專利名稱：開度指示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閥門裝置，尤其涉及一種檢測并指示閥門開啟幅度的開度指示器。
背景技術(shù)：
由于在水泵開啟時，水泵會帶動閥門振動，所以常用的直線電位器傳感器、基于相 對值檢測的光電式傳感器都不能可靠地工作?，F(xiàn)有的開度指示實際就是需要指示閥門推進(jìn)桿的位移，也就是位移指示。檢測位 移的方法很多如激光傳感器、精密光柵尺、同步感應(yīng)尺，這些工具在高精度的測量中常采 用，分辨率可達(dá)0.01毫米或更高，但價格高，對環(huán)境也要求高，一般使用的開度指示器主要 為旋轉(zhuǎn)編碼器，它經(jīng)過齒條裝置可以將直線位移轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)角度，旋轉(zhuǎn)編碼器可以較高的 精度檢測出角度變化，但旋轉(zhuǎn)編碼器內(nèi)部有玻璃構(gòu)件，抗振性能不好，不適合在水泵開啟時 使用，且以上介紹的方法都只能反應(yīng)相對位置，對于在指示器沒有通電時產(chǎn)生的位移無法 檢測出來，如果需要檢測在指示器沒通電時的位移，必須使用能反應(yīng)絕對位置的傳感器。而一般來說，現(xiàn)有采用的能反應(yīng)絕對位置的傳感器，主要為電阻式位移傳感器，這 是一種接觸式的傳感器，輸出模擬信號，檢測精度與電路設(shè)計有關(guān)，能在任何時候反應(yīng)出絕 對位置，但由于是接觸式的，在頻繁移動或震動環(huán)境中使用時容易失效，壽命有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種開度指示器，以解決上述背景技術(shù)中的缺
點o本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)開度指示器，主要包括一個控制顯示器和一個測量器，中間通過一電纜線連接，其 中所述控制顯示器內(nèi)部包括一主控器和一顯示裝置，所述測量器有一發(fā)光二極管陣列和與 其相對應(yīng)的光電傳感器組成，中間有一由主控器控制的帶孔擋板，所述電纜線由數(shù)據(jù)線和 電源線組成。利用光幕原理，利用一發(fā)光二極管陣列和陳列在發(fā)光二極管對面的光電傳感器進(jìn) 行位置測定由紅外發(fā)光二極管列發(fā)出一排平行紅外光線，由對面的光電傳感器接收，當(dāng)有 物體在發(fā)射與接收之間阻擋時，相應(yīng)位置的光電傳感器將無法接收到光信號，因而可以確 定被測物體的絕對位置。然而，在本發(fā)明中，由于光線密度決定了位移檢測的分辨率。即分辨率受紅外發(fā)光 二極管列發(fā)出的紅外光線密度的影響，常用紅外光電槽隙器件的寬度為6mm，也就是說紅外 光線的間距最小也得大于6mm，這將嚴(yán)重限制這種傳感器的使用，因此在紅外發(fā)光二極管列 和光電傳感器的位置檢測檔板上，增開有若干小孔，下端無孔部分要略長與有孔的上端部 分，利用單片式計算機(jī)就可以配合程序?qū)⑾路奖粨踝〉牡谝粭l紅外光線作為位置的整數(shù)單 位，上方?jīng)]有被遮擋的孔的位置作為位置檢測的小數(shù)部份，這樣可以用較大的光線間距來 實現(xiàn)分辨率要求較高的位置檢測。
傳感器部分采用單片機(jī)作為主控器，單片機(jī)連接光電傳感器并控制和保持光電傳 感器工作在掃描狀態(tài)，紅外發(fā)光管按常用的矩陣方式連接，單片機(jī)控制紅外發(fā)光管的正負(fù) 輸入端，當(dāng)一個輸出高電頻，一個輸出低電頻時，紅外發(fā)光管發(fā)光，單片機(jī)接著檢測光電傳 感器信號，以決定對應(yīng)的紅外光線是否被擋住，然后再以同樣的方式檢測下一個光線是否 被檔住，直到所有光線都檢測完成。單片機(jī)結(jié)合本文中提高分辨率的方法讀取并計算出光 線中間檔板的絕對位置。傳感器檢測到的位置信號以二進(jìn)制數(shù)據(jù)格式通過RS485數(shù)據(jù)總線傳送到顯示儀 表，顯示儀表再根據(jù)用戶的要求換算成以百分比表示的閥門開度，并顯示出來。同時RS485 總線也可以同時連接到計算機(jī)，這樣開度數(shù)據(jù)就能同步在計算機(jī)上顯示出來。有益效果本發(fā)明基于紅外光電傳感器采用絕對值位置檢測原理，很好地解決了開度指示器 在振動環(huán)境中檢測不可靠或壽命不長的缺點，同時利用普通光電傳感器提高分辨率的方 法，在不提高成本的同時提高了檢測精度。


圖1為本發(fā)明較佳實施例的示意圖；圖2為本發(fā)明的絕對值光電位置裝置示意圖；圖3為本發(fā)明高分辨率傳感器示意圖一；圖4為本發(fā)明高分辨率傳感器示意圖二。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。參見圖1的開度指示器的較佳實施例的示意圖，包括控制顯示器1和測量器3，中 間以數(shù)據(jù)線和普通電線組成的電纜線2進(jìn)行連接。參見圖2的本發(fā)明的絕對值光電位置裝置示意圖，其中在測量器3上有一發(fā)光二 極管陣列4，發(fā)光二極管陣列4對面有一對應(yīng)的光電傳感器7，工作時，發(fā)光二極管陣列4發(fā) 出一系列檢測光束6，當(dāng)檢測光束6中間有相應(yīng)被測物體5時被測物體5擋住檢測光束6， 即可在光電傳感器7的相關(guān)信號點的輔助下，得到被測物體5的位置信息，并經(jīng)過換算通過 控制顯示器1顯示出來。在本發(fā)明的使用過程中，需要提高系統(tǒng)的分辨率。參見圖3的高分辨率傳感器所示的實施例一中，傳感器的分辨率為2mm，左側(cè)為發(fā) 光二極管陣列4，右側(cè)為光電傳感器7，檢測光束6的間距為10mm，中間的檔板8上端開有4 個寬2mm的通透孔9，其間距為8mm，檔板8下端有一個較長的無孔段，此時從下方開始的第 一條檢測光束6被擋住，表示10mm的計算單位為0，再向上的第三條檢測光束6通過，表示 個位計數(shù)為2，即表示位移為2*2 = 4mm。參見圖4的高分辨率傳感器所示的實施例二中，控制顯示器1中的單片計算機(jī)配 合程序?qū)⑾路奖粨踝〉牡谝粭l檢測光束6作為位置的整數(shù)單位(計數(shù)單位為10mm)，向上連 續(xù)4條光線的狀態(tài)作為位置的個位計數(shù)，以2mm為單位進(jìn)行豎直方向上的移動，本實施例為相對實施例一進(jìn)行移動2mm后的示意圖，同實施例一中的原理，位移為6mm，這樣，就用間距 為10mm的光線實現(xiàn)了 2mm的分辨率。 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等效物界定。
權(quán)利要求
1.開度指示器，其特征在于主要包括一個控制顯示器和一個測量器，中間通過一電 纜線連接，其中所述控制顯示器內(nèi)部包括一主控器和一顯示裝置，所述測量器有一發(fā)光二 極管陣列和與其相對應(yīng)的光電傳感器組成，中間有一由主控器控制的帶多個孔的擋板，所 述電纜線由數(shù)據(jù)線和電源線組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開度指示器，其特征在于，所述擋板上端開有若干小孔，下端 無孔部分要略長于有孔的上端部分，小孔間距略小于光線間距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開度指示器，其特征在于，所述主控器為單片機(jī)，單片機(jī)連接 光電傳感器并控制輸出接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開度指示器，其特征在于，傳感器檢測到的位置信號以二進(jìn) 制數(shù)據(jù)格式通過RS485數(shù)據(jù)總線傳送到顯示儀表。
全文摘要
開度指示器，提供了一種用于檢測并指示閥門的開啟幅度，并具有較高分辨率的檢測裝置，其特征在于，主要包括一個控制顯示器和一個測量器，中間通過一電纜線連接，其中所述控制顯示器內(nèi)部包括一主控器和一顯示裝置，所述測量器有一發(fā)光二極管陣列和與其相對應(yīng)的光電傳感器組成，中間有一由主控器控制的帶孔擋板，所述電纜線由數(shù)據(jù)線和普通電線組成。本發(fā)明很好地解決了在振動環(huán)境中檢測不可靠或壽命不長的缺點，并利用普通光電傳感器，在節(jié)約成本的前提下提高相關(guān)裝置分辨率。
文檔編號F16K37/00GK102003571SQ20101029313
公開日2011年4月6日 申請日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者吳舒辭, 張永忠 申請人:中南林業(yè)科技大學(xué)