專利名稱：橢圓形齒輪流量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字流量計以及它所應(yīng)用的遠程管理系統(tǒng)，特別是涉及車輛用橢圓形齒輪流量計和遠程的車輛油耗管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通過與部分物流企業(yè)長期溝通，了解企業(yè)需求，針對運營企業(yè)在車輛管理方面急需解決的問題，本實用新型研發(fā)出了一套既能對車輛進行實時監(jiān)控、又能準確測量車輛耗油量，并及時發(fā)現(xiàn)車輛異常現(xiàn)象，對車輛運行狀態(tài)實時監(jiān)控，這樣一套管理系統(tǒng)填補了傳統(tǒng)的車輛管理模式下只能通過里程統(tǒng)計、經(jīng)驗推算等間接手段測算油耗，誤差大，漏洞多，對出現(xiàn)司機買賣油料等情況時無法準確的提供有效證據(jù)給企業(yè)帶來巨大損失的空白。
發(fā)明內(nèi)容基于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實用新型提出了一種遠程油耗管理系統(tǒng)，借助無線數(shù)據(jù)雙向傳輸和遠程GPS定位系統(tǒng)，構(gòu)建出適用于物流車輛等監(jiān)測對象的遠程油耗管理系統(tǒng)，以及提出了一種橢圓形齒輪流量計，能夠精確計算出油耗數(shù)據(jù)，并適用于本新型的遠程油耗管理系統(tǒng)中。為了達到上述目的，本實用新型提出了的一種橢圓形齒輪流量計，該流量計包括上蓋板、油耗計量數(shù)據(jù)采集電路以及電路固定板、齒輪盒和兩個橢圓形齒輪，所述第一橢圓形齒輪和所述第二橢圓形齒輪相互嚙合，設(shè)置于作為計量室的所述齒輪盒的殼體中，兩個橢圓形齒輪在被測介質(zhì)的壓差的作用下，產(chǎn)生作用力矩使被測介質(zhì)轉(zhuǎn)動，所述流量計在整個工作過程中，根據(jù)第一橢圓形齒輪所受到的第一壓力Pi和第二橢圓形齒輪所受到的第二壓力P2的壓差大小，交替作為主動輪和從動輪；互相交替地由一個橢圓形齒輪帶動另一個橢圓形齒輪轉(zhuǎn)動，將被測介質(zhì)以半月形容積為單位一次一次地由進口排至齒輪盒出口， 橢圓形齒輪每轉(zhuǎn)一周所排比的被測介質(zhì)量為半月形容積的4倍，則通過橢圓形齒輪流星計的體積流量Q為Q = 4nv0式中n—橢圓形齒輪的旋轉(zhuǎn)頻率；vO——半月形部分的容積；所述油耗計量數(shù)據(jù)采集電路，該電路包括該電路包括霍爾傳感器、信號放大、 濾波、整形電路、AVR單片機、485輸出模塊及上位機，所述霍爾傳感器采集齒輪上轉(zhuǎn)動的磁鐵磁力變化作為輸出的標準脈沖信號，連接至放大、濾波、整形電路，放大、濾波、整形電路將所述標準脈沖信號處理成標準方波信號，所述放大、濾波、整形電路連接至AVR單片機， 所述標準方波輸入在單片機中斷采集脈沖數(shù)進行累加和數(shù)值運算，運算得到的流量數(shù)值， 所述AVR單片機連接至485串行輸出模塊，所述485串行輸出模塊連接至上位機，利用電磁感應(yīng)，非接觸采集傳感器內(nèi)的磁力變化，記錄下脈沖數(shù)值，計算瞬時油耗、進油油耗和回油油耗 ο ο所述進油油耗為進油脈沖數(shù)乘以相應(yīng)的系數(shù)A1、A2、A3，進油單位時間內(nèi)的平均速度對應(yīng)的設(shè)定值JVl、JV2作為閾值，高于JVl速度對應(yīng)系數(shù)為Al，低于JVl高于JV2對應(yīng)系數(shù)為A2，低于JV2對應(yīng)系數(shù)為A3。所述回油油耗為回油脈沖數(shù)乘以相應(yīng)的系數(shù)B1、B2、B3，回油單位時間內(nèi)的平均速度對應(yīng)的設(shè)定值HVl、HV2作為閾值，高于HVl速度對應(yīng)系數(shù)為Bi，低于HVl高于HV2對應(yīng)系數(shù)為B2，低于HV2對應(yīng)系數(shù)為B3。所述瞬時油耗為單位時間內(nèi)進油的油量與回油的油量相減。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型為物流車輛以及工程機械等的油耗管理提供完善的解決方案，依靠車輛定位系統(tǒng)、車輛油耗管理系統(tǒng)對車輛進行嚴密監(jiān)控，精確計量耗油量， 并能及時發(fā)現(xiàn)并警示車輛異?，F(xiàn)象，為物流企業(yè)車輛管理部門提供有力的數(shù)據(jù)依據(jù)。

圖1是本實用新型的橢圓形齒輪流量計結(jié)構(gòu)分解圖；圖2是本實用新型的橢圓形齒輪流量計側(cè)視圖；圖3是本實用新型的橢圓形齒輪流量計工作原理圖；圖4是本實用新型的遠程油耗管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實用新型的橢圓形齒輪流量計的數(shù)據(jù)采集板電路方框圖。
具體實施方式
為了進一步了解本發(fā)明的技術(shù)方案，配合附圖說明具體的實施方式如圖3所示，為橢圓形齒輪流量計的工作原理圖，其工作過程為橢圓形齒輪流量計的測量部分主要由兩個相互嚙合的橢圓形齒輪4及作為計量室的齒輪盒3所構(gòu)成，橢圓形齒輪在被測介質(zhì)的壓差Δρ = pl-p2的作用下，產(chǎn)生作用力矩使其轉(zhuǎn)動。在(a)所示位置時，由于Pl > P2，在Pl和P2作為計量室的作用下所產(chǎn)生的合力矩使輪1產(chǎn)生順時針方向轉(zhuǎn)動，把輪1和齒輪盒3的殼體間的半月形容積內(nèi)的介質(zhì)5排至出口，并帶動輪2作逆時針方向轉(zhuǎn)動，這時1為主動輪，2為從動輪；在(b)上所示為中間位置，1和2均為主動輪； 而在(c)上所示位置，Pl和P2作用在1輪上的合力矩為零，作用在2輪上的合力矩使2輪作逆時針方向轉(zhuǎn)動，并把已吸入半月形容積內(nèi)的介質(zhì)排至出口，這時2為主動輪，1為從動輪，與(a)上所示情況剛好相反.如此往復循環(huán)，輪1和輪2互相交替地由一個帶動另一個轉(zhuǎn)動，將被測介質(zhì)以半月形容積為單位一次一次地由進口排至出口.顯然，圖上(a)、(b)、 (c)所示，僅僅表示橢圓形齒輪轉(zhuǎn)動了 1/4周的情況，而其所排出的被測介質(zhì)為一個半月形容積。所以，橢圓形齒輪每轉(zhuǎn)一周所排比的被測介質(zhì)量為半月形容積的4倍，則通過橢圓形齒輪流星計的體積流量Q為Q = 4nv0 (公式)式中η表示橢圓形齒輪的旋轉(zhuǎn)頻率(單位轉(zhuǎn)/秒)；νΟ表示半月形部分的容積(單位 貝)(單位)。橢圓形齒輪流量計的油耗計量數(shù)據(jù)采集部分采用精密的微傳感和機電一體化技術(shù)，該電路利用電磁感應(yīng)，非接觸采集傳感器內(nèi)的磁力變化，記錄下脈沖數(shù)值。Vl為進油單位時間內(nèi)的平均速度對應(yīng)的設(shè)定值是11、12(11、12為閾值，高于JVl速度對應(yīng)系數(shù)為Al，低于JVl高于JV2對應(yīng)系數(shù)為A2，低于JV2對應(yīng)系數(shù)為A3。)V2為回油單位時間內(nèi)的平均速度對應(yīng)的設(shè)定值是HVl、HV2 (HVl、HV2為閾值，高于 HVl速度對應(yīng)系數(shù)為Bi，低于HVl高于HV2對應(yīng)系數(shù)為B2，低于HV2對應(yīng)系數(shù)為B3。)11、12、浙1、浙2是設(shè)置的判斷數(shù)值^132、43、81、82、83為計算數(shù)值，表示一個脈沖數(shù)流過的油量，單位L/個脈沖。瞬時油耗的計算，單位時間內(nèi)進油的油量與回油的油量相減，即瞬時油耗=進油油耗-回油油耗進油油耗=進油脈沖數(shù)X相應(yīng)的系數(shù)(A1、A2、A3)回油油耗=回油脈沖數(shù)X相應(yīng)的系數(shù)(B1、B2、B3)注瞬時油耗可能為負數(shù)，因為短時間內(nèi)有可能回油速度大于進油速度累計油耗的計算，累計油耗為瞬時油耗的累加值，長期儲存，也可人為清空。如圖4所示，該系統(tǒng)包括客戶端、工程機械油耗管理模塊和車輛油耗管理模塊；油耗管理信息平臺包括服務(wù)器(根據(jù)系統(tǒng)的架構(gòu)規(guī)模，又可以包括接口服務(wù)器，用于管理系統(tǒng)中所用到的各種接口的通訊；應(yīng)用服務(wù)器，用于系統(tǒng)中各種應(yīng)用程序的執(zhí)行和管理；以及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，用于管理系統(tǒng)中的各種數(shù)據(jù)庫)；還包括防火墻、數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)、油耗統(tǒng)計報表系統(tǒng)。其中，客戶端通過互聯(lián)網(wǎng)與油耗管理信息平臺透過防火墻進行交互；車輛油耗管理模塊和工程機械油耗管理模塊通過GPRS與油耗管理信息平臺進行交互，其中，橢圓形齒輪流量計設(shè)置在車輛油耗管理模塊和工程機械油耗管理模塊中，以實現(xiàn)油耗的數(shù)據(jù)采集。作為本系統(tǒng)中的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)定位GPS、GPRS，其中GPS采用長天HOLUX M-89GPS 模塊，M-89是一種根據(jù)低耗電Mediatek GPS解決方案設(shè)計的超小型25. 4x25. 4x3mm GPS引擎機板。它對于導航應(yīng)用提供高達-159daii的絕佳靈敏度與快速的第一次定位時間。GPRS 模塊采用SIM300C GSM/GPRS模塊，SIM300C是小體積即插即用模組中完善的三頻GSM/GPRS 解決方案，它采用了 DIP板對板連接器，擁有50mmX33mmX6. 2mm小巧外形的SIM300C幾乎可以滿足工業(yè)運用中的任何空間尺寸需求。車輛監(jiān)控及油量管理系統(tǒng)系統(tǒng)可采用途中全程實時聯(lián)網(wǎng)方式，通過GPRS無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)平臺實時連接，實時將車輛累計油耗和瞬時油耗數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺系統(tǒng)，并可通過系統(tǒng)客戶端進行查看。上傳到中心的油耗數(shù)據(jù)包括累計油耗和瞬時油耗，既可反映發(fā)動機一段時間累計的油耗數(shù)據(jù)，也可體現(xiàn)某一時刻的瞬時油耗，除了提供油耗管理數(shù)據(jù)外，還能對發(fā)動機工況、司機駕駛技術(shù)等方面提供參考。油耗數(shù)據(jù)在中心系統(tǒng)進行分析整理存檔，并可定時查詢輸出統(tǒng)計報表，油耗數(shù)據(jù)通過油耗管理客戶端進行展示。如圖5所示，為本新型的油耗計量數(shù)據(jù)采集電路方框圖，該電路包括霍爾傳感器、 信號放大、濾波、整形電路、AVR單片機、485輸出模塊及上位機，所述霍爾傳感器采集齒輪上轉(zhuǎn)動的磁鐵磁力變化作為輸出的標準脈沖信號，連接至放大、濾波、整形電路，放大、濾波、整形電路將所述標準脈沖信號處理成標準方波信號，所述放大、濾波、整形電路連接至 AVR單片機，所述標準方波輸入在單片機中斷采集脈沖數(shù)進行累加和數(shù)值運算，運算得到的流量數(shù)值，所述AVR單片機連接至485串行輸出模塊，所述485串行輸出模塊連接至上位機。
權(quán)利要求1.一種橢圓形齒輪流量計，其特征在于，該流量計包括上蓋板、油耗計量數(shù)據(jù)采集電路以及電路固定板、齒輪盒和兩個橢圓形齒輪，所述第一橢圓形齒輪和所述第二橢圓形齒輪相互嚙合，設(shè)置于作為計量室的所述齒輪盒的殼體中，兩個橢圓形齒輪在被測介質(zhì)的壓差的作用下，產(chǎn)生作用力矩使被測介質(zhì)轉(zhuǎn)動，所述流量計在整個工作過程中，根據(jù)第一橢圓形齒輪所受到的第一壓力Pl和第二橢圓形齒輪所受到的第二壓力P2的壓差大小，交替作為主動輪和從動輪；互相交替地由一個橢圓形齒輪帶動另一個橢圓形齒輪轉(zhuǎn)動，將被測介質(zhì)以半月形容積為單位一次一次地由進口排至齒輪盒出口，橢圓形齒輪每轉(zhuǎn)一周所排比的被測介質(zhì)量為半月形容積的4倍，則通過橢圓形齒輪流星計的體積流量Q為Q = 4nv0式中n——橢圓形齒輪的旋轉(zhuǎn)頻率；vO——半月形部分的容積；所述油耗計量數(shù)據(jù)采集電路，該電路包括霍爾傳感器、信號放大、濾波、整形電路、AVR 單片機、485輸出模塊及上位機，所述霍爾傳感器采集齒輪上轉(zhuǎn)動的磁鐵磁力變化作為輸出的標準脈沖信號，連接至放大、濾波、整形電路，放大、濾波、整形電路將所述標準脈沖信號處理成標準方波信號，所述放大、濾波、整形電路連接至AVR單片機，所述標準方波輸入在單片機中斷采集脈沖數(shù)進行累加和數(shù)值運算，運算得到的流量數(shù)值，所述AVR單片機連接至485串行輸出模塊，所述485串行輸出模塊連接至上位機，利用電磁感應(yīng)，非接觸采集傳感器內(nèi)的磁力變化，記錄下脈沖數(shù)值，計算瞬時油耗、進油油耗和回油油耗。
2.如權(quán)利要求1所述的橢圓形齒輪流量計，其特征在于，所述進油油耗為進油脈沖數(shù)乘以相應(yīng)的系數(shù)Al、A2、A3，進油單位時間內(nèi)的平均速度對應(yīng)的設(shè)定值JV1、JV2作為閾值， 高于JVl速度對應(yīng)系數(shù)為Al，低于JVl高于JV2對應(yīng)系數(shù)為A2，低于JV2對應(yīng)系數(shù)為A3。
3 如權(quán)利要求1所述的橢圓形齒輪流量計，其特征在于，所述回油油耗為回油脈沖數(shù)乘以相應(yīng)的系數(shù)Bi、B2、B3,回油單位時間內(nèi)的平均速度對應(yīng)的設(shè)定值HVl、HV2作為閾值， 高于HVl速度對應(yīng)系數(shù)為Bi，低于HVl高于HV2對應(yīng)系數(shù)為B2，低于HV2對應(yīng)系數(shù)為B3。
4.如權(quán)利要求1所述的橢圓形齒輪流量計，其特征在于，所述瞬時油耗為單位時間內(nèi)進油的油量與回油的油量相減。
專利摘要本實用新型屬于遠程數(shù)字管理領(lǐng)域，公開了一種橢圓形齒輪流量計，該流量計包括上蓋板、油耗計量數(shù)據(jù)采集電路以及電路固定板、齒輪盒和兩個橢圓形齒輪，所述第一橢圓形齒輪和所述第二橢圓形齒輪相互嚙合，設(shè)置于作為計量室的所述齒輪盒的殼體中，橢圓形齒輪流量計設(shè)置在車輛油耗管理模塊和工程機械油耗管理模塊中，填補了傳統(tǒng)的車輛管理模式下只能通過里程統(tǒng)計、經(jīng)驗推算等間接手段測算油耗，誤差大、漏洞多的空白，并一體化地實現(xiàn)了車載油耗的遠程測量，該平臺支持可顯示、監(jiān)測結(jié)果可預報、遠程可監(jiān)控/定位的積極效果。
文檔編號G01F15/06GK202188872SQ20112003738
公開日2012年4月11日 申請日期2011年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月12日
發(fā)明者劉河津, 趙雪濤 申請人:天津瀚旺數(shù)據(jù)系統(tǒng)集成有限公司