一种用于监测柴油机各指标的数据采集和调理模组的制作方法

1.本实用新型涉及一种柴油机状态监测模块，具体涉及一种用于监测柴油机各指标的数据采集和调理模组，属于柴油机状态监测模块技术领域。


背景技术：

2.柴油机在整体结构中时常充当核心动力部件，一旦发生故障往往伴随着巨大的经济损失和人员伤亡；近年来，由柴油机故障引发的交通事故、工业事故和海上事故等时有发生；现有技术中，国内尚缺乏成熟的柴油机监测系统；大部分柴油机仍依赖于维修人员的定期检测，检测方法也以耳听、眼看、手摸等经验法为主；国内的柴油机监测系统主要以监测温度、压力等热工参数为主，对柴油机动态工作过程缺乏监测。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本实用新型提出了一种用于监测柴油机各指标的数据采集和调理模组，能够实现对柴油机瞬时转速、振动和喷油压力指标进行采集和调理，从而完成柴油机各指标监测。
4.本实用新型的用于监测柴油机各指标的数据采集和调理模组，包括
5.控制器，所述控制器为单片机最小系统或dsp系统构成；
6.曲轴转速信号调理模块，所述曲轴转速信号调理模块包括霍尔开关传感模块，所述霍尔开关传感模块接入到控制器；
7.缸盖振动信号调理模块，所述缸盖振动信号调理模块包括加速度传感器，所述加速度传感器输出端接入到恒流源信号调理器；所述恒流源信号调理器接入到控制器；所述加速度传感器固定于缸盖顶端外表面，达到检测振动加速度的目的；
8.喷油压力信号调理模块，所述喷油压力信号调理模块包括油压传感器，所述油压传感器通过电荷放大器接入到分压调理电路；所述分压调理电路接入到控制器；
9.报警显示模块，所述报警显示模块接入到控制器。
10.进一步地，所述霍尔开关传感模块采用型号为es3144霍尔开关传感器构成；使用时，将霍尔开关传感器安装在靠近飞轮齿圈处，每当飞轮转过一个齿数由于霍尔效应会产生一个近似正弦波，在es3144内部已经集成将正弦波转换为方波的施密特触发电路和放大电路，可直接用于dsp信号采集；所述油压传感器由qsy8104 压电夹持式油压传感器构成；所述加速度传感器由sd14n14型压电式加速度传感器构成，所述恒流源信号调理器由sd14t03恒流源信号调理器构成。
11.进一步地，所述分压调理电路包括电阻分压电路，所述电阻分压电路输出端接入到电压跟随器；所述电压跟随器接入到控制器。
12.再进一步地，所述电压跟随器和控制器之间设置有由两个二极管组成的钳位电路。
13.与现有技术相比，本实用新型的用于监测柴油机各指标的数据采集和调理模组，
能够实现对柴油机瞬时转速、振动和喷油压力指标进行采集和调理，从而完成柴油机各指标监测。
附图说明
14.图1为本实用新型的实施例1整体结构示意图。
15.图2为本实用新型的es3144 内部电路示意图。
16.图3为本实用新型的恒流源信号调理器和分压调理电路示意图。
具体实施方式
17.实施例1：
18.如图1至图3所示的用于监测柴油机各指标的数据采集和调理模组，包括
19.控制器，所述控制器为单片机最小系统或dsp系统构成；
20.曲轴转速信号调理模块，所述曲轴转速信号调理模块包括霍尔开关传感模块，所述霍尔开关传感模块接入到控制器；
21.缸盖振动信号调理模块，所述缸盖振动信号调理模块包括加速度传感器，所述加速度传感器输出端接入到恒流源信号调理器；所述恒流源信号调理器接入到控制器；所述加速度传感器固定于缸盖顶端外表面，达到检测振动加速度的目的；
22.喷油压力信号调理模块，所述喷油压力信号调理模块包括油压传感器，所述油压传感器通过电荷放大器接入到分压调理电路；所述分压调理电路接入到控制器；
23.报警显示模块，所述报警显示模块接入到控制器。
24.如图2所示，所述霍尔开关传感模块采用型号为es3144霍尔开关传感器构成；使用时，将霍尔开关传感器安装在靠近飞轮齿圈处，每当飞轮转过一个齿数由于霍尔效应会产生一个近似正弦波，在es3144内部已经集成将正弦波转换为方波的施密特触发电路和放大电路，可直接用于dsp信号采集；所述油压传感器由qsy8104 压电夹持式油压传感器构成；所述加速度传感器由sd14n14型压电式加速度传感器构成，所述恒流源信号调理器由sd14t03恒流源信号调理器构成。sd14n14 型压电式加速度传感器采集振动量，振动量经恒流源调理后的输出电压范围为-10~10v，本文根据基尔霍夫电压定律将-10~10v转换至0~3v的信号调理电路，并使用电压跟随器进行阻抗匹配；柴油机缸盖振动信号频率较高，且电压变化范围也较大，对运算放大器的要求较高；在对高频信号进行跟随时，运算放大器的压摆率定义为单位时间内运放输出端可变化电压量，压摆率与输出信号的关系为：sr=2π.v
pp
.bw，式中， sr 表示压摆率；v
pp
.表示输出电压峰峰值；bw 表示输出电压带宽；恒流源信号调理器采用高速运算放大器lm318，压摆率为50v/us，增益带宽积为15mhz，满足调理要求，喷油压力测量使用qsy8104压电夹持式油压传感器，使用时，将高压油管夹持在传感器中心方形通孔处，可产生随油压变化的电荷信号，信号通过传感器匹配的电荷放大器后输出-10~10v的电压信号，经过分压调理电路输入控制器。
25.其中，恒流源信号调理器和分压调理电路电路结构一致，如图3所示，所述分压调理电路包括电阻分压电路（电阻r1、r2和r3组成，电阻r3作为分压取样电阻），所述电阻分压电路输出端接入到电压跟随器，电压跟随器由型号为lm318运放构成；所述电压跟随器接入到控制器；所述电压跟随器和控制器之间设置有由两个二极管d1和d2组成的钳位电路。
26.上述实施例，仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。


技术特征：
1.一种用于监测柴油机各指标的数据采集和调理模组，其特征在于：包括控制器，所述控制器为单片机最小系统或dsp系统构成；曲轴转速信号调理模块，所述曲轴转速信号调理模块包括霍尔开关传感模块，所述霍尔开关传感模块接入到控制器；缸盖振动信号调理模块，所述缸盖振动信号调理模块包括加速度传感器，所述加速度传感器输出端接入到恒流源信号调理器；所述恒流源信号调理器接入到控制器；所述加速度传感器固定于缸盖顶端外表面；喷油压力信号调理模块，所述喷油压力信号调理模块包括油压传感器，所述油压传感器通过电荷放大器接入到分压调理电路；所述分压调理电路接入到控制器；报警显示模块，所述报警显示模块接入到控制器。2.根据权利要求1所述的用于监测柴油机各指标的数据采集和调理模组，其特征在于：所述霍尔开关传感模块采用型号为es3144霍尔开关传感器构成；所述油压传感器由qsy8104 压电夹持式油压传感器构成；所述加速度传感器由sd14n14型压电式加速度传感器构成，所述恒流源信号调理器由sd14t03恒流源信号调理器构成。3.根据权利要求1所述的用于监测柴油机各指标的数据采集和调理模组，其特征在于：所述分压调理电路包括电阻分压电路，所述电阻分压电路输出端接入到电压跟随器；所述电压跟随器接入到控制器。4.根据权利要求3所述的用于监测柴油机各指标的数据采集和调理模组，其特征在于：所述电压跟随器和控制器之间设置有由两个二极管组成的钳位电路。

技术总结
本实用新型公开了一种用于监测柴油机各指标的数据采集和调理模组，包括控制器，曲轴转速信号调理模块，所述曲轴转速信号调理模块包括霍尔开关传感模块，所述霍尔开关传感模块接入到控制器；缸盖振动信号调理模块，所述缸盖振动信号调理模块包括加速度传感器，所述加速度传感器通过恒流源信号调理器接入到控制器；喷油压力信号调理模块，所述喷油压力信号调理模块包括油压传感器，所述油压传感器通过电荷放大器接入到分压调理电路；所述分压调理电路接入到控制器；本实用新型的用于监测柴油机各指标的数据采集和调理模组，能够实现对柴油机瞬时转速、振动和喷油压力指标进行采集和调理，从而完成柴油机各指标监测。从而完成柴油机各指标监测。从而完成柴油机各指标监测。


技术研发人员：马春庭 贾素梅 张玉泉 应铭 王兰 牛晓燕 薛小微 潘红硕 霍肖楠
受保护的技术使用者：河北军涛科技有限公司
技术研发日：2022.06.08
技术公布日：2022/9/5