柴油機(jī)功率油耗測(cè)量?jī)x的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種柴油機(jī)功率油耗測(cè)量?jī)x，包括扭矩傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、流量傳感器和數(shù)據(jù)采集處理器，所述扭矩傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、流量傳感器分別與數(shù)據(jù)采集處理器連接，扭矩傳感器設(shè)置在柴油機(jī)輸出軸上，轉(zhuǎn)速傳感器設(shè)置在柴油機(jī)的輸出端啟動(dòng)齒輪處，流量傳感器設(shè)置在柴油機(jī)進(jìn)油回路上。本實(shí)用新型能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速、輸出扭矩、輸出功率、油耗和每千瓦油耗等參數(shù)，使用戶隨時(shí)掌握柴油機(jī)的工作情況，以便做出合理的安排。
【專利說明】
柴油機(jī)功率油耗測(cè)量?jī)x

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于柴油機(jī)功率油耗測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種用于石油鉆機(jī)現(xiàn)場(chǎng)柴油機(jī)的功率油耗測(cè)量?jī)x。

【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外大部分鉆機(jī)均采用大功率柴油機(jī)為絞車、泥漿泵、轉(zhuǎn)盤提供動(dòng)力。柴油機(jī)配套的儀表所測(cè)量的參數(shù)為:轉(zhuǎn)速、環(huán)境溫度、出水溫度、進(jìn)水溫度、中冷進(jìn)水溫度、機(jī)油溫度、排氣溫度、濾前油壓、濾后油壓、增壓器油壓。偏重于柴油機(jī)安全運(yùn)行的監(jiān)測(cè)，而對(duì)于直接反應(yīng)柴油機(jī)工作狀態(tài)的關(guān)鍵傳輸:柴油消耗、輸出扭矩、輸出功率，則缺少真實(shí)而有效的監(jiān)測(cè)，限制了這些儀表的推廣應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，中國專利號(hào)“200710037496.X”公開了一種柴油機(jī)燃油消耗測(cè)量裝置，
【公開日】為2007-08-08，該裝置是在原有燃油系統(tǒng)中安裝質(zhì)量流量計(jì)，并將該質(zhì)量流量計(jì)輸出的電信號(hào)與原有柴油機(jī)輸出功率電信號(hào)一起輸送到燃油油耗儀中進(jìn)行運(yùn)算，輸出柴油機(jī)的輸出功率、燃油消耗量和燃油消耗率。但該專利還存在如下不足:僅通過質(zhì)量流量計(jì)采集的數(shù)據(jù)，運(yùn)算得出輸出功率、燃油消耗量和燃油消耗率，得到的輸出功率精度較低，并不適用于石油鉆機(jī)現(xiàn)場(chǎng)柴油機(jī)的功率油耗測(cè)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種柴油機(jī)功率油耗測(cè)量?jī)x。本實(shí)用新型能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速、輸出扭矩、輸出功率、油耗和每千瓦油耗等參數(shù)，使用戶隨時(shí)掌握柴油機(jī)的工作情況，以便做出合理的安排。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種柴油機(jī)功率油耗測(cè)量?jī)x，其特征在于:包括扭矩傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、流量傳感器和數(shù)據(jù)采集處理器，所述扭矩傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、流量傳感器分別與數(shù)據(jù)采集處理器連接，扭矩傳感器設(shè)置在柴油機(jī)輸出軸上，轉(zhuǎn)速傳感器設(shè)置在柴油機(jī)的輸出端啟動(dòng)齒輪處，流量傳感器設(shè)置在柴油機(jī)進(jìn)油回路上。
[0007]所述扭矩傳感器采用萬向軸式電子傳感器結(jié)構(gòu)，萬向軸的長(zhǎng)度和法蘭連接尺寸與柴油機(jī)及工作設(shè)備連接尺寸一致。
[0008]所述轉(zhuǎn)速傳感器采用接近開關(guān)型傳感器，設(shè)置在柴油機(jī)輸出端與起動(dòng)機(jī)相連的大齒輪處，通過固定支架設(shè)置在大齒輪上，轉(zhuǎn)速傳感器上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速傳感器與大齒輪之間距離的螺紋。
[0009]所述流量傳感器為采用旋轉(zhuǎn)活塞測(cè)量原理的容積式結(jié)構(gòu)。
[0010]采用本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0011]一、本實(shí)用新型名，扭矩傳感器安裝在柴油機(jī)輸出軸上，采用萬向軸式電子傳感器結(jié)構(gòu)，能實(shí)時(shí)測(cè)量柴油機(jī)輸出扭矩值。
[0012]二、本實(shí)用新型中，轉(zhuǎn)速傳感器安裝在柴油機(jī)的輸出端啟動(dòng)齒輪處，采用高頻接近開關(guān)，信號(hào)穩(wěn)定、測(cè)量準(zhǔn)確。
[0013]三、本實(shí)用新型中，流量傳感器安裝在柴油機(jī)進(jìn)油回路上，采用容積原理，流量傳感器的測(cè)量原理為旋轉(zhuǎn)活塞，每轉(zhuǎn)的輸出流量恒定，即使由于各種原因造成活塞堵轉(zhuǎn)，并不會(huì)造成進(jìn)油斷路停車的問題。
[0014]四、本實(shí)用新型中，數(shù)據(jù)采集處理器采用高可靠性的單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)各傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、處理和顯示。
[0015]五、本實(shí)用新型中，所述轉(zhuǎn)速傳感器采用接近開關(guān)型傳感器，設(shè)置在柴油機(jī)輸出端與起動(dòng)機(jī)相連的大齒輪處，由于柴油機(jī)轉(zhuǎn)速高，大齒輪的齒數(shù)多，使得接近開關(guān)具有較高的工作頻率，信號(hào)穩(wěn)定、測(cè)量準(zhǔn)確；通過固定支架設(shè)置在大齒輪上，轉(zhuǎn)速傳感器上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速傳感器與大齒輪之間距離的螺紋，通過調(diào)節(jié)距離，可以提高測(cè)量精度。
[0016]六、本實(shí)用新型可以與目前石油鉆井使用的各種大、中型柴油機(jī)配套使用，也可與鐵路機(jī)車和船舶柴油機(jī)配套使用。
[0017]綜上，因?yàn)椴裼蜋C(jī)的耗油量在供油管道內(nèi)所達(dá)到的流速很慢，一些非接觸式傳感器難以在這種低流速下達(dá)到滿意的效果。而容積式傳感器可以解決這類問題，但又容易因產(chǎn)品故障組成斷油停車的事故。所以本實(shí)用新型在傳感器上做了合理考慮，解決了這些技術(shù)難題。本實(shí)用新型能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速、輸出扭矩、輸出功率、油耗和每千瓦油耗等參數(shù)，使用戶隨時(shí)掌握柴油機(jī)的工作情況，以便做出合理的安排，如減少柴油消耗大的柴油機(jī)的使用頻率，維修耗油量大，且輸出功率小的柴油機(jī)。這對(duì)于減少柴油的消耗，推動(dòng)降本增效和節(jié)能減排都具有積極意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖
[0019]圖中標(biāo)記為:1、供電電源，2、扭矩傳感器，3、轉(zhuǎn)速傳感器，4、流量傳感器，5、數(shù)據(jù)采集處理器。

【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1
[0021]一種柴油機(jī)功率油耗測(cè)量?jī)x，包括供電電源1、扭矩傳感器2、轉(zhuǎn)速傳感器3、流量傳感器4和數(shù)據(jù)采集處理器5，所述供電電源1、扭矩傳感器2、轉(zhuǎn)速傳感器3、流量傳感器4分別與數(shù)據(jù)采集處理器5連接，扭矩傳感器2設(shè)置在柴油機(jī)輸出軸上，轉(zhuǎn)速傳感器3設(shè)置在柴油機(jī)的輸出端啟動(dòng)齒輪處，流量傳感器4設(shè)置在柴油機(jī)進(jìn)油回路上。
[0022]本實(shí)用新型中，所述扭矩傳感器2采用萬向軸式電子傳感器結(jié)構(gòu)，萬向軸的長(zhǎng)度和法蘭連接尺寸與柴油機(jī)及工作設(shè)備連接尺寸一致。
[0023]本實(shí)用新型中，所述轉(zhuǎn)速傳感器3采用接近開關(guān)型傳感器，設(shè)置在柴油機(jī)輸出端與起動(dòng)機(jī)相連的大齒輪處，通過固定支架設(shè)置在大齒輪上，轉(zhuǎn)速傳感器上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速傳感器與大齒輪之間距離的螺紋。
[0024]本實(shí)用新型中，所述流量傳感器4為采用旋轉(zhuǎn)活塞測(cè)量原理的容積式結(jié)構(gòu)。
[0025]以下對(duì)本實(shí)施例做進(jìn)一步說明:
[0026]數(shù)據(jù)采集處理器5采集到扭矩傳感器的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)后，進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示。采集到轉(zhuǎn)速傳感器3的信號(hào)后，與時(shí)基脈沖進(jìn)行計(jì)算后，可以得到柴油的轉(zhuǎn)速，并進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示。采集到流量傳感器4的脈沖信號(hào)后，進(jìn)行脈沖技術(shù)。此計(jì)數(shù)值與傳感器每轉(zhuǎn)體積相乘后，即可得到計(jì)算周期內(nèi)的油耗量。由于已經(jīng)知道了柴油機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速和扭矩，可通過公式技術(shù)出柴油機(jī)的輸出功率。通過功率和油耗的計(jì)算，可以得出柴油機(jī)每千瓦功率的耗油量。從而可以分析柴油機(jī)工作性能的好壞。這對(duì)于判斷柴油機(jī)是否應(yīng)該大修，減少高耗油柴油機(jī)的運(yùn)行，都具有重要指導(dǎo)作用。測(cè)量?jī)x具有參數(shù)報(bào)警功能，并留有輸出接口，可將各個(gè)參數(shù)傳輸給其它處理系統(tǒng)，如遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)柴油機(jī)工作性能的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。
[0027]本實(shí)用新型中的數(shù)據(jù)采集處理器5為現(xiàn)有技術(shù)中的單片機(jī)，計(jì)算和處理過程均可采用現(xiàn)有技術(shù)。本實(shí)用新型要保護(hù)的主要是傳感器的設(shè)計(jì)和設(shè)置位置。
[0028]實(shí)施例2
[0029]本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。附圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種柴油機(jī)功率油耗測(cè)量?jī)x的連接示意圖。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。
[0030]扭矩傳感器2為萬向軸結(jié)構(gòu),米用24V直流供電,輸出標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)4_20mA。其安裝位置為柴油機(jī)輸出軸和工作設(shè)備之間，萬向軸的長(zhǎng)度和法蘭連接尺寸應(yīng)與柴油機(jī)及工作設(shè)備連接尺寸一致。
[0031]轉(zhuǎn)速傳感器3采用接近開關(guān)工作原理，安裝在柴油機(jī)輸出端與起動(dòng)機(jī)相連的大齒輪處。采用一個(gè)固定支架安裝，可通過接近開關(guān)上的螺紋調(diào)節(jié)其與齒輪頂部之間的距離。由于柴油機(jī)轉(zhuǎn)速高，大齒輪的齒數(shù)多，接近開關(guān)續(xù)具有較高的工作頻率。
[0032]流量傳感器4采用高可靠性的容積式結(jié)構(gòu)，安裝在柴油的進(jìn)油管路上。此種流量傳感器的測(cè)量原理為旋轉(zhuǎn)活塞，每轉(zhuǎn)的輸出流量恒定。即使由于各種原因造成活塞堵轉(zhuǎn)，并不會(huì)造成進(jìn)油斷路停車的問題。這是本套測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)的重要理念。
[0033]數(shù)據(jù)采集處理器5具有傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、本地實(shí)時(shí)顯示的功能。各傳感器的信號(hào)接入數(shù)據(jù)采集處理器后，首先進(jìn)行信號(hào)的隔離，然后通過運(yùn)算處理。處理后的信號(hào)一路送到顯示器件上進(jìn)行各參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示，顯示和輸出的參數(shù)有:轉(zhuǎn)速、輸出扭矩、輸出功率、油耗和每千瓦小時(shí)油耗。另一路通過接口電路轉(zhuǎn)換后，通過接口輸出給其它設(shè)備使用。數(shù)據(jù)采集處理器5還具有參數(shù)報(bào)警功能，達(dá)到設(shè)定值后，可進(jìn)行聲、光報(bào)警。
[0034]以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型所采用的傳感器等可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種柴油機(jī)功率油耗測(cè)量?jī)x，其特征在于:包括扭矩傳感器(2)、轉(zhuǎn)速傳感器(3)、流量傳感器(4)和數(shù)據(jù)采集處理器(5)，所述扭矩傳感器(2)、轉(zhuǎn)速傳感器(3)、流量傳感器(4)分別與數(shù)據(jù)采集處理器(5)連接，扭矩傳感器(2)設(shè)置在柴油機(jī)輸出軸上，轉(zhuǎn)速傳感器(3)設(shè)置在柴油機(jī)的輸出端啟動(dòng)齒輪處，流量傳感器(4)設(shè)置在柴油機(jī)進(jìn)油回路上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)功率油耗測(cè)量?jī)x，其特征在于:所述扭矩傳感器(2)采用萬向軸式電子傳感器結(jié)構(gòu)，萬向軸的長(zhǎng)度和法蘭連接尺寸與柴油機(jī)及工作設(shè)備連接尺寸—致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的柴油機(jī)功率油耗測(cè)量?jī)x，其特征在于:所述轉(zhuǎn)速傳感器(3)采用接近開關(guān)型傳感器，設(shè)置在柴油機(jī)輸出端與起動(dòng)機(jī)相連的大齒輪處，通過固定支架設(shè)置在大齒輪上，轉(zhuǎn)速傳感器上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速傳感器與大齒輪之間距離的螺紋。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柴油機(jī)功率油耗測(cè)量?jī)x，其特征在于:所述流量傳感器(4)為采用旋轉(zhuǎn)活塞測(cè)量原理的容積式結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】G01M15/04GK204027619SQ201420473615
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】劉景成, 曾祥斌, 陳勇, 胡渝建, 黃崇建 申請(qǐng)人:中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司