基于AVR的串口型燃油计量装置

杨立辉，孙振伟，刘园园，种统洪

(东北林业大学 交通学院，哈尔滨 150040)

目前在汽车喷油器的检测仪器或设备上，大多数都使用玻璃量杯进行燃油的计量，虽然量杯测量具有很好的稳定性，但是在温度补偿、泡沫消除及读数误差方面有着很难克服的弊端，从而影响计量的精确性、稳定性和快速性。

基于AVR的串口型燃油计量装置采用称重流量传感器，由触摸屏直观操作，借助单片机控制进油控制阀、排油泵以及进行相关的数据的采集，通过液晶屏显示喷油器的流量值与经过实验测得的标准数据库进行比对来判断喷油量是否正常，并智能提示相关的处理措施。

基于AVR的串口型燃油计量装置可以应用到目前的各种测试仪器设备上，以解决目前的实际问题，更加方便快捷的测量发动机喷油器的喷油量，提高目前国内传统检测的效率，在一些燃油测试与计量设备中可以得到广泛应用，使传统的一些设备具备完全数字化功能[1]。

1 总体方案设计

在汽车喷油器的检测仪器或设备上，大多数都使用玻璃量杯进行燃油的计量，虽然量杯测量具有很好的稳定性，但是在温度补偿、泡沫消除及读数误差方面有着很难克服的弊端，从而影响计量的精确性、稳定性和快速性。本油量测量装置由电磁阀控制油路开关，从而控制油量的输出，由称重传感器测量的差值计算出喷油量。喷油量通过HX711进行数据模拟转换，通过AVR串口通讯功能，可以和经过实验测得的标准数据库进行比对从而判断喷油量是否正常，并通过PC套件实现相关数据智能处理措施[2]。

AVR作为一种新型的工业控制器，其通用性和扩展性能良好、运算指令丰富，并且它的体积小、安装灵活、价格低廉、可靠性高，抗干扰能力强，易于实现串口通讯功能。

综上所述，总的方案选取为：称重测量喷油量系统，采用ATMEG128控制。

2 程序控制流程设计

喷油泵出口接有光耦，光耦可以监测电子喷油泵喷油次数，将光耦监测的信号传输到AVR单片机的终端接口，由终端接口处程序计量监测到的信号次数，从而监测到喷油泵喷油次数。

当单片机接受到控制电磁阀的信号时，向电磁阀输出打开电磁阀的信号，电磁阀打开，此时喷油泵油管与电磁阀进油口相接，油经过电磁阀送入检测杯-当监测到喷油泵的喷油次数达到预定值的时候，单片机向电磁阀输入关闭电磁阀的信号，电磁阀关闭，油经电磁阀返回油箱[3]。

在油未送入检测杯时，称重传感器测量初始质量，经过HX711模块进行数据转换后，将测量值传输给单片机保存，待数据稳定送油入检测杯。称重传感器再测量最终质量，送入单片机，由单片机自动运算得出喷油量净值，并将此值通过RS232模块传入工控机，经工控机终端检测程序判断喷油量是否正常。

数据处理完成后，由单片机向抽油泵输出抽油信号，抽油泵开启，将检测杯中油抽出，等待下一次检测。程度控制流程如图1所示。

图1 程序控制流程图

3 机械原理

机械原理如图2所示。根据工况要求，查阅机械设计手册，选取二位三通先导电磁阀，型号为Q23XD-2L。称重传感器精度为0.1 g，量程500 g。抽油泵采用思合牌抽油泵，该抽油泵采用DC12V/24V直流电机，具有噪音低、转速快的特点，密封性能好，外壳防锈。抽油泵电源线上设置有中途开关，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；3-两位三通电磁阀；4-油泵；5-底座；6-油杯；7-传感器

4 电气原理

检测开始，称重传感器测量并显示原有质量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；}

}

开启外部中断，接受光耦信号后，计数器开始计量控制电磁阀开，等到计数器达到101，控制电磁阀关。

SREG=0x80；//开全局中断

EIMSK=0x0F；//开外部中断

void extern_int1_isr(viod)

{word num；

num++；

if(num==101)//计数101次关闭电磁阀

DDRA |=(1<

PROTA ^=(1<

称重传感器测量现有质量admpt1，取差值admpt1-admpt0.

adtmp1=hx711_read_p()；

Admpt2=admpt1-admpt0

抽油泵开，开始排油

DDRA |=(1<

PROTA |=(1<

检测到称重传感器质量为admpt0时，等待几秒，抽油泵关

If(admpt<=admpt0)

{DDRA |=(1<

PROTA ^=(1<

串口发送数据给工控机

SIO_buff[]={“此次测量喷油量为”&admpt2}；

Com_putstring(SIO_buff，1，&RTbuf_UART0)；

检测结束[5]。

电气原理如图3所示。

图3 电气原理图

5 结 论

基于AVR的串口型燃油计量装置采用称重流量传感器，可以应用到目前的各种测试仪器设备上，以解决目前的实际问题，更加方便快捷的测量发动机喷油器的喷油量，提高目前国内传统检测的效率，在一些燃油测试与计量设备中可以得到广泛应用，使传统的一些设备具备完全数字化功能。

【参 考 文 献】

[1]秦曾煌.电工学[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2]麻友良.汽车电器与电子控制系统[M].北京：机械工业出版社，2006.

[3]张洪润，蓝清华.单片机应用技术教程[M].北京：清华大学出版社，1997.

[4]钱耀义.汽车发动机汽油喷射系统[M].北京：人民交通出版社，1992.

[5]何希才，张 薇.传感器应用及其接口电路[M].北京：科学技术文献出版社，1996.

[6]刘天龙，张绍群，王述洋，等.基于传统燃烧机的生物燃油燃烧机优化与改进[J].森林工程，2014，30(2)：116-119.