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渦輪增壓器作為一種高效、節能的環保型產品在現代汽車中得到了越來越多的應用。作為渦輪增壓器研制、測試中的轉速測量裝置，德國ACAM公司的PICOTURN系列產品已經在國內外的眾多車廠得到了廣泛應用。PICOTURN的最新一代PT2G系列產品，相對于前一代產品的集成度更高，應用更靈活。 PICOTURN的轉速測量原理 PICOTURN是專門測量發動機渦輪增壓器轉速的裝置，它包括傳感器和控制器兩個主要部分。傳感器鐵芯線圈放在一個M5螺紋套筒中，安裝于壓氣機外殼上，如圖1所示。 PICOTURN的測量是基于電渦流探測原理。在傳感器線圈上加一個1MHz的脈沖電信號，線圈產生變化的磁場，當有葉片靠近傳感器時，葉片在變化磁場中會出現渦流效應，這個渦流反過來又對傳感器線圈的阻抗有削弱作用，而傳感器位于兩個葉片中間的空隙時則沒有此現象。PICOTURN基于時間測量的技術能夠精確測量出傳感器線圈阻抗的變化，測量數據經DSP計算后便得到單位時間內通過傳感器的葉片個數，從而換算出葉輪的轉速。 與光學檢測方法相比，PICOTURN的電感式檢測方法不受灰塵、油漬等雜質的影響。與全模擬的感應葉片計數系統相比，全數字化的PICOTURN產品則更具魯棒性，而且更加易用，經濟成本更低。 PICOTURN系統組成 PICOTURN第二代產品PT2G包括智能傳感器組件和控制箱組件兩部分，如圖2所示。智能傳感器組件自帶ASIC信號處理模塊，直接輸出頻率與渦輪增壓器轉速成正比的數字脈沖信號。控制箱組件則提供了面板數碼管顯示轉速和通過RS232接口輸出實時轉速兩種選擇。 圖2 智能傳感器組件和控制箱組件 由于傳感器連接線上自帶了信號處理模塊，它能夠對傳感器線圈的信號進行就地處理后直接輸出數字脈沖信號，這樣就減少了模擬信號在長導線中受干擾的機會，確保測量準確度。傳輸數字脈沖信號的導線可以很長，以方便控制箱在不同位置的安裝。ACAM 提供3 米、5 米、10 米三種規格的連接電纜用于連接傳感器與控制器。 為適應不同的渦輪增壓器外殼條件，ACAM 還提供一系列帶有不同規格螺紋套筒的傳感器，分別有不同的螺紋和套筒長度，如圖3 表格。 PICOTURN 的輸出模式 PICOTURN 能夠測量390rpm"400000rpm 的渦輪增壓器轉速，系統通過數字脈沖、模擬電壓和RS232 等方式向數據記錄儀提供轉速輸出，同時也可本地實時顯示轉速信息。 PT2G 的智能傳感器組件輸出數字脈沖信號。在傳感器位置每通過一個葉片，傳感器的輸出電平就跳變一次，因此輸出脈沖的頻率為葉片通過頻率的二分之一。 圖3 PT2G 智能傳感器系列 PICOTURN 的輸出模式 PICOTURN 能夠測量390rpm"400000rpm 的渦輪增壓器轉速，系統通過數字脈沖、模擬電壓和RS232 等方式向數據記錄儀提供轉速輸出，同時也可本地實時顯示轉速信息。 PT2G 的智能傳感器組件輸出數字脈沖信號。在傳感器位置每通過一個葉片，傳感器的輸出電平就跳變一次，因此輸出脈沖的頻率為葉片通過頻率的二分之一。 PT2G控制箱有PT2G-BD和PT2G-BX兩個型號，這兩種控制箱都向外提供數字和模擬兩種輸出接口。數字輸出接口提供脈沖電平信號，渦輪增壓器每轉一圈輸出一個脈沖。模擬輸出接口提供0.5V"4.5V之間的模擬電壓信號來表示從0到滿負荷的轉速，步長80000rpm/V。此外，PT2G-BD還提供面板LED直接顯示實時轉速；PT2G-BX提供RS232接口將轉速數據輸出給其他設備。控制箱面板上有撥碼開關可以設置壓氣機葉輪的葉片數量，以便用傳感器輸出脈沖來換算出轉速。 由于PT2G智能傳感器輸出數字脈沖信號，因此通過對此脈沖計數以及簡單的計算便可得到渦輪增壓器的轉速信息，這大大增加了智能傳感器應用的靈活性。除了與ACAM自己的控制箱連接外，PT2G的智能傳感器還可以直接與其他廠家的設備進行互聯，例如與ETAS公司的ES441模塊連接則可將轉速信息送到以太網上；與IPETRONIK公司的M-FRQ模塊互聯則可將轉速信息送到CAN總線上去。 PICOTURN傳感器的安裝 傳感器安裝在壓氣機殼體上與葉輪垂直，如圖1。傳感器與葉輪的最大距離與葉片的形狀和厚度有關，一般0.6mm厚的葉片最大距離約為1mm。為了傳感器安裝時的方便，PT2G控制箱面板上提供了一個LED用于判斷安裝時傳感器與葉輪之間的距離，通過簡單觀察LED顯示的顏色便可判斷其與葉輪之間的距離是否在一個合適的范圍內。PICOTURN在測量時還可通過該LED的指示得到系統運行的狀態信息。 結語 PICOTURN系列產品以其使用的便利性和優異的測量性能，成為渦輪增壓發動機測試的有力工具，已經被大眾、寶馬、奔馳、東風康明斯等眾多知名品牌所采用。ACAM公司中國區總代理世強電訊將為該產品提供全面技術支持。 |
