一种增压器转速监测记录和故障预警装置及预警方法
技术领域
[0001] 本
发明属于
增压器测控领域，具体涉及一种增压器转速监测记录和预警装置及预警方法。
背景技术
[0002] 增压器的主要作用就是增加
发动机的进气量，从而达到提高功率、改善经济性、改善排放的目的。近年来，增压器的使用随着主机厂发动机功率的提升需求不断升级，同时排放标准的升级也促使增压器的市场占有量大幅增涨。增压器的性能稳定与否直接影响着发动机的平稳运行，因此增压器已然成为发动机整机的重要部分，目前国内的增压器转速测试装置只具备监测增压器实时转速的功能，实验室若想进行转速数据记录大多通过转速表转速输出后加装采集卡与上位机连接后才可完成，出厂后便无法记录转速数据。尤其当增压器发生故障后很多情况无法追溯增压器的故障原因，无法准确
定位故障原因对发动机主机厂和增压器生产厂商都是一种缺憾。对于增压器的故障预警目前更是空白，多数主机厂只能做到超速预警。因此，发明一种增压器转速监测记录和预警装置及预警方法是十分必要的。
发明内容
[0003] 为了弥补和改善了上述
现有技术的不足，本发明提供一种增压器转速监测记录和预警装置及预警方法，该装置可实现增压器转速超速预警和增压器寿命预警，并对增压器转速进行监测记录。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种增压器转速监测记录和故障预警装置，包括
单片机以及与单片机连接的转速测试
电路、时钟模
块、转速输出模块、转速记录模块、预警模块、电源模块和存储模块，所述转速测试电路和时钟模块与单片机的输入端连接，所述转速记录模块、转速输出模块和预警模块与单片机的输出端连接。
[0005] 所述存储模块包括转速存储模块和超速存储模块，所述转速存储模块和超速存储模块均与单片机连接。
[0006] 所述转速存储模块采用可读写
存储器，所述超速存储模块采用
只读存储器。
[0007] 所述电源模块采用双电源供电模块。
[0008] 所述双电源供电模块包括直流电源模块、交流电源模块、
二极管一和二极管二，所述二极管一和二极管二均与直流电源模块连接，所述交流电源模块通过二极管一与直流电源模块连接。
[0009] 一种增压器预警方法，所述方法包括以下步骤：S1、采集增压器的转速
信号，记录的增压器累计运行时长；
S2、根据S1采用到的转速信号和运行时长发出预警，当转速达到设定
阈值启动超速预警，当前累计运行时长达到阈值后启动寿命预警。
[0010] 采集到的增压器转速信号分为超速信号和转速信号，将超速信号和转速信号储存，并记录超速累计运行时长。
[0011] 转速信号通过转速存储模块存储；超速信号通过超速存储模块存储，并将超速时长折算至累计时长写入超速存储模块。
[0012] 寿命预警采用出厂预置实验寿命时间和超速折损
算法，对增压器寿命做出预警。
[0013] 该预警寿命时长和超速折损算法可通过后续转速记录数据的增加不断进行修正。
[0014] 本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：本发明能够单台实现常规转速表的测速功能和增压器转速记录功能、超速转速记录功能和预警功能。除了可监测增压器实时转速，还可记录增压器转速、超速转速和累计运行时间，并且通过装置内设
数据库可进行超速预警和使用寿命预警功能。
[0015] 其中特有的转速记录功能尤其针对故障增压器的故障原因分析，样本故障数据库的建立，故障原因的追溯，故障原因分析和产品改进提供依据。另外本发明中的寿命预警功能也依托转速记录功能被首次应用于增压器测控中，便于增压器日常保养维护，提高增压器使用的安全性和可靠性。
附图说明
[0016] 图1为本发明一较佳
实施例的电路联接
框图；图2为本发明一较佳实施例的正视图；
图3为本发明一较佳实施例的工作原理示意图；
图4为本发明一较佳实施例的双路供电示意图；
图5为本发明一较佳实施例的超速寿命示意图。
具体实施方式
[0017] 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。
[0018] 如图1所示，一种增压器转速监测记录和故障预警装置包括：转速测试电路、单片机、转速记录模块、时钟模块、转速输出模块和预警模块。转速测试电路连接到单片机的输入端，单片机的输出端与转速记录模块、转速输出模块、时钟模块和预警模块相连。通过电源模块提供电
力，通过存储模块对数据进行存储。
[0019] 转速测试电路将转速信号转换成TTL方波信号，转速记录模块记录转速信息，转速输出模块输出当前转速信号，时钟模块提供系统时间基准信息，预警模块发出预警信号，单片机按设定程式完成输入输出命令的执行。
[0020] 如图2中本发明一较佳实施例的正视图所示，其主要有三部分组成：显示区、按键区和状态指示区。其中显示区主要由两个HS320401K-24数码管构成，主要用于转速显示，同时配合按键在进行参数设定时作
人机交互界面使用；状态指示区由三个
发光二极管组成，分别用作：装置运行状态指示灯、外置存储介质故障灯和预警灯。
[0021] 采集当前增压器的转速信号以及存储模块中记录增压器的累计运行时长；单片机根据以上信息确定是否发出预警。当前转速达到设定阈值启动超速预警，当前累计运行时长达到阈值后启动寿命预警，并控制状态指示区的发光二极管亮起。
[0022] 存储模块包括转速存储模块（
大容量存储器）和超速存储模块（小容量存储器），转速存储模块和超速存储模块均与单片机连接如图3中本发明一较佳实施例的工作原理示意图所示，增压器转速监测记录和故障预警装置启动后进入测速模式，若增压器转速未超速，则将当前转速写入外置大容量存储器，写入周期可根据实际需求设定，本实施例按1s间隔写入，同时将增压器运行时间写入小容量存储器中。
[0023] 当增压器超速运行时：超速预警启动，状态指示区中预警指示灯闪烁，超速预警继电器常开触点闭合。同时将超速转速值和发生时间写入外置小容量存储器中和外置大容量存储器中，将超速时长折算至累计时长写入外置小容量存储器中。
[0024] 同时本发明实施例启动后单片机定时采集外置小容量存储器中的增压器累计运行时长，达到单片机出厂设定的阈值后启动寿命预警，状态指示区的预警灯常亮。
[0025] 本发明实施例所述时钟基准主要为转速记录提供时间信息，可通过附图1中的按键进行日期和时间的设置。
[0026] 如图4中本发明一较佳实施例的双路供电示意图所示，本发明实施例采用两路电源供电方式，外供220VAC接交流电源模块输入端，输出24VDC连接至二极管二（D2）
阳极，D2
阴极接直流电源模块输入端相连，外供10 36VDC接二极管一（D1）阳极，D1阴极接直流电源~模块输入端，直流电源模块输出5VDC。D1、D2的作用是防止24VDC和10 36VDC两路供电系统~
产生冲突，另一方面D1还可以防止外供直流电源反接。
[0027] 上述较佳实施例中所述单片机型号选用MC9S12XS128；所述外部大容量存储器选用micro SD卡；所述外部小容量存储器芯片选用AT45DB161；所述时钟模块芯片选用DS1302；所述直流电源模块芯片选用LM2675M-5.0；所述交流电源模块选择HE24P24LRN；所述二极管D1、D2选用1N5822SMA3A。
[0028] 本发明一较佳增压器预警方法实施例，包括两个预警功能：分别是增压器转速超速预警和增压器寿命预警。
[0029] 转速测试电路将转速信号送入单片机，单片机首先对当前转速与Data Flash中存储的该增压器设计运行转速上限进行比较，若在设定转速范围内运行启动计数器A，若在超速区间运行启动计数器B，两个计数器独立运行且同一时间内有且仅有一个计数。
[0030] 当前转速将被按设定时间间隔存入外部大容量存储器中，该数据包含当前增压器转速信息以及当前日期（年月日）信息和时间（时分秒）信息，存储时间间隔可根据按键区进行自行设定，本实施例设定最小间隔为0.5s，可按0.5s的倍数进行优化设置。
[0031] 若增压器超速运行，则其运行时间将被带入单片机内折损公式运算，同时单片机将该设定转速内的运行时间更新至由单片机执行的外部小容量存储器中，该实施例以1分钟为计时周期，
定时器A完成计时，单片机读取小容量存储器中的累计运行时间，并将该时间加1后
覆盖该地址下的数据信息，若增压器超速运行，则停止计数器A，启动超速计数器B。
[0032] 计数器A中记录的运行时间直接累计记入小容量存储器中，计数器B时间将按照折损公式计算后累计写入小容量存储器中，实施例中采用折损公式：T=ks•Tos，其中折损系数ks通过查表可得。下面将进一步阐述折损系数表如何获得，如附图4所示，图中横坐标为转速值S0为增压器设计最高转速，Sb为增压器超速破坏转速点，T为增压器设计使用寿命，若在转速Sn下增压器的使用寿命为Ts，此时ks=T/TS。
[0033] 其中如图5中A所示，出厂增压器没有超速破坏极限转速数据，可以虚拟一个超速破坏点S0，该值较理论值小10%较佳；如图5中B所示，出厂增压器仅有超速破坏极限转速数据时，可以确定S0
位置，图5中A、B为一次函数，显然与增压器实际使用寿命曲线图差距较大，当我们随着用户的使用数量增多，样本数据库的数据不断增加，该寿命曲线的目标图形如图5中C图所示。
[0034] 一台增压器从出厂到发生故障记录的全部运行转速数据将作为一个完整样本存入该机型数据库，其中超速部分会被按照几个转速点划分成若干区间进行超速时长统计。当样本不断增多，寿命预警数据表就会不断被修正，同时理论设计寿命时长也会被修正。需进一步说明，增压器寿命预警功能需要具备条件：该发明装置作为增压器出厂必备部分使用，修正后的数据表以
软件升级方式对在线产品做更新。
[0035] 上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。
