具有电子健康监测的气体阀的制作方法_5

文档序号:9664048阅读:来源:国知局
状态或第二状态或者另一状态。如图13中所示,阀控制器26可联接到(一个或多个)位置传感器48并且可控制开关64的输入68,其中阀控制器26和位置传感器48两者可以与流体通道18流体隔离。在一些情况下,阀控制器26可构造成当第一位置传感器48a感测到第一阀口 20a不是闭合的或者第一阀密封构件22a不处在闭合位置时将开关信号路径66的状态设定为第一状态,并且当位置传感器48感测到第一阀口 20a是闭合的或者第一阀密封构件22a处在闭合位置时设定为第二状态。类似地,阀控制器26可构造成当第二传感器48b感测到第二阀口 20b不是闭合的或者第二阀密封构件22b不处在闭合位置时将开关信号路径66的状态设定为第一状态,并且当位置传感器48感测到第二阀口 20b是闭合的或者第二阀密封构件22b处在闭合位置时设定为第二状态。可替代地,阀控制器26可构造成当第一和第二传感器阀口 20a、20b中的至少一个不是闭合的或者至少一个第一和第二阀密封构件22a、22b不处在闭合位置时将开关信号路径66的状态设定为第一状态,并且当位置传感器48感测到第一和第二阀口 20a、20b两者是闭合的或者第一和第二阀密封构件22a、22b两者处在闭合位置时设定为第二状态。根据需要,可将相似或相同的或不同的步骤应用于各位置开关64和控制输入68。
[0067]示例性地,(一个或多个)阀密封构件22可包括传感器元件80,(一个或多个)位置传感器48可包括一个或多个换能器或现场传感器82。例如,(一个或多个)阀密封构件22可包括传感器元件80 (例如,当使用现场传感器82时的磁体、当使用线性可变差动变压器(LVDT) 84时的铁心、或者其它感测元件、和/或相似的或不相似的指示物),该传感器元件80相对于(一个或多个)阀密封构件22被固定并且能够与(一个或多个)阀密封构件22 —起平移。(一个或多个)位置传感器48可包括一个或多个现场传感器82 (例如,磁场传感器、LVDT 84、霍尔效应传感器或者其它相似或不相似的传感器),如图14-图15中所见。现场传感器82可位于阀体12的内部或者可位于阀体12的外部,并且与(一个或多个)阀口20和/或(一个或多个)阀密封构件22的纵向轴线径向地分离。(一个或多个)位置传感器48可位于流体通道18的完全外部。流体通道18的完全外部的含义可包括所有位置传感器48以及连接到在流体通道18外部的(一个或多个)位置传感器48的所有电子器件(例如,导线、电路板)。在(一个或多个)位置传感器48包括LVDT的情况下,LVDT可位于同轴地位于阀密封构件22的周围并且与(一个或多个)阀密封构件22径向地间隔,如图15中所示,并且/或者LVDT的轴线可与阀密封构件22径向地间隔并且平行于阀密封构件22。
[0068]在一些情况下,也可将应变仪86,如图16中所示,或者将其它电化学传感器应用于通过感测由与阀密封构件22相连的弹簧31所施加的应变水平来感测阀密封构件22从流体通道18外部进入在流体通道18内部的位置。可替代地或另外,(一个或多个)阀密封构件22可包括一个或多个视觉指示器88 (例如,光发射器或者其它视觉指示器),并且(一个或多个)位置传感器48可包括一个或多个光学传感器90,如图17中所见,其中视觉指示器可以是构造成用光学传感器经过用0型圈或密封件89所密封的透明的窗口 87或者经过其它构造观察的任何指示物,使得光学传感器90可至少确定(一个或多个)阀密封构件22是否处在闭合或打开位置。在使用视觉位置指示物88的情况下并且在一些情况下,用户能够视觉地确定(一个或多个)阀密封构件22何时不处在闭合位置。
[0069]正如可从本公开中所推测的,在一些情况下,位置传感器48可通过检测阀密封构件22和/或任选地阀杆92等在具有阀体12的阀组件10内部的位置而操作,其中阀密封构件22可以在阀口 20内部沿平移轴线或纵向轴线“A”相对于阀体12的阀口 20而平移。在一些情况下,传感器元件80 (其相对于阀密封构件22被固定)可位于阀体12的内部,并且可任选地与流体通道18流体连通;然而,位置传感器48可与流体通道18隔离和/或位于阀体12的外部。在一个示例性的实施例中,阀密封构件22可位于在阀口 20的内部沿平移轴线A的第一位置。可利用位置传感器48通过用位置传感器48感测相对于阀密封构件22被固定的传感器元件80的位置来感测阀密封构件22的第一位置。然后,位置传感器48可自动地或者当被请求时并且/或者连续或不连续地,将阀密封构件22的感测位置和/或打开或闭合状态发送至阀控制器26。
[0070]可以想到,阀控制器26可电子地校准阀密封构件22和/或阀杆92的闭合位置。当阀密封构件22和/或阀杆92处在已知的闭合位置(例如,在阀组件10的安装期间)时,这种校准可存储阀密封构件22和/或阀杆92的位置。在随后的操作期间,可对阀密封构件22和/或阀杆92的位置与存储的位置进行比较,以确定阀密封构件22和/或阀杆92是否处在闭合位置。根据需要,可将相似的方法用于电子地校准阀密封构件22和/或阀杆92 (例如完全打开位置、或者一些中间位置)的其它位置。
[0071]如上所述,阀控制器26可构造成基于与流体通道18连接的一个或多个传感器(例如,压力传感器等)所感测的流体通道18的一个或多个诊断参数来确定一种或多种阀状态和/或与阀相关的事件。可由阀控制器26确定诊断参数并将诊断参数存储于存储器37(例如,非易失性存储器)或者可由阀控制器26所访问的其它存储器中。根据需要,诊断参数可包括但不限于:操作循环的总数、燃料使用参数、一个或多个故障历史参数、一个或多个用户或工厂或者其它设置参数、自我诊断检查参数、累积的重复定位、气体压力、温度压力、阀证明系统中的泄漏水平检测、故障参数、和/或其它相似或不相似的参数。可由阀控制器26或一个或多个远程装置来确定被传送的(一个或多个)阀状态或者与(一个或多个)阀状态相关的(一个或多个)测量值。示例性的阀状态及与阀状态相关的测量值可包括但不限于:高燃料压力状态、低燃料压力状态、阀关闭状态、阀泄漏状态、安全事件状态、和/或其它相似或不相似的阀状态和/或输出。
[0072]阀控制器26可基于一个或多个感测参数(例如,感测的诊断参数)并通过对和一个或多个感测参数相关的值(例如,和局部传感器的感测参数相关的值和/或和来自一个或多个远程定位的传感器的感测参数相关的值)与阈值进行比较,而确定一种或多种阀状态。和一个或多个感测参数相关的值可包括:感测参数的值和/或从感测参数的值中的一个或多个推导、计算和/或确定的值。在一些示例性的情况下,与一个或多个感测参数相关的值可包括通过对一个或多个感测参数的一个或多个值进行数学处理所得出的值。在一个实例中,可将一个或多个感测参数的一个或多个值插入方程式中,并且在插入一个或多个值后的该方程式的结果可以是与一个或多个感测参数相关的值。示例性地,可对一个或多个感测参数的值进行处理以便来自多个感器的输出(例如,值)合并、将随时间推移来自一个或多个传感器的输出合并、对随时间推移来自一个或多个传感器的输出进行过滤以减少噪音、减小偏移误差、减小增益误差、将值转换成不同的单位、并且/或者以一种或多种其它方式对感测参数的值进行处理。
[0073]在一些情况下,存储器37可存储可经过用户界面73或其它机构进行选择的两个或更多个可选择选项,其中各可选择选项识别用于一个或多个阈值的相应的阈值。存储于存储器37中的阈值可包括一个或多个可调节阈值和/或一个或多个固定阈值,其中可调节阈值可由在现场的用户进行调节,固定阈值不可由在现场的用户进行调节。
[0074]在一些情况下,如图11中所示,阀组件10的用户界面73 (例如,显示器52、显示器62、显示器76和/或一个或多个其它显示器77)或者与阀组件10连接的用户界面73可构造成接收存储于存储器37或与阀组件10连通的其它存储器中的两个或更多个可选择选项的来自用户的选择,并且/或者接收、接受并保存与感测参数相关的阈值。在对两个或更多个可选择选项进行选择的一个实例中,用户可从阀控制器26的菜单和软件(例如,存储在存储器37或者与阀控制器连通的其它存储器)中选择安全标准选项,可识别与感测参数有关的所选择的可选择选项相关的阈值。一旦通过用户界面选择了可选择选项中的一个或多个和/或接受了一个或多个阈值,当对与一个或多个感测参数相关的值与一个或多个阈值进行比较以确定一种或多种阀状态时,阀控制器26可使用对应于所选择的(一个或多个)可选择选项的一个或多个阈值。
[0075]在一些情况下,存储于存储器37或其它存储器中的两个或更多个可选择选项的每个选项可对应于可由用户选择的不同安全标准。存储于存储器37或其它存储器中的可选择选项中的每个选项或者一个或多个选项可以是安全机构的安全标准、地区性安全标准、国家安全标准、或者任何其它安全标准。
[0076]用户界面73可包括或者可以是具有触摸屏、键区、可选择按钮、生物识别扫描器、和/或便于双向通信的其它特征的显示器;其中该显示器可相对于阀体12被机械固定,可以是用导线连接到阀控制器26或阀控制器26的微控制器36的显示器,可以是可运动计算装置,可以是个人计算机、和/或其任意组合。如上所述,用户界面73可构造成接收对可选择选项(例如,存储于阀组件10的存储器或其它存储器中的选项)的选择并且/或者以一种方式或其它方式接收来自用户的输入。示例性地,用户界面73可接收和/或接受输入,诸如可选择选项的选择;当对感测参数与阈值进行比较时所使用的控制器26的阈值;在允许用户选择一个或多个可选选项、访问阀组件的数据、和/或输入一个或多个参数相关的输入之前所要求的口令;生物识别信息(例如,用户的视网膜图案、指纹等)、和/或其它输入。
[0077]正如在阀组件10的一些实施例中,安全标准会要求对使用燃料安全截止阀的系统中部件的设置加以保护,以防止在现场的擅动和/或偶然变化。具有会需要防止擅动和/或偶然变化的设置的部件的部分包括但不限于:闭合接触的证明、低和高气体压力开关、阀证明开关、打开和/或关闭曲线、燃料/空气比、可调整的输出压力传感器、循环计数器、和/或其它部件。一些防擅动机构可包括防擅动罩和/或盖,连同锁具或者其它机械工具。这些防擅动机构可需要特殊的工具对使用安全截止阀的系统进行现场调节因此由于空间约束、缺乏照明、和其它考虑因素因而会难以相互作用。另外,当使用防机械擅动机构时,会难以跟踪/记录对系统的改变,并且从远程位置建立系统设置会变得不可能。
[0078]在一些情况下,如果用电子机构更换或代替所有的机械式系统调节机构(例如,定位螺钉、电位差计、或其它机械可调节机构),则可排除所有或大体上所有的防擅动机械方式。通过使用双向用户界面73 (例如,接受输入并提供输出的用户界面),可避免使用防机械擅动机构。相反,用户可经过用户界面73或者其它电子访问机构输入口令或者提供其它识别授权(例如,生物识别、感测元件钥匙/工具等),以便获得对存储在阀体12的电子器件中数据和/或设置的访问。
[0079]当系统的系统设置和/或数据是电子保护口令或者以其它电子方式加以保护时,可利用与阀组件10连通的用户界面73 (例如,局部显示器或远程显示器)来输入口令并且访问系统设置和/或数据。如上所述,示例性的用户界面可以是以下的一个或多个:控制器上的显示器76、系统显示器52、装置显示器62、和/或其它显示器77 (例如,远程显示器,如可移动装置或个人计算机)。用户界面73可经由带有线或无线通信链路100的通信接口110与阀组件10进行通信联系,一旦口令被输入,便可访问系统数据并且/或者可将用户界面73上执行系统设置。
[0080]在一些情况下,除了使用口令或者作为使用口令的替代,可利用电子访问工具或钥匙79 (例如,具有RFID标志的工具或钥匙、感测元件、或者其它近场通信(NFC)技术)或者阀组件10上的按钮(例如,用于离开锁定模式的复位按钮或其它按钮)来访问阀组件系统设置。可由阀组件来感测电子工具或钥匙79,并且持有或具有被感测的电子工具或钥匙79的人可被授权对组件10的系统设置进行现场调节和/或查看组件10的数据。
[0081]在一些情况下,可将阀组件10上的按钮和/或电子访问工具或钥匙79用作接近认证工具并结合口令而通过在输入口令的时间要求用户物理地接近阀组件10而对试图获得对阀组件10的系统设置和/或数据的访问的用户进行进一步认证。在一个实例中,会要求用户在输入口令之前、期间和/或之后(例如,在相对于输入口令的时间窗期间)按下阀组件10上的按钮或者将电子访问
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