阀操作和诊断的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及用于测试阀组件的设备和方法。更特别地，本公开涉及用于检测阀组件中的泄漏和输入压力状态的设备和方法。
【背景技术】
[0002]阀和阀组件经常与流体流量的调节连同使用。通常的装置是燃气装置，其中燃气到燃烧室或者至燃烧器的流量被调节。燃气装置的示例包括但不限于热水器、锅炉、火炉、烘干机、油炸锅、壁炉。
[0003]阀组件通常提供一个或多个阀构件。这些阀构件设置在流动通道中，流动通道将阀组件的入口连接至它的出口。为了打开或关闭气体阀，一个或几个致动器驱动阀构件进入流动通道或从流动通道出来。
[0004]某些应用要求调节气体阀。通过调节阀构件，调节气体阀允许精确地控制气体的质量流量。由于被调节的阀的阀构件的位置可以是介于完全打开和完全关闭之间的任何地方，气体流量可以相应地改变。
[0005]气体阀组件可以实际上提供按顺序设置的几个阀构件。每个阀构件适于完全关闭流动通道，具有两个阀构件的解决方案实现了技术上的冗余。即，两个阀构件都需要发生故障，以使整个组件经历失灵。
[0006]阀诊断可产生更可靠的解决方案，尤其是在气体阀的(灾难性)失灵是不可接受的情况下。为此目的，气体阀门可提供多个传感器和控制单元，以检测泄漏和/或即将发生的失灵。
[0007]德国专利DE102011000113B4在2013年8月14日被授权，且公开了一种阀组件10，其具有两个阀构件15、16。根据DE102011000113B4的阀组件还提供了压力传感器18。压力传感器18被构造成测量位于阀构件15、16之间的中间部分17中的气体压力。可以从中间体积17中的压力测量得到关于阀的诊断信息。
[0008]DE102011000113B4的阀组件的压力传感器18连接到控制器11。在诊断检查期间，控制器11打开或关闭第一阀构件15，然后打开或关闭第二阀构件16。在随后的检查中，控制器11倒转打开或关闭阀构件15、16的顺序。控制器将因此首先打开或关闭第二阀构件16，然后对第一阀构件15执行相同的操作。倒转顺序的目的在于延长组件10的使用寿命。
[0009]专利EP1236957B1在2006年11月2日被授权，且公开了一种燃烧器操作设备。该设备包括阀19和压力传感器28。阀19和压力传感器28两者都被连接到控制单元30。控制单元30将可燃气体流量与空气流量相匹配，以用于使燃烧器操作设备的性能最佳。
[0010]专利EP1236957B1教导了一种压力传感器28，压力传感器28在替代的实施例中也是质量流量传感器。与压力传感器28相对比，质量流量传感器将允许直接确定气体流量。
[0011]上述文献EP1236957B1和DE102011000113B4不注重利用流量传感器来执行阀诊断。相反，它们处理较长的使用寿命或最佳的气体与空气比率。特别地，EP1236957B1和DE102011000113B4未教导如何提出响应于流率的快速变化的诊断设备。而且，EP1236957B1和DE102011000113B4的公开不注重能够测量使用中的气体流量和执行阀诊断的装备。即，准确的流量测量和可靠的诊断的组合没有被详细处理。
[0012]对于可燃气体的不可用来说是不必要的燃烧器的启动操作会被避免。在点火控制单元运行启动时序之前，气体输入压力通常由气体压力传感器或气体压力开关检查。特别地，打开两个气阀门之前，执行气体输入压力的检查。
[0013]此外，输入气体压力由压力传感器检查，以避免过大的输入压力。过大的输入压力的情况可以，例如，由于失灵的压力调节器而发生。
[0014]本公开的目的是利用质量流量传感器来执行阀诊断。本公开的目的还在于提供一种满足上述要求的用于气体阀的诊断的设备和方法。
【发明内容】
[0015]本公开是基于新的质量流量传感器的出现，尤其是新的热质量流量传感器的出现。这些传感器允许特别宽的范围上的测量以及小于100 ms的非常短的响应时间。这些质量流量传感器的较宽测量范围利于对小流率的测量，该小流率由例如泄漏引起。容积为0.21的阀组件可以作为示例被构造成检测501/h的泄漏。501/h的泄漏通常对应于介于
0.0lm/s和0.lm/s之间的流速。同时，新的传感器允许测量大流率，例如在操作中与燃气装置连同的流率。此流率的典型值是介于0.5m/s和5m/s、10m/s、15m/s、20m/s或甚至100m/s之间的流率范围的子集。适合于在本文声明的目的的质量流量传感器可以是0MR0N?D6F-W类型或SENSOR TECHNICS?WBA传感器类型。这个列表并不是详尽的。这些传感器的使用范围通常始于介于0.01m/s和0.lm/s之间的任何速度，结束于5m/s、10m/s、15m/s、20m/s或甚至100m/s的任何速度。即，0.lm/s的下限可与5m/s、10m/s、15m/s、20m/s或甚至100m/s的任何上限进行组合。
[0016]优选地，适合于在本文声明的目的质量流量传感器包括单个传感器元件。与此相对比，具有多个传感器元件的质量流量传感器包括两个或更多个传感器元件。这些传感器元件中的每一个用于在有限的范围内测量流速。(电子)开关随后可以被用于将多个传感器元件并入到一个传感器中。为此目的，根据待测量的流速，开关选择特定的传感器元件。
[0017]上述问题是通过根据此公开的独立权利要求的用于阀诊断的设备和方法来解决的。本公开的优选实施例由从属权利要求涵盖。
[0018]本公开的相关目的是提供一种用于阀诊断的设备和方法，其中质量流量传感器安装在阀组件上游。本公开的另一个相关目的是提供用于阀诊断的设备和方法，其中质量流量传感器安装在阀组件的下游。
[0019]本公开的另一个相关目的是提供一种用于阀诊断的设备和方法，其中质量流量传感器被安装在阀组件的两个阀构件之间的流动通道中。
[0020]本公开的相关目的还在于提供一种用于阀诊断的设备和方法，其中来自质量流量传感器的信号被积分(integrated)以提供泄漏的准确表示。
[0021]本公开的相关目的是提供一种用于阀诊断的设备和方法，其中来自质量流量传感器的信号的峰准确地表示泄漏。
[0022]本公开的相关目的还在于提供一种用于阀诊断的设备和方法，所述设备和方法利用装置的设计参数，以增强诊断表示的质量。
[0023]本公开的相关目的是提供一种用于阀诊断的设备和方法，所述设备和方法为泄漏的检测和/或识别而使用时间序列的测量。
[0024]本公开的相关目的还在于提供一种用于阀诊断的设备和方法，其中在阀构件打开或关闭之后或之前获得传感器信号，且传感器信号被处理以得到气体泄漏的表示。
[0025]本公开的相关目的是提供一种用于阀诊断的设备和方法，其中在阀构件的打开和关闭期间获得传感器信号，且传感器信号被处理以得到气体泄漏的表示。
[0026]本公开的目的还在于提供一种燃气装置，其具有用于阀诊断和流量测量的单元。
[0027]本公开的相关目的是提供一种设备和方法，如果阀诊断表示泄漏高于预定的警告阈值，则产生维护信号。
[0028]本公开的相关目的是提供一种设备和方法，如果阀诊断表示泄漏高于预定的闭锁(lock-out)阈值，则永久地中断通过所有阀构件的气体流量。
[0029]本公开的另一目的是提供一种用于输入压力诊断的设备和方法，其中在阀构件的打开和关闭期间获得传感器信号，且传感器信号被处理以得到气体输入压力的表示。
[0030]本公开的相关目的还在于提供一种设备和方法，如果输入压力低于预定的最小压力阈值，则暂时中断通过所有阀构件的气体流量。
[0031]本公开的相关目的还在于提供一种设备和方法，当输入压力超过预定的最大压力阈值时，则暂时停止通过所有阀构件的气体流量。
[0032]本公开的相关目的是提供一种设备和方法，如果输入压力下降低于预定的最小压力阈值或上升高于预定的最大压力阈值，则产生维护信号。
【附图说明】
[0033]从所公开非限制性实施例的下文详细描述中，对于本领域的技术人员来说，各种特征将变得明显。伴随详细描述的附图可简要描述如下:
图1示出了根据本公开的阀组件。
[0034]图2提供了未泄漏的阀组件的几个图。
[0035]图3提供了下游的阀构件泄漏的阀组件的几个图。
[0036]图4提供了上游的阀构件泄漏的阀组件的几个图。
[0037]图5是质量流量传感器的峰值电压关于阀组件的入口处的压力的图。
[0038]图6提供了在打开或关闭阀构件时测量的细节的几个图。图6假定没有渗漏。
[0039]图7示出了与图6相同的测量时序，除了下游的阀构件现在出现故障(泄漏)。
[0040]图8示出了与图6相同的测量时序，除了上游的阀构件现在出现故障(泄漏)。
[0041]图9示出了正常的停止(shut down)步骤之后的泄漏测试。
[0042]图10示出了正常的停止步骤之后的另一个泄漏测试。