汽车发动机的特定部位进行音频声波采集。作为优选，信号调理模块是A/D转换模块。信号调理模块的功能是实现放大后的音频传感器信号与计算机的接口。因此，可以采用具有A/D转换器及其附属电路的A/D转换模块来实现。A/D转换模块根据需要可以采用总线接口方式或串行接口方式与计算机连接。本实用新型带来的有益效果是，具有汽车发动机音频声波分析功能的汽车发动机故障智能听诊仪，解决了基于汽车发动机音频声波的发动机故障诊断方法中，由于维修人员经验有限而出现的故障诊断完整性和准确性较差的问题，使用计算机中存储的大量汽车发动机故障时的音频波形进行比对、分析，自动给出完整性、准确性高的故障诊断结果，装置结构简单，操作、使用都十分方便。
图1是本实用新型的一种原理框图；图2是本实用新型的一种诊断流程图；图3是发动机音频声波的一种功率-频率波形图。图中:1是计算机，2是彳目号米集电路,3是首频/[目号米集头,21是AC/DC电源模块，22是DC/DC电源模块，23是信号调理模块，24是信号放大模块。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。实施例:如图1所示，本实用新型是一种汽车发动机故障智能听诊仪。计算机I连接信号采集电路2，音频信号采集头3连接信号采集电路2。其中，音频信号采集头3是音频传感器(普通麦克风)并安装在伸缩杆上；信号采集电路由AC/DC电源模块21、DC/DC电源模块22、信号调理模块23和信号放大模块24构成，信号调理模块23是A/D转换模块，并采用总线接口方式；AC/DC电源模块21将市电压交流220V转换为一定的直流电压后供给DC/DC电源模块22，DC/DC电源模块22对输入的直流电压进一步地稳压转换后作为工作电源VCC输出到信号调理模块23、信号放大模块24和音频信号采集头3。图2是诊断流程图。在对汽车发动机故障进行诊断时，首先要确保计算机I中存储有被诊断发动机的汽车车型，以及对应发动机特定位置的标准信号波形图文件。如果计算机I中没有存储被诊断发动机的汽车车型，以及对应发动机特定位置的标准信号波形图文件，则需要从无故障的发动机运行过程中采集标准信号波形图并保存。在标准信号采集过程中，首先要通过计算机I的人机界面输入被采集车的车型、诊断位置、标准信号条件信息(如:发动机的转速，音频信号采集头3具体的位置)。启动标准信号采集后，应保持信号采集头3处于发动机周围某一位置不动，此时发动机所产生的音频声波被音频信号采集头3接收，并转换为电压模拟信号，此电压模拟信号传输给信号采集电路2中的信号放大模块24进行电压模拟信号的放大处理，经放大后的电压模拟信号又被送到信号调理模块23进行处理，将电压模拟信号转换为数字信号，并通过数据总线被送至计算机I进行运算处理，保存为指定车型在发动机某位置的标准信号波形图文件，同时在标准信号采集过程中，被采集的信号波形将在计算机I的人机界面上实时显示。如果计算机I中存储有被诊断发动机的汽车车型，以及对应发动机特定位置的标准信号波形图文件，则可以开始对被诊断汽车发动机故障进行诊断，首先通过计算机I的人机界面选择被采集车的车型、诊断位置，并按照计算机I人机界面上的“信号条件信息显示”提示将信号采集头3处于发动机周围某一位置，然后开始对发动机故障进行诊断。启动发动机故障诊断后，应保持信号采集头3不动，此时发动机所产生的音频声波被音频信号采集头3接收，并转换为电压模拟信号，此电压模拟信号传输给信号放大模块24进行电压模拟信号的放大处理，经放大后的电压模拟信号被送到信号调理模块23进行处理，经信号调理模块23处理后将电压模拟信号转换为数字信号，并通过数据总线被送至计算机I进行运算处理。待诊断结束后，在计算机I的人机界面上，在同一坐标系中同时显现标准信号的波形图和被诊断发动机音频声波的波形图。通过对两个波形图的对比分析，确定汽车发动机的故障原因和部位。若需进一步对被诊断发动机故障进行分析，则通过计算机I将诊断后形成的发动机故障音频声波的波形图保存在计算机I中指定文件夹中。图3是音频声波的功率-频率波形图。标准波形图和实测波形图都以这种形式进行显示和存储。横坐标是声波频率，纵坐标是声波功率。
权利要求1.一种汽车发动机故障智能听诊仪，其特征在于:包括计算机、信号采集电路和音频信号采集头，所述计算机通过信号采集电路连接音频信号采集头。
2.根据权利要求1所述一种汽车发动机故障智能听诊仪，其特征在于:所述信号采集电路包括AC/DC电源模块、DC/DC电源模块、信号调理模块和信号放大模块，所述AC/DC电源模块输入端连接外部交流电源、输出端连接DC/DC电源模块输入端，DC/DC电源模块输出电压作为工作电源VCC，信号调理模块的输出端连接计算机、输入端连接信号放大模块输出信号，信号放大模块的输入端连接音频信号采集头。
3.根据权利要求1或2所述一种汽车发动机故障智能听诊仪，其特征在于:所述音频信号采集头是音频传感器。
4.根据权利要求3所述一种汽车发动机故障智能听诊仪，其特征在于:所述音频传感器固定在伸缩杆上。
5.根据权利要求2所述一种汽车发动机故障智能听诊仪，其特征在于:所述信号调理模块是A/D转换模块。
专利摘要本实用新型公开了一种汽车发动机故障智能听诊仪，它包括计算机、信号采集电路和音频信号采集头，计算机通过信号采集电路连接音频信号采集头。该技术方案解决了基于汽车发动机音频声波的发动机故障诊断方法中，由于维修人员经验有限而出现的故障诊断完整性和准确性较差的问题，使用计算机中存储的大量汽车发动机故障时的音频波形进行比对、分析，自动给出完整性、准确性高的故障诊断结果，装置结构简单，操作、使用都十分方便。
文档编号G01M15/00GK203011695SQ201220601740
公开日2013年6月19日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者刘关, 刘禄章, 高祎博, 仲金秀, 晁海林 申请人:兰州吉利汽车工业有限公司, 浙江吉利控股集团有限公司