專利名稱：柴油機保護智能化儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及柴油機的保護與控制，是一種用于柴油機的電子保護裝置。
柴油機在各行各業(yè)中廣泛使用著，而其又會因各種原因出現(xiàn)故障，從而影響正常使用及使用壽命。因此，為柴油機提供可靠的保護就成為擺在人們面前、需迫切解決的問題?，F(xiàn)有的柴油機保護電路，由于功能單一，工作可靠性差，難以很好地適應(yīng)現(xiàn)實的需要。
本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、簡單、功能強、性能穩(wěn)定可靠的柴油機保護智能化儀表。
本實用新型的技術(shù)解決方案是一種柴油機保護智能化儀表，其采用了現(xiàn)有技術(shù)所沒有采用的設(shè)計有一個與傳感器輸入端相連的放大整形電路，放大整形電路經(jīng)非門與柴油機保護電路相接，放大整形電路還經(jīng)另一非門與數(shù)字顯示電路相接，數(shù)字顯示電路還接有時基電路和鎖存信號電路，一個電源電路與上述各電路相接。
本實用新型中所述的柴油機保護電路包括油壓保護電路、及超速保護電路。當然，在必要時，還可附加其他合適的保護電路。
本實用新型中所述的油壓保護電路前接有頻率/電壓變換電路。當然，其他保護電路前也可接同樣的變換電路，或與油壓保護電路采用同一個變換電路。
本實用新型中所述的頻率/電壓變換電路后，還接有柴油機調(diào)速保護電路。當然，也可不接上述電路，或接有其他保護電路。
本實用新型中所述的超速保護電路中有一個比較器，比較器輸出端接有三極管，三極管與一個超速保護繼電器相接。當然，也可以采用其他合適結(jié)構(gòu)形式的超速保護電路。
本實用新型中所述的油壓保護電路包括一個與前述頻率/電壓變換電路相接的射隨器，一個同相放大器與射隨器相接，一個三極管與同相放大器相連，三極管接有油壓保護繼電器。當然，也可以采用其他合適結(jié)構(gòu)形式的油壓保護電路。
本實用新型中所述的放大整形電路為一個由非反門比較器構(gòu)成的施密特電路。當然，也可以采用其他合適的放大整形電路。
本實用新型中所述的時基電路采用4060集成電路，4060集成電路接一個雙D觸發(fā)器4013。當然，也可以在保證功能的情況下采用其他合適的集成電路或電路結(jié)構(gòu)。
本實用新型中所述的鎖存電路采用4538精密單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。當然，也可以代之以其他具有類似功能的集成電路或電路結(jié)構(gòu)。
本實用新型的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊、簡單、體積小、不怕振動，能適合布置在柴油機儀表盤上。成本低、功能強，性能穩(wěn)定可靠。電路所選用的集成芯片極為普通，隨處可買到，價格便宜?？蓽y定轉(zhuǎn)速，并可用四位數(shù)字顯示柴油機每分鐘的轉(zhuǎn)速數(shù)值。柴油機水溫高于限位后可報警及保護。具有柴油機超速保護，及80％額定轉(zhuǎn)速試驗超速保護功能的試驗按鈕。當柴油機在運行中，潤滑油壓力低于限值，儀表能報警及保護。有緊急停車控制功能。儀表電路的有機組合，使本實用新型具有一定的“智能”，即當柴油機不運轉(zhuǎn)時，柴油機轉(zhuǎn)速為零，柴油機的潤滑油壓力為零，儀表不會報警，也不會控制外部執(zhí)行元件動作，只有在柴油機的運行速達到300轉(zhuǎn)/分鐘以上時，如柴油機的潤滑壓力低于限值，此時儀表就報警，同時儀表輸出信號，控制外部執(zhí)行元件動作，迫使柴油機停車，從而達到自動保護柴油機之目的。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明


圖1為本實用新型的一種柴油機保護智能化儀表的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型的一種柴油機保護智能化儀表的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖1描述了本實用新型的基本原理。在一個機殼12內(nèi)，裝有如下電路有一個與傳感器輸入端相連的放大整形電路1，放大整形電路1的輸出經(jīng)非門4069-1與一個由頻率/電壓變換電路6、油壓保護電路7及油壓保護繼電器3J構(gòu)成的油壓保護電路部分相接，再經(jīng)非門4609-2與一個由超速保護電路8、超速保護繼電器4J構(gòu)成的超速保護部分相接，并再經(jīng)非門4069-3與一個數(shù)字顯示電路5相連，數(shù)字顯示電路5還接有時基電路9，鎖存信號電路10，一個電源電路11與上述各電路相接。
圖2描述了本實用新型的一個實施例。由60個均勻齒的采樣齒輪與一個磁傳感器組成了取樣機構(gòu)(可采用現(xiàn)有技術(shù))，以獲得每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換成的信號頻率數(shù)加在輸入電路的輸入端int，經(jīng)過整形后得到一個標準方波，并由三個非門4069-1、4069-2、4069-3分別帶動不同負載，以減少負載效應(yīng)，從而獲得良好的測試特性。該輸入阻抗為10KΩ。其中339芯片為四非門比較器，4069芯片為六非門，339芯片組成一個施密特電路將由傳感器輸入的信號整形方波，由4069非門使方波整形到峰峰值4.5伏，前后沿比較陡直，再送到后面各負載電路。該放大整形電路還包括二極管D1、D2、電阻R4、R5、R6、R7等元器件。
4060芯片是一個十四級計數(shù)器、分頻器、振蕩器，只要連上適當?shù)淖枞菰途w即可獲得所要求的振蕩頻率。本例電路中的4060芯片連接成32768HZ晶體振蕩器，并經(jīng)十四分頻在3腳輸出2HZ的方波信號，此信號再經(jīng)過雙D觸發(fā)器4013兩次分頻獲得脈寬為1秒的秒信號，由此獲得的秒信號，將送入鎖存電路，及脈寬延時電路，由此獲得清零，計數(shù)信號。鎖存信號電路由一片4538(I)芯片的兩個單穩(wěn)態(tài)電路連接而成，本電路中的4538是由兩個單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器組成，兩極均接成不可再觸發(fā)方式，單穩(wěn)一為后沿觸發(fā)，單穩(wěn)二為前觸發(fā)，單穩(wěn)一接輸入信號，當后沿到來時，單穩(wěn)一翻轉(zhuǎn)，并隨即復(fù)位，其輸出端可獲得寬度只有0.2-0.3μs(等于兩個單穩(wěn)態(tài)內(nèi)部觸發(fā)的傳輸時間之和)鎖存信號，單穩(wěn)時間由元件R2、C1決定，T＝R2×C1(S)，大約是0.7S，在此時間內(nèi)單穩(wěn)二被強制復(fù)位，不會發(fā)生翻轉(zhuǎn)，使數(shù)碼管的顯示讀數(shù)一直保持不會變，使人觀看時眼睛沒有閃爍感。4538(II)芯片的單穩(wěn)電路是后沿觸發(fā)，輸入信號經(jīng)由非門加入，其暫態(tài)時間T＝R8×C11(S)。上述電路中，4060芯片還外接有電阻R3、電容C2、C3等元件，4538(I)接有電容C1、電阻R2，4538(II)接有電阻R8、電容C11等元件。
數(shù)顯電路由芯片4511、4518組成。4518由兩個具有時鐘啟動功能的BCD加法計數(shù)器電路構(gòu)成。使用時，如果用時鐘上升沿觸發(fā)則信號由CP輸入并使EN端為“1”電平，如果用時鐘下降沿觸發(fā)則信號由EN輸入，并使CP為“0”電平，如將Cr置“1”電平則計數(shù)器零。芯片4511是BCD7段/鎖存器/解碼器/驅(qū)動器，其是將BCD代碼轉(zhuǎn)換成7段輸出的譯碼器，它能直接驅(qū)動共陰極七段LED、將BI輸入置于低電平，就可使全段置于空白(不亮燈)，LE輸入為高電平時，鎖存輸入數(shù)據(jù)。
比較器339-2，4腳為一固定電壓，其值決定于5V電壓經(jīng)R10、R29分壓后的電壓值，5腳為轉(zhuǎn)速——電壓變換電路來的電壓值，它代表一定的轉(zhuǎn)數(shù)，由于一定的電壓值代表著一定的轉(zhuǎn)速，我們設(shè)定4腳的電壓對應(yīng)著超速的電壓極限值時，當前柴油機轉(zhuǎn)速超過極限時，5腳電壓就會大于4腳電壓，比較器翻轉(zhuǎn)，輸出高電平，使三極管G3導(dǎo)通，4J繼電器動作，帶動保護電路工作，停機并聲光報警。
按動K3開關(guān)，4腳電壓降低到對應(yīng)80％的轉(zhuǎn)速保護值，此時就能起到80％超速保護的作用。
555芯片接成單穩(wěn)態(tài)電路，穩(wěn)態(tài)時輸出低電平，當有一個負的尖脈沖加在腳2上時，555單穩(wěn)電路將翻轉(zhuǎn)，進入暫態(tài)，輸出高電平，暫態(tài)時間t＝1.1R15×C8，由R15和C8值決定，在暫態(tài)結(jié)束后，輸出又回到穩(wěn)態(tài)時的低電平。
特別當輸入信號頻率改變時，555輸出端3腳的波形占空比將發(fā)生變化，輸入信號周期越短(即頻率越高)，波形占空比越大相對應(yīng)的直流成分越多，反之亦反，經(jīng)由R16、R17、C9濾波后其直流電壓再由雙運放放大后輸出，這便完成了頻率——電壓變換。
第一級358雙運放358-1接成射隨器，起隔離作用，第二級358-2接成同相放大器，放大倍數(shù)K＝1＋R20/R10，由于采用了24V為電源，所以輸出電壓范圍比較大，可以從0V變到20V左右。
雙運放358的7腳輸出電壓去帶動油壓保護動作，當油壓不正常時YBY接通，7腳電壓對電容充電能使三極管導(dǎo)通，3J繼電器動作，帶動保護電路工作，停機并聲光報警，柴油機起動時YBY雖然接通，但由于此時358的7腳電壓太低對C12充電很慢，不會馬上導(dǎo)通三極管，3J繼電器不會動作，起動時不會有誤?，F(xiàn)象發(fā)生。
為可靠安全，本電路采用了二片穩(wěn)壓塊LM7805芯片并聯(lián)使用，它每片的輸出電流可達到1安培，并聯(lián)后安全系數(shù)大大加強，本電路5V電壓所需電流只在100毫安以下，因而十分可靠。
電路前面的降壓電阻R24，應(yīng)選用功率為5W的電阻，希望它能降掉10V的電壓，這樣后邊的芯片能在較安全的電壓下工作。
電路中超速保護繼電器4J接點，油壓保護繼電器3J接點，水溫保護繼電器5J接點，自檢啟動1J接點，均并接入1J、2J兩繼電器線圈上，所以不管哪種保護啟動后1J、2J繼電器都會同時動作，然后帶動JJ總繼電器(在本機外)啟動，去停機和報警。所有繼電器都有自鎖電路，且繼電器采用雙接點的，因此，保護動作十分可靠。
上述電路中還包括下列元件集成芯片4513、非門4069-6，三極管G2、二極管D3、D4、D5、D6、D7、D8、發(fā)光管L2、L3、L4、警鈴B1、電阻R1、R9、R11、R13、R40、R3、R14、R18、R19、R21、R22、R23、R25、R26、R27、R28、電容C5、C6、C7、C15、C16、C17、C19、C20等。
權(quán)利要求1.一種柴油機保護智能化儀表，其特征在于有一個與傳感器輸入端相連的放大整形電路，放大整形電路經(jīng)非門與柴油機保護電路相接，放大整形電路還經(jīng)另一非門與數(shù)字顯示電路相接，數(shù)字顯示電路還接有進基電路和鎖存信號電路，一個電源電路與上述各電路相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機保護智能化儀表，其特征在于所述柴油機保護電路包括油壓保護電路、及超速保護電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油機保護智能化儀表，其特征在于所述的油壓保護電路前接有頻率/電壓變換電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柴油機保護智能化儀表，其特征在于所述頻率/電壓變換電路后，還接有柴油機調(diào)速保護電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油機保護智能化儀表，其特征在于所述超速保護電路中有一個比較器，比較器輸出端接有三極管，三極管與一個超速保護繼電器相接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柴油機保護智能化儀表，其特征在于所述油壓保護電路包括一個與前述頻率/電壓變換電路相接的射隨器，一個同相放大器與射隨器相接，一個三極管與同相放大器相連，三極管接有油壓保護繼電器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機保護智能化儀表，其特征在于所述放大整形電路為一個由四非門比較器構(gòu)成的施密特電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2、3、4、5、6、7所述的柴油機保護智能化儀表，其特征在于所述時基電路采用4060集成電路，4060集成電路接一個雙D觸發(fā)器4013。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2、3、4、5、6、7所述的柴油機保護智能化儀表，其特征在于所述鎖存電路采用4538精密單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。
專利摘要本實用新型公開了一種柴油機保護智能化儀表，特點是有一個與傳感器輸入端相連的放大整形電路，放大整形電路經(jīng)非門與柴油機保護電路相接，放大整形電路還經(jīng)另一非門與數(shù)字顯示電路相接，數(shù)字顯示電路還接有時基電路和鎖存信號電路，一個電源電路與上述各電路相接。優(yōu)點結(jié)構(gòu)緊湊、簡單，成本低，功能強，性能穩(wěn)定可靠。
文檔編號F02D45/00GK2248249SQ95240950
公開日1997年2月26日 申請日期1995年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月24日
發(fā)明者高世炘, 付世才, 楊遇春 申請人:中國水產(chǎn)南通海獅船舶機械公司