具有位置传感的自锁阀组件的制作方法_2

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杆36的刚性芯构件44和连接到芯构件44并选择性地与阀座40接触的柔性止动器部分46。
[0020]还存在定子插件48,其是螺线管部分12的一部分且由绕线管18围绕。在定子插件48和电枢16之间存在间隙50,其中间隙50尺寸的波动,取决于阀构件38是否与阀座40接触以及电枢16处于第一位置还是第二位置。
[0021]为了使阀构件38在开启和闭合位置之间变化,以及阀部分14处于如图3所示的闭合位置,电流被施加到线圈20的第一部分20a,引起电枢16朝向定子插件48移动以及阀构件38远离阀座40移动,从而减小间隙50的尺寸。当电枢16相对于锁紧机构14移动,而不论阀构件处于闭合位置还是开启位置时,锁紧机构24的构型变化。一旦阀构件38已经移动远离阀座40足够远,即使当电流不再施加到线圈20时,锁紧机构24的构型变化来保持阀构件38处于开启位置。然后线圈20被断电,允许电枢16和阀构件38远离定子插件48少量移动,且由于锁紧机构24的构型而被保持在开启位置。一旦阀构件38处于开启位置以及电枢16处于第二位置,通过腔28、34在第一端口 30和第二端口 42之间建立流体连通。
[0022]当期望将阀构件38移回至闭合位置以及将电枢16移回到第一位置时,电流被再次施加到线圈20的第一部分20a以朝向定子插件48移动电枢16、杆36和阀构件38,重新配置锁紧机构24,使得当电流不再施加到线圈20时,电枢16、杆36和阀构件38朝向阀座40移动并接触阀座40,放置阀构件38回到如图3所示的闭合位置。
[0023]当电枢16被移动以使阀部分14在开启位置和闭合位置之间变化时,根据电枢16相对于线圈20的位置,在线圈20的第二部分20b中存在电感变化。较小的间隙50产生较高水平的电感,以及较大的间隙50产生较低水平的电感。当电枢16处于图2所示的位置时,存在所测量到的一个电感水平,以及当电枢16处于图3所示的位置时存在所测量到的另一个电感水平。线圈20的第二部分20b的这种电感变化通过第一和第二端子测量。电感中的变化通过发射12伏特的脉冲通过线圈20的第二部分20b来测量。在一个实施例中,电压脉冲通常持续在5-15毫秒之间,且由此不是足够长的或不足够强来移动电枢16,但明显足以引起线圈20b中的可测量的电感变化。应当指出的是,在本发明的范围内,只要电枢16和阀构件38保持静止,用于检测阀部分14的位置的电压脉冲可持续更长或更短的时间间隔。因为线圈20的第二部分20b的电感变化被测量,且电感变化的水平取决于电枢16的位置和对应于阀构件38和电枢16的位置,因此阀构件38和电枢16的位置被检测且用于确定锁紧机构24的位置。
[0024]本发明的第二实施例示于图4-6中,采用相同的附图标记指示相同的元件。在此实施例中,存在安装到电枢16的磁体52,如图4所示的,当阀部分14处于开启位置以及电枢16处于第二位置时,该磁体52移动进入磁体路径54,且如图6所示的当阀部分14处于闭合位置以及电枢16处于第一位置时,该磁体52移出磁体路径54。与前面的实施例一样,锁紧机构24能够保持阀构件38的位置以及保持电枢16或者在第一位置或者在第二位置。与前面的实施例一样,此实施例中的自锁阀组件10的连接器22仅具有两个端子,而不是三个。此外,仅存在线圈20a的一个部分而不是具有第一部分20a和第二部分20b的线圈20。
[0025]自锁阀组件10的运行大致与前述实施例中描述的一样,其中一个区别在于磁体52附接到电枢16,且用于增加电感测量的S/N比。在此实施例中,当阀构件38处于或者在开启位置或者在闭合位置,且是静止的(即如图5所示的没有在开启位置和闭合位置之间转换)时,测量线圈20的电感。在此实施例中,12伏特的脉冲发射通过线圈20,且随后得到线圈20的电感测量。线圈20的电感变化,取决于磁体52是否位于磁体路径54中,还是磁体52不处于磁体路径54中。在磁体路径54中的磁体52存在增加了电感测量的信噪(S/N)比,而如果不使用磁体52,则S/N比不是足够的,且电感将难以测量。当阀构件38处于开启位置时,磁体52实质上放大电感测量。
[0026]电压脉冲持续在1-15毫秒之间,并不够长或足够强以移动电枢16,但是明显足以使得在线圈20中的电感变化是可测量的。应当指出的是,在本发明的范围内,只要电枢16和阀构件38保持静止,使用来检测电枢16和阀构件38的位置的电压脉冲可持续更长或更短的时间间隔。如果阀构件38处于开启位置,则电枢16处于第二位置,且磁体52在磁体路径54中,线圈20的电感在一定的水平。如果阀构件38处于闭合位置,则电枢16处于第一位置,且磁体52不在磁体路径54中,线圈20的电感是在不同的水平。不同的电感水平对应于阀构件38和电枢16的位置。因此线圈20的此电感变化用于确定电枢16和阀构件38是处于开启位置还是闭合位置。
[0027]本发明的另一个实施例示于图7-12中,并具有与如在图4-6所示的自锁阀组件1具有基本相同的结构构型,除了在图7-12中的实施例没有磁体52。螺线管部分12、阀部分14和锁紧机构24以大致相同的方式工作。然而,电枢16的位置,以及由此阀构件38的位置通过测量电流来检测。当阀部分14处于如图7所示的开启位置或处于如图9所示的闭合位置时,阀部分14的位置能够被检测到。为了检测阀构件38和电枢16的位置,电压脉冲发送通过检测电阻且进入螺线管部分12的线圈20中。电压脉冲不足够大或不足够长以移动电枢16,但产生的穿过检测电阻的电压被测量,然后其对应于流过检测电阻的电流。在本发明的范围内,只要电枢16和阀构件38保持静止,则用于检测阀部分14的位置的电压脉冲可以持续任何期望的时间间隔。此电流值取决于电枢16和阀构件38的位置来变化,且由此取决于阀部分14的位置变化。虽然在此实施例中,使用检测电阻来检测阀构件38和电枢16的位置,但是在本发明的范围内,在电路中可以使用具有不同构型的其它电气部件。
[0028]参照图10,通常以70示出的图表描述了施加电压脉冲以使电枢16和阀构件38在开启位置和闭合位置之间变化,以及施加电压脉冲来检测电枢16和阀构件38的位置。图表70上存在两个参数,第一线72表示电压,第二线74表示电流。此图表70显示在大约零的电压72直至大约1.25毫秒,在该点约15伏特的第一电压脉冲76施加到线圈20以1.0毫秒,且得到电流测量。如图10所示,在1.0毫秒的脉冲期间得到的峰值电流是约0.189安培。在大约1.38毫秒处,施加第二电压脉冲78至线圈20。此第二电压脉冲78持续约150毫秒,但在第二电压脉冲78的1.0毫秒处再次得到电流测量,且如图10所示,第二电压脉冲78在1.0毫秒处的峰值电流测量约为0.179安培。第二电压脉冲78持续更长的时间周期,且用于改变阀部分14和锁紧机构24的位置,第三电压脉冲80在约1.65毫秒处被施加到线圈20。类似于第一电压脉冲76,第三电压脉冲80约是1.0毫秒,以及在第三电压脉冲80期间第三电流测量是在峰值电流值处得到。如图10所示,在第三电压脉冲80期间测量的峰值电流约是0.274安培。然后通过比较在第一电压脉冲76和第三电压脉冲80期间得到的峰值电流测量来确定电枢16和阀构件38的位置。如图10所示,在第一电压脉冲76期间得到的峰值电流测量(0.189安培)小于在第三电压脉冲80期间得到的峰值电流测量(0.274安培)。两个电流测量中的更高的那个表示电枢16和阀构件38处于闭合位置,以及两个电流测量中的更低的那个表示电枢16和阀构件38处于闭合位置。因此,当观察图10时,电枢16和阀构件38最初处于开启位置,以及然后当施加第二电压脉冲78到线圈20时,电枢16和阀构件38处于闭合位置。
[0029]现在参照图11,通常以82示出的另一个图表描述了施加电压脉冲以使电枢16和阀构件38在闭合位置和开启位置之间变化,以及施加电压脉冲来检测电枢16和阀构件38的位置。电压72和电流74两者再次在图表82上描述。图表82上再次存在施加到线圈20的三个电压脉冲,第四电压脉冲84、第五电压脉冲86和第六电压脉冲88。使用第五电压脉冲86来改变电枢16和阀构件38的位置,且电流测量是在第五电压脉冲86的大约1.0毫秒处得到。第四电压脉冲84和第六电压脉冲88两者均是约1.0毫秒,且使用来检测电枢16和阀构件38的位置。此外,用于电压脉冲84、88的电流测量是峰值电流测量。在图11中,示出了在第四电压脉冲84期间得到的峰值电流测量是约0.279安培,以及在第六电压脉冲88期间得到的峰值电流测量是约0.183安培。两个电流测量的更高的那个表示电枢16和阀构件
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