專利名稱：智能型閥門電動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用傳感器檢測和微電子技術(shù)控制的閥門用電動(dòng)裝置，該裝置與閥門配套組成電動(dòng)閥門，實(shí)施對管網(wǎng)系統(tǒng)中輸送的介質(zhì)參數(shù)的自動(dòng)控制與管理。
背景技術(shù)：
國家現(xiàn)行的閥門電動(dòng)裝置專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T8528-1997規(guī)定，適用于“電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、電觸點(diǎn)控制、單一轉(zhuǎn)速式閘閥、截止閥、節(jié)流閥、隔膜閥、球閥和碟閥等閥門用普通型電動(dòng)裝置”。這種類型的電動(dòng)裝置都是以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的減速機(jī)構(gòu)為主體，主體上置有對閥門開度和閥門轉(zhuǎn)動(dòng)力矩進(jìn)行檢測和控制的彈簧和機(jī)械齒輪、計(jì)數(shù)器、凸輪、電位計(jì)、觸點(diǎn)等機(jī)構(gòu)，由機(jī)電式控制方式完成對閥門的操作。這類電動(dòng)裝置存在的共同問題是1.結(jié)構(gòu)復(fù)雜其主體減速器部分為機(jī)械結(jié)構(gòu)，而控制部分是機(jī)電式結(jié)構(gòu)，如轉(zhuǎn)矩控制機(jī)構(gòu)DSW和閥門開度控制機(jī)構(gòu)。
2.輸出軸轉(zhuǎn)矩檢測和閥門開度檢測精度低所述檢測值是經(jīng)齒輪傳輸、計(jì)數(shù)器放大，再經(jīng)電位器、凸輪和觸點(diǎn)后輸出的，經(jīng)過這樣一個(gè)復(fù)雜的機(jī)電過程，其精度會(huì)發(fā)生很大扭曲，尤其是轉(zhuǎn)矩的檢測值，它是在外力作用下依靠彈簧的變形量被放大后輸出的，轉(zhuǎn)矩精度僅為±7～10％，無法進(jìn)一步提高。另外，由于受凸輪上機(jī)械觸點(diǎn)的數(shù)目所限，其輸出的檢測值只能是間斷的模擬信號。而間斷的模擬信號無法滿足網(wǎng)絡(luò)化的要求。
3.使用安全性差凸輪、觸點(diǎn)的輸出是在強(qiáng)電條件下工作的，它極易產(chǎn)生接觸不良或打火現(xiàn)象，存在著很大的隱患。
4.工作可靠性低已有閥門電動(dòng)裝置的計(jì)數(shù)器為儀表齒輪結(jié)構(gòu)，通過人工用改錐調(diào)整螺釘(定位)以確定觸點(diǎn)信號值，經(jīng)常出現(xiàn)齒輪嚙合不到位和定位不準(zhǔn)的情況，致使故障或事故經(jīng)常發(fā)生，嚴(yán)重影響電動(dòng)閥門工作的可靠性。
5.關(guān)閉零點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生漂移已有閥門電動(dòng)裝置，初期所調(diào)定的關(guān)閉位置(零點(diǎn))，在電動(dòng)閥門使用過程中將隨著閥門密封面的變形、磨損以及閥門關(guān)死時(shí)轉(zhuǎn)矩的變化而發(fā)生變化。關(guān)閉點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的問題是機(jī)電式控制的電動(dòng)閥門難以解決的，這將會(huì)給長期使用中的電動(dòng)閥門關(guān)閉的密封性帶來嚴(yán)重后果。
6.單一的啟閉速度易引發(fā)水錘現(xiàn)象已有閥門電動(dòng)裝置在工作過程中因是單一速度，這對管網(wǎng)系統(tǒng)中較大口徑的閥門在實(shí)施關(guān)閉時(shí)，容易引發(fā)“水錘”現(xiàn)象，使管網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)爆管危險(xiǎn)事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要克服上述傳統(tǒng)技術(shù)中存在的問題，提供一種智能型閥門電動(dòng)裝置，該裝置安全性好，可靠性高、精度高。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種智能型閥門電動(dòng)裝置，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)部分和電控部分，所述機(jī)械結(jié)構(gòu)部分基本保留已有閥門電動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)，即設(shè)有電動(dòng)機(jī)，減速機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，減速機(jī)構(gòu)包括齒輪副和蝸桿副，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括蝸輪及其輸出軸、法蘭接盤，還設(shè)有與輸出軸一端相連的手輪機(jī)構(gòu)，以及設(shè)在手輪與輸出軸之間的手動(dòng)一電動(dòng)切換裝置，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征是所述機(jī)械結(jié)構(gòu)部分中，取消原有的機(jī)電式轉(zhuǎn)矩控制機(jī)構(gòu)和閥門開度控制機(jī)構(gòu)，代之以在減速機(jī)構(gòu)蝸桿軸的一端設(shè)置非觸點(diǎn)式輸出軸轉(zhuǎn)矩值檢測機(jī)構(gòu)，在輸出軸的末端并于法蘭接盤前設(shè)置可檢測閥門開度的光電傳感器，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)設(shè)置溫度傳感器；所述電控部分是模塊化的微電腦控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置由AVR高速嵌入式單片機(jī)為主控電路的控制度器模塊和以小功率輸入控制大功率輸出的功率控制模塊，所述控制器模塊分別連接功率控制模塊、備用電源、多功能控制面板、報(bào)警電路、接有用戶計(jì)算機(jī)的模擬信號輸入/輸出電路或標(biāo)準(zhǔn)通信接口，控制器模塊還分別接收由非觸點(diǎn)式輸出軸轉(zhuǎn)矩值檢測器、光電傳感器、溫度傳感器送來的檢測信號；驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作或停止以及確定其轉(zhuǎn)動(dòng)方向所需的三相電源經(jīng)功率控制模塊控制輸入；控制器模塊接收的上述檢測器、傳感器或用戶計(jì)算機(jī)輸入的信號，經(jīng)過單片機(jī)中內(nèi)存的程序數(shù)據(jù)進(jìn)行比對判斷，并據(jù)此向功率控制度模塊發(fā)出指令以控制電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，同時(shí)提供多功能控制面板顯示工況。
所述非觸點(diǎn)式輸出軸轉(zhuǎn)矩值檢測機(jī)構(gòu)分為用于多回轉(zhuǎn)閥門電動(dòng)裝置檢測的力值傳感器和用于部分回轉(zhuǎn)閥門電動(dòng)裝置檢測的磁力耦合器；所述力值傳感器安裝在多回轉(zhuǎn)閥門電動(dòng)裝置的蝸桿軸的外側(cè)端，該力值傳感器是由固定在箱體上的定位法蘭端與整體結(jié)構(gòu)的傳感器主體構(gòu)成；所述定位法蘭端為圓形矮柱狀，其與傳感器主體連接的一端為階梯形凸臺(tái)；所述傳感器主體外部呈圓柱狀，其內(nèi)一端設(shè)有與定位法蘭端階梯形凸臺(tái)相配合并與之固接的前端連接部分，另一端有與蝸桿軸連接的后端接口部分，該后端接口部分上有與蝸桿軸相配合的軸向孔，該軸向孔外側(cè)段的孔徑比內(nèi)側(cè)段的大，兩段軸向孔的銜接處有一臺(tái)階，在軸向孔外側(cè)段的末端有一卡槽，卡槽內(nèi)裝彈簧卡圈，在傳感器主體的前端連接部分與后端接口部分之間是園片狀彈性體，彈性體的兩側(cè)面各與階梯形凸臺(tái)頂面、后端接口部分之間有間距，彈性體中央有同軸線的受力桿，彈性體通過受力桿與后端連接部分連接為一體，在彈性體靠近階梯形凸臺(tái)的側(cè)面上固接有應(yīng)變片，在傳感器主體外面有保護(hù)罩；所述磁力耦合器安裝在部分回轉(zhuǎn)閥門電動(dòng)裝置的蝸桿軸和電動(dòng)機(jī)之間，該磁力耦合器由同軸套接在電機(jī)軸上的銜鐵和固接在蝸桿軸端套內(nèi)的永磁體構(gòu)成，銜鐵呈杯狀，永磁體為圓筒狀，永磁體套在銜鐵外，二者為同軸線，銜鐵與永磁體之間是滑配合。
所述力值感器上的應(yīng)變片是橋式連接的電阻線圈，其輸出線經(jīng)傳感器主體上的引線孔引出；所述磁力耦合器中的圓筒狀永磁體，可以是整體結(jié)構(gòu)，還可以是由彼此有間距的塊狀組合而成，裝在蝸桿軸端套內(nèi)的永磁體頂部有壓緊卡圈。
所述光電傳感器設(shè)置彼此有間距的兩對光電二極管和光明三極管，在所述二極管和三極管之間插入有沿周向間隔開槽的碼盤，該間隔開槽的擋光部分、通光部分的寬度大于兩個(gè)光電二極管之間的距離，所述碼盤套裝并固定在與輸出軸同軸固接的套筒上，光電傳感器經(jīng)底座固定在箱體上；所述溫度傳感器是熱敏電阻，置于電動(dòng)機(jī)的定子內(nèi)。
所述碼盤是圓形金屬片，其上的開槽呈矩形，所述光電傳感器呈 形，碼盤懸空銜入該 形缺口中，光電二極管、光明三極管分別位于該缺口兩邊突出的部位內(nèi)，當(dāng)碼盤隨輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，盤上間隔開槽的擋光部分、通光部分隨之順次先后通過每對光電二極管和光明三極管。
所述電控部分中的控制器模塊由控制器模塊I和控制器模塊II經(jīng)接插件連接組成；所述標(biāo)準(zhǔn)通信接口是RS-485隔離串行接口；所述控制器模塊II中設(shè)有AVR高速嵌入式單片機(jī)，由光電傳感器傳來的閥門開度的檢測信號，經(jīng)接插件、碼盤方向判別電路送至單片機(jī)的輸入/出接口；由溫度傳感器傳來的電動(dòng)機(jī)溫度檢測信號，經(jīng)接插件、溫度信號變換電路送至單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換接口；單片機(jī)還分別經(jīng)接插件連接功率控制模塊、經(jīng)接插件接CPU調(diào)試裝訂接口、經(jīng)接插件接備用電源，多功能控制面板上的數(shù)碼管經(jīng)顯示驅(qū)動(dòng)電路接單片機(jī)的輸入/出接口，單片機(jī)還經(jīng)接口接報(bào)警電路，微動(dòng)按鍵分別接單片機(jī)相關(guān)的輸入/出接口；所述控制器模塊I中設(shè)有由濾波器和電源變換器順次連接構(gòu)成的電源電路；由力值傳感器傳來的輸出軸轉(zhuǎn)矩檢測信號經(jīng)接插件、力值傳感器信號變換電路，再經(jīng)接插件送至單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換接口；在控制器模塊I中還設(shè)有閥門開度和流量控制的模擬信號輸入電路、脈寬調(diào)制信號變換電路，用戶計(jì)算機(jī)送來控制閥門開度的4～20mA模擬量信號經(jīng)端子、模擬信號輸入電路、接插件送至單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換接口；由光電傳感器向單片機(jī)輸入的計(jì)數(shù)脈沖和轉(zhuǎn)動(dòng)方向信號，即對應(yīng)的閥門開度檢測信號，經(jīng)CPU累加處理后變?yōu)槊}寬調(diào)制形式的模擬量信號輸出，該信號經(jīng)接插件送至脈寬調(diào)制信號變換電路，經(jīng)該電路變換成4～20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號輸出；所述電控部分還兼容另一種傳輸方式是，單片機(jī)經(jīng)接插件、RS-485隔離串行接口電路傳輸數(shù)字信號，并通過該隔離串行接口電路接微機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化聯(lián)網(wǎng)；上述模擬信號或數(shù)字信號的采用，二者同時(shí)只取其一。
所述單片機(jī)采用型號為ATMEGA163芯片；所述碼盤方向判別電路采用芯片型號為ST289A的集成電路；所述溫度信號變換電路設(shè)有兩級連接的運(yùn)算放大器電路；所述顯示驅(qū)動(dòng)電路采用芯片型號為MAX7219的集成電路；所述力值傳感器信號變換電路由儀表放大器電路和運(yùn)算放大器電路順次連接構(gòu)成；所述脈寬調(diào)制信號變換電路設(shè)有順次連接的運(yùn)算放大器電路，其后再順次連接電平變換管、運(yùn)算放大器、電流變換管；所述RS-485隔離串行接口電路設(shè)有提供電源的直流/直流變換器，還設(shè)有光電耦合器它們的一端分別連接接插件，另一端分別連接串行接口芯片，該芯片再經(jīng)隔離串行接口接用戶計(jì)算機(jī)。
所述功率控制模塊設(shè)有輸入控制電路、固態(tài)繼電器電路、電源保護(hù)電路、缺相檢測電路；輸入控制電路的輸入一側(cè)經(jīng)接插件接單片機(jī)，其輸出一側(cè)接固態(tài)繼電器電路，三相動(dòng)力電源分別接入固態(tài)繼電器電路，經(jīng)其控制后向電動(dòng)機(jī)輸出可換相的工作電源或無電源輸出，在三相動(dòng)力電源的每一相輸入端都分別接有保護(hù)電路；向電機(jī)輸出的三相電源中每一相線都分別接在缺相檢測電路上，該電路再經(jīng)接插件接單片機(jī)。
所述輸入控制電路的構(gòu)成是，在該電路與接插件連接的一側(cè)有正、負(fù)電源線，輸入控制線，換相控制線，在電路中還設(shè)有3個(gè)開關(guān)管，5個(gè)限流電阻和5個(gè)旁路電阻，其連接關(guān)系如下正電源線接控制電源開關(guān)管的集電極，輸入控制線接其基級，在該開關(guān)管發(fā)射極的節(jié)點(diǎn)上并接各限流電阻的一端，各限流電阻的另一端分別接旁路電阻，構(gòu)成5條電阻串聯(lián)支路，即第1個(gè)限流電阻串接第1個(gè)和第2個(gè)旁路電阻、第2個(gè)限流電阻串接第個(gè)2旁路電阻、第3個(gè)限流電阻串接第3個(gè)和第2個(gè)旁路電阻、第4個(gè)限流電阻串接第4個(gè)旁路電阻、第5個(gè)限流電阻串接第5個(gè)旁路電阻，上述各電阻串聯(lián)支路的另一端接負(fù)電源線；換相控制線分別接兩個(gè)控制換相開關(guān)管的基極，其中一個(gè)控制換相開關(guān)管的集電極接至第2個(gè)限流電阻與第2個(gè)旁路電阻連接的節(jié)點(diǎn)上，另一個(gè)控制換相開關(guān)管的集電極接至第4個(gè)限流電阻與第4個(gè)旁路電阻連接的節(jié)點(diǎn)上，兩個(gè)控制換相開關(guān)管的發(fā)射極接負(fù)電源線；所述固態(tài)繼器電路是由5個(gè)小功率可控硅輸出的光電耦合器依次分別連接5個(gè)大功率雙向可控硅構(gòu)成，各光電耦合器的2個(gè)輸入端依次分別跨接在各旁路電阻的兩端，第1個(gè)和第2個(gè)可控硅的一個(gè)極連接三相動(dòng)力電源的X相線，第3個(gè)和第4個(gè)可控硅的一個(gè)極連接Y相線，第5個(gè)可控硅的一個(gè)極連接Z相線，第1個(gè)和第4個(gè)可控硅的另一個(gè)極連接向電機(jī)供電的一條輸出線，第2個(gè)和第3個(gè)可控硅的另一個(gè)極連接另一條供電輸出線，這兩條供電輸出線的相位可受控互換，第5個(gè)可控硅的另一個(gè)極連接第3條供電輸出線。
所述多功能控制面板設(shè)置用于顯示工作參數(shù)的數(shù)碼管，還有用于顯示電源、報(bào)警、顯示選擇項(xiàng)目和狀態(tài)選擇項(xiàng)目的發(fā)光二極管，用于選擇項(xiàng)目及參數(shù)設(shè)定、修訂的微動(dòng)按健；所述備用電源，是外供6V直流電源，用以保證電源突然斷電，啟用手動(dòng)開關(guān)閥門時(shí)，對閥門開度變化的記憶。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是該裝置是采用微電腦、傳感器、多功能控制面板構(gòu)成的光機(jī)電體化的高技術(shù)產(chǎn)品，能實(shí)現(xiàn)對閥門全部工作的自動(dòng)檢測、監(jiān)視、控制，其機(jī)械結(jié)構(gòu)部分僅作為一種傳輸機(jī)械運(yùn)動(dòng)的載體，不參與對閥門的檢測、控制，從而有效解決了傳統(tǒng)技術(shù)中存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度低、可靠性差、安全性不好等問題。其中尤為突出的是(1)由三組傳感器構(gòu)成的檢測信號裝置均為非觸點(diǎn)式，所獲取的信號是弱電條件下電動(dòng)閥門工作過程中全程檢測的連續(xù)電信號，其不僅精度高、可靠性高，而且重復(fù)精度高，可直接將信號連續(xù)地輸入到CPU中；(2)功率控制模塊由封裝在環(huán)氧樹脂中的固態(tài)繼電器等組成，以小功率輸入控制大功率輸出，在大電流狀態(tài)下通過實(shí)施換相控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)動(dòng)，不會(huì)發(fā)生打火現(xiàn)象，因此可保證電動(dòng)閥門在易燃、易爆、振動(dòng)環(huán)境中安全可靠地工作；增加調(diào)速電路(TS)后，功率控制模塊還可實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)閥門在關(guān)閉過程中由快速到慢速的減速關(guān)閉，因此對大口經(jīng)或高壓力狀態(tài)下工作的電動(dòng)閥門，可以極大地減緩或避免閥門在關(guān)閉過程中對管網(wǎng)系統(tǒng)所引發(fā)的“水錘”現(xiàn)象，從而保護(hù)了管網(wǎng)系統(tǒng)；(3)控制器模塊對接收的信號實(shí)施程序控制，即準(zhǔn)確又簡捷，還可實(shí)施工作過程的連續(xù)監(jiān)控，使該電動(dòng)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況既可滿足閥門開閥時(shí)的特定要求，又可在一般情況下不出現(xiàn)超負(fù)荷工作；微電腦的程序控制，還可以對閥門關(guān)閉時(shí)開度為“0”的位置實(shí)施隨機(jī)跟蹤并及時(shí)復(fù)零，以消除“零點(diǎn)”飄移；(4)本發(fā)明的裝置可以為整體式也可為分體式，根據(jù)使用情況實(shí)施本機(jī)控制、遠(yuǎn)程控制或聯(lián)網(wǎng)控制；(5)本發(fā)明的電控部分，除采用模擬信號外還兼容采用標(biāo)準(zhǔn)通訊接口進(jìn)行數(shù)字信號遠(yuǎn)程傳輸?shù)姆绞?，也可進(jìn)行無線通訊信號或遠(yuǎn)紅外信號的傳輸，方式多種，靈活方便，滿足用戶需求；(6)設(shè)有報(bào)警裝置，便于及時(shí)了解、排除故障，保護(hù)設(shè)備；采用多功能控制面板和數(shù)字顯示屏，操作方便，顯示準(zhǔn)確直觀，也便于及時(shí)修訂參數(shù)。總之，本發(fā)明是一種“適用于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、傳感器檢測、微電腦程序控制、定轉(zhuǎn)速或變轉(zhuǎn)速式閘閥、截止閥、節(jié)流閥、隔膜閥、球閥和蝶閥等閥門用的電動(dòng)裝置”，其經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益顯著。


圖1為本發(fā)明電動(dòng)裝置與閥門總體結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1為電動(dòng)裝置，2為閥門；圖2為本發(fā)明檢測與控制總體結(jié)構(gòu)框圖；圖3、圖4、圖5分別是本發(fā)明電動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)正視圖、俯視圖、側(cè)視圖；圖6是本發(fā)明力值傳感器安裝結(jié)構(gòu)圖；圖7是本發(fā)明力值傳感器結(jié)構(gòu)剖視圖；圖8是本發(fā)明磁力耦合器結(jié)構(gòu)剖視圖；圖9-1、圖9-2分別是本發(fā)明光電傳感器結(jié)構(gòu)及安裝剖視圖、局部俯視圖；圖10-1、圖10-2是本發(fā)明控制器模塊I電路原理圖；圖11-1、圖11-2、圖11-3是本發(fā)明控制器模塊II電路原理圖；圖12是本發(fā)明功率控制模塊電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1多回轉(zhuǎn)閥門電動(dòng)裝置，由機(jī)械結(jié)構(gòu)部分和電控部分構(gòu)成，其機(jī)械部分保持已有的結(jié)構(gòu)，即仍設(shè)有電動(dòng)機(jī)，減速機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，減速機(jī)構(gòu)包括齒輪副和蝸桿副，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括蝸輪7及其輸出軸4、法蘭接盤5和與輸出軸一端相連的手輪機(jī)構(gòu)13，以及設(shè)在手輪與輸出軸之間的手動(dòng)一電動(dòng)切換裝置14。
本發(fā)明的特征是，該機(jī)械結(jié)構(gòu)部分僅作為閥門電動(dòng)裝置傳輸機(jī)械運(yùn)動(dòng)的載體，并不參與對閥門的檢測與控制，它相對于電控部分9獨(dú)立設(shè)置。在機(jī)械結(jié)構(gòu)部分中取消了原有的機(jī)電式轉(zhuǎn)矩控制機(jī)構(gòu)和閥門開度控制機(jī)構(gòu)(包括計(jì)數(shù)器機(jī)構(gòu)、控制凸輪機(jī)構(gòu)、電位器組件、位置發(fā)送器、位置指示器等)。代之以在減速機(jī)構(gòu)蝸桿軸6的一端設(shè)置可檢測輸出軸轉(zhuǎn)矩值的力值傳感器11，在輸出軸4的末端并于法蘭接盤5前設(shè)置可檢測輸出軸驅(qū)動(dòng)閥門開度的光電傳感器8，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)設(shè)置溫度傳感器12(以上參見圖2-圖5)。
以下參見圖6、圖7，所述力值傳感器是由固定在箱體42上的定位法蘭端15與整體結(jié)構(gòu)的傳感器主體17固接構(gòu)成；所述定位法蘭端15為圓形矮柱狀，其與傳感器主體連接的一端為階梯形凸臺(tái)，與箱體連接的中央有軸向螺紋孔16；所述傳感器主體17外部呈圓柱狀，其內(nèi)一端設(shè)有與定位法蘭端階梯形凸臺(tái)相配合并與之固接的前端連接部分21，另一端有與蝸桿軸6連接的后端接口部分23，該后端接口部分內(nèi)有與蝸桿軸相配合的軸向孔24，該軸向孔外側(cè)段的孔徑比內(nèi)側(cè)段的大，兩段軸向孔的銜接處有一臺(tái)階25，在軸向孔外側(cè)段的末端有一卡槽26，卡槽內(nèi)裝彈簧卡圈27，在傳感器主體的前端連接部分和后端接口部分之間是園片狀彈性體18，彈性體的兩側(cè)面各與階梯形凸臺(tái)頂面、后端連接部分之間有間距，彈性體中央有同軸線的受力桿20，彈性體通過受力桿與后端接口部分連接為一體，在彈性體靠近階梯形凸臺(tái)的側(cè)面上固接有應(yīng)變片19，在傳感器主體外面有保護(hù)罩28；所述應(yīng)變片19是橋式連接的電阻線圈，其輸出線經(jīng)傳感器主體上的引線孔22引出。當(dāng)蝸桿軸6受拉時(shí)，蝸桿端頭螺母34壓迫軸承35的內(nèi)圈傳遞到其外圈，再作用在彈簧卡圈27上，將力傳遞到傳感器的彈性體18，通過應(yīng)變片19將信號傳遞出去；反之，當(dāng)蝸桿軸6受壓時(shí)，通過蝸桿軸臺(tái)階36將壓力作用在軸承35的內(nèi)圈上傳遞到其外圈，再作用在軸向孔的臺(tái)階25上將力傳遞到彈性體18，通過應(yīng)變片19將相應(yīng)的信號傳遞出去。
以下參見圖9-1、圖9-2、圖11-3，所述光電傳感器8設(shè)置彼此有間距的兩對光電二極管和光明三極管，在所述二極管和三極管之間插入有間隔開槽的碼盤30，該間隔開槽的擋光部分32、通光部分31的寬度大于兩個(gè)光電二極管之間的距離；所述碼盤30套裝并固定在與輸出軸同軸固接的套筒29上，光電傳感器8經(jīng)底座37固定在箱體42上；所述碼盤30是圓形金屬片，其上的開槽呈矩形，所述光電傳感器8呈 形，碼盤30懸空銜入該 形缺口33中，光電二極管、光明三極管分別位于該缺口兩邊突出的部位內(nèi)，當(dāng)碼盤隨輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，盤上間隔開槽的通光部分31、擋光部分32隨之順次先后通過每對光電二極管和光明三極管。當(dāng)間隔開槽的擋光部分遮住光電二極管時(shí)，光電傳感器無輸出，反之有信號輸出，以此得到計(jì)數(shù)脈沖信號；當(dāng)碼盤隨輸出軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時(shí)，其擋光部分(或通光部分)先后通過兩個(gè)二極管的次序不同，以此得到輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向的信號；如此輸出閥門開度的檢測信號。本實(shí)施例中光電傳感器采用的型號為ST256C。
所述溫度傳感器12是熱敏電阻，置于電動(dòng)機(jī)的定子內(nèi)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)溫度出現(xiàn)異常時(shí)可通過單片機(jī)D11切斷電源，并啟動(dòng)報(bào)警。
所述電控部分是模塊化的微電腦控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置由AVR高速嵌入式單片機(jī)為主控電路的控制器模塊，及以小功率輸入控制大功率輸出的功率控制模塊，所述控制器模塊由控制器模塊I和控制器模塊II經(jīng)接插件X2連接組成，所述單片機(jī)的型號為ATMEGA163。當(dāng)電動(dòng)裝置運(yùn)行過程中，檢測數(shù)據(jù)與單片機(jī)中的內(nèi)存程序數(shù)據(jù)比對，有異常情況時(shí)，即發(fā)出報(bào)警信號并同時(shí)切斷電機(jī)電源，停止工作并顯示相應(yīng)故障代號；當(dāng)閥門達(dá)到關(guān)閉位置時(shí)，實(shí)施復(fù)零，以消除零點(diǎn)飄移。
以下參見圖2、圖12-1、圖12-2、圖12-3，在控制器模塊II中設(shè)有AVR高速嵌入式單片機(jī)D11，由光電傳感器8傳來的閥門開度的檢測信號，經(jīng)接插件X4、碼盤方向判別電路D15送至單片機(jī)D11的輸入/出接口；由溫度傳感器12傳來的電動(dòng)機(jī)溫度檢測信號，經(jīng)接插件X5、溫度信號變換電路WX送至單片機(jī)D11的轉(zhuǎn)換接口；單片機(jī)D11還分別經(jīng)接插件X7連接功率控制模塊、經(jīng)接插件X6接CPU調(diào)試裝訂接口、經(jīng)接插件X8接備用電源，多功能控制而板上的數(shù)碼管DB1～DB5經(jīng)顯示驅(qū)動(dòng)電路D12接單片機(jī)D11的輸入/出接口，單片機(jī)D11還分別經(jīng)接口PBO接報(bào)警電路BJ，微動(dòng)按鍵K1～K5分別接單片機(jī)D11相關(guān)的輸入/出接口；所述碼盤方向判別電路D15采用芯片型號為ST289A的集成電路；所述溫度信號變換電路WX設(shè)有兩級連接的運(yùn)算放大器電路，運(yùn)放器N5A、N5B為MAX2236芯片，所述顯示驅(qū)動(dòng)電路D12采用芯片型號為MAX7219的集成電路；所述備用電源為外供6V直流電源，用以保證電源突然斷電，啟用手動(dòng)開關(guān)閥門時(shí)，對閥門開度變化的記憶。
所述多功能控制面板設(shè)置用于顯示工作參數(shù)的LED數(shù)碼管DB1～DB5，用于顯示電源、報(bào)警、顯示選擇和狀態(tài)選擇等的發(fā)光二極管H1～H10，用于選擇項(xiàng)目、開關(guān)工作及參數(shù)設(shè)定、修訂的微動(dòng)按鍵K1～K5。
以下參見圖2、圖11-1、圖11-2，所述控制器模塊I中設(shè)有由濾波器ZF1和電源變換器G1順次連接構(gòu)成的電源電路，為控制電路提供+5V、+15V的電源。由力值傳感器11傳來的輸出軸轉(zhuǎn)矩檢測信號經(jīng)接插件X3力值傳感器信號變換電路LB，再經(jīng)接插件X2送至單片機(jī)D11進(jìn)行比較判斷，以控制輸出轉(zhuǎn)距；在控制器模塊I中還設(shè)有閥門開度和流量控制的模擬信號輸入電路MR、脈寬調(diào)制信號變換電路PWM，用戶計(jì)算機(jī)送來控制閥門開度的4～20mA模擬量信號經(jīng)端子X1B、模擬信號輸入電路MR、接插件X2送至單片機(jī)D11進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)模擬量的閥門開度或流量控制。由光電傳感器向單片機(jī)D11輸入的脈沖計(jì)數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)方向信號，經(jīng)CPU累加處理后變?yōu)槊}寬調(diào)制形式的模擬量信號輸出，該信號經(jīng)接插件X2送至脈寬調(diào)制信號變換電路PWM，經(jīng)該電路變換成4～20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號輸出；所述電控部分還兼容另一種信號傳輸方式是，根據(jù)用戶需要，采用標(biāo)準(zhǔn)通信接口即RS-485隔離串行接口傳輸數(shù)字信號，單片機(jī)D11經(jīng)接插件X2、RS-485隔離串行接口電路傳輸數(shù)字信號，并通過該隔離串行接口電路接微機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化聯(lián)網(wǎng)，實(shí)施對閥門的精確開度控制、集取運(yùn)行數(shù)據(jù)等。上述模擬信號或數(shù)字信號的采用，二者同時(shí)只能取其一。
所述力值傳感器信號變換電路LB由儀表放大器N1電路和運(yùn)算放大器N2A電路順次連接構(gòu)成。其中，芯片N1為MAX122型，N2A為1/2MAX2234。
所述脈寬調(diào)制信號變換電路PWM設(shè)有順次連接的運(yùn)算放大器N2B、N4A電路，其后再順次連接電平變換管V2、運(yùn)算放大器N4B、電流變換管V3。其中，芯片N4A、N4B為MAX2234型，N2B為1/2MAX2234芯片。
所述RS-485隔離串行接口電路設(shè)有提供電源的直流/直流變換器G2，還設(shè)有光電耦合器D1、D2A、D2B，它們的一端分別連接接插件X2，另一端分別連接串行接口芯片D3，芯片D3再經(jīng)隔離串行接口X1D接用產(chǎn)計(jì)算機(jī)。
以下參見圖2、圖12，所述功率控制模塊設(shè)有輸入控制電路SK、固態(tài)繼電器電路GJ、電源保護(hù)電路BH1～BH3、缺相檢測電路QX；電路SK的輸入一側(cè)經(jīng)接插件X7接單片機(jī)D11，其輸出一側(cè)接固態(tài)繼電器電路GJ，三相動(dòng)力電源X、Y、Z分別接入固態(tài)繼電器電路，經(jīng)其控制后向電動(dòng)機(jī)輸出可換相的工作電源X1、Y1、Z1或Y1、X1、Z1或無電源輸出，在三相動(dòng)力電源X、Y、Z的每一相輸入端都分別接有保護(hù)電路BH1～BH3；向電機(jī)輸出的三相電源中每一相線都分別接在缺相檢測電路QX上，電路QX再經(jīng)接插件X7接單片機(jī)D11。
所述輸入控制電路SK的構(gòu)成是，在該電路與插件X7連接的一側(cè)有正、負(fù)電源線1、4，輸入控制線2，換相控制線3，在電路中還設(shè)有3個(gè)開關(guān)管V1、V2、V3，5個(gè)限流電阻R7～R11和5個(gè)旁路電阻R12～R16，其連接關(guān)系如下正電源線1接控制電源開關(guān)管V1的集電極，輸入控制線2接其基級，在該開關(guān)管發(fā)射極的節(jié)點(diǎn)上并接各限流電阻的一端，各限流電阻的另一端分別與旁路電阻相接構(gòu)成5條電阻串聯(lián)支路，即電阻R7串接電阻R16、電阻R8串接電阻R15、電阻R9串接電阻R14、R13、電阻R10串接電阻R13、電阻R11串接電阻R12、R13，上述各電阻串聯(lián)支路的另一端接負(fù)電源線4；換相控制線3分別接控制換相開關(guān)管V2、V3的基極，開關(guān)管V2的集電極接至電阻R10與電阻R13連接的節(jié)點(diǎn)上，開關(guān)管V3的集電極接至電阻R8與電阻R15連接的節(jié)點(diǎn)上，這兩個(gè)開關(guān)管的發(fā)射極接負(fù)電源線4；所述固態(tài)繼器電路GJ是由5個(gè)小功率可控硅輸出的光電耦合器U1～U5依次分別連接5個(gè)大功率雙向可控硅G1～G5構(gòu)成；各光電耦合器的2個(gè)輸入端依次分別跨接在各旁路電阻R12～R16的兩端，可控硅G1、G2的一個(gè)極連接三相動(dòng)力電源的X相線，可控硅G3、G4的一個(gè)極連接Y相線，可控硅G5的一個(gè)極連接Z相線，可控硅G1、G4的另一個(gè)極連接向電機(jī)供電的一條輸出線X1/Y1，可控硅G2、G3的另一個(gè)極連接另一條供電輸出線Y1/X1，這兩條供電輸出線的相位可受控互換，可控硅G5的另一個(gè)極連接第3條供電輸出線Z1。
以下簡述功率控制模塊電路動(dòng)作過程，(1)控制電動(dòng)機(jī)停止或啟動(dòng)當(dāng)輸入控制線2為高電位時(shí)，開關(guān)管V1導(dǎo)通，則光電耦合器U5得電導(dǎo)通，輸入控制電路SK的供電回路構(gòu)成，該電路導(dǎo)通則電動(dòng)機(jī)得電啟動(dòng)；反之當(dāng)線2為低電位時(shí)電路SK不導(dǎo)通，則光電耦合器U5及可控硅G5不導(dǎo)通，向電動(dòng)機(jī)輸出工作電源的回路斷開，電動(dòng)機(jī)停止。(2)控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)在電路SK導(dǎo)通的前提下，當(dāng)換相控制線3為低電位時(shí)，開關(guān)管V2、V3關(guān)閉，則光電耦合器U2、U4導(dǎo)通，使可控硅G2、G4也導(dǎo)通，此時(shí)向電動(dòng)機(jī)輸出的電源相位為Y1、X1、Z1；反之，當(dāng)線3為高電位時(shí)，開關(guān)管V2、V3導(dǎo)通，則光電耦合器U1、U3導(dǎo)通，使可控硅G1、G3也導(dǎo)通，此時(shí)向電動(dòng)機(jī)輸出的電源相位為X1、Y1、Z1，由此實(shí)現(xiàn)控制電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)。(3)缺相檢測當(dāng)向電動(dòng)機(jī)輸出的三相電源都有時(shí)，光電耦合器V10的輸出電壓達(dá)到設(shè)定值，電路正常工作；當(dāng)所述電源缺相時(shí)，光電耦合器V10的輸出電壓低于設(shè)定值時(shí)，由其輸出線5經(jīng)接插件X7，向單片機(jī)D11發(fā)出缺相信號，該信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后啟動(dòng)報(bào)警電路BJ發(fā)出報(bào)警信號，同時(shí)單片機(jī)D11還向功率控制模塊的輸入控制線2送出低電位，切斷電動(dòng)機(jī)電源。
實(shí)施例2部分回轉(zhuǎn)閥門電動(dòng)裝置，該裝置中輸出軸轉(zhuǎn)矩值檢測器采用磁力耦合器，其它結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1。
以下參見圖8，所述磁力耦合器安裝在蝸桿軸6和電動(dòng)機(jī)3之間，該磁力耦合器由同軸套接在電機(jī)軸38上的銜鐵43和固接在蝸桿軸端套39內(nèi)的永磁體40構(gòu)成，銜鐵呈杯狀，永磁體為圓筒狀，永磁體40套在銜鐵43外，二者是同軸線，銜鐵與永磁體之間是滑配合，永磁體頂部有壓緊卡圈41。
磁力耦合器的工作過程是，當(dāng)電動(dòng)機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)軸38帶動(dòng)銜鐵43轉(zhuǎn)動(dòng)，在設(shè)定的轉(zhuǎn)矩值內(nèi)永磁體40及蝸桿軸6隨同一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)其上的碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)，則光電傳感器有輸出；當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)超出設(shè)定的轉(zhuǎn)矩值時(shí)，電機(jī)軸38只帶著銜鐵43空轉(zhuǎn)，而永磁體40、蝸桿軸6不動(dòng)，則無轉(zhuǎn)矩輸出，碼盤也不轉(zhuǎn)，光電傳感器無輸出。
另外，在本發(fā)明閥門電動(dòng)裝置的功率控制模塊中還可以設(shè)置與單片機(jī)D11相連的調(diào)速電路TS，該電路的輸出端分別接在各大功率可控硅G1～G5的控制極上(如圖12中虛線所示電路)，通過控制其導(dǎo)通角的大小，來調(diào)節(jié)輸出功率進(jìn)而控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)調(diào)速功能。
權(quán)利要求
1.一種智能型閥門電動(dòng)裝置，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)部分和電控部分，所述機(jī)械結(jié)構(gòu)部分設(shè)有電動(dòng)機(jī)，減速機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，減速機(jī)構(gòu)包括齒輪副和蝸桿副，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括蝸輪及其輸出軸、法蘭接盤，還設(shè)有與輸出軸一端相連的手輪機(jī)構(gòu)，以及設(shè)在手輪與輸出軸之間的手動(dòng)—電動(dòng)切換裝置，其特征在于所述機(jī)械結(jié)構(gòu)部分中，在減速機(jī)構(gòu)蝸桿軸的一端設(shè)置非觸點(diǎn)式輸出軸轉(zhuǎn)矩值檢測機(jī)構(gòu)，在輸出軸的末端并于法蘭接盤前設(shè)置可檢測閥門開度的光電傳感器，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)設(shè)置溫度傳感器；所述電控部分是模塊化的微電腦控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置由AVR高速嵌入式單片機(jī)為主控電路的控制度器模塊和以小功率輸入控制大功率輸出的功率控制模塊，所述控制器模塊分別連接功率控制模塊、備用電源、多功能控制面板、報(bào)警電路、接有用戶計(jì)算機(jī)的模擬信號輸入/輸出電路或標(biāo)準(zhǔn)通信接口，控制器模塊還分別接收由非觸點(diǎn)式輸出軸轉(zhuǎn)矩值檢測器、光電傳感器、溫度傳感器送來的檢測信號；驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作或停止以及確定其轉(zhuǎn)動(dòng)方向所需的三相電源經(jīng)功率控制模塊控制輸入；控制器模塊接收的上述檢測器、傳感器或用戶計(jì)算機(jī)輸入的信號，經(jīng)過單片機(jī)中內(nèi)存程序數(shù)據(jù)進(jìn)行比對判斷，并據(jù)此向功率控制度模塊發(fā)出指令以控制電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，同時(shí)提供多功能控制面板顯示工況。
2.按照權(quán)利要求1所述的智能型閥門電動(dòng)裝置，其特征在于所述非觸點(diǎn)式輸出軸轉(zhuǎn)矩值檢測機(jī)構(gòu)分為用于多回轉(zhuǎn)閥門電動(dòng)裝置檢測的力值傳感器和用于部分回轉(zhuǎn)閥門電動(dòng)裝置檢測的磁力耦合器；所述力值傳感器安裝在多回轉(zhuǎn)閥門電動(dòng)裝置的蝸桿軸的外側(cè)端，該力值傳感器是由固定在箱體上的定位法蘭端與整體結(jié)構(gòu)的傳感器主體構(gòu)成；所述定位法蘭端為圓形矮柱狀，其與傳感器主體連接的一端為階梯形凸臺(tái)；所述傳感器主體外部呈圓柱狀，其內(nèi)一端設(shè)有與定位法蘭端階梯形凸臺(tái)相配合并與之固接的前端連接部分，另一端有與蝸桿軸連接的后端接口部分，該后端接口部分上有與蝸桿軸相配合的軸向孔，該軸向孔外側(cè)段的孔徑比內(nèi)側(cè)段的大，兩段軸向孔的銜接處有一臺(tái)階，在軸向孔外側(cè)段的末端有一卡槽，卡槽內(nèi)裝彈簧卡圈，在傳感器主體的前端連接部分和后端接口部分之間是園片狀彈性體，彈性體的兩側(cè)面各與階梯形凸臺(tái)頂面、后端接口部分之間有間距，彈性體中央有同軸線的受力桿，彈性體通過受力桿與后端連接部分連接為一體，在彈性體靠近階梯形凸臺(tái)的側(cè)面上固接有應(yīng)變片，在傳感器主體外面有保護(hù)罩；所述磁力耦合器安裝在部分回轉(zhuǎn)閥門電動(dòng)裝置的蝸桿軸和電動(dòng)機(jī)之間，該磁力耦合器由同軸套接在電機(jī)軸上的銜鐵和固接在蝸桿軸端套內(nèi)的永磁體構(gòu)成，銜鐵呈杯狀，永磁體為圓筒狀，水磁體套在銜鐵外，二者為同軸線，銜鐵與永磁體之間是滑配合。
3.按照權(quán)利要求2所述的智能型閥門電動(dòng)裝置，其特征在于所述力值感器上的應(yīng)變片是橋式連接的電阻線圈，其輸出線經(jīng)傳感器主體上的引線孔引出；所述磁力耦合器中的圓筒狀永磁體，可以是整體結(jié)構(gòu)，還可以是由彼此有間距的塊狀組合而成，裝在蝸桿軸端套內(nèi)的永磁體頂部有壓緊卡圈。
4.按照權(quán)利要求1所述的智能型閥門電動(dòng)裝置，其特征在于所述光電傳感器設(shè)置彼此有間距的兩對光電二極管和光明三極管，在所述二極管和三極管之間插入有沿周向間隔開槽的碼盤，該間隔開槽的擋光部分、通光部分的寬度大于兩個(gè)光電二極管之間的距離，所述碼盤套裝并固定在與輸出軸同軸固接的套筒上，光電傳感器經(jīng)底座固定在箱體上；所述溫度傳感器是熱敏電阻，置于電動(dòng)機(jī)的定子內(nèi)。
5.按照權(quán)利要求4所述的智能型閥門電動(dòng)裝置，其特征在于所述碼盤是圓形金屬片，其上的開槽呈矩形，所述光電傳感器呈 形，碼盤懸空銜入該 形缺口中，光電二極管、光明三極管分別位于該缺口兩邊突出的部位內(nèi)，當(dāng)碼盤隨輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，盤上間隔開槽的擋光部分、通光部分隨之順次先后通過每對光電二極管和光明三極管。
6.按照權(quán)利要求1所述的智能型閥門電動(dòng)裝置，其特征在于所述電控部分中的控制器模塊由控制器模塊(I)和控制器模塊(II)經(jīng)接插件(X2)連接組成；所述標(biāo)準(zhǔn)通信接口是RS-485隔離串行接口；所述控制器模塊(II)中設(shè)有AVR高速嵌入式單片機(jī)(D11)，由光電傳感器(8)傳來的閥門開度的檢測信號，經(jīng)接插件(X4)、碼盤方向判別電路(D15)送至單片機(jī)(D11)的輸入/出接口；由溫度傳感器(12)傳來的電動(dòng)機(jī)溫度檢測信號，經(jīng)接插件(X5)、溫度信號變換電路(WX)送至單片機(jī)(D11)的A/D轉(zhuǎn)換接口；單片機(jī)(D11)還分別經(jīng)接插件(X7)連接功率控制模塊、經(jīng)接插件(X6)接CPU調(diào)試裝訂接口、經(jīng)接插件(X8)接備用電源，多功能控制面板上的數(shù)碼管(DB1～DB5)經(jīng)顯示驅(qū)動(dòng)電路(D12)接單片機(jī)(D11)的輸入/出接口，單片機(jī)(D11)還經(jīng)接口(PBO)接報(bào)警電路(BJ)，微動(dòng)按鍵(K1～K5)分別接單片機(jī)(D11)相關(guān)的輸入/出接口；所述控制器模塊(I)中設(shè)有由濾波器(ZF1)和電源變換器(G1)順次連接構(gòu)成的電源電路；由力值傳感器(11)傳來的輸出軸轉(zhuǎn)矩檢測信號經(jīng)接插件(X3)、力值傳感器信號變換電路(LB)，再經(jīng)接插件(X2)送至單片機(jī)(D11)的A/D轉(zhuǎn)換接口；在控制器模塊(I)中還設(shè)有閥門開度和流量控制的模擬信號輸入電路(MR)、脈寬調(diào)制信號變換電路(PWM)，用戶計(jì)算機(jī)送來控制閥門開度的4～20mA模擬量信號經(jīng)端子(X1B)、模擬信號輸入電路(MR)、接插件(X2)送至單片機(jī)(D11)的A/D轉(zhuǎn)換接口；由光電傳感器向單片機(jī)(D11)輸入的計(jì)數(shù)脈沖和轉(zhuǎn)動(dòng)方向信號，即對應(yīng)的閥門開度檢測信號，經(jīng)CPU累加處理后變?yōu)槊}寬調(diào)制形式的模擬量信號輸出，該信號經(jīng)接插件(X2)送至脈寬調(diào)制信號變換電路(PWM)，經(jīng)該電路變換成4～20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號輸出；所述電控部分還兼容另一種傳輸方式是，單片機(jī)(D11)經(jīng)接插件(X2)、RS-485隔離串行接口電路傳輸數(shù)字信號，并通過該隔離串行接口電路接微機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化聯(lián)網(wǎng)；上述模擬信號或數(shù)字信號的采用，二者同時(shí)只取其一。
7.按照權(quán)利要求6所述的智能型閥門電動(dòng)裝置，其特征在于所述單片機(jī)(D11)采用型號為ATMEGA163芯片；所述碼盤方向判別電路(D15)采用芯片型號為ST289A的集成電路；所述溫度信號變換電路(WX)設(shè)有兩級連接的運(yùn)算放大器電路；所述顯示驅(qū)動(dòng)電路(D12)采用芯片型號為MAX7219的集成電路；所述力值傳感器信號變換電路(LB)由儀表放大器(N1)電路和運(yùn)算放大器(N2A)電路順次連接構(gòu)成；所述脈寬調(diào)制信號變換電路(PWM)設(shè)有順次連接的運(yùn)算放大器(N2B、N4A)電路，其后再順次連接電平變換管(V2)、運(yùn)算放大器(N4B)、電流變換管(V3)；所述RS-485隔離串行接口電路設(shè)有提供電源的直流/直流變換器(G2)，還設(shè)有光電耦合器(D1、D2A、D2B)它們的一端分別連接接插件(X2)，另一端分別連接串行接口芯片(D3)，該芯片(D3)再經(jīng)隔離串行接口(X1D)接用戶計(jì)算機(jī)。
8.按照權(quán)利要求1所述的智能型閥門電動(dòng)裝置，其特征在于所述功率控制模塊設(shè)有輸入控制電路(SK)、固態(tài)繼電器電路(GJ)、電源保護(hù)電路(BH1～BH3)、缺相檢測電路(QX)；電路(SK)的輸入一側(cè)經(jīng)接插件(X7)接單片機(jī)(D11)，其輸出一側(cè)接固態(tài)繼電器電路(GJ)，三相動(dòng)力電源(X、Y、Z)分別接入固態(tài)繼電器電路，經(jīng)其控制后向電動(dòng)機(jī)輸出可換相的工作電源(X1、Y1、Z1或Y1、X1、Z1)或無電源輸出，在三相動(dòng)力電源(X、Y、Z)的每一相輸入端都分別接有保護(hù)電路(BH1～BH3)；向電機(jī)輸出的三相電源中每一相線都分別接在缺相檢測電路(QX)上，電路(QX)再經(jīng)接插件(X7)接單片機(jī)(D11)。
9.按照權(quán)利要求8所述的智能型閥門電動(dòng)裝置，其特征在于所述輸入控制電路(SK)的構(gòu)成是，在該電路與接插件(X7)連接的一側(cè)有正、負(fù)電源線(1、4)，輸入控制線(2)，換相控制線(3)，在電路中還設(shè)有3個(gè)開關(guān)管(V1、V2、V3)，5個(gè)限流電阻(R7～R11)和5個(gè)旁路電阻(R12～R16)，其連接關(guān)系如下正電源線(1)接控制電源開關(guān)管(V1)的集電極，輸入控制線(2)接其基級，在該開關(guān)管發(fā)射極的節(jié)點(diǎn)上并接各限流電阻的一端，各限流電阻的另一端分別接旁路電阻，構(gòu)成5條電阻串聯(lián)支路即第1個(gè)限流電阻(R11)串接第1個(gè)和第2個(gè)旁路電阻(R12、R13)、第2個(gè)限流電阻(R10)串接第個(gè)2旁路電阻(R13)、第3個(gè)限流電阻(R9)串接第3個(gè)和第2個(gè)旁路電阻(R14、R13)、第4個(gè)限流電阻(R8)串接第4個(gè)旁路電阻(R15)、第5個(gè)限流電阻(R7)串接第5個(gè)旁路電阻(R16)，上述各電阻串聯(lián)支路的另一端接負(fù)電源線(4)；換相控制線(3)分別接兩個(gè)控制換相開關(guān)管(V2、V3)的基極，其中一個(gè)控制換相開關(guān)管(V2)的集電極接至第2個(gè)限流電阻(R10)與第2個(gè)旁路電阻(R13)連接的節(jié)點(diǎn)上，另一個(gè)控制換相開關(guān)管(V3)的集電極接至第4個(gè)限流電阻(R8)與第4個(gè)旁路電阻(R15)連接的節(jié)點(diǎn)上，兩個(gè)控制換相開關(guān)管的發(fā)射極接負(fù)電源線(4)；所述固態(tài)繼器電路(GJ)是由5個(gè)小功率可控硅輸出的光電耦合器(U1～U5)依次分別連接5個(gè)大功率雙向可控硅(G1～G5)構(gòu)成，各光電耦合器(U1～U5)的2個(gè)輸入端依次分別跨接在各旁路電阻(R12～R16)的兩端，第1個(gè)和第2個(gè)可控硅(G1、G2)的一個(gè)極連接三相動(dòng)力電源的X相線，第3個(gè)和第4個(gè)可控硅(G3、G4)的一個(gè)極連接Y相線，第5個(gè)可控硅(G5)的一個(gè)極連接Z相線，第1個(gè)和第4個(gè)可控硅(G1、G4)的另一個(gè)極連接向電機(jī)供電的一條輸出線(X1/Y1)，第2個(gè)和第3個(gè)可控硅(G2、G3)的另一個(gè)極連接另一條供電輸出線(Y1/X1)，這兩條供電輸出線的相位可受控互換，第5個(gè)可控硅(G5)的另一個(gè)極連接第3條供電輸出線(Z1)。
10.按照權(quán)利要求1所述的智能型閥門電動(dòng)裝置，其特征在于所述多功能控制面板設(shè)置用于顯示工作參數(shù)的數(shù)碼管(DB1～DB5)，還有用于顯示電源、報(bào)警、顯示選擇項(xiàng)目和狀態(tài)選擇項(xiàng)目的發(fā)光二極管(H1～H10)，用于選擇項(xiàng)目及參數(shù)設(shè)定、修訂的微動(dòng)按健(K1～K5)；所述備用電源，是外供6V直流電源。
全文摘要
智能型閥門電動(dòng)裝置屬于采用傳感器檢測和微電子技術(shù)控制的閥門用電動(dòng)裝置。主要特征是在已有的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分設(shè)置非觸點(diǎn)式檢測輸出軸轉(zhuǎn)矩值的力值傳感器和檢測閥門開度的光電傳感器，電動(dòng)機(jī)內(nèi)設(shè)溫度傳感器；其電控部分是模塊化的微電腦控制系統(tǒng)，內(nèi)設(shè)有AVR高速嵌入式單片機(jī)的控制器模塊，接收各傳感器的檢測信號經(jīng)處理后控制功率控制模塊，進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)技術(shù)中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安全性差、可靠性低等難題，該裝置是光機(jī)電一體化的高科技產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)簡單、安全性好、精度高、可靠性高，能對閥門全工作過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測和監(jiān)控，其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號F16K37/00GK1570440SQ20041003786
公開日2005年1月26日 申請日期2004年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月12日
發(fā)明者郭振興, 蔣照虎, 邸曉華 申請人:郭振興