基于AVR的串口型燃油計量裝置

楊立輝，孫振偉，劉園園，種統洪

(東北林業大學 交通學院，哈爾濱 150040)

目前在汽車噴油器的檢測儀器或設備上，大多數都使用玻璃量杯進行燃油的計量，雖然量杯測量具有很好的穩定性，但是在溫度補償、泡沫消除及讀數誤差方面有著很難克服的弊端，從而影響計量的精確性、穩定性和快速性。

基于AVR的串口型燃油計量裝置采用稱重流量傳感器，由觸摸屏直觀操作，借助單片機控制進油控制閥、排油泵以及進行相關的數據的采集，通過液晶屏顯示噴油器的流量值與經過實驗測得的標準數據庫進行比對來判斷噴油量是否正常，并智能提示相關的處理措施。

基于AVR的串口型燃油計量裝置可以應用到目前的各種測試儀器設備上，以解決目前的實際問題，更加方便快捷的測量發動機噴油器的噴油量，提高目前國內傳統檢測的效率，在一些燃油測試與計量設備中可以得到廣泛應用，使傳統的一些設備具備完全數字化功能[1]。

1 總體方案設計

在汽車噴油器的檢測儀器或設備上，大多數都使用玻璃量杯進行燃油的計量，雖然量杯測量具有很好的穩定性，但是在溫度補償、泡沫消除及讀數誤差方面有著很難克服的弊端，從而影響計量的精確性、穩定性和快速性。本油量測量裝置由電磁閥控制油路開關，從而控制油量的輸出，由稱重傳感器測量的差值計算出噴油量。噴油量通過HX711進行數據模擬轉換，通過AVR串口通訊功能，可以和經過實驗測得的標準數據庫進行比對從而判斷噴油量是否正常，并通過PC套件實現相關數據智能處理措施[2]。

AVR作為一種新型的工業控制器，其通用性和擴展性能良好、運算指令豐富，并且它的體積小、安裝靈活、價格低廉、可靠性高，抗干擾能力強，易于實現串口通訊功能。

綜上所述，總的方案選取為：稱重測量噴油量系統，采用ATMEG128控制。

2 程序控制流程設計

噴油泵出口接有光耦，光耦可以監測電子噴油泵噴油次數，將光耦監測的信號傳輸到AVR單片機的終端接口，由終端接口處程序計量監測到的信號次數，從而監測到噴油泵噴油次數。

當單片機接受到控制電磁閥的信號時，向電磁閥輸出打開電磁閥的信號，電磁閥打開，此時噴油泵油管與電磁閥進油口相接，油經過電磁閥送入檢測杯-當監測到噴油泵的噴油次數達到預定值的時候，單片機向電磁閥輸入關閉電磁閥的信號，電磁閥關閉，油經電磁閥返回油箱[3]。

在油未送入檢測杯時，稱重傳感器測量初始質量，經過HX711模塊進行數據轉換后，將測量值傳輸給單片機保存，待數據穩定送油入檢測杯。稱重傳感器再測量最終質量，送入單片機，由單片機自動運算得出噴油量凈值，并將此值通過RS232模塊傳入工控機，經工控機終端檢測程序判斷噴油量是否正常。

數據處理完成后，由單片機向抽油泵輸出抽油信號，抽油泵開啟，將檢測杯中油抽出，等待下一次檢測。程度控制流程如圖1所示。

圖1 程序控制流程圖

3 機械原理

機械原理如圖2所示。根據工況要求，查閱機械設計手冊，選取二位三通先導電磁閥，型號為Q23XD-2L。稱重傳感器精度為0.1 g，量程500 g。抽油泵采用思合牌抽油泵，該抽油泵采用DC12V/24V直流電機，具有噪音低、轉速快的特點，密封性能好，外殼防銹。抽油泵電源線上設置有中途開關，方便操作。最大出油量32 l/min，出水量31 l/min[4]。

注：1-油箱；2-油管；3-兩位三通電磁閥；4-油泵；5-底座；6-油杯；7-傳感器

4 電氣原理

檢測開始，稱重傳感器測量并顯示原有質量admpt0

switch(Key)

{case(((1<

{adtmp0=hx711_read_p()；

disp2[12]=adtmp/100；

disp2[13]=(adtmp%100)/10；

disp2[14]=adtmp%10；

disp2[15]=0xff；

Lcd_linedisp(disp2，2)

break；}

}

開啟外部中斷，接受光耦信號后，計數器開始計量控制電磁閥開，等到計數器達到101，控制電磁閥關。

SREG=0x80；//開全局中斷

EIMSK=0x0F；//開外部中斷

void extern_int1_isr(viod)

{word num；

num++；

if(num==101)//計數101次關閉電磁閥

DDRA |=(1<

PROTA ^=(1<

稱重傳感器測量現有質量admpt1，取差值admpt1-admpt0.

adtmp1=hx711_read_p()；

Admpt2=admpt1-admpt0

抽油泵開，開始排油

DDRA |=(1<

PROTA |=(1<

檢測到稱重傳感器質量為admpt0時，等待幾秒，抽油泵關

If(admpt<=admpt0)

{DDRA |=(1<

PROTA ^=(1<

串口發送數據給工控機

SIO_buff[]={“此次測量噴油量為”&admpt2}；

Com_putstring(SIO_buff，1，&RTbuf_UART0)；

檢測結束[5]。

電氣原理如圖3所示。

圖3 電氣原理圖

5 結 論

基于AVR的串口型燃油計量裝置采用稱重流量傳感器，可以應用到目前的各種測試儀器設備上，以解決目前的實際問題，更加方便快捷的測量發動機噴油器的噴油量，提高目前國內傳統檢測的效率，在一些燃油測試與計量設備中可以得到廣泛應用，使傳統的一些設備具備完全數字化功能。

【參 考 文 獻】

[1]秦曾煌.電工學[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2]麻友良.汽車電器與電子控制系統[M].北京：機械工業出版社，2006.

[3]張洪潤，藍清華.單片機應用技術教程[M].北京：清華大學出版社，1997.

[4]錢耀義.汽車發動機汽油噴射系統[M].北京：人民交通出版社，1992.

[5]何希才，張 薇.傳感器應用及其接口電路[M].北京：科學技術文獻出版社，1996.

[6]劉天龍，張紹群，王述洋，等.基于傳統燃燒機的生物燃油燃燒機優化與改進[J].森林工程，2014，30(2)：116-119.