[發明專利]一種霍爾式智能閥門定位器

無效

• 申請號: 201210386654.3
• 申請日: 2012-10-14
• 公開（公告）號: CN103727303A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 蔡明
• 主分類號: F16K37/00
• 分類號: F16K37/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電子信息、檢測技術和自動控制技術領域，尤其涉及一種霍爾式智能閥門定位器。

背景技術

閥門定位器是氣動執行機構的關鍵附件之一，廣泛應用于工農業生產中，尤其是過程控制工程領域。其工作原理是，通過對閥門閥位的實時采樣，獲取閥位的當前位置數據，并與閥位開度設定值的數據相比較，根據差值和差值變化，完成對氣動閥的閥位調節與控制，使氣動執行機構的閥位開度始終保持在設定值。通過位置反饋電路，可以將閥位位置數據反饋輸出至系統控制器，同時可以通過按鍵和LCD液晶顯示屏電路，進行參數的設置和修改，或調取相關數據進行顯示。

目前，現有技術中的智能閥門定位器、電氣閥門定位器或閥門變送器的閥位檢測裝置中，普遍采用的有兩種結構：

其一，是“反饋連桿+齒輪組+旋轉式電位器”機械結構，其中，反饋連桿與閥門的閥桿或其它運動物體連接在一起，并隨著閥桿或其它物體的運動而圍繞反饋連桿的另一端轉動，該轉動的角位移量，被傳遞給齒輪組件，并通過齒輪組件被放大若干倍，齒輪組帶動與之相連接的旋轉式電位器旋轉一定的角度，通過電位器輸出相應大小的電壓信號，該電壓信號輸出至定位器主控電路進行信號的采樣與數據處理。采用上述現有技術的接觸式閥位測量裝置，在測量過程中，位移傳感器往往存在機械磨損、易受外界振動影響、精度低、結構壽命短等諸多缺點。

其二，是目前閥門定位器中的霍爾式角位移測量裝置，是利用非線性測量原理進行具體測量和計算，采用上述現有技術的霍爾式角位移測量裝置，在測量過程中，由于利用非線性測量原理，導致不僅計算方式復雜，而且計算時間較長，影響智能閥門定位器的控制效果。

發明內容

本發明的目的是提供一種霍爾式智能閥門定位器，其中的角行程霍爾傳感器能夠進行角位移線性測量。一方面能夠克服定位器中接觸式角位移傳感器存在的機械磨損大、機械滯后嚴重、易受外界振動影響、測量精度低、結構壽命低等缺點；另一方面能夠克服存在于目前霍爾式智能閥門定位器中的角位移霍爾傳感器由于利用非線性測量原理，所帶來的計算公式復雜、計算時間較長，而且精度較低等不良現象。同時，提高智能閥門定位器運行中的動靜態性能。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

由上述本發明提供的技術方案可以看出，所述閥門定位器包括反饋連桿結構、角行程霍爾傳感器、主控電路、電-氣轉換與氣動放大器、反饋輸出電路、附屬電路。其中：

所述角行程霍爾傳感器包括所述永磁磁鋼構件、所述霍爾探頭組成。所述永磁磁鋼構件由兩條所述圓弧狀條形磁鋼、2個“U”形導磁鋼片、磁屏蔽層、以及固定與保護層組成，所述永磁磁鋼構件被封裝成帶有圓環狀溝槽的圓盤體，在圓環狀溝槽之間形成一個可進行角位移測量永久磁場。所述霍爾探頭可與所述閥門定位器的本體固定，所述永磁磁鋼構件可與所述角行程氣動執行機構的閥桿連接固定在一起，并隨著閥桿的運動而繞著所述角行程霍爾傳感器的轉軸運動；或者當所述永磁磁鋼構件與所述閥門定位器的本體固定時，通過所述反饋連桿結構將所述霍爾探頭、所述直行程氣動執行機構的閥桿連接在一起，當閥桿運動時帶動所述霍爾探頭繞所述角行程霍爾傳感器的轉軸轉動，實現角行程或直行程閥位位移的測量；所述霍爾探頭包括所述探頭護層、霍爾元件及其附屬電路、霍爾電路板組成，所述霍爾元件及其附屬電路、所述霍爾電路板安裝并密封于所述霍爾探頭內，且所述霍爾附屬電路的輸入輸出端口與所述主控電路相連接；所述霍爾探頭，設置在所述永磁磁鋼構件的兩個圓弧狀條形永久磁鋼所在圓的半徑之和二分之一的位置；當閥桿運動時，所述霍爾探頭輸出與閥桿運動位移成特定函數關系的模擬電壓信號，該閥位反饋信號通過所述霍爾附屬電路輸出至所述主控電路；所述主控電路，在所述主控電路中對前端輸入信號和閥位反饋信號進行采樣、比較和數據處理，經過智能PID運算，然后通過所述電-氣轉換與氣動放大器輸出控制信號，驅動所述氣動執行機構動作，從而使閥門閥位保持在某一設定開度。所述反饋輸出電路可將來自所述主控電路的閥位等信息反饋輸出至系統控制器；通過所述附屬電路可進行人-機信息交互，進行參數設置、修改和相關數據等信息顯示。

通過該閥門定位器，一方面能夠克服閥門定位器中接觸式傳感器存在的機械磨損大、機械滯后嚴重、易受外界振動影響、測量精度低、結構壽命低等缺點；另一方面還能夠克服目前霍爾式智能閥門定位器中角行程霍爾傳感器由于利用非線性測量原理，所帶來的計算公式復雜、計算時間較長，而且精度較低等不良等現象。不僅能夠提高智能閥門定位器控制中的動靜態性能，還能實現閥位信息的高精度反饋傳輸。

?附圖說明