专利名称：内燃机电脑综合检测控制仪的制作方法
技术领域：
本发明所述的内燃机电脑综合检测控制仪是一种由单片微型机控制，具有多种检测功能和控制功能的内燃机检测控制装置。
目前对内燃机的各项功能检测仅局限于实验台，而没有随机检测控制仪器，这样对于船舶、内燃机车、柴油汽车等行进中的内燃机就无法进行监测，从而对于内燃机的瞬时最高转速、小时耗油率、累计主机转数、缺机油次数累计等许多技术参数不能随时掌握，从而不能保证内燃机处在最佳状态，对于内燃机工作状况无法监视，所以也无法采取相应措施去解决此类问题，针对现有技术中所存在的问题进行新的设计，采用新型仪器以满足对现埸运行中的内燃机各种性能的测试和工作情况的监测，从而提高内燃机的工作性能使其始终处于良好的工作状态和最佳的使用性能参数区间内是十分必要的。
监于上述现有技术中所存在的问题，本发明的任务是设计一种功能齐全、结构新颖、性能先进，适应面广具有自动控制、自动显示等功能的内燃机电脑综合检测控制仪，本发明以单片微型机做为中央处理器配以传感系统和驱动系统，警报系统，并采取专用硬件集成块及其不同的接口电路，从而构成一套全新的可自动控制，具有读写存贮功能的自动检测装置。本发明的主要功能如下1、累计时间检测功能通过划分不同转数区间分别计时，可监测船舶或其它设备不同运行状态的时间。如航运企业就有规定，船舶航行1.2.3.4速度的运转时间和总的运行时间，及经济转速运行时间。
2、累计内燃机转数功能可监测内燃机累计运行转数，对船舶运行提供了考核数据。
3、累计耗油量检测功能对不同功率的内燃机耗油量进行检测和累计。
4、互锁功能累计时间检测和耗油量检测与内燃机转动互锁，只有内燃机真正运行起来，上述检测才开始运行，即具有操作者不可外操作性。
5、瞬时最高转数检测功能可检测内燃机瞬时最高转速，并将检测到的数据贮存，在需要的时候，可按面板上的操作按钮，即可显示数据。
6、瞬时耗油量显示功能可提供给操作人员比较直观的显示，可判别运行中的内燃机瞬时耗油情况。
7、辅机开车时间检测功能可检测，累计两台辅机运转时间，根据这个参数可对辅机运转情况和耗能进行考核。
8、报警功能该仪器具有主机缺机油报警，主机超转速报警，主机飞车报警的功能，当主机真正缺机油才会发出警报和自动停车，当主机转速超过额定最高转速的百分之二十时，仪器自动发出警报，提示操作人员将地主机转速调到额定最高转速以下，主机转速低于报警值时，警报自动解除，主机飞车时，可在几十毫秒内发出停车信号，控制主机自动停车进而自动解除警报，上述三种报警音响是用一个扬器发出，但是三种报警音响以不同的声调以区分其报警状态，缺机油报警发出救护笛声，超转速报警发出警笛声，飞车报警发出消防笛声，9、数据掉电保护贮存功能仪器具有可靠的掉电数据保护功能，可以在电源发生任何故障的情况下都能保证内部数据不被破坏，掉电后依靠仪器内充电电池可维持数据保持6个月。
10、内燃机缺机油和飞车停车次数累计功能可自动分别检测累计内燃机缺机油和飞车次数，此功能可以很好的监测到操作人员对内燃机的管理水平。
由于本发明具有上述的功能和特点，所以可适用不同的功率，不同的机型的内燃机用于现埸检测和控制要求的内燃机电脑综合检测控制仪。
本发明是一种内燃机电脑综合检测控制仪，其特征在于由单片微型机、传感器、执行器及相应的接口电路组成的一种能够完成对内燃机进行现埸检测，控制的装置，所采用的传感器有转速传感器，流量传感器、压力传感器和辅机开启传感器等。执行器是一个电动执行器，用来控制内燃机的燃油供给系统，本发明可完成对内燃机转速测量，不同转速区间运行时间累计，并可同时监测两台辅机的累计运行时间，检测内燃机瞬时最高转速，检测内燃机累计耗油量，检测内燃机瞬时耗油量，检测内燃机累计运行转速，内燃机缺机油自动报警和停车，超转速自动报警，内燃机飞车自动报警和停车，并能累计缺机油和飞车次数，并具有转数自校功能，内燃机缺机油报警，超转速报警和飞车自动报警所发出的报警音调不同，本发明具有可靠的掉电数据保护功能，本发明的累计时间检测和耗油量检测甘内燃机转动互锁。
本发明是一种对内燃机各种性能指标进行现埸监测控制的仪器，本发明采用8位CMOS单片计算机和相应的外围元件及各种传感器，可可完成对转数、瞬时最高转速、不同转速区间内燃机运行时间及运行总时间、累计转数、累计耗油量、瞬时耗油量、油温的检测，还可对内燃机运行中出现油压力不正常进行灯光和音响报警，并可控制内燃机自动停车，超转速灯光和音响报警，飞车灯光和音响报警，并自动停车。三种故障状态报警音响由计算机控制发出不同音响以区别不同状态报警。同时还可以检测两台辅机并累计其开车时间。本发明进行了各种例行试验包括超电压试验、电磁埸干扰试验、高温试验、振动试验、强电埸干扰试验、转速和转数精度测试、时间计时精度测试、累计耗油量、瞬时耗油量试验、从而证明该仪器具有很高的可靠性，达到测量准确、使用可靠、结构新颖、功能齐备的要求、本发明可对船舶内燃机的能源消耗及运行状态提供准确的测量数据，根据这些数据可以科学地安排内燃机耗能定额和本握内燃机运行状态，做到合理安排维修时间，同时可以保证内燃机在出故障时发出警报和自动停车，从而保证了设备的安全运行，本发明可应用于各种类型的船舶上，如渔业捕捞船、加工船、海运系统的货运船、远洋运输船、海军舰艇、内河客货船及大型载重汽车、内燃机车等，本发明全面推广使用后必将为国家创造巨大的经济效益和社会效益，本发明共有五张附图其中附
图1是CPU主机控制电路系统图。
附图2是主振、自检、音响、灯光、报警、缺机油、超转速、飞车、执行控制部分电路系统图。
附图3是瞬时耗油量，功能指示灯部分电路系统图。
附图4是转速接口、掉电保护、辅机检测接口部分电路系统图。
附图5是键盘显示部分电路系统图。
附图6是瞬时最高转速测量系统框图程序。
附图7是运行时间累计系统程序框图。
本发明的具体实施例如附图所示，其主要结构是由单片微型机、传感器、执行器及相应的接口电路组成的一种能够完成对内燃机进行现埸检测、控制的装置，因本发明检测、控制项目达十多项，故充分利用了计算机外部中断，扩展外部中断和内部中断以及程序查询中断，为达到不同的功能，分别由各种硬件和软件完成，下面根据不同的功能分别进行说明1、转速检测系统(见附图4、附图5、附图1、附图2)该转速检测系统采用远红外线光转速传感器，光电偶合器输出。由74LS221单稳电路整形，通过4066模拟开关送到80C31的计数器进行计数。该传感器由槽式光电偶合器(AG2)和园光栅组成，由于计算机时钟频率可达6MHE，同时由软件控制转速检测精度，显示采用JED数码显示从而消除了视觉误差。所以该机转速测量误差很小，传感器采用了高分辨远红外非接触式，具有快速反应和寿命长的特点。测量原理采用测频法，即在单位时间内测量转速传感器输出的脉冲，转速测量计数采用80C31内部十六位计数/定时器，时钟振荡器经硬件分频送至8155内，计数量通过CPU进行编程控制，可在8155计数器输出端获得一准确校准采样脉冲。
2、转速测量系统(见附图4、附图1、附图2)转数测量和转速测量采用同一个传感器由74LS221整形输出经4066模拟开关送到80C31中计数，转数测量硬件构成和转速测量基本相同，只不过转数计数采用80C31内部第二个十六位，计数/定时器，转速测量肮脏冲也取之转速传感器，但转速传感每一圈输出120个脉冲，故需实际测的脉冲数被120除方得实际转数，TO计数量每计满1200个脉冲，将TFO中断标志置“1”，在80G31内产生中断请求，进行转数数据处理。
3、瞬时最高转速测量系统瞬时最高转数测量硬件构成与转速测量相同，在本机中之所以能实现瞬时转速测量主要采用三种措施(1)采用了快速反应红外光电传感器，(2)缩短测速采样时间，(3)利用单片机数据处理快的特点编制相应软件其程序框图如附图6所示4、主机在不同转速区间运行时间累计系统该累计系统的功能主要采用软件控制将该机运行时间累计划分了六个区间，可在不同转速区间分别计时和总计时，从而对船舶航行在某一种状态都规定了不同转速区间，故可测量不同转速区间的运行区间，如航行1、2、3、4等分别累计运行多长时间，当船舶回港后管理人员操作仪器即可得知，开车时间累计，具有轮机人员不可外操作性，即由计算机判别内燃机确实转动起来才开始计时。
以8300型内燃机为例编制的控制程序框图如附图7所示5、耗油量累计系统(见附图1、附图3)
该系统由流量传感器，防抖动电路、中央处理器80C31，地址锁存器74HC373、程序存贮器2732显示器驱动4049及其电路组成，流量传感器采用活塞式容积传感器，故具有小量程计量精度高，不易堵塞等特点。流量计每输出一杯油就输出一开关信号，由防抖动电路消除抖动送至80C31的中断输入口，流量检测程序中设有软件分频，可以实现对不同流量范围的流量计进行检测和累计，并可方便的调整流量累计分辨率，流量累计也具有外部不可操作性，即只有内燃机真正运转起来，流量累计才开始。
6、瞬时耗油指示系统(见附图1、附图3)该系统由流量传感器、防抖动电路、记忆电路、中央处理器80C31、地址锁存74HC373程序存贮器2732、瞬时耗油数据输出锁存电路、显示器驱动4049及其所属电路组成，瞬时耗油量数据计算由程序完成，耗油量数据经计算后转换为位输出信号，驱动十二位IED发光管，即LED发光管亮的个数和瞬时耗油量成正比，由刻度数乘以系数即为内燃机瞬时耗油量。
7、机油低压检测报警、控制停车系统(见附图4、附图2、附图1)机油低压检测由装在普通压力表中的光电偶合器AGI完成，当机油压力低于安全值时，该检测元件输出一低电平信号送到80C31的P1口由软件查询到一低电平的信号后，首先发出光，声控制信号，由80C31的P1输出控制、灯光报警、自动停车控制由中央器80C31的P1口及由集成块74HC32和74HC14门电路组成的逻辑电路实现，从而完成不同的报警状态，发出不同的声响，并由继电器驱动电动执行器实现自动停车，超转速报警，飞车报警与该系统控制基本相同。
8、辅机开车计时累计系统(见附图1)该系统由电压传感器，双电压比较器、中央处理器80C31、地址锁存器74HC373，程序存贮器2732，显示位段驱动器及其所属电路组成。在系统中辅机开停引起电压传感器电压变化，辅机载车电压输出≥20V时电压比较器输出由“0”变“1”，电压比较器的输出接在80C31p1的二个端口线上，CPU检测采用软件查询方法，只要P1口线为“1”，辅机开车计时累计计数器就每分钟加1。
由上述各系统组成本发明所述的内燃机电脑综合检测控制仪。这种具有多种功能的新型仪器可应用于各种类型的船舶上，实现对机器运行中的各种性能进行检测的要求。
权利要求
1.一种内燃机电脑综合检测控制仪，其特征在于由单片微型机、传感器、执行器、及相应的接口电路组成的一种能够完成对内燃机进行现埸检测、控制的装置。
2.根据权利要求1所述的内燃机电脑综合检测控制仪，其特征在于可完成对内燃机转速测量，不同转速区间运行时间累计，并可同时监测两台辅机的累计运行时间，检测内燃机瞬时最高转速，检测内燃机累计耗油量，检测内燃机瞬时耗油量，检测内燃机累计运行转数，内燃机缺机油自动报警和停车，超转速自动报警，内燃机飞车自动报警和停车并能累计缺机油和飞车停车次数。并具有转速自校功能。
3.根据权利要求2所述的内燃机缺机油报警超转速报警和飞车自动报警，其特征在于报警的音调不同。
4.根据权利要求1或2所述的内燃机电脑综合检测控制仪，其特征在于具有可靠的掉电数据保护功能。
5.根据权利要求1或2所述的内燃机电脑综合检测控制仪，其特征在于累计时间检测和耗油量检测与内燃机转动互锁。
全文摘要
内燃机电脑综合检测控制仪其主要结构是由单片微型机、传感器、执行器、及相应的接口电路组成的一种能够完成对内燃机进行现场检测控制的装置，可测定内燃机机的累计主机转数，顺时最高转数，累计耗油量，缺机油次数，飞车次数累计，小时耗油量等各项指标，同时具有缺机油自动停车，飞车自动停车，转速自校正等功能，还可通过报警装置发出不同的音响以区别三种报警即飞车报警，缺机油报警、超转数报警、本发明是一种具有多种功能的新型内燃机电脑综合检测控制仪。
文档编号G01M15/00GK1049724SQ89109239
公开日1991年3月6日 申请日期1989年12月9日 优先权日1989年12月9日
发明者于德海 申请人:辽宁省大连海洋渔业总公司