CN101520362B - 一种发动机活塞漏气量测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机活塞漏气量测量装置。在机械式煤气表转动轴中安装一只光栅盘，煤气表转动轴旋转时，光栅盘随之一起旋转，通过光电开关产生电信号，经由脉冲转换电路转换为脉冲信号传送给单片机，单片机将信号处理运算后，通过控制电路控制LED显示器将数据显示出来。按下按钮键产生触发信号，控制单片机显示累计流量或者活塞漏气量。
Description
技术领域
本发明属于汽车发动机检测技术领域，具体涉及一种发动机活塞漏气量测量装置。
背景技术
发动机活塞漏气量，是评价发动机汽缸与活塞环密闭性的一个重要指标。目前也有相关的检测产品，但是价格昂贵，所以大多数企业都选用煤气表和秒表测量活塞漏气量，测量通过一定流量所用时间，再计算出L/min，即为活塞漏气量了；其优点是：价格低、检定方便；但是其测量不方便，需要人工使用秒表进行测量，人为因素影响较大，测量重复性精度差。
发明内容
本发明的目的就是弥补使用煤气表和秒表人工测试的缺陷，提供一种专用的发动机活塞漏气量测量设备。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种发动机活塞漏气量测量装置，该测量装置包括光栅盘6，光电开关7，脉冲转换电路，单片机12，控制电路，LED显示装置，直流电源以及稳压电路，其特征在于：
将所述光栅盘6安装到煤气表转动轴上，将光电开关7安装到煤气表表壳上，并与光栅盘6配合将煤气表转动轴的转角转换为电信号输出，所述电信号经脉冲转换电路转换为脉冲信号后输入至单片机12，单片机12的输出与控制电路的输入端相连，所述控制电路的输出端连接到LED显示装置，直流电源经稳压电路稳压后分别连接到所述脉冲转换电路、单片机12和控制电路，在单片机12中，根据所输入的脉冲信号计算发动机活塞的漏气量和总流量，并通过控制电路输出到LED上进行显示。
本发明将煤气表的机械运动转换为数字信号，使测量精度和测量重复性得到大幅度提高。本实例中，煤气表读数最小分辨度为0.2升；而通过本发明的数字化处理后能检测到0.03升，显示分辨率达到0.1升。同时原始的测量采用人工秒表计时，人为视觉、行动误差较大，准确性、重复性差；而本发明采用单片机计时，计时精度为微秒级，计时的起停依靠光码盘的脉冲控制，精度高、重复性好。通过本发明测量能大大提高试验检测水平，提高试验数据准确性。
附图说明
图1发动机活塞漏气量测量装置光栅盘和光电开关安装图；
其中1-光电开关，2-光栅盘，3-光电开关支架，4-煤气表紧固螺栓，5-煤气表。
图2为发动机活塞漏气量测量装置的原理框图；
图3为发动机活塞漏气量测量装置结构图
其中6-光栅盘，7-光电开关，8-电阻，9-电阻，10-上拉电阻，11-上拉电阻，12-单片机，13-极性电容，14-稳压三极管，15-整流二极管，16-电阻，17-电阻，18-LED，19-三极管，20-三极管，21-发光二极管，22-上拉电阻，23-按钮，24-三极管，25-三极管。
具体实施方式
下面根据说明书附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。
在附图1所示安装图中，本发明包含：在煤气表5上安装一只光栅盘6和与之配合的光电开关7，光栅盘6固定到煤气表5的转动轴上，光电开关7通过支架3和煤气表5的紧固螺栓4固定；煤气表5中有气流通过时，其转动轴带动光栅盘6一起转动，光栅盘6通过遮挡光电开关7的发射端和接收端间的红外线，使光电开关7输出高低电压信号。
如图2所示为本发明的原理框图。一种发动机活塞漏气量测量装置，该测量装置包括光栅盘6，光电开关7，脉冲转换电路，单片机12，控制电路，LED显示装置，直流电源以及稳压电路。将所述光栅盘6安装到煤气表转动轴上，将光电开关7安装到煤气表表壳上，并与光栅盘6配合将煤气表转动轴的转角转换为电信号输出，所述电信号经脉冲转换电路转换为脉冲信号后输入至单片机12，单片机12的输出与控制电路的输入端相连，所述控制电路的输出端连接到LED显示装置，直流电源经稳压电路稳压后分别连接到所述脉冲转换电路、单片机12和控制电路，在单片机12中，根据所输入的脉冲信号计算发动机活塞的漏气量和总流量，并通过控制电路输出到LED上进行显示。
经光电开关7输出的电信号为两路存在固定相位差的电信号，单片机12根据所述两路电信号的相位差判断光栅盘的正反转，在累计脉冲数量的时候根据正反转来加减累加数，当光栅盘来回振动时，防止单向累加而引起的测量误差。光栅盘6旋转一周，光电开关7经脉冲转换电路产生n个脉冲信号，n与光栅盘6的齿数相等，设煤气表转动轴到读数轮的传动比为i，读数轮旋转一周对应10升，则每个脉冲对应的流量＝10/i/n升，累计脉冲数乘以每个脉冲对应的流量，则为总流量，而一分钟内的流量则为活塞漏气量。
所述活塞漏气量测量装置还包括按钮23和一个发光二极管21，当其按下时，单片机12对LED的显示类型进行变换、即显示总流量或活塞漏气量，并且在显示总流量时使发光二极管21发光，便于区分显示类别。
在附图3所示原理图中，本发明包括：光电开关7的红外发射器正极通过电阻8(本实例选用2K)与5V稳压电源相连，光电开关7的红外接收端公共极通过电阻9(本实例选用1K)与5V稳压电源相连，光电开关7的两个输出极分别与三极管25和三极管24(本实例24和25都选用C9014)的基极相连，两只三极管的集电极分别通过上拉电阻10和上拉电阻11(本实例11和12都选用10K)与5V稳压电源相连，同时两只三极管的集电极还分别连接到单片机12(本实例采用AT89S52)的P3.2和P3.3引脚上；
当光栅盘旋转时，在光电开关红外发射端与接收端产生遮挡信号，从而在光电开关输出电极上产生高、低电压信号，光电开关有两个输出极，每个输出极与一只NPN型三极管基极相连，三极管的集电极与上拉电阻相连，当光电开关输出极输出低电压时，三极管处于截止状态，其集电极被上拉电阻拉为高电平，当光电开关输出极输出高电压时，三极管处于导通状态，其集电极为低电平。因此光电开关7的两个输出极会输出一定相序的高低电平信号，当与25相连的输出极输出高电压时，三极管25导通，其集电极低电平输出，当输出极输出低电平时，三极管25截止，其集电极被上拉电阻10拉为高电平，以高电平输出；单片机12的P3.2或P3.3引脚输入高低电平信号，即产生脉冲触发；通过光栅盘6的齿数和煤气表转动轴到读数轮的传动比，可以计算出单片机12触发数量与煤气表流量读数的关系，因此记录单位时间内的脉冲数，就能计算出活塞漏气量，同时可以记录总的触发数量计算出总的流量；光栅盘旋转时，在光电开关两个输出极产生一定频率的脉冲，由于光栅盘栅条遮挡光电开关红外线有先后顺序，因此两路脉冲有一定的相序关系，从而可以判断转动轴的正反转；有效防止光栅盘6震动造成单片机12触发引脚重复触发信号造成触发数量递增而影响测量精度。
单片机12的P0脚与LED 18的数据线相连，而P2.5、P2.6、P2.7引脚分别与三只三极管19(本实例选用C9014)的基极相连，三极管19的集电极通过电阻17(本实例选用680Ω)与电源相连，其发射极与LED 18的控制线相连；按钮23一端接地，一端与单片机12的P2.0引脚和上拉电阻22(本实例选用10K)相连；单片机12的P2.1引脚与PNP型三极管20(本实例选用C9015)基极相连，三极管20的发射极与上拉电阻22共同连接到5V稳压电源，集电极与发光二极管21相连，按钮23按下时单片机12检测到P2.0引脚电压变为低电平，如果当前LED以总流量显示，则转变为显示活塞漏气量，否则显示总流量；当显示总流量时，单片机12的P2.1引脚的电平变为低电平，三极管20导通，发光二极管21发光，当显示活塞漏气量时，单片机12的P2.1引脚的电平变为高电平，三极管20截止，发光二极管21熄灭。
整个电路采用10~15V直流供电，一路通过电阻17与三极管19集电极相连，给LED供电；另一路通过电阻16(本实例选用100Ω)、整流二极管15(本实例选用IN1007)与稳压三极管14(本实例选用7805)相连，同时稳压三极管14的输出端与极性电容13(本实例选用100uF/25V的电解电容)正极相连，极性电容13的负极接地；整流二极管15可以防止外接的10～15V直流电源极性接反，起保护作用；极性电容13起到稳定电压的作用，最后得到5V稳压电源，供单片机12和除LED 18以外的元件使用。
Claims (3)
1.一种发动机活塞漏气量测量装置，该测量装置包括光栅盘(6)，光电开关(7)，脉冲转换电路，单片机(12)，控制电路，LED显示装置，直流电源以及稳压电路；将所述光栅盘(6)安装到煤气表转动轴上，将光电开关(7)安装到煤气表表壳上，并与光栅盘(6)配合将煤气表转动轴的转角转换为电信号输出，所述电信号经脉冲转换电路转换为脉冲信号后输入至单片机(12)，单片机(12)的输出与控制电路的输入端相连，所述控制电路的输出端连接到LED显示装置，直流电源经稳压电路稳压后分别连接到所述脉冲转换电路、单片机(12)和控制电路，在单片机(12)中，根据所输入的脉冲信号计算发动机活塞的漏气量和总流量，并通过控制电路输出到LED显示装置上进行显示；
其特征在于：所述活塞漏气量测量装置还包括按钮(23)和一个发光二极管(21)，当按钮(23)按下时，单片机(12)对LED显示装置的显示类型进行变换、即显示总流量或活塞漏气量，并且在显示总流量时使发光二极管(21)发光，便于区分显示类别；所述脉冲转换电路包括第一三极管(25)和第二三极管(24)，所述两个三极管的基极分别连接到光电开关(7)的两个输出电极，所述两个三极管的发射极均接地，所述两个三极管的集电极分别通过上拉电阻连接至稳压电路的输出端，两个三极管的集电极还分别接入单片机(12)的输入端。
2.根据权利要求1所述的发动机活塞漏气量测量装置，其特征在于：经光电开关(7)输出的电信号为两路存在固定相位差的电信号，单片机(12)根据所述两路电信号的相位差判断光栅盘的正反转，在累计脉冲数量的时候根据正反转来加减累加数，当光栅盘来回振动时，防止单向累加而引起的测量误差。
3.根据权利要求1所述的发动机活塞漏气量测量装置，其特征在于：所述光栅盘(6)旋转一周，光电开关(7)经脉冲转换电路产生n个脉冲信号，n与光栅盘(6)的齿数相等，设煤气表转动轴到读数轮的传动比为i，读数轮旋转一周对应10升，则每个脉冲对应的流量＝10/i/n升，累计脉冲数乘以每个脉冲对应的流量，则为总流量，而一分钟内的流量则为活塞漏气量。
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