专利名称：柴油机保护智能化仪表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及柴油机的保护与控制，是一种用于柴油机的电子保护装置。
柴油机在各行各业中广泛使用着，而其又会因各种原因出现故障，从而影响正常使用及使用寿命。因此，为柴油机提供可靠的保护就成为摆在人们面前、需迫切解决的问题。现有的柴油机保护电路，由于功能单一，工作可靠性差，难以很好地适应现实的需要。
本实用新型的目的是提供一种结构紧凑、简单、功能强、性能稳定可靠的柴油机保护智能化仪表。
本实用新型的技术解决方案是一种柴油机保护智能化仪表，其采用了现有技术所没有采用的设计有一个与传感器输入端相连的放大整形电路，放大整形电路经非门与柴油机保护电路相接，放大整形电路还经另一非门与数字显示电路相接，数字显示电路还接有时基电路和锁存信号电路，一个电源电路与上述各电路相接。
本实用新型中所述的柴油机保护电路包括油压保护电路、及超速保护电路。当然，在必要时，还可附加其他合适的保护电路。
本实用新型中所述的油压保护电路前接有频率/电压变换电路。当然，其他保护电路前也可接同样的变换电路，或与油压保护电路采用同一个变换电路。
本实用新型中所述的频率/电压变换电路后，还接有柴油机调速保护电路。当然，也可不接上述电路，或接有其他保护电路。
本实用新型中所述的超速保护电路中有一个比较器，比较器输出端接有三极管，三极管与一个超速保护继电器相接。当然，也可以采用其他合适结构形式的超速保护电路。
本实用新型中所述的油压保护电路包括一个与前述频率/电压变换电路相接的射随器，一个同相放大器与射随器相接，一个三极管与同相放大器相连，三极管接有油压保护继电器。当然，也可以采用其他合适结构形式的油压保护电路。
本实用新型中所述的放大整形电路为一个由非反门比较器构成的施密特电路。当然，也可以采用其他合适的放大整形电路。
本实用新型中所述的时基电路采用4060集成电路，4060集成电路接一个双D触发器4013。当然，也可以在保证功能的情况下采用其他合适的集成电路或电路结构。
本实用新型中所述的锁存电路采用4538精密单稳态多谐振荡器。当然，也可以代之以其他具有类似功能的集成电路或电路结构。
本实用新型的优点是结构紧凑、简单、体积小、不怕振动，能适合布置在柴油机仪表盘上。成本低、功能强，性能稳定可靠。电路所选用的集成芯片极为普通，随处可买到，价格便宜。可测定转速，并可用四位数字显示柴油机每分钟的转速数值。柴油机水温高于限位后可报警及保护。具有柴油机超速保护，及80％额定转速试验超速保护功能的试验按钮。当柴油机在运行中，润滑油压力低于限值，仪表能报警及保护。有紧急停车控制功能。仪表电路的有机组合，使本实用新型具有一定的“智能”，即当柴油机不运转时，柴油机转速为零，柴油机的润滑油压力为零，仪表不会报警，也不会控制外部执行元件动作，只有在柴油机的运行速达到300转/分钟以上时，如柴油机的润滑压力低于限值，此时仪表就报警，同时仪表输出信号，控制外部执行元件动作，迫使柴油机停车，从而达到自动保护柴油机之目的。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明
图1为本实用新型的一种柴油机保护智能化仪表的结构示意图。
图2为本实用新型的一种柴油机保护智能化仪表的电路结构图。
图1描述了本实用新型的基本原理。在一个机壳12内，装有如下电路有一个与传感器输入端相连的放大整形电路1，放大整形电路1的输出经非门4069-1与一个由频率/电压变换电路6、油压保护电路7及油压保护继电器3J构成的油压保护电路部分相接，再经非门4609-2与一个由超速保护电路8、超速保护继电器4J构成的超速保护部分相接，并再经非门4069-3与一个数字显示电路5相连，数字显示电路5还接有时基电路9，锁存信号电路10，一个电源电路11与上述各电路相接。
图2描述了本实用新型的一个实施例。由60个均匀齿的采样齿轮与一个磁传感器组成了取样机构(可采用现有技术)，以获得每分钟转数转换成的信号频率数加在输入电路的输入端int，经过整形后得到一个标准方波，并由三个非门4069-1、4069-2、4069-3分别带动不同负载，以减少负载效应，从而获得良好的测试特性。该输入阻抗为10KΩ。其中339芯片为四非门比较器，4069芯片为六非门，339芯片组成一个施密特电路将由传感器输入的信号整形方波，由4069非门使方波整形到峰峰值4.5伏，前后沿比较陡直，再送到后面各负载电路。该放大整形电路还包括二极管D1、D2、电阻R4、R5、R6、R7等元器件。
4060芯片是一个十四级计数器、分频器、振荡器，只要连上适当的阻容元件和晶体即可获得所要求的振荡频率。本例电路中的4060芯片连接成32768HZ晶体振荡器，并经十四分频在3脚输出2HZ的方波信号，此信号再经过双D触发器4013两次分频获得脉宽为1秒的秒信号，由此获得的秒信号，将送入锁存电路，及脉宽延时电路，由此获得清零，计数信号。锁存信号电路由一片4538(I)芯片的两个单稳态电路连接而成，本电路中的4538是由两个单稳态多谐振荡器组成，两极均接成不可再触发方式，单稳一为后沿触发，单稳二为前触发，单稳一接输入信号，当后沿到来时，单稳一翻转，并随即复位，其输出端可获得宽度只有0.2-0.3μs(等于两个单稳态内部触发的传输时间之和)锁存信号，单稳时间由元件R2、C1决定，T＝R2×C1(S)，大约是0.7S，在此时间内单稳二被强制复位，不会发生翻转，使数码管的显示读数一直保持不会变，使人观看时眼睛没有闪烁感。4538(II)芯片的单稳电路是后沿触发，输入信号经由非门加入，其暂态时间T＝R8×C11(S)。上述电路中，4060芯片还外接有电阻R3、电容C2、C3等元件，4538(I)接有电容C1、电阻R2，4538(II)接有电阻R8、电容C11等元件。
数显电路由芯片4511、4518组成。4518由两个具有时钟启动功能的BCD加法计数器电路构成。使用时，如果用时钟上升沿触发则信号由CP输入并使EN端为“1”电平，如果用时钟下降沿触发则信号由EN输入，并使CP为“0”电平，如将Cr置“1”电平则计数器零。芯片4511是BCD7段/锁存器/解码器/驱动器，其是将BCD代码转换成7段输出的译码器，它能直接驱动共阴极七段LED、将BI输入置于低电平，就可使全段置于空白(不亮灯)，LE输入为高电平时，锁存输入数据。
比较器339-2，4脚为一固定电压，其值决定于5V电压经R10、R29分压后的电压值，5脚为转速——电压变换电路来的电压值，它代表一定的转数，由于一定的电压值代表着一定的转速，我们设定4脚的电压对应着超速的电压极限值时，当前柴油机转速超过极限时，5脚电压就会大于4脚电压，比较器翻转，输出高电平，使三极管G3导通，4J继电器动作，带动保护电路工作，停机并声光报警。
按动K3开关，4脚电压降低到对应80％的转速保护值，此时就能起到80％超速保护的作用。
555芯片接成单稳态电路，稳态时输出低电平，当有一个负的尖脉冲加在脚2上时，555单稳电路将翻转，进入暂态，输出高电平，暂态时间t＝1.1R15×C8，由R15和C8值决定，在暂态结束后，输出又回到稳态时的低电平。
特别当输入信号频率改变时，555输出端3脚的波形占空比将发生变化，输入信号周期越短(即频率越高)，波形占空比越大相对应的直流成分越多，反之亦反，经由R16、R17、C9滤波后其直流电压再由双运放放大后输出，这便完成了频率——电压变换。
第一级358双运放358-1接成射随器，起隔离作用，第二级358-2接成同相放大器，放大倍数K＝1＋R20/R10，由于采用了24V为电源，所以输出电压范围比较大，可以从0V变到20V左右。
双运放358的7脚输出电压去带动油压保护动作，当油压不正常时YBY接通，7脚电压对电容充电能使三极管导通，3J继电器动作，带动保护电路工作，停机并声光报警，柴油机起动时YBY虽然接通，但由于此时358的7脚电压太低对C12充电很慢，不会马上导通三极管，3J继电器不会动作，起动时不会有误停现象发生。
为可靠安全，本电路采用了二片稳压块LM7805芯片并联使用，它每片的输出电流可达到1安培，并联后安全系数大大加强，本电路5V电压所需电流只在100毫安以下，因而十分可靠。
电路前面的降压电阻R24，应选用功率为5W的电阻，希望它能降掉10V的电压，这样后边的芯片能在较安全的电压下工作。
电路中超速保护继电器4J接点，油压保护继电器3J接点，水温保护继电器5J接点，自检启动1J接点，均并接入1J、2J两继电器线圈上，所以不管哪种保护启动后1J、2J继电器都会同时动作，然后带动JJ总继电器(在本机外)启动，去停机和报警。所有继电器都有自锁电路，且继电器采用双接点的，因此，保护动作十分可靠。
上述电路中还包括下列元件集成芯片4513、非门4069-6，三极管G2、二极管D3、D4、D5、D6、D7、D8、发光管L2、L3、L4、警铃B1、电阻R1、R9、R11、R13、R40、R3、R14、R18、R19、R21、R22、R23、R25、R26、R27、R28、电容C5、C6、C7、C15、C16、C17、C19、C20等。
权利要求1.一种柴油机保护智能化仪表，其特征在于有一个与传感器输入端相连的放大整形电路，放大整形电路经非门与柴油机保护电路相接，放大整形电路还经另一非门与数字显示电路相接，数字显示电路还接有进基电路和锁存信号电路，一个电源电路与上述各电路相接。
2.根据权利要求1所述的柴油机保护智能化仪表，其特征在于所述柴油机保护电路包括油压保护电路、及超速保护电路。
3.根据权利要求2所述的柴油机保护智能化仪表，其特征在于所述的油压保护电路前接有频率/电压变换电路。
4.根据权利要求3所述的柴油机保护智能化仪表，其特征在于所述频率/电压变换电路后，还接有柴油机调速保护电路。
5.根据权利要求2所述的柴油机保护智能化仪表，其特征在于所述超速保护电路中有一个比较器，比较器输出端接有三极管，三极管与一个超速保护继电器相接。
6.根据权利要求3所述的柴油机保护智能化仪表，其特征在于所述油压保护电路包括一个与前述频率/电压变换电路相接的射随器，一个同相放大器与射随器相接，一个三极管与同相放大器相连，三极管接有油压保护继电器。
7.根据权利要求1所述的柴油机保护智能化仪表，其特征在于所述放大整形电路为一个由四非门比较器构成的施密特电路。
8.根据权利要求1或2、3、4、5、6、7所述的柴油机保护智能化仪表，其特征在于所述时基电路采用4060集成电路，4060集成电路接一个双D触发器4013。
9.根据权利要求1或2、3、4、5、6、7所述的柴油机保护智能化仪表，其特征在于所述锁存电路采用4538精密单稳态多谐振荡器。
专利摘要本实用新型公开了一种柴油机保护智能化仪表，特点是有一个与传感器输入端相连的放大整形电路，放大整形电路经非门与柴油机保护电路相接，放大整形电路还经另一非门与数字显示电路相接，数字显示电路还接有时基电路和锁存信号电路，一个电源电路与上述各电路相接。优点结构紧凑、简单，成本低，功能强，性能稳定可靠。
文档编号F02D45/00GK2248249SQ95240950
公开日1997年2月26日 申请日期1995年11月24日 优先权日1995年11月24日
发明者高世炘, 付世才, 杨遇春 申请人:中国水产南通海狮船舶机械公司