內燃機車車載油耗記錄分析儀的製作方法
2023-10-09 04:48:09 3
專利名稱：內燃機車車載油耗記錄分析儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種車載油耗記錄裝置。
背景技術：
隨著鐵路牽引動力改革的進行，內燃機車已經成為鐵路運輸的主力軍，其工作量佔全路機車牽引總量的67％，內燃機車所用燃油的成本支出，佔機務成本支出的60％以上。目前國內生產的車載油耗儀主要有三種1、流量表數字顯示油耗儀；2、機車功率油耗儀；3、超聲波油耗儀。儘管它們採集數據的方式不同，但這些產品本身均有一些技術問題未能得到解決，不能做到既準確記錄又能分析機車在各種工況下的瞬時耗油情況，因而沒有得到大範圍的推廣應用。由於沒有準確有效的油耗記錄分析裝置，這給鐵路運輸管理帶來極大的不便。而且目前的這幾種油耗儀的抗震性能不好，數據誤差較大，使用上也很不方便。且易受車上大功率發電機的電磁幹擾，導致數據不穩定。
實用新型內容本實用新型研製了一種抗幹擾性強，抗震性能好，數據誤差小，使用方便，便於管理部門監督的內燃機車車載油耗記錄分析儀，它具有實時監控、實時記錄、自動分析的優點，它還能準確分析機車在各種工況下的瞬時耗油情況。本實用新型由油耗儀主機1、發電機功率採集盒2、轉錄儀3、兩個質量流量計9-1、9-2、地面分析計算機4組成，進油管10-1的進油端接油箱8，進油管10-1的出油端接柴油機6的進油端，柴油機6的回油端接回油管10-2的一端，回油管10-2的另一端接油箱8；質量流量計9-1安裝在進油管10-1的一個截斷10-1-1上，質量流量計9-2安裝在回油管10-2-1的一個截斷10-2-1上，質量流量計9-1、9-2的流量信號輸出端由信號線7-1、7-3分別與油耗儀主機1的流量信號輸入端相連接，發電機功率採集盒2的發電機電流、電壓信號輸入端由信號線7-2與發電機5的電源輸出端相連接，發電機功率採集盒2的功率信號輸出端由信號線7-4與油耗儀主機1的功率信號輸入端相連接，油耗儀主機1的信號輸出端由信號線7-5與轉錄儀3的信號輸入端相連接，轉錄儀3的信號輸出端由信號線7-6與地面分析計算機4的信號輸入端相連接。工作原理兩個質量流量計9-1、9-2分別採集進油管10-1和回油管10-2的流量，通過它們的差值得出實際的耗油量，並把測得的信息送給油耗儀主機1，同時發電機功率採集盒2通過電流傳感器和電壓傳感器採集發電機5的輸出電流和電壓，得到實際發電功率，並把採集到的信號送到油耗儀主機1，油耗儀主機1保存和分析數據，當車輛到站後通過轉錄儀3將油耗儀主機1的保存和分析的數據送到地面分析計算機4進行進一步的統計和分析。由於本實用新型直接採用質量流量計，穩定性好，誤差小，並可保存即時數據，便於統計和分析，大大提高了鐵路耗油的管理水平，它還具有實時監控、實時記錄、自動分析的優點。本實用新型抗幹擾性強，抗震性能好，數據誤差小，使用方便，便於管理部門監督內燃機車油耗情況，它還能準確分析機車在各種工況下的瞬時耗油狀況。
圖1是本實用新型的整體結構示意圖，圖2是具體實施方式
一中油耗儀主機1的電路結構示意圖，圖3是具體實施方式
一中質量流量計信號採集電路11的電路結構示意圖，圖4是具體實施方式
一中總線轉換電路12的電路結構示意圖，圖5是具體實施方式
一中單片機外圍電路13的電路結構示意圖，圖6是具體實施方式
一中復位電路14的電路結構示意圖，圖7是具體實施方式
一中發電機功率信號採集電路15的電路結構示意圖，圖8是具體實施方式
一中發電機功率採集盒2的電路結構示意圖，圖9是具體實施方式
一中轉錄儀3的電路結構示意圖，圖10是具體實施方式
一中轉錄儀3中總線轉換電路3-1的電路結構示意圖，圖11是具體實施方式
一中轉錄儀3中復位電路3-2的電路結構示意圖，圖12～圖15是具體實施方式
二中增加的阻排RR1-RP4的電路結構示意圖。
具體實施方式
一本具體實施方式
由由油耗儀主機1、發電機功率採集盒2、轉錄儀3、兩個質量流量計9-1、9-2、地面分析計算機4組成，進油管10-1的進油端接油箱8，進油管10-1的出油端接柴油機6的進油端，柴油機6的回油端接回油管10-2的一端，回油管10-2的另一端接油箱8，發電機5安裝在柴油機6的上方；質量流量計9-1安裝在進油管10-1的一個截斷10-1-1上，質量流量計9-2安裝在回油管10-2-1的一個截斷10-2-1上，質量流量計9-1、9-2的流量信號輸出端由信號線7-1、7-3分別與油耗儀主機1的流量信號輸入端相連接，發電機功率採集盒2的發電機電流、電壓信號輸入端由信號線7-2與發電機5的電源輸出端相連接，發電機功率採集盒2的功率信號輸出端由信號線7-4與油耗儀主機1的功率信號輸入端相連接，油耗儀主機1的信號輸出端由信號線7-5與轉錄儀3的信號輸入端相連接，轉錄儀3的信號輸出端由信號線7-6與地面分析計算機4的信號輸入端相連接。
所述的油耗儀主機1如圖2所示，它由單片機IC1、單片機輔助晶片IC2、電壓基準比較晶片IC3、晶體振蕩器X1、跳線開關JP1、質量流量計信號採集電路11、總線轉換電路12、單片機外圍電路13、復位電路14、發電機功率信號採集電路15、流量計信號採集接口CON1、顯示器接口CON2、編程接口CON3、五個電阻R1-R5、電位器W1、開關K1、電容C1、C28組成，單片機IC1選用87C552型號，單片機輔助晶片IC2選用PSD813F型號，電壓基準比較晶片IC3選用LM366-5型號，晶體振蕩器X1選用JZ20型號，單片機IC1的34、19、38、33、32腳懸空，IC1的3、58、49腳接地，IC1的35腳接晶體振蕩器X1的3腳，X1的2腳接電源+Ec，X1的1腳懸空，X1的4腳接地，IC1的16、17、18、14、13、12、11、10、9、8、7腳與顯示器接口CON2的12、13、14、9、8、7、6、5、4、3、2腳分別一一對應相連接，CON2的15、16腳接地，CON2的10、11腳接電源+Ec，CON2的1腳懸空；IC1的21、27、50、51、52、53、54、55、56、57腳接單片機外圍電路13，IC1的62、63、64、65、66、67、68、1腳接發電機功率信號採集電路15的功率信號輸出端，IC1的59腳接電阻R1的一端、電容C1的一端、電位器W1的一固定端及電壓基準比較晶片IC3的2腳，R1的另一端接電源+Ec，C1的另一端接地，IC3的3腳和W1的另一固定端接地，IC3的1腳接電位器W1的滑動端；IC1的26腳接復位電路14的復位信號輸出端，IC1的28、29、20、23、22、5、4腳與流量計信號採集接口CON1的2、4、6、14、12、8、10腳分別一一對應相連接，CON1的1、3、5、7、9腳接地，CON1的11、13、15、16腳接電源+Ec，CON1的17、18、19腳懸空，CON1的20腳接復位電路14，IC1的24、25腳接總線轉換電路12總線信號輸入端，IC1的31、30、48、47腳與IC2的50、47、10、49腳分別一一對應相連接，IC1的15腳經電容C28接地，IC1的6腳經跳線開關JP1接地，IC1的50、51、52、53、54、55、56、57腳與IC2的37、36、35、34、33、32、31、30腳分別一一對應相連接，IC1的46、45、44、43、42、41、40、39腳與IC2的46、45、44、43、42、41、40、39腳分別一一對應相連接；單片機輔助晶片IC2的16、1、26腳接地，IC2的15、18、38腳接電源+Ec，IC2的48腳接復位電路14的復位信號輸出端，IC2的8、9、11、51腳懸空，IC2的20、19、17、14、13、12腳與編程接口CON3的9、11、6、14、5、13腳分別一一對應相連接，IC2的52腳接電阻R5的一端和開關K1的一端，R5的另一端接電源+Ec，K1的另一端接地，IC2的2、3、4腳分別經電阻R4、R3、R2接電源+Ec，IC2的4、5、6、7腳接單片機外圍電路13的信號輸入端，IC2的21、22、23、24、25、27、28、29腳接單片機外圍電路13的信號輸入端；編程接口CON3的1、2、4、8腳懸空，CON3的3、10、12腳接地。
所述的質量流量計信號採集電路11如圖3所示，它由質量流量計接口CON4、光耦晶片IC4、五個電阻R6-R10、兩個反相器M1、M2、三個電容C2-C4組成，光耦晶片IC4選用TLP521-4型號，CON4的輸出端1腳接電容C2的一端，C2的另一端接IC4的1腳，CON4的2腳接電阻R6的一端和二極體D1的正極，D1的負極接IC4的1腳，R6的另一端接IC4的2腳，CON4的3、6腳接+Vc，CON4的4腳接電容C3的一端，C3的另一端接IC4的3腳，CON4的5腳接二極體D2的正極和電阻R7的一端，D2的負極接IC4的3腳，R7的另一端接IC4的4腳，CON4的7腳接電容C4的一端，C4的另一端接IC4的5腳，CON4的8腳接二極體D3的正極和電阻R8的一端，D3的負極接IC4的5腳，R8的另一端接IC4的6腳；IC4的7、8、9、10腳懸空，IC4的15、13、11腳接地；IC4的16、14腳分別經電阻R10、R9接電源+Ec，IC4的16、14腳分別接反相器M1、M2的輸入端，M1、M2的輸出端分別接單片機IC1的5、4腳。利用光電隔離保證了油量信號輸出穩定性，也加強系統的抗幹擾性。
所述的總線轉換電路12如圖4所示，它由五個電容C5-C9和總線轉換晶片IC5組成，IC5選用MAX232型號；IC5的1、3腳分接電容C5的兩端，IC5的4、5腳分接電容C6的兩端，IC5的15、13、11腳接地，IC5的12、14腳懸空，IC5的2腳接電容C7的一端，C7的另一端接電容C8、C9的一端和IC5的15腳，C8的另一端接IC5的16腳和電源+Ec，C9的另一端接IC5的6腳，IC5的10、9腳分別接單片機IC1的25、24腳，IC5的7、8腳接轉錄儀3的信號輸入端。
所述的單片機外圍電路13，如圖5所示，本圖中的AA、BB、CC端與圖2中的AA、BB、CC端相連接，它由存貯晶片IC6、時鐘晶片IC7、兩個電阻R11、R12、三腳跳線開關JP2組成，存貯晶片IC6選用PS1750型號，時鐘晶片IC7選用DS12887型號，IC6的12、11、10、9、8、7、6、5腳分別與單片機輔助晶片IC2的29、28、27、25、24、23、22、21腳一一對應相連接，IC6的27、26、25、4、28、3、31腳分別與單片機輔助晶片IC2的39、40、41、42、43、44、45、46腳一一對應相連接，IC6的13、14、15、17、18、19、20、21腳分別和IC7的5、6、7、8、9、10、11腳及單片機IC1的57、56、55、54、53、52、51、50腳一一對應相連接；IC6的2、1、22腳分別與單片機輔助晶片IC2的7、5、4腳一一對應相連接，IC6的24、29腳與時鐘晶片IC7的17、15腳對應相連接，IC6的30腳接三腳跳線開關JP2的2腳，JP2的1腳接單片機輔助晶片IC2的6腳JP2的3腳接單片機IC1的15腳，IC7的18、13腳分別接單片機輔助晶片IC2的48、3腳，IC7的14腳接單片機IC1的48腳，IC7的19、23腳分別接IC1的27、21腳，IC7的23、19腳分別經R12、R11接電源+Ec，IC7的1腳接地，IC7的2、3腳懸空。
所述的復位電路14，如圖6所示，它由復位晶片IC8、三個電阻R13-R15、開關K2組成，IC8選IMP707型號，IC8的2腳接電源+Ec，IC8的3腳接地，IC8的6腳懸空，IC8的4腳分接電阻R14、R15的一端，R14的另一端接電源+Ec，R15的另一端接地，IC8的1腳接流量計信號採集接口CON1的20腳，IC8的1腳接電阻R13和開關K2的一端，K2的另一端接地，R13的另一端接電源+Ec，IC8的8、5腳分別接單片機IC1的15、26腳，IC8的7腳接單片機輔助晶片IC2的48腳。
所述的發電機功率信號採集電路15如圖7所示，它由採集發電機功率採集盒接口CON5、八個信號比較電路M3-M10組成，CON5的2、4、6、8、10、12、14、16腳分別與單片機IC1的1、68、67、66、65、64、63、62一一對應相連接，CON5的1、3、5、7、9、11、13、15、16、17、18、19、20、21、22、23、25腳接地，CON5的24、26腳懸空，CON5的2、4腳接發電機功率採集盒2的信號輸出端，CON5的2、4、6、8、10、12、14、16分別經信號比較電路M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10接電源+Ec；所述的信號比較電路M3-M10由電容C10、兩個二極體D4、D5組成，電容C10的一端接CON5的信號輸入端2腳，C10的另一端地，二極體D4的負極和D5的正極接C10的一端，D4的正極接地，D5的負極接電源+Ec。使用信號比較電路M使得接收的信號更穩定，更平滑。
所述的發電機功率採集盒2電路如圖8所示，它由兩個電源模塊IC9、IC10、電流採集傳感器IC11、電壓採集傳感器IC12、兩個發電機電源接口CON6、CON7、兩個跳線開關JP3、JP4、三個電阻R16、R17、R18、四個電容C14-C17組成，電源模塊IC9、IC10選用DCMD12D12-100型號，電流採集傳感器IC11選用KT10A/P型號，電壓採集傳感器IC12選用KV50A/P型號；電源模塊IC9、IC10的15、16腳接+Vcc，IC9、IC10的1、2、8、9腳都接地，IC9的10、7腳分別接電源採集傳感器IC11的1、3腳和兩個電容C11、C12的一端，C11、C12的另一端接地，IC10的10、7腳分別接電壓採集傳感器IC12的3、5腳和兩個電容C14、C15的一端，C14、C15的另一端接地，IC11的2腳和IC12的4腳分別接CON5的2、4腳，IC11的2腳接跳線開關JP3的一端，JP3的另一端接電阻R16的一端和電容C13的一端，C13的另一端和R16的另一端接地，IC12的4腳接跳線開關JP4的一端，JP4的另一端接電容C16和電阻R17的一端，R17和C16的另一端接地，IC11的電源信號兩輸入端接發電機電源接口CON6的兩端，IC12的電壓信號採集輸入端1腳經電阻R18接發電機電源接口CON7的一腳，IC12的2腳接CON7的另一腳。
所述的轉錄儀3如圖9所示，它由兩個單片機IC13、IC16、單片機輔助晶片IC14、時鐘晶片IC15、串行時鐘晶片IC18、電源晶片IC17、復位電路3-2、總線轉換電路3-1、六個電容C17-C22、四個電阻R19-R22、三個晶體振蕩器X2-X4、顯示器接口CON8、電位器W2、鍵盤接口CON9組成，單片機IC13選用AT89C52型號，單片機IC16適用AT4051型號，單片機輔助晶片IC14選用74ALS573型號，時鐘晶片IC15適用DS1275，串行時鐘晶片IC18選用DS1302型號，電源晶片IC17選用7600型號，晶體振蕩器X2、X3、X4分別選用32.768KHZ、11.0592MHz、11.0592MHz的晶體振蕩器；單片機IC13的1、2、3、4腳分別與鍵盤接口CON9的1、2、3、4腳一一對應相連接，IC13的31腳接地，IC13的9腳、IC16的1腳接復位電路3-2的復位信號輸出端，IC13的10、11腳、IC16的2、3腳接總線轉換電路3-1的總線輸出端，IC13的12腳接三腳跳線開關JP5的1腳，JP5的2腳接地，JP5的3腳接時鐘晶片IC15的26腳，IC13的13、14、15腳分別串行時鐘晶片IC18的7、6、5腳一一對應相連接，IC18的8腳接電源+Ec，IC18的2、3腳接晶體振蕩器X2的兩端；IC13的29腳懸空，IC13的18、19腳分別接晶體振蕩器X3的兩端和電容C17、C18的一端，C17、C18的另一端接地，IC13的39、38、37、36、35、34、33、32腳分別與IC14的2、3、4、5、6、7、8、9腳和IC15的25、24、23、22、21、20、19、18腳一一對應相連接，IC13的21、22、23、24、25、26、27、28、5、6、7、8分別與IC15的31、30、27、29、8、2、7、35、6、34、5、4腳一一對應相連接，IC13的30腳接IC14的11腳，IC13的17、16腳分別接IC15的28、33腳；IC14的1腳接地，IC14的19、18、17、16、15、14、13、12腳分別與IC15的16、15、14、13、12、11、10、9腳一一對應相連接，IC15的38腳接電源+Ec，IC15的20腳接地，單片機IC16的9、11、6、7、8腳分別與顯示器接口CON8的5、4、7、8、6腳一一對應相連接，IC16的12、13、14、15、16、17、18、19分別與CON8的9、10、11、12、13、14、15、16腳一一對應相連接，IC16的20腳接電源+Ec，IC16的10腳接地，IC16的5、4腳分接晶體振蕩器X4的兩端和電容C19、C20的一端，C19、C20的另一端接地，IC16的12、13腳分別經電阻R19、R20接電源+Ec，CON8的18、2腳接地，CON8的17腳+Ec，CON8的1、3腳連接後接電位器W2的一固定端和滑動端，W2的另一固定端經電阻R22接電源晶片IC17的5腳和電容C21的一端，C21的另一端接地，IC17的1、6、7腳懸空，IC17的3腳接地，IC17的2、4腳分接電容C22的兩端，IC17的8腳接電源+Ec。
所述的總線轉換電路3-1如圖10所示，它由信號輸入輸出接口CON10、總線轉換晶片IC19、五個電容C23-C27組成，IC19選用MAX232型號，IC19的4、5腳分接電容C24的兩端，IC19的1、3腳分接電容C23的兩端，IC19的2腳接電容C25的一端，C25的另一端接電容C26、C27的一端和IC19的15腳，C26的另一端接IC19的16腳，C27的另一端接IC19的6腳，IC19的10、9腳分別與單片機IC13的10、11腳對應相連接，IC19的11、12腳分別與單片機輔助晶片IC16的3、2腳對應相連接，IC19的7、13腳分別與總線轉換電路12中總線轉換晶片IC5的7、8腳相連接，IC19的14、8腳分別與信號輸入輸出接口CON10的2、3腳相連接，CON10的1、4腳懸空，CON10的5、7、8腳接地，CON10的9、10腳接電源+Ec，CON10的6腳接油耗儀主機1中流量計信號採集接口CON1的20腳。
所述的復位電路3-2如圖11所示，它由復位晶片IC20、開關K3、三個電阻R12-R25組成，IC20選用IMP707型號，IC20的1腳接電阻R23的一端和開關K3的一端，K3的另一端接地，R23的另一端接電源+Ec，IC20的2腳接電源+Ec，IC20的6腳懸空，IC20的3、5、7腳接地，IC20的4腳接電阻R24、R25的一端，R24的另一端接電源+Ec，R25的另一端接地，IC20的復位信號輸出端接單片機IC13的9腳和單片機IC16的1腳。
具體實施方式
二本具體實施方式
與具體實施方式
一的不同點在於油耗儀主機1內又增加了四個阻排RP1-RP4，其電路如圖12、如圖13、如圖14、如圖15所示，阻排RP1-RP4選用103型號，阻排RP1、RP2、RP3、RP4的1腳接電源+Ec，RP1的9、8、7、6、5、4、3、2腳分別與單片機IC1的16、17、18、19、20、21、22、23腳一一對應相連接，RP2的9、8、7、6、5、4、3、2腳分別與單片機輔助晶片IC2的29、28、27、25、24、23、22、21腳一一對應相連接，RP3的9、8、7、6、5、4、3、2分別與IC1的14、13、12、11、10、9、8、7腳一一對應相連接，RP4的9、8、7、6、5、4、3、2腳分別與IC1的57、56、55、54、53、52、51、50腳一一對應相連接。增加了四個阻排使油耗儀主機1的單片機系統輸入輸出更穩定，輸入輸出的電平信號更平滑。其它組成和連接關係與具體實施方式
一相同。
工作原理兩個質量流量計9-1、9-2分別採集進油管10-1和回油管10-2的流量，通過它們的差值得出實際的耗油量，並把測得的信息送給油耗儀主機1，同時發電機功率採集盒2通過電流傳感器和電壓傳感器採集發電機5的輸出電流和電壓，得到實際發電功率，並把採集到的信號送到油耗儀主機1，油耗儀主機1保存和分析數據，當車輛到站後通過轉錄儀3將油耗儀主機1的保存和分析的數據送到地面分析計算機4進行進一步的統計和分析。本實用新型採用總線化設計，便於系統擴展和升級，分析儀的核心採用單片機系統，保證了系統的穩定性和可編程性，給實際的生產應用帶來了很大方便。
權利要求1.內燃機車車載油耗記錄分析儀，它由油耗儀主機(1)、發電機功率採集盒(2)、轉錄儀(3)、兩個質量流量計(9-1)、(9-2)、地面分析計算機(4)組成，進油管(10-1)的進油端接油箱(8)，進油管(10-1)的出油端接柴油機(6)的進油端，柴油機(6)的回油端接回油管(10-2)的一端，回油管(10-2)的另一端接油箱(8)；其特徵在於質量流量計(9-1)安裝在進油管(10-1)的一個截斷(10-1-1)上，質量流量計(9-2)安裝在回油管(10-2-1)的一個截斷(10-2-1)上，質量流量計(9-1)、(9-2)的流量信號輸出端由信號線(7-1)、(7-3)分別與油耗儀主機(1)的流量信號輸入端相連接，發電機功率採集盒(2)的發電機電流、電壓信號輸入端由信號線(7-2)與發電機(5)的電源輸出端相連接，發電機功率採集盒(2)的功率信號輸出端由信號線(7-4)與油耗儀主機(1)的功率信號輸入端相連接，油耗儀主機(1)的信號輸出端由信號線(7-5)與轉錄儀(3)的信號輸入端相連接，轉錄儀(3)的信號輸出端由信號線(7-6)與地面分析計算機(4)的信號輸入端相連接。
2.根據權利要求書1所述的內燃機車車載油耗記錄分析儀，其特徵在於所述的油耗儀主機(1)，它由單片機IC1、單片機輔助晶片IC2、電壓基準比較晶片IC3、晶體振蕩器X1、跳線開關JP1、質量流量計信號採集電路(11)、總線轉換電路(12)、單片機外圍電路(13)、復位電路(14)、發電機功率信號採集電路(15)、流量計信號採集接口CON1、顯示器接口CON2、編程接口CON3、五個電阻R1-R5、電位器W1、開關K1、電容C1、C28組成，單片機IC1的34、19、38、33、32腳懸空，IC1的3、58、49腳接地，IC1的35腳接晶體振蕩器X1的3腳，X1的2腳接電源+Ec，X1的1腳懸空，X1的4腳接地，IC1的16、17、18、14、13、12、11、10、9、8、7腳與顯示器接口OON2的12、13、14、9、8、7、6、5、4、3、2腳分別一一對應相連接，CON2的15、16腳接地，CON2的10、11腳接電源+Ec，CON2的1腳懸空；IC1的21、27、50、51、52、53、54、55、56、57腳接單片機外圍電路(13)，IC1的62、63、64、65、66、67、68、1腳接發電機功率信號採集電路(15)的功率信號輸出端，IC1的59腳接電阻R1的一端、電容C1的一端、電位器W1的一固定端及電壓基準比較晶片IC3的2腳，R1的另一端接電源+Ec，C1的另一端接地，IC3的3腳和W1的另一固定端接地，IC3的1腳接電位器W1的滑動端；IC1的26腳接復位電路(14)的復位信號輸出端，IC1的28、29、20、23、22、5、4腳與流量計信號採集接口CON1的2、4、6、14、12、8、10腳分別一一對應相連接，CON1的1、3、5、7、9腳接地，CON1的11、13、15、16腳接電源+Ec，CON1的17、18、19腳懸空，CON1的20腳接復位電路14，IC1的24、25腳接總線轉換電路12總線信號輸入端，IC1的31、30、48、47腳與IC2的50、47、10、49腳分別一一對應相連接，IC1的15腳經電容C28接地，IC1的6腳經跳線開關JP1接地，IC1的50、51、52、53、54、55、56、57腳與IC2的37、36、35、34、33、32、31、30腳分別一一對應相連接，IC1的46、45、44、43、42、41、40、39腳與IC2的46、45、44、43、42、41、40、39腳分別一一對應相連接；單片機輔助晶片IC2的16、1、26腳接地，IC2的15、18、38腳接電源+Ec，IC2的48腳接復位電路14的復位信號輸出端，IC2的8、9、11、51腳懸空，IC2的20、19、17、14、13、12腳與編程接口CON3的9、11、6、14、5、13腳分別一一對應相連接，IC2的52腳接電阻R5的一端和開關K1的一端，R5的另一端接電源+Ec，K1的另一端接地，IC2的2、3、4腳分別經電阻R4、R3、R2接電源+Ec，IC2的4、5、6、7腳接單片機外圍電路(13)的信號輸入端，IC2的21、22、23、24、25、27、28、29腳接單片機外圍電路(13)的信號輸入端；編程接口CON3的1、2、4、8腳懸空，CON3的3、10、12腳接地。
3.根據權利要求書1或2所述的內燃機車車載油耗記錄分析儀，其特徵在於所述的質量流量計信號採集電路(11)，它由質量流量計接口CON4、光耦晶片IC4、五個電阻R6-R10、兩個反相器M1、M2、三個電容C2-C4組成，CON4的輸出端1腳接電容C2的一端，C2的另一端接IC4的1腳，CON4的2腳接電阻R6的一端和二極體D1的正極，D1的負極接IC4的1腳，R6的另一端接IC4的2腳，CON4的3、6腳接+Vc，CON4的4腳接電容C3的一端，C3的另一端接IC4的3腳，CON4的5腳接二極體D2的正極和電阻R7的一端，D2的負極接IC4的3腳，R7的另一端接IC4的4腳，CON4的7腳接電容C4的一端，C4的另一端接IC4的5腳，CON4的8腳接二極體D3的正極和電阻R8的一端，D3的負極接IC4的5腳，R8的另一端接IC4的6腳；IC4的7、8、9、10腳懸空，IC4的15、13、11腳接地；IC4的16、14腳分別經電阻R10、R9接電源+Ec，IC4的16、14腳分別接反相器M1、M2的輸入端，M1、M2的輸出端分別接單片機IC1的5、4腳。
4.根據權利要求書1或2所述的內燃機車車載油耗記錄分析儀，其特徵在於所述的總線轉換電路(12)，它由五個電容C5-C9和總線轉換晶片IC5組成，IC5的1、3腳分接電容C5的兩端，IC5的4、5腳分接電容C6的兩端，IC5的15、13、11腳接地，IC5的12、14腳懸空，IC5的2腳接電容C7的一端，C7的另一端接電容C8、C9的一端和IC5的15腳，C8的另一端接IC5的16腳和電源+Ec，C9的另一端接IC5的6腳，IC5的10、9腳分別接單片機IC1的25、24腳，IC5的7、8腳接轉錄儀(3)的信號輸入端。
5.根據權利要求書1、2所述的內燃機車車載油耗記錄分析儀，其特徵在於所述的單片機外圍電路(13)，它由存貯晶片IC6、時鐘晶片IC7、兩個電阻R11、R12、三腳跳線開關JP2組成，IC6的12、11、10、9、8、7、6、5腳分別與單片機輔助晶片IC2的29、28、27、25、24、23、22、21腳一一對應相連接，IC6的27、26、25、4、28、3、31腳分別與單片機輔助晶片IC2的39、40、41、42、43、44、45、46腳一一對應相連接，IC6的13、14、15、17、18、19、20、21腳分別和IC7的5、6、7、8、9、10、11腳及單片機IC1的57、56、55、54、53、52、51、50腳一一對應相連接；IC6的2、1、22腳分別與單片機輔助晶片IC2的7、5、4腳一一對應相連接，IC6的24、29腳與時鐘晶片IC7的17、15腳對應相連接，IC6的30腳接三腳跳線開關JP2的2腳，JP2的1腳接單片機輔助晶片IC2的6腳JP2的3腳接單片機IC1的15腳，IC7的18、13腳分別接單片機輔助晶片IC2的48、3腳，IC7的14腳接單片機IC1的48腳，IC7的19、23腳分別接IC1的27、21腳，IC7的23、19腳分別經R12、R11接電源+Ec，IC7的1腳接地，IC7的2、3腳懸空。
6.根據權利要求書1、2所述的內燃機車車載油耗記錄分析儀，其特徵在於所述的復位電路(14)，它由復位晶片IC8、三個電阻R13-R15、開關K2組成，IC8的2腳接電源+Ec，IC8的3腳接地，IC8的6腳懸空，IC8的4腳分接電阻R14、R15的一端，R14的另一端接電源+Ec，R15的另一端接地，IC8的1腳接流量計信號採集接口CON1的20腳，IC8的1腳接電阻R13和開關K2的一端，K2的另一端接地，R13的另一端接電源+Ec，IC8的8、5腳分別接單片機IC1的15、26腳，IC8的7腳接單片機輔助晶片IC2的48腳。
7.根據權利要求書1所述的內燃機車車載油耗記錄分析儀，其特徵在於所述的發電機功率信號採集電路(15)，它由採集發電機功率採集盒接口CON5、八個信號比較電路M3-M10組成，CON5的2、4、6、8、10、12、14、16腳分別與單片機IC1的1、68、67、66、65、64、63、62一一對應相連接，CON5的1、3、5、7、9、11、13、15、16、17、18、19、20、21、22、23、25腳接地，CON5的24、26腳懸空，CON5的2、4腳接發電機功率採集盒(2)的信號輸出端，CON5的2、4、6、8、10、12、14、16分別經信號比較電路M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10接電源+Ec；所述的信號比較電路M3-M10由電容C10、兩個二極體D14、D5組成，電容C10的一端接CON5的信號輸入端2腳，C10的另一端地，二極體D4的負極和D5的正極接C10的一端，D4的正極接地，D5的負極接電源+Ec。
8.根據權利要求書1所述的內燃機車車載油耗記錄分析儀，其特徵在於所述的發電機功率採集盒(2)，它由兩個電源模塊IC9、IC10、電流採集傳感器IC11、電壓採集傳感器IC12、兩個發電機電源接口CON6、CON7、兩個跳線開關JP3、JP4、三個電阻R16、R17、R18、四個電容C14-C17組成，電源模塊IC9、IC10的15、16腳接+Vcc，IC9、IC10的1、2、8、9腳都接地，IC9的10、7腳分別接電源採集傳感器IC11的1、3腳和兩個電容C11、C12的一端，C11、C12的另一端接地，IC10的10、7腳分別接電壓採集傳感器IC12的3、5腳和兩個電容C14、C15的一端，C14、C15的另一端接地，IC11的2腳和IC12的4腳分別接CON5的2、4腳，IC11的2腳接跳線開關JP3的一端，JP3的另一端接電阻R16的一端和電容C13的一端，C13的另一端和R16的另一端接地，IC12的4腳接跳線開關JP4的一端，JP4的另一端接電容C16和電阻R17的一端，R17和C16的另一端接地，IC11的電源信號兩輸入端接發電機電源接口CON6的兩端，IC12的電壓信號採集輸入端1腳經電阻R18接發電機電源接口CON7的一腳，IC12的2腳接CON7的另一腳。
9.根據權利要求書1所述的內燃機車車載油耗記錄分析儀，其特徵在於所述的轉錄儀(3)，它由兩個單片機IC13、IC16、單片機輔助晶片IC14、時鐘晶片IC15、串行時鐘晶片IC18、電源晶片IC17、復位電路(3-2)、總線轉換電路(3-1)、六個電容C17-C22、四個電阻R19-R22、三個晶體振蕩器X2-X4、顯示器接口CON8、電位器W2、鍵盤接口CON9組成，單片機IC13的1、2、3、4腳分別與鍵盤接口CON9的1、2、3、4腳一一對應相連接，IC13的31腳接地，IC13的9腳、IC16的1腳接復位電路(3-2)的復位信號輸出端，IC13的10、11腳、IC16的2、3腳接總線轉換電路(3-1)的總線輸出端，IC13的12腳接三腳跳線開關JP5的1腳，JP5的2腳接地，JP5的3腳接時鐘晶片IC15的26腳，IC13的13、14、15腳分別串行時鐘晶片IC18的7、6、5腳一一對應相連接，IC18的8腳接電源+Ec，IC18的2、3腳接晶體振蕩器X2的兩端；IC13的29腳懸空，IC13的18、19腳分別接晶體振蕩器X3的兩端和電容C17、C18的一端，C17、C18的另一端接地，IC13的39、38、37、36、35、34、33、32腳分別與IC14的2、3、4、5、6、7、8、9腳和IC15的25、24、23、22、21、20、19、18腳一一對應相連接，IC13的21、22、23、24、25、26、27、28、5、6、7、8分別與IC15的31、30、27、29、8、2、7、35、6、34、5、4腳一一對應相連接，IC13的30腳接IC14的11腳，IC13的17、16腳分別接IC15的28、33腳；IC14的1腳接地，IC14的19、18、17、16、15、14、13、12腳分別與IC15的16、15、14、13、12、11、10、9腳一一對應相連接，IC15的38腳接電源+Ec，IC15的20腳接地，單片機IC16的9、11、6、7、8腳分別與顯示器接口CON8的5、4、7、8、6腳一一對應相連接，IC16的12、13、14、15、16、17、18、19分別與CON8的9、10、11、12、13、14、15、16腳一一對應相連接，IC16的20腳接電源+Ec，IC16的10腳接地，IC16的5、4腳分接晶體振蕩器X4的兩端和電容C19、C20的一端，C19、C20的另一端接地，IC16的12、13腳分別經電阻R19、R20接電源+Ec，CON8的18、2腳接地，CON8的17腳接+Ec，CON8的1、3腳連接後接電位器W2的一固定端和滑動端，W2的另一固定端經電阻R22接電源晶片IC17的5腳和電容C21的一端，C21的另一端接地，IC17的1、6、7腳懸空，IC17的3腳接地，IC17的2、4腳分接電容C22的兩端，IC17的8腳接電源+Ec。
10.根據權利要求書1、9所述的內燃機車車載油耗記錄分析儀，其特徵在於所述的總線轉換電路(3-1)，它由信號輸入輸出接口CON10、總線轉換晶片IC19、五個電容C23-C27組成，IC19的4、5腳分接電容C24的兩端，IC19的1、3腳分接電容C23的兩端，IC19的2腳接電容C25的一端，C25的另一端接電容C26、C27的一端和IC19的15腳，C26的另一端接IC19的16腳，C27的另一端接IC19的6腳，IC19的10、9腳分別與單片機IC13的10、11腳對應相連接，IC19的11、12腳分別與單片機輔助晶片IC16的3、2腳對應相連接，IC19的7、13腳分別與總線轉換電路12中總線轉換晶片IC5的7、8腳相連接，IC19的14、8腳分別與信號輸入輸出接口CON10的2、3腳相連接，CON10的1、4腳懸空，CON10的5、7、8腳接地，CON10的9、10腳接電源+Ec，CON10的6腳接油耗儀主機1中流量計信號採集接口CON1的20腳。
11.根據權利要求書1、9所述的內燃機車車載油耗記錄分析儀，其特徵在於所述的復位電路(3-2)，它由復位晶片IC20、開關K3、三個電阻R12-R25組成，IC20的1腳接電阻R23的一端和開關K3的一端，K3的另一端接地，R23的另一端接電源+Ec，IC20的2腳接電源+Ec，IC20的6腳懸空，IC20的3、5、7腳接地，IC20的4腳接電阻R24、R25的一端，R24的另一端接電源+Ec，R25的另一端接地，IC20的復位信號輸出端接單片機IC13的9腳和單片機IC16的1腳。
12.根據權利要求書1、2所述的內燃機車車載油耗記錄分析儀，其特徵在於所述的油耗儀主機1內又增加了四個阻排RP1-RP4，阻排RP1、RP2、RP3、RP4的1腳接電源+Ec，RP1的9、8、7、6、5、4、3、2腳分別與單片機IC1的16、17、18、19、20、21、22、23腳一一對應相連接，RP2的9、8、7、6、5、4、3、2腳分別與單片機輔助晶片IC2的29、28、27、25、24、23、22、21腳一一對應相連接，RP3的9、8、7、6、5、4、3、2分別與IC1的14、13、12、11、10、9、8、7腳一一對應相連接，RP4的9、8、7、6、5、4、3、2腳分別與IC1的57、56、55、54、53、52、51、50腳一一對應相連接。
專利摘要內燃機車車載油耗記錄分析儀，它涉及一種車載油耗記錄裝置。質量流量計(9－1)、(9－2)的流量信號輸出端由信號線(7－1)、(7－3)分別與油耗儀主機(1)的流量信號輸入端相連接，發電機功率採集盒(2)的發電機電流、電壓信號輸入端由信號線(7－2)與發電機(5)的電源輸出端相連接，發電機功率採集盒(2)的功率信號輸出端由信號線(7－4)與油耗儀主機的功率信號輸入端相連接，油耗儀主機的信號輸出端由信號線(7－5)與轉錄儀(3)的信號輸入端相連接，轉錄儀(3)的信號輸出端由信號線(7－6)與地面分析計算機(4)的信號輸入端相連接。本實用新型抗幹擾性強，抗震性能好，數據誤差小，便於管理部門監督內燃機車油耗情況，它還能準確分析機車在各種工況下的瞬時耗油狀況。
文檔編號G01F9/00GK2581947SQ0229229
公開日2003年10月22日 申請日期2002年12月31日 優先權日2002年12月31日
發明者朱金良, 於海峰, 權志勇, 陳秋民 申請人:朱金良