专利名称：四冲程柴油机信号采集起始点判断方法
四冲程柴油机信号采集起始点判断方法 技术领域
本发明涉及柴油机，特别是四冲程柴油机起始信号判别技术。
技术背景
四冲程柴油机由于工作原理，其每个工作循环曲轴旋转2圈，活塞上下四个工作 冲程。因此，对柴油机的故障诊断中，处理数据时如何获取每周期采集数据的参考位置至关 重要。通常传统的获取方式由上止点传感器、凸轮轴位置传感器等获取，通过上止点传感 器或霍尔传感器，这些传感器由于结构和组成问题，与磁电式传感器相比较，一般易发生故 障；而且价格较贵；同时还存在安装不方便等问题，而安装在凸轮轴上则存在要拆开机器 外壳不方便等问题。
发明内容
本发明的目的避免拆开机器外壳等问题。采取简单的机械磁电式转速传感器经过 信号处理获取每周期的采集信号起点，即通过曲轴上简单的机械磁电转速传感器来获取此信号。
本发明的技术方案采用非接触测量解决四冲程柴油机转速或振动信号采集数据 的起始判断信号。
具体为在柴油机曲轴飞轮或自由端的侧面圆盘上安装一个强磁钢，在强磁钢的对 面安装磁电式转速传感器。(图1)通过磁电式转速传感器获取柴油机的磁钢信号；具体判 断信号电路由RC滤波电路，比较电路，二分频电路等组成。(图2)四冲程柴油机每个工作 循环转两圈，因此每个工作循环磁电式转速传感器输出两个正弦波信号，经过RC滤波电路 后进行信号处理；然后通过比较电路将正弦波信号转换成方波信号，之后通过双D触发器， 实现信号的二分频。因此可获取诊断需要的每个工作周期一个起始判断点信号。
效果，通过曲轴上简单的机械磁电转速传感器来获取此信号，此信号的测量对于 故障诊断中气缸号的定位至关重要。本发明体积小，价格较霍尔传感器便宜，同时具有安装 简单、性能可靠等特点，避免以往安装在凸轮轴上存在要拆开机器外壳不方便等问题，适用 于任何四冲程柴油机设备。
下面结合附图与实施案例进一步说明本发明。
图1非接触测量原理图；
图2非接触测量模块示意图；
图3起始信号判断电路。
具体实施方式
下面通过一个实施案例，进一步说明本发明。
首先在柴油机飞轮端或自由端安装一个强磁钢，正对磁钢安装磁电式转速传感器 实现磁钢信号测量。(见图1)四冲程柴油机每个工作循环转两圈，因此每个工作循环磁电 式转速传感器输出两个正弦波信号，经过RC滤波电路后进行信号处理。正弦波信号经过由 运算放大器构成的比较电路，将正弦波信号转换成同频率的方波信号。由LM358运算放大 器构成比较电路。把运放当成比较器来用，反相输入端接正弦波信号，同相端接比较信号。 (见图3)方波信号经过双D触发器，实现信号的二分频。所述的二分频电路为⑶4013触发 器，触发器有独立的数据、置位、复位、时钟输入和输出。此器件可用作移位寄存器，且通过 将Q输出连接到数据输入，可用作计算器和触发器。在时钟上升沿触发时，加在D输入端的 逻辑电平传送到Q输出端。置位和复位与时钟无关，而分别由置位或复位线上的高电平完 成。这样就可以获取每个工作循环即曲轴转2圈情况下一个方波信号，则通过方波的上升 沿信号作为判断，进行信号采集，简单实用。
权利要求
1.四冲程柴油机信号采集起始点判断方法，其特征在于包括以下步骤1)、在所述的柴油机曲轴飞轮圆盘上安装一个强磁钢，由强磁钢对面安装的磁电式转 速传感器获取磁钢信号柴油机每个工作循环转两圈，则磁电式转速传感器输出两个正弦 波信号；2)、正弦波信号经过由运算放大器构成的比较电路，将正弦波信号转换成同频率的方 波信号；把运放当成比较器来用，反相输入端接正弦波信号，同相端接比较信号；3)、方波信号经过双D触发器，实现信号的二分频，在时钟上升沿触发时，加在D输入端 的逻辑电平传送到Q输出端，可以获取每个工作循环即曲轴转2圈情况下一个方波信号，则 通过方波的上升沿信号作为判断，进行信号采集。
2.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于所述的二分频电路为CD4013触发 器，触发器有独立的数据、置位、复位、时钟输入和输出。
3.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于由LM358运算放大器构成比较电路。
全文摘要
本发明为四冲程柴油机信号采集起始点判断方法，采用非接触测量解决四冲程柴油机转速或振动信号采集的起始点判断方法。具体为在柴油机曲轴飞轮或自由端的侧面圆盘上安装一个强磁钢，在强磁钢的对面安装磁电式转速传感器，通过磁电式转速传感器获取柴油机的磁钢信号。四冲程柴油机每个工作循环转两圈，则磁电式转速传感器输出两个正弦波信号，经过RC滤波电路后进行信号处理；然后通过比较电路将正弦波信号转换成方波信号，之后通过双D触发器，实现信号的二分频，这样可获取诊断需要的每个工作周期一个起始判断点信号。通过曲轴飞轮或自由端上简单的机械磁电转速传感器来获取此信号具有安装简单可靠等特点。同时适用于任何四冲程柴油机设备。
文档编号G01M15/04GK102081011SQ20101010460
公开日2011年6月1日 申请日期2010年2月2日 优先权日2010年2月2日
发明者常勇, 胡以怀 申请人:上海海事大学