專利名稱：一種智能電氣閥門定位器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于工業(yè)自動化儀表領(lǐng)域，特別涉及一種壓電閥式工作原理的智能電氣定位器。
背景技術(shù)：
電氣閥門定位器廣泛用于電力、冶金、鋼鐵、造紙、環(huán)保、化工、煉油等流程工業(yè)行業(yè)的自動化控制系統(tǒng)中。傳統(tǒng)的電氣閥門定位器是一種機(jī)械式儀表，結(jié)構(gòu)復(fù)雜功能單一品種型號多樣，控制精度、穩(wěn)定性、死區(qū)和回差很大，安裝調(diào)試與使用維護(hù)不便。目前雖有一些如美國的FISHERDVC5000、日本的YAMATAKE SVP300等智能型電氣閥門定位器，由于仍然采用力矩馬達(dá)—噴嘴檔板工作原理，所以耗氣量大并且耐振動性差。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是克服原有技術(shù)缺陷，提供一種利用壓電閥式工作原理的智能電氣閥門定位器。
本實(shí)用新型包括閥位反饋機(jī)構(gòu)、測控電路板、壓電閥氣動放大組件、外殼及固定在外殼上的安裝支架。所述的閥位反饋機(jī)構(gòu)包括閥桿，連桿垂直固定在閥桿上，L型反饋連桿的一端通過彈簧壓緊在連桿的限位槽內(nèi)，另一端與傳動軸垂直固定連接；主動齒輪和從動齒輪配合成齒輪組設(shè)置在外殼內(nèi)，主動齒輪與傳動軸配合連接，從動齒輪與電位器配合連接。所述的測控電路板固定在外殼內(nèi)，其輸入端與外部控制系統(tǒng)信號輸出端和電位器導(dǎo)線連接，輸出端與壓電閥氣動放大組件和外部控制系統(tǒng)信號輸入端導(dǎo)線連接。所述的測控電路板包括兩路信號濾波及放大，其一端分別與外部控制系統(tǒng)信號輸出端和電位器電連接，另一端分別電連接在模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D輸入端上；模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D的輸出端、按鍵、液晶顯示LCD、脈寬調(diào)制PWM1和脈寬調(diào)制PWM2的輸入端電連接到微處理器MPU上；濾波電路一端與脈寬調(diào)制PWM1電連接，另一端與電壓電流轉(zhuǎn)換V/I電連接，脈寬調(diào)制PWM2的輸出端與驅(qū)動電路電連接。
本實(shí)用新型中微處理器MPU采用MSP430F149型，壓電閥氣動放大組件為成熟產(chǎn)品，都可通過購買取得。
本實(shí)用新型采用壓電閥式工作原理，設(shè)計(jì)了一種智能電氣閥門定位器，克服了原有技術(shù)的缺陷，并具備安裝自動調(diào)試功能、手動操作、參數(shù)組態(tài)、故障診斷處理與報(bào)警和HART通訊等功能。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中閥位反饋機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中的測控電路板結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，該智能電氣閥門定位器包括閥位反饋機(jī)構(gòu)、測控電路板3、壓電閥氣動放大組件2、外殼4及固定在外殼4上的安裝支架1。閥位反饋機(jī)構(gòu)包括閥桿9，連桿7垂直固定在閥桿9上，L型反饋連桿6的一端通過彈簧壓緊在連桿7的限位槽8內(nèi)，另一端與傳動軸5垂直固定連接。主動齒輪10和從動齒輪11配合成齒輪組設(shè)置在外殼4內(nèi)，主動齒輪10與傳動軸5連接，從動齒輪11與電位器12連接。閥桿9的直線位移帶動與其固定連接的連桿7做上下直線運(yùn)動，連接在傳動軸5上并以其作為支點(diǎn)的L型反饋連桿6的一端靠彈簧壓緊在連桿7的限位槽8內(nèi)左右活動，并隨連桿7的直線運(yùn)動而做的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，通過傳動軸5帶動主動齒輪10旋轉(zhuǎn)，依靠齒輪嚙合帶動從動齒輪11和固定在其上的電位器12旋轉(zhuǎn)，從而將直行程氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥位轉(zhuǎn)換為電位器12的阻值變化。
如圖3所示，測控電路板3包括兩路信號濾波及放大13，其一端分別與外部控制系統(tǒng)信號輸出端和電位器12電連接，另一端分別電連接在模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D 14輸入端上；模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D 14的輸出端、按鍵15、液晶顯示LCD 16、脈寬調(diào)制PWM1 18和脈寬調(diào)制PWM2 22的輸入端電連接到微處理器MPU 17上；濾波電路19一端與脈寬調(diào)制PWM1 18電連接，另一端與電壓電流轉(zhuǎn)換V/I 20電連接，脈寬調(diào)制PWM2 22的輸出端與驅(qū)動電路21電連接。
閥位反饋電位器的阻值變化通過加在其上的基準(zhǔn)電源轉(zhuǎn)化為電壓變化，由自動化控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器或DCS系統(tǒng)發(fā)出的控制電流信號經(jīng)取樣電阻轉(zhuǎn)化為給定電壓，這二者分別通過其信號濾波及放大環(huán)節(jié)去除干擾，送入A/D轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，再送給MPU，經(jīng)過信號處理流程進(jìn)行運(yùn)算、處理并產(chǎn)生的脈寬調(diào)制PWM2信號，通過驅(qū)動電路控制壓電閥打開與關(guān)閉；MPU將采樣處理后的實(shí)際閥位通過脈寬調(diào)制PWM1脈沖信號經(jīng)濾波得到的電壓并通過V/I獲得遠(yuǎn)程閥位輸出信號和診斷故障的遠(yuǎn)程報(bào)警。按鍵和LCD構(gòu)成人機(jī)交互用監(jiān)控界面。
權(quán)利要求1.一種智能電氣閥門定位器，包括閥位反饋機(jī)構(gòu)、測控電路板(3)、壓電閥氣動放大組件(2)、外殼(4)及固定在外殼(4)上的安裝支架(1)，其特征在于所述的閥位反饋機(jī)構(gòu)包括閥桿(9)，連桿(7)垂直固定在閥桿(9)上，L型反饋連桿(6)的一端通過彈簧壓緊在連桿(7)的限位槽(8)內(nèi)，另一端與傳動軸(5)垂直固定連接，主動齒輪(10)和從動齒輪(11)配合成齒輪組設(shè)置在外殼(4)內(nèi)，主動齒輪(10)與傳動軸(5)配合連接，從動齒輪(11)與電位器(12)配合連接；所述的測控電路板(3)固定在外殼(4)內(nèi)，其輸入端與外部控制系統(tǒng)信號輸出端和電位器(12)導(dǎo)線連接，輸出端與壓電閥氣動放大組件(2)和外部控制系統(tǒng)信號輸入端導(dǎo)線連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種智能電氣閥門定位器，其特征在于所述的測控電路板(3)包括兩路信號濾波及放大(13)，其一端分別與外部控制系統(tǒng)信號輸出端和電位器(12)電連接，另一端分別電連接在模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D(14)輸入端上；模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D(14)的輸出端、按鍵(15)、液晶顯示LCD(16)、脈寬調(diào)制PWM1(18)和脈寬調(diào)制PWM2(22)的輸入端電連接到微處理器MPU(17)上；濾波電路(19)一端與脈寬調(diào)制PWM1(18)電連接，另一端與電壓電流轉(zhuǎn)換V/I(20)電連接，脈寬調(diào)制PWM2(22)的輸出端與驅(qū)動電路(21)電連接。
專利摘要本實(shí)用新型屬于工業(yè)自動化儀表領(lǐng)域，特別涉及一種壓電閥式工作原理的智能電氣定位器。傳統(tǒng)的電氣閥門定位器是一種機(jī)械式儀表，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、耗氣量大并且耐振動性差。本實(shí)用新型包括閥位反饋機(jī)構(gòu)、測控電路板、壓電閥氣動放大組件。閥位反饋機(jī)構(gòu)包括閥桿、連桿、L型反饋連桿傳動軸、齒輪組以及電位器。測控電路板的輸入端與外部控制系統(tǒng)信號輸出端和電位器導(dǎo)線連接，輸出端與壓電閥氣動放大組件和外部控制系統(tǒng)信號輸入端導(dǎo)線連接。本實(shí)用新型采用壓電閥式工作原理，克服了原有技術(shù)的缺陷，并具備安裝自動調(diào)試功能、手動操作、參數(shù)組態(tài)、故障診斷處理與報(bào)警和HART通訊等功能。
文檔編號F16K31/00GK2783387SQ20052010186
公開日2006年5月24日 申請日期2005年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月27日
發(fā)明者尚群立 申請人:杭州電子科技大學(xué)