专利名称：一种电磁水泵及其控制输出流量的方法
技术领域：
本发明涉及电磁水泵技术领域，特指一种可控制输出流量的电磁水泵，以及该电磁水泵控制输出流量的方法。
背景技术：
目前，小型的柱塞式电磁水泵在各个领域得到了广泛的应用，特别是微型柱塞式水泵以其结构小巧精密得到了广泛应用，它可以应用于在咖啡机、蒸气发生装置等产品中。 柱塞式电磁水泵的原理是柱塞不是利用曲轴或外部作用力，柱塞是在外部磁场作用下受力，进行往复的运行。其中外部磁场是半波运行，电磁场仅仅对柱塞施加压缩方向(正向运行)的力，而柱塞复位(反向运行)时的受力来自于水泵内部的弹簧。在电磁力和弹簧弹力的作用下，柱塞往复运行，将水由进水口吸入，由出水口泵出。电磁泵中柱塞每往返运行一次，出水口就会泵出一个单位流量的液体。它是一种脉冲式的工作方式，如果连续给出这种通断电脉冲，泵就可以连续脉冲式的泵出液体。要想增大(或减小)泵的流量，只需要增加(或减少)电磁泵的通断电脉冲的次数就可以了。所以，当供给电磁泵中的电流频率不变的情况下，目前电磁泵泵水的流量理论上来讲是保持不变的。但是在实际使用过程中，由于外部原因，将导致电磁泵的流量无法保持稳定，容易出现变化。具体原因如下，随着电磁泵泵体工作温度的升高，各运动部件之间的间隙、摩擦力等均会发生变化，从而造成每次脉冲泵出的液量会有变化，也就是整体的流量会有变化。 也因为这个原因，限制了电磁泵的一些应用范围。目前解决上述问题的方法是在电磁泵的线圈上安装一只温度传感器，通过测量温度的变化，来对电磁泵的脉冲数量进行补偿，也就对流量进行了补偿，这就改善了电磁泵的流量稳定性。但是通过测量线圈温度的方法会增加温度传感器，增加了成本，另外还要增加接线，故障率会增加，同时温度的测量又容易受环境温度的影响，而且也不能准确地测量到线圈内部的真实温度(仅能测量线圈表面的温度)，所以这种补偿效果不是太理想。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术所存在的不足，提供一种可控制输出流量的电磁水泵，应用于不同使用场合的需求，本发明是通过对电流进行取样分析，根据电流的变化调整其频率，从而实现电磁泵流量保持恒定。为了解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案本可控制输出流量的电磁水泵包括泵体、安装在泵体外部的电磁线圈模组以及安装在泵体内部的磁芯柱塞，通过电磁线圈产生的脉冲式电磁场推动磁芯柱塞往复运行，该电磁水泵还具有一控制电路，在控制电路与电磁线圈模组中的线圈之间设置有一电流取样元件和开关控制元件，通过对线圈中电流的取样分析控制开关控制元件，调整开关控制元件，改变输入至线圈中的电流频率。进一步而言，上述技术方案中，所述的电流取样元件为与控制电路连接的电阻。进一步而言，上述技术方案中，所述的开关控制元件为可控硅。
进一步而言，上述技术方案中，所述的泵体内设置有作用在柱塞上的复位弹簧，通过电磁线圈模组产生的磁场力和复位弹簧的弹力驱动磁芯柱塞往复运行。本发明所要解决的另一个技术问题在于提供一种电磁水泵控制输出流量的方法。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为该方法为对电磁水泵中线圈的电流数值进行取样，将获取的电流数值反馈至控制电路，由控制电路根据数值发出相应的指令，控制输入至电磁水泵中线圈的电流脉冲频率，即控制电路根据电流的变化量，按照预先的规定标准对电流脉冲进行相应的补偿，控制电磁水泵的流量保持恒定。进一步而言，上述技术方案中，所述对线圈的电流数值取样的方式为在电路中增加一个电流取样电阻，该电阻将通过其自身的电流反馈至控制电路。进一步而言，上述技术方案中，所述的控制电路与一可控硅连接，由控制电路根据电流取样数值控制可控硅的导通频率，从而控制输入至电磁水泵中线圈的电流脉冲频率。综上所述，本发明采用上述两个技术方案，其在控制电路与电磁泵线圈之间增加了电流取样元件和开关控制元件，通过控制电路控制开关控制元件(例如可控硅)控制电磁泵的工作，当加快(或减慢)可控硅在单位时间内的导通次数时(即改变脉冲式电流的频率)，就可以加大(或减小)电磁泵的流量。本发明中的电流取样元件将电磁泵的工作电流检测出来，送到控制电路中进行运算处理，控制电路会根据电流的变化量，按照设定的补偿算法自动计算出相应的补偿量，以此来修正(增大或减小)可控硅的导通次数，从而实现电磁泵流量恒定的效果。本发明针对电磁泵流量随泵体温度变化的影响，采用通过测量线圈电流的变化， 来补偿流量的变化。其工作原理是温度的变化直接会影响电流的变化，而且这个温度是线圈的整体温度，更直接更准确更不易有外界温度干扰。另一方面，电流的大小还与流量的大小有部分的相关性，用电流变化量来补偿流量变化会更有利。本方案有以下优点1、无温度传感器，电路更简单可靠性更高；2、不易受外界温度影响，受外界干扰影响小。3、电流与线圈整体温度相关，更能反映泵体的温度，补偿效果更好。
图1是本发明结构示意图；图2是本发明电路原理图。
具体实施例方式
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。本发明所采用的方法为对电磁水泵中线圈的电流数值进行取样，将获取的电流数值反馈至控制电路，由控制电路根据数值发出相应的指令，控制输入至电磁水泵中线圈的电流脉冲频率，即控制电路根据电流的变化量，按照预先的规定标准对电流脉冲进行相应的补偿，控制电磁水泵的流量保持恒定。具体而言，本方法需要建立相应的数据表，即测试电磁水泵中线圈电流发生变化时对水泵流量的影响。即需要测试在确保水泵流量恒定的情况下，当线圈中电流发生变化时，电流的脉冲频率发生的变化，并将不同的电流数值与至对应的电流脉冲频率建立数学变化曲线或者建立相应的数据表，并将该数学变化曲线或数据表输入至控制电路，以便于控制电路可以根据该曲线或表格控制电流的脉冲频率。下面结合具体实施对本发明进行进一步说明，见图1所示，本实施例采用的是一种半波电磁水泵，其包括泵体1、电磁线圈模组2、柱塞3和复位弹簧4。其中，电磁线圈模组2安装在泵体1外部，采用磁芯制作的柱塞3安装在泵体1内部腔体中，复位弹簧4设置在泵体1内，复位弹簧4作用在柱塞3上，复位弹簧4作用在柱塞3上的弹力方向与电磁线圈模组2作用在柱塞3上的电磁场力方向相反。见图2所示，这是本实施例的电路原理图，整个电路接入工作电源中，控制电路5 与电磁线圈模组2中的线圈之间设置有一电流取样元件6和开关控制元件7。本实施例中电流取样元件6为连接于工作电路中的电阻，开关控制元件7采用可控硅。当然，也可根据需要采用其他电子元件取代。控制电路5控制开关控制元件7的导通频率，在额定的工作电流I下，其导通的频率为A。当随着电磁泵的工作时间增加，线圈中产生的热量令其温度升高后，线圈的电阻R 将缠身变化，这样将导致工作电流由I改变为II，从而引发电磁泵的泵水量。本发明通过对电路中电流的取样，实时了解线圈的工作电流，检测到工作电流为II，此时控制电路5将根据目前的电流数值改变开关控制元件7的导通频率，将频率由A调整至Al，从而形成对电磁泵的工作状态进行修正，恢复到原始的泵水流量，从而实现电磁泵流量恒定的效果。由上所述，本发明相对于目前的所采用的方式，其具有以下优点1、本发明无需在电路中安装温度传感器，只需要增加一个电流取样元件即可，电路更简单，可靠性更高；2、本发明由于不采用温度传感，即不是以温度数值来控制电流的脉冲频率，所以其不易受外界温度影响，受外界干扰影响小。3、本发明直接测试线圈的电流，这是因为电流与线圈整体温度相关，根据电流的变化更能反映泵体的温度，控制电路所做出的补偿效果更好。当然，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非来限制本发明实施范围，凡依本发明申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。
权利要求
1.一种电磁水泵，包括泵体、安装在泵体外部的电磁线圈模组以及安装在泵体内部的磁芯柱塞，通过电磁线圈产生的脉冲式电磁场推动磁芯柱塞往复运行，其特征在于该电磁水泵还具有一控制电路，在控制电路与电磁线圈模组中的线圈之间设置有一电流取样元件和开关控制元件，通过对线圈中电流的取样分析控制开关控制元件，调整开关控制元件，改变输入至线圈中的脉冲电流的频率。
2.根据权利要求1所述的一种电磁水泵，其特征在于所述的电流取样元件为与控制电路连接的电阻。
3.根据权利要求1所述的一种电磁水泵，其特征在于所述的开关控制元件为可控硅。
4.根据权利要求1所述的一种电磁水泵，其特征在于所述的泵体内设置有作用在柱塞上的复位弹簧，通过电磁线圈模组产生的磁场力和复位弹簧的弹力驱动磁芯柱塞往复运行。
5.一种电磁水泵控制输出流量的方法，其特征在于该方法为对电磁水泵中线圈的电流数值进行取样，将获取的电流数值反馈至控制电路，由控制电路根据数值发出相应的指令，控制输入至电磁水泵中线圈的电流脉冲频率，即控制电路根据电流的变化量，按照预先的规定标准对电流脉冲进行相应的补偿，控制电磁水泵的流量保持恒定。
6.根据权利要求5所述的一种电磁水泵控制输出流量的方法，其特征在于所述对线圈的电流数值取样的方式为在电路中增加一个电流取样电阻，该电阻将通过其自身的电流反馈至控制电路。
7.根据权利要求5所述的一种电磁水泵控制输出流量的方法，其特征在于所述的控制电路与一可控硅连接，由控制电路根据电流取样数值控制可控硅的导通频率，从而控制输入至电磁水泵中线圈的电流脉冲频率。
全文摘要
本发明公开了一种可控制输出流量的电磁水泵，以及该电磁水泵控制输出流量的方法。本发明的电磁水泵包括泵体、安装在泵体外部的电磁线圈模组以及安装在泵体内部的磁芯柱塞，通过电磁线圈产生的脉冲式电磁场推动磁芯柱塞往复运行，该电磁水泵还具有一控制电路，在控制电路与电磁线圈模组中的线圈之间设置有一电流取样元件和开关控制元件，通过对线圈中电流的取样分析控制开关控制元件，调整开关控制元件，改变输入至线圈中的电流频率。本发明采用通过测量线圈电流的变化，来补偿流量的变化。本方案有以下优点1、无温度传感器，电路更简单可靠性更高；2、不易受外界温度影响，受外界干扰影响小。3、电流与线圈整体温度相关，更能反映泵体的温度，补偿效果更好。
文档编号F04B49/06GK102562553SQ20121005110
公开日2012年7月11日 申请日期2012年3月1日 优先权日2012年3月1日
发明者刘显武, 邹爱贞 申请人:深圳华星恒泰泵阀有限公司, 深圳市朗科电器有限公司