一種基于振動原理的發動機轉速測量儀及其測試方法
2023-06-04 13:59:16
一種基于振動原理的發動機轉速測量儀及其測試方法
【專利摘要】本發明公開了一種發動機轉速測量裝置，涉及汽車發動機轉速實時監測系統領域，其特徵在於：數據採集卡（3）、單片機（4）、平板式顯示設備（5）、電池集成在外殼內，使用者通過外殼上的鍵盤調整裝置工作模式，鍵盤包括數字鍵、確認鍵、返回鍵和復位鍵，霍爾傳感器（2）由膠帶固定在發動機（1）頂蓋上，數據採集卡（3）將信號（6）儲存後經有線或無線傳輸到單片機（4），單片機（4）將信號處理後輸出數位訊號（10）由平板式顯示設備（5）轉換成視覺信號（12）。本發明的發動機轉速測量裝置直接以發動機自身振動信號為被測量，避免了外界環境的幹擾並適用於所有發動機種類，實現了汽車在行駛途中的實時轉速測量。
【專利說明】一種基于振動原理的發動機轉速測量儀及其測試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及汽車發動機轉速實時監測系統領域，特別是複雜工況下實時測量轉速。
【背景技術】
[0002]發動機轉速是判定發動機工作的穩定程度和發現發動機潛在故障的一個重要特徵參數。
[0003]現有發動機轉速監測系統可分為計數式、模擬式和同步式，其測量過程比較複雜，外界環境的差異亦影響其測量精度。
[0004]兩種常見和一種新型的轉速測量方法:
光電式測量:此方法既需要拆卸汽車上的部分部件，又需要安裝測量輔助設備，只能在固定場所使用。
[0005]點火脈衝式測量:此方法將發動機高壓點火脈衝處理後，對脈衝進行計數，並作相應的轉換，從而得到轉速，其原理決定其無法對柴油機進行轉速測量。
[0006]汽車尾氣噪聲測量轉速:不同車輛的不同排氣管道形成的不同聲學傳遞鏈決定了此方法的適用範圍很小，並且此方法受工況與環境影響比較突出。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在於解決以上問題的困擾，提供一種新型的利用採集發動機振動信號並處理從而得到發動機轉速的裝置。本發明的技術方案如下:
本發動機轉速測量裝置，包括霍爾傳感器(2)、數據採集卡(3)、單片機(4)、平板式顯示設備(5)以及外殼、鍵盤、電池等組件，其特徵在於:數據採集卡(3)、單片機(4)、平板式顯示設備(5)、電池集成在外殼內，使用者通過外殼上的鍵盤調整裝置工作模式，鍵盤包括數字鍵、確認鍵、返回鍵和復位鍵，霍爾傳感器(2)由膠帶固定在發動機(I)頂蓋上，數據採集卡(3)將信號(6)儲存後經有線或無線傳輸到單片機(4)，單片機(4)將信號處理後輸出數位訊號(10 )由平板式顯示設備(5 )轉換成視覺信號(12)。
[0008]本發動機轉速測量裝置的測試方法:
由燃氣壓力及往復慣性力所產生的切向力矩引起的垂直振動和由燃氣壓力產生的幹擾力矩引起的搖擺振動是發動機振動的主要形式，以垂直振動尤為突出，故本發動機轉速測量裝置以發動機垂直方向的振動信號為被測量。
[0009]引起發動機垂直方向振動的切向力矩是隨發動機缸數的多少而變化的，各個頻率都是與發動機的缸數相對應的，且都與曲軸轉速有一定的比例關係，曲軸轉速與發動機振
動基頻之間的對應關係為
【權利要求】
1.一種發動機轉速測量裝置，包括霍爾傳感器(2)、數據採集卡(3)、單片機(4)、平板式顯示設備(5)以及外殼、鍵盤、電池等組件，其特徵在於:數據採集卡(3)、單片機(4)、平板式顯示設備(5)、電池集成在外殼內，使用者通過外殼上的鍵盤調整裝置工作模式，鍵盤包括數字鍵、確認鍵、返回鍵和復位鍵，霍爾傳感器(2)由膠帶固定在發動機(I)頂蓋上，數據採集卡(3)將信號(6)儲存後經有線或無線傳輸到單片機(4)，單片機(4)將信號處理後輸出數位訊號(10)由平板式顯示設備(5)轉換成視覺信號(12)。
2.如權利要求1所述的一種發動機轉速測量裝置，其特徵在於:所述裝置直接以發動機的振動信號為被測量。
3.如權利要求1所述的一種發動機轉速測量裝置，其特徵在於:數據採集卡(3)、單片機(4)、平板式顯示設備(5)、電池集成在帶有鍵盤的外殼內，鍵盤包括數字鍵、確認鍵、返回鍵和復位鍵。
4.如權利要求1和2所述的一種發動機轉速測量裝置，其特徵在於:霍爾傳感器(2)採用簡單物理手段臨時固定在發動機(I)頂蓋上。
5.如權利要求1-4所述的一種發動機轉速測量裝置的發動機轉速測量方法，其特徵在於:霍爾傳感器(2)測量到的發動機垂直方向的振動信號由數據採集卡(3)濾波、放大、模數轉換成數位訊號後，用快速傅立葉變換將信號進行時頻轉換，獲得振動信號的功率譜，分離出振動信號的基頻帶入公式
【文檔編號】G01P3/02GK103760376SQ201410013893
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月13日 優先權日:2014年1月13日
【發明者】沈玉鳳, 李晨龍, 宋洪濤 申請人:山東理工大學