一种非接触式阀门定位器的制作方法

本实用新型涉及阀门定位器领域，尤其是一种非接触式阀门定位器。

背景技术：

由于气动系统具有结构简单、性价比高、绿色环保、安全可靠、抗高频干扰、过载能力强等诸多优点，因而在工业过程控制领域，得到了广泛应用。但是，在传统的气动设备的位移检测中，例如阀位变动器、气动定位控制器等，常用各种机械传动机构和接触式电位器作为传感器，所以往往出现磨损、氧化、老化、机械滞后等不良现象，严重影响测量和控制精度。而非接触式直线位移传感器，作为一种无接触、线性、高精度传感器，则可以极大地弥补了传统位移检测传感器的不足。

技术实现要素：

本实用新型的实用新型目的在于：针对上述存在的问题，提供一种基于非接触、高精度的传感器作为位移传感器，并且可以实现无线控制的智能阀门定位器。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型的非接触式阀门定位器，包括依次连接的保护与滤波电路、前端信号处理单元、微处理器，以及与微处理器分别连接的阀位反馈单元、位置反馈输出单元、电气转换单元和显示单元；所述阀位反馈单元包括阀位处理单元和非接触式直线位移传感器。

以上结构中气动执行机构上设置有一种非接触的位移传感器，可以克服原阀门定位器因机械机构和接触式电位器工作中产生的磨损、老化，而影响精度的问题，从而提高阀门定位器的精度。

本实用新型的非接触式阀门定位器，所述非接触式直线位移传感器包括磁钢、壳体、磁敏元件、测量电路；磁钢固定于被测物体上，位于壳体的上方；壳体内有空腔，设置有测量电路；磁钢下方壳体中对应位置设置有磁敏元件，与测量电路相连。

以上非接触式直线位移传感器的结构，磁钢随着被测物体一起移动，磁敏元件所在位置的磁场强度发生变化，从而使磁敏元件的输出发生相应的变化，通过传感器的标定就可以得到物体移动的位移量。

本实用新型的非接触式阀门定位器，所述显示单元采用的是液晶显示器，微处理器通过I/O接口与显示单元连接；显示单元上还设置有红外接口，连接红外设备。

以上结构中，显示单元上设置有红外接口，可以进行远程无线控制，方便于对定位器的查看以及远程的控制。

本实用新型的非接触式阀门定位器，所述位置反馈输出单元包括4-20MA输出电路和HART输出电路；所述位置反馈输出单元通过阀位输出接口与微处理器连接，同时与DCS系统控制器连接。

以上结构，位置反馈输出单元通过接口与微处理器相连接，采样、处理后的阀位数据可通过该位置反馈输出电路传输至系统控制器。

本实用新型的非接触式阀门定位器，所述前端信号处理单元采用康铜检流器，结合共模抑制及补偿放大电路，同时连接电源单元。

以上结构，前端信号处理单元可以通过康铜检流器和结合共模抑制及补偿放大电路完成前端信号的采集和综合滤波处理。

本实用新型的非接触式阀门定位器，所述保护与滤波电路包括依次连接的稳压二极管、DC-DC稳压模块和A/D转换模块；所述稳压二极管，用于实现I/V转换；所述DC-DC稳压模块，用于将固定直流电压变换为可变直流电压；所述A/D转换模块，用于将模拟信号转化为数字信号。

以上结构，实现I/V转换，并将固定直流电压变换为可变直流电压，将模拟信号转化为数字信号，从而把输入的电流控制信号转化为微处理可以读取的数据，实现控制。

本实用新型的非接触式阀门定位器，所述电气转换单元包括气源、气动执行机构、压电阀和阀门，压电阀分别连接气源和气动执行机构，气动执行机构连接阀门；所述电气转换单元通过输出驱动与微处理器的I/O接口连接。

本实用新型的非接触式阀门定位器，所述压电阀为集成式先导阀。

以上结构，所采用的集成式先导阀将两只开关阀与部分气动回路集成于一体，结合PWM控制技术，提高了控制性能。

本实用新型的非接触式阀门定位器，所述非接触式直线位移传感器与气动执行机构配合使用，连接阀位处理单元。

本实用新型的非接触式阀门定位器的工作过程：上机输入的电流经过保护与滤波电路和前端信号处理单元，进行A/D采样，上传到微处理器，得到阀位设定信号：非接触式直线位移传感器，检测阀门的位移量，转换成电信号，经过A/D采样，上传微处理器，得到阀位反馈信号；将阀位设定信号和阀位反馈信号进行比较，得到偏差值，当阀位偏差值大于5mm时，压电阀全开，调节阀全速进气，对阀位进行快速调节，快速接近目标位置；当阀位偏差值小于5mm时，输出一定周期和占空比的PWM控制信号，进行细调，偏差较小时进行微调；当阀位偏差值小于1mm时，关闭压电阀，使阀位保存当前位置。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、 测量精度高。定位器中采用的位移传感器为非接触位移传感器，可以避免原阀门中因为机械传动所产生的磨损、老化等问题，提高传感器的测量精度。

2、 可以进行远程无线控制，显示模块中包含进行无线传输的模块，可以进行无线远程控制，方便于远距离查看和控制。

3、 通过采集的控制信号和阀门位移信号的对比，调节阀门的移动，最终将阀门的位移量调节为上级控制所需的量，达到控制的需求。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型一种非接触式阀门定位器的结构示意图。

图2是非接触式直线位移传感器的结构示意图。

图中标记的1为被测物体，2为磁钢，3为壳体，4为测量电路，5为磁敏元件。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1 ，本实用新型的非接触式阀门定位器，包括依次连接的保护与滤波电路、前端信号处理单元、微处理器，以及与微处理器分别连接的阀位反馈单元、位置反馈输出单元、电气转换单元和显示单元；所述阀位反馈单元包括阀位处理单元和非接触式直线位移传感器。

如图2，本实用新型的非接触式阀门定位器，所述非接触式直线位移传感器包括磁钢2、壳体3、磁敏元件5、测量电路4；磁钢2固定于被测物体1上，位于壳体3的上方；壳体3内有空腔，设置有测量电路4；磁钢2下方壳体3中对应位置设置有磁敏元件5，与测量电路4相连。

本实用新型的非接触式阀门定位器，所述显示单元采用的是液晶显示器，微处理器通过I/O接口与显示单元连接；显示单元上还设置有红外接口，连接红外设备。

本实用新型的非接触式阀门定位器，所述位置反馈输出单元包括4-20MA输出电路和HART输出电路；所述位置反馈输出单元通过阀位输出接口与微处理器连接，同时与DCS系统控制器连接。

本实用新型的非接触式阀门定位器，所述前端信号处理单元采用康铜检流器，结合共模抑制及补偿放大电路，同时连接电源单元。

本实用新型的非接触式阀门定位器，所述保护与滤波电路包括依次连接的稳压二极管、DC-DC稳压模块和A/D转换模块；所述稳压二极管，用于实现I/V转换；所述DC-DC稳压模块，用于将固定直流电压变换为可变直流电压；所述A/D转换模块，用于将模拟信号转化为数字信号。

本实用新型的非接触式阀门定位器，所述电气转换单元包括气源、气动执行机构、压电阀和阀门，压电阀分别连接气源和气动执行机构，气动执行机构连接阀门；所述电气转换单元通过输出驱动与微处理器的I/O接口连接。

本实用新型的非接触式阀门定位器，所述压电阀为集成式先导阀。

本实用新型的非接触式阀门定位器，所述非接触式直线位移传感器与气动执行机构配合使用，连接阀位处理单元。

本实用新型的非接触式阀门定位器，上机输入的电流经过保护与滤波电路和前端信号处理单元，进行A/D采样，上传到微处理器，得到阀位设定信号：非接触式直线位移传感器，检测阀门的位移量，转换成电信号，经过A/D采样，上传微处理器，得到阀位反馈信号；将阀位设定信号和阀位反馈信号进行比较，得到偏差值，当阀位偏差值大于5mm时，压电阀全开，调节阀全速进气，对阀位进行快速调节，快速接近目标位置；当阀位偏差值小于5mm时，输出一定周期和占空比的PWM控制信号，进行细调，偏差较小时进行微调；当阀位偏差值小于1mm时，关闭压电阀，使阀位保存当前位置。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。