一种具有断线检测功能的转速信号采集电路的制作方法

本发明涉及转速信号采集电路领域，更具体地说，涉及一种具有断线检测功能的转速信号采集电路。

背景技术：

在柴油机运行过程中，发动机转速是柴油机运行时重点监测的一个参数，如果转速传感器断线，人员能够及时发现并排查断线原因，可以保证柴油机工作安全，所以转速信号采集断线检测功能尤其重要。

现有技术中，转速信号采集电路多采用运放跟随传感器信号后进入比较器，将正弦波与基准比较产生方波，从而采集到转速信号，不仅电路成本较高，切不具备传感器开路的检测功能。因此，我们提出一种具有断线检测功能的转速信号采集电路。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有断线检测功能的转速信号采集电路，它可以实现通过简单电路即可完成对转速信号的采集，降低了电路成本，具备断线检测功能，能够及时反馈问题，从而保证柴油机运行的安全，且散热性能好，可防止电路因高温受损。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种具有断线检测功能的转速信号采集电路，包括转速传感器、电路板和防护箱，所述转速传感器固定安装在防护箱的左侧外壁上，所述电路板固定安装在防护箱的底部内壁上。

所述电路板上设置有信号采集电路，所述信号采集电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、三极管q1、二极管d1、二极管d2、二极管d3、单片机。

所述转速传感器与电容c1以及二极管d1的阴极电连接，所述电容c1远离转速传感器的一端与电阻r3电连接，所述电阻r3远离电容c1的一端与电容c3以及电阻r4电连接，所述电容c3远离电阻r3的一端接地，所述电阻r4远离电阻r3的一端与三极管q1的基极以及二极管d3的阴极电连接，所述二极管d3的阳极接地，所述三极管q1的发射极接地，所述三极管q1的集电极与电阻r5、电容c4以及单片机的定时器引脚电连接，所述电阻r5远离三极管q1的一端接vcc，所述电容c4远离三极管q1的一端接地，所述二极管d1的阳极与电阻r1以及电阻r2电连接，所述电阻r1远离二极管d1的一端接vcc，所述电阻r2远离二极管d1的一端与二极管d2的阴极、电容c2以及单片机的adc引脚电连接，所述电容c2远离电阻r2的一端以及二极管d2的阳极均接地。

进一步的，所述电阻r3和电容c3组成rc滤波，所述电容c1为隔离电容，所述电容c2、电容c4为滤波电容，所述电阻r1、电阻r2为分压电阻，所述电阻r4为偏置电阻，所述电阻r5为上拉电阻，所述三极管q1为npn三极管。

进一步的，所述电阻r1的阻值为10kω，所述电阻r2的阻值为10kω，所述电阻r3的阻值为2kω，所述电阻r4的阻值为2kω，所述电阻r5的阻值为4.7kω。

进一步的，所述电容c1的电容量为2.2μf，所述电容c2的电容量为0.1μf，所述电容c3的电容量为0.1μf，所述电容c4的电容量为30pf。

进一步的，所述防护箱的外壁从外到里依次包括上表层、隔热层、以及下表层，所述上表层和下表层材质为铁合金，所述隔热层的材质为玻璃纤维棉板，上表层和下表层的设置，可提高防护箱的坚韧度，柴油机工作过程中，会产生较高的温度，隔热层的设置，可提高防护箱的隔热功能，防止外界的高温影响信号采集电路的运行。

进一步的，所述防护箱的右侧外壁上固定安装有第一支撑板，所述第一支撑板的顶部外壁上固定安装有冷水箱，所述冷水箱的内部盛放有10-15℃的冷水，所述冷水箱左侧的外壁上固定安装有多个导热棒，所述导热棒贯穿防护箱的右侧外壁上并与其内部导通，通过冷水箱和导热棒的设置，可使防护箱内的热量通过导热棒传至冷水箱内的冷水中，进而对防护箱内部进行降温，提高了散热功能，防止电路板因高温受损。

进一步的，所述冷水箱的顶部外壁上连通有进水管，所述进水管的外壁上螺纹连接有管盖，所述冷水箱右侧外壁的底端连通有排水管，所述排水管的外壁上设置有阀门，所述导热棒与冷水箱内壁的连接处设有固定安装在导热棒外壁上的密封环，密封环的设置，可防止导热棒和冷水箱连接处发生泄漏，进水管、管盖、排水管、阀门的设置，旋转拧下管盖，即可通过进水管向冷水箱内注入冷水，打开阀门，即可通过排水管排水冷水，进而便于更换冷水。

进一步的，所述防护箱的顶端固定安装有循环冷却箱，所述循环冷却箱的内部盛放有7-10℃的冷却水，所述循环冷却箱的内部固定安装有蛇形管道，所述蛇形管道的两端分别贯穿循环冷却箱左右两侧的外壁。

进一步的，所述循环冷却箱的左侧外壁上固定连接有第二支撑板，所述第二支撑板的顶部外壁上固定连接有排风机，所述排风机的出气端连通有第一气管，所述循环冷却箱的右侧外壁上固定安装有第三支撑板，所述第三支撑板的顶部外壁上固定安装有吸风机，所述吸风机的出气端连通有第二气管，所述蛇形管道的两端分别于排风机的进气端以及吸风机的出气端相连通。

进一步的，所述第一气管远离排风机的一端贯穿防护箱并与其内部相连通，所述第二气管远离吸风机的一端贯穿防护箱并与其内部相连通，通过循环冷却箱、蛇形管道、第二支撑板、排风机、第一气管、第三支撑板、吸风机、第二气管的设置，使得吸风机可通过第二气管将防护箱内的热气抽入蛇形管道内，循环冷却箱内的冷却水对热气进行降温，排风机再将降温后的气体排入防护箱内，从而形成循环回路对防护箱内部进行降温，进一步的提高了散热功能，防止电路板和信号采集电路因高温受损。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过设置信号采集电路，该信号采集电路不同于复杂的运放电路，通过简单电路即可完成对转速信号的采集，相较与常规通过运放采集转速信号的电路成本更低，对外部抗干扰能力更强，且具备断线检测功能，能够及时反馈问题，从而保证柴油机运行的安全。

(2)通过上表层和下表层的设置，可提高防护箱的坚韧度，柴油机工作过程中，会产生较高的温度，隔热层的设置，可提高防护箱的隔热功能，防止外界的高温影响信号采集电路的运行。

(3)通过冷水箱和导热棒的设置，可使防护箱内的热量通过导热棒传至冷水箱内的冷水中，进而对防护箱内部进行降温，提高了散热功能，防止电路板因高温受损。

(4)密封环的设置，可防止导热棒和冷水箱连接处发生泄漏，进水管、管盖、排水管、阀门的设置，旋转拧下管盖，即可通过进水管向冷水箱内注入冷水，打开阀门，即可通过排水管排水冷水，进而便于更换冷水。

(5)通过循环冷却箱、蛇形管道、第二支撑板、排风机、第一气管、第三支撑板、吸风机、第二气管的设置，使得吸风机可通过第二气管将防护箱内的热气抽入蛇形管道内，循环冷却箱内的冷却水对热气进行降温，排风机再将降温后的气体排入防护箱内，从而形成循环回路对防护箱内部进行降温，进一步的提高了散热功能，防止电路板和信号采集电路因高温受损。

附图说明

图1为本发明信号采集电路的电路连接图；

图2为本发明防护箱处的正视图；

图3为本发明防护箱外壁的截面图；

图4为本发明冷水箱内的剖视图；

图5为本发明防护箱和循环冷却箱内部的剖视图。

图中标号说明：

1、转速传感器；2、电路板；3、防护箱；301、上表层；302、隔热层；303、下表层；4、第一支撑板；5、冷水箱；6、进水管；7、管盖；8、排水管；9、阀门；10、导热棒；11、密封环；12、循环冷却箱；13、蛇形管道；14、第二支撑板；15、排风机；16、第一气管；17、第三支撑板；18、吸风机；19、第二气管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1和图5，一种具有断线检测功能的转速信号采集电路，包括转速传感器1、电路板2和防护箱3，转速传感器1固定安装在防护箱3的左侧外壁上，电路板2固定安装在防护箱3的底部内壁上，电路板2上设置有信号采集电路，信号采集电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、三极管q1、二极管d1、二极管d2、二极管d3、单片机，电阻r3和电容c3组成rc滤波，电容c1为隔离电容，电容c2、电容c4为滤波电容，电阻r1、电阻r2为分压电阻，电阻r4为偏置电阻，电阻r5为上拉电阻，三极管q1为npn三极管，电阻r1的阻值为10kω，电阻r2的阻值为10kω，电阻r3的阻值为2kω，电阻r4的阻值为2kω，电阻r5的阻值为4.7kω，电容c1的电容量为2.2μf，电容c2的电容量为0.1μf，电容c3的电容量为0.1μf，电容c4的电容量为30pf，转速传感器1与电容c1以及二极管d1的阴极电连接，电容c1远离转速传感器1的一端与电阻r3电连接，电阻r3远离电容c1的一端与电容c3以及电阻r4电连接，电容c3远离电阻r3的一端接地，电阻r4远离电阻r3的一端与三极管q1的基极以及二极管d3的阴极电连接，二极管d3的阳极接地，三极管q1的发射极接地，三极管q1的集电极与电阻r5、电容c4以及单片机的定时器引脚电连接，电阻r5远离三极管q1的一端接vcc，电容c4远离三极管q1的一端接地，二极管d1的阳极与电阻r1以及电阻r2电连接，电阻r1远离二极管d1的一端接vcc，电阻r2远离二极管d1的一端与二极管d2的阴极、电容c2以及单片机的adc引脚电连接，电容c2远离电阻r2的一端以及二极管d2的阳极均接地，电容c1可隔离断线检测端vcc对转速信号采集电路的干扰，转速产生的电势的微弱变化通过三极管q1改变a点的电压，从而采集到转速信号，在转速传感器1正常工作情况下断线检测输出为高电平，当转速无输入，二极管d1导通，b点的电压发生变化，从而达到断线报警的目的，该信号采集电路不同于复杂的运放电路，通过简单电路即可完成对转速信号的采集，相较与常规通过运放采集转速信号的电路成本更低，对外部抗干扰能力更强，且具备断线检测功能，能够及时反馈问题，从而保证柴油机运行的安全。

请参阅图2和图4-5，防护箱3的外壁从外到里依次包括上表层301、隔热层302、以及下表层303，上表层301和下表层303材质为铁合金，隔热层302的材质为玻璃纤维棉板，上表层301的下表层303的设置，可提高防护箱3的坚韧度，柴油机工作过程中，会产生较高的温度，隔热层302的设置，可提高防护箱3的隔热功能，防止外界的高温影响信号采集电路的运行。

请参阅图2和图5，防护箱3的右侧外壁上固定安装有第一支撑板4，第一支撑板4的顶部外壁上固定安装有冷水箱5，冷水箱5的内部盛放有10-15℃的冷水，冷水箱5左侧的外壁上固定安装有多个导热棒10，导热棒10贯穿防护箱3的右侧外壁上并与其内部导通，通过冷水箱5和导热棒10的设置，可使防护箱3内的热量通过导热棒10传至冷水箱5内的冷水中，进而对防护箱3内部进行降温，提高了散热功能，防止电路板因高温受损，冷水箱5的顶部外壁上连通有进水管6，进水管6的外壁上螺纹连接有管盖7，冷水箱5右侧外壁的底端连通有排水管8，排水管8的外壁上设置有阀门9，导热棒10与冷水箱5内壁的连接处设有固定安装在导热棒10外壁上的密封环11，密封环11的设置，可防止导热棒10和冷水箱5连接处发生泄漏，进水管6、管盖7、排水管8、阀门9的设置，旋转拧下管盖7，即可通过进水管6向冷水箱5内注入冷水，打开阀门9，即可通过排水管8排水冷水，进而便于更换冷水，防护箱3的顶端固定安装有循环冷却箱12，循环冷却箱12的内部盛放有7-10℃的冷却水，循环冷却箱12的内部固定安装有蛇形管道13，蛇形管道13的两端分别贯穿循环冷却箱12左右两侧的外壁，循环冷却箱12的左侧外壁上固定连接有第二支撑板14，第二支撑板14的顶部外壁上固定连接有排风机15，排风机15的出气端连通有第一气管16，循环冷却箱12的右侧外壁上固定安装有第三支撑板17，第三支撑板17的顶部外壁上固定安装有吸风机18，吸风机18的出气端连通有第二气管19，蛇形管道13的两端分别于排风机15的进气端以及吸风机18的出气端相连通，第一气管16远离排风机15的一端贯穿防护箱3并与其内部相连通，第二气管19远离吸风机18的一端贯穿防护箱3并与其内部相连通，通过循环冷却箱12、蛇形管道13、第二支撑板14、排风机15、第一气管16、第三支撑板17、吸风机18、第二气管19的设置，使得吸风机18可通过第二气管19将防护箱3内的热气抽入蛇形管道13内，循环冷却箱12内的冷却水对热气进行降温，排风机15再将降温后的气体排入防护箱3内，从而形成循环回路对防护箱3内部进行降温，进一步的提高了散热功能，防止电路板2和信号采集电路因高温受损。

本发明中的信号采集电路不同于复杂的运放电路，通过简单电路即可完成对转速信号的采集，相较与常规通过运放采集转速信号的电路成本更低，对外部抗干扰能力更强，且具备断线检测功能，能够及时反馈问题，从而保证柴油机运行的安全，且通过上表层301和下表层303的设置，可提高防护箱3的坚韧度，柴油机工作过程中，会产生较高的温度，隔热层302的设置，可提高防护箱3的隔热功能，防止外界的高温影响信号采集电路的运行，通过冷水箱5和导热棒10的设置，可使防护箱3内的热量通过导热棒10传至冷水箱5内的冷水中，进而对防护箱3内部进行降温，提高了散热功能，防止电路板2因高温受损，密封环11的设置，可防止导热棒10和冷水箱5连接处发生泄漏，进水管6、管盖7、排水管8、阀门9的设置，旋转拧下管盖7，即可通过进水管6向冷水箱5内注入冷水，打开阀门9，即可通过排水管8排水冷水，进而便于更换冷水，通过循环冷却箱12、蛇形管道13、第二支撑板14、排风机15、第一气管16、第三支撑板17、吸风机18、第二气管19的设置，使得吸风机18可通过第二气管19将防护箱3内的热气抽入蛇形管道13内，循环冷却箱12内的冷却水对热气进行降温，排风机15再将降温后的气体排入防护箱3内，从而形成循环回路对防护箱3内部进行降温，进一步的提高了散热功能，防止电路板2和信号采集电路因高温受损；与现有技术相比，可实现通过简单电路即可完成对转速信号的采集，降低了电路成本，具备断线检测功能，能够及时反馈问题，从而保证柴油机运行的安全，且散热性能好，可防止电路因高温受损。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。