专利名称：海底压力控制系统上的螺线管剪切密封阀运动检测电路的制作方法
技术领域：
本文公开的实施例大致涉及用于监测螺线管促动器运动的方法和装置。更具体地
说，本文公开的实施例涉及通过电流监测来监测螺线管促动器运动的方法和装置。
背景技术：
在例如用于钻探机的BOP系统(防喷系统)中的海底电/液压压力控制系统中， 螺线管促动器用于打开和/或关闭连接到液压阀的液压路径，该液压阀控制通过井眼的泥 流。例如，在为开采石油钻井时检测到意外的高压气体时，控制信号被发送给螺线管控制电 路以关闭或打开一个或多个临界阀(critical valve)，使得泥流被阻塞以防止钻井船或钻 井平台上的人被高温泥浆的无控制流动伤害或死亡。时常，在这样的海底系统中，使用若干 组螺线管作为控制开关。按照惯例，通过螺线管线圈的电流被监测以确定是否恰当的电流 水平被提供给特定螺线管线圈用于螺线管促动器的打开或关闭动作。这种现有的螺线管电 流监测方法不确认螺线管促动器是否已经适当地移动，或者例如由于机械故障而没有适当 地移动。 常规的螺线管电流监测电路包括多个通道，各通道可连接到单个螺线管线圈，该 螺线管线圈连接到相应的电流检测元件。通常，检测元件包括阻抗元件(例如与螺线管线 圈串联设置的简单电阻器)，电阻器上的压降与流过螺线管线圈的电流成比例。在这些常规 的电路中，电阻器上的电压是由模数转换器(ADC)调节并且读取的，并且这个电压测量用 于确定通过螺线管线圈的电流的电流值。 螺线管电流监测电路，诸如上面说明的类型，通常在螺线管线圈通电或断电过程 完成之后监测和报告通过螺线管线圈的电流值。因此，如已知的，现有的控制系统报告螺线 管线圈的工作状态，而不检测螺线管促动器的任何实际的物理运动(也就是，现有的用于 监测螺线管线圈中电流的方法不检测螺线管促动器实际地是延伸还是收縮)。因此，如果机 械故障发生在螺线管促动器上，现有的电流监测电路可能报告螺线管促动器在"工作"，因 为尽管促动器可能已经不移动，仍可能在螺线管线圈内检测到恰当的电流值。
位置传感器或运动传感器可安装在螺线管线圈上以检测促动器的运动。来自该传 感器的信号被反馈回中央系统以确定是否螺线管促动器已根据控制信号移动。为了实现这 种位置和/或运动传感器，螺线管促动器及其外壳必须重新机械设计以安装该传感器，并 且额外的线必须用来做电源线/信号线以连接到位置和/或运动传感器。换句话说，要实 施螺线管线圈的运动检测较大的改造是必要的。
发明内容
在一个方面，本公开大致涉及一种螺线管促动器的螺线管电流监测电路。螺线管 电流监测电路包括构造成接收控制信号的螺线管驱动板，构造成检测由控制信号引起的促 动器的螺线管线圈的电流信号的检测电阻器，以及构造成微分电流信号的微分器。螺线管 电流监测电路基于由螺线管线圈电感的改变引起的微分电流信号的改变来检测促动器的运动。 在另一方面，本公开大致涉及一种用于确定螺线管促动器的运动的方法。该方法
包括将控制信号传送到螺线管驱动板，从促动器的螺线管线圈获得由控制信号引起的电流
信号，微分电流信号以获得脉冲。脉冲由促动器的运动所引起的螺线管线圈电感的改变造
成的微分电流信号的改变所产生，以及基于对脉冲的检测来报告促动器的运动。 在另一方面，本公开大致涉及海底压力控制系统，其包括液压流路径；与液压流路
径流连通的液压阀；连接到液压阀的螺线管促动器；以及构造成监测螺线管促动器的电流
的螺线管电流监测电路，该螺线管电流监测电路进一步包括，构造成接收控制信号的螺线
管驱动板，构造成检测由控制信号引起的促动器的螺线管线圈电流信号的检测电阻器，以
及构造成微分电流信号的微分器，其中螺线管电流监测电路基于由螺线管线圈电感的改变
弓I起的微分电流信号的改变来检测促动器的运动。 上面的简短说明陈述了本发明的各种实施例的特征，以便详细说明，使得更好地 理解，并且使对本领域的贡献可以更好地被认识到。当然，本发明的其它特征将在下文中说 明并且其将作为权利要求的主题。 在这点上，在详细地解释本发明的若干实施例之前，应当理解本发明的各种实施 例在它们的应用中不限制为在下列说明中陈述或在附图中显示的构造的细节以及部件的 设置。本发明能够是其它实施例并且可以以各种方式实践和实施。同样，应当理解本文使 用的措辞和术语是为了说明的目的而不应被认为是限制。 因此，本领域技术人员将意识到，本公开所基于的观念可容易地利用为用于设计
用于实现本发明的若干目的的其它结构、方法和/或系统的基础。因此重要的是，权利要求
应被认为包括这些等效的构造，只要这些等效的构造不脱离本发明的精神和范围。 进一步地，前述摘要的目的是使专利审查员和/或不熟悉专利或法律术语或措辞
的公众特别是科学家、工程师和本领域的专业人员能够大致从粗略的检索很快地确定本申
请的技术公开的性质和本质。因此，该摘要不意在限定本发明或者本申请，其仅由权利要求
衡量，也不意在以任何方式限制本发明的范围。 本发明的其它方面从下列说明和权利要求将变得清楚。
本公开的实施例参考附图进行讨论。具体地，通过下文中的说明并结合附图，可以 更加清楚本公开的特征，其中 图1显示根据本文公开的实施例的螺线管电流监测电路的方框图； 图2显示根据本文公开的实施例的螺线管电流监测电路； 图3显示根据本文公开的实施例的通电螺线管线圈随着时间的电流变化； 图4显示根据本文公开的实施例的断电螺线管线圈随着时间的电流变化； 图5显示发送给根据本文公开的实施例的螺线管线圈的仿真控制信号； 图6显示在根据本文公开的实施例的螺线管电流监测电路中电阻器上随着时间
的电流的仿真变化(从检测电阻器读出作为电压变化)； 图7显示根据本文公开的实施例的下降沿脉冲仿真曲线图； 图8显示根据本文公开的实施例的上升沿脉冲仿真曲线图；以及
图9显示用于根据本文公开的实施例的螺线管促动器运动检测的方法的流程图。
具体实施例方式
现在将参考附图详细说明本公开的特定实施例。为了一致，在不同的附图中相同 的元件由相同的标号表示。 在本公开实施例的下列详细说明中，陈述了许多特定的细节以便提供本文公开的 主题的更透彻的理解。然而，对本领域普通技术人员来说清楚的是，公开的主题可以在没有 这些特定细节的情况下实施。在其它情况下，公知的特征没有详细地说明以避免使本说明 不必要地复杂化。 示例性实施例的下列说明引用附图。相同的标号在不同的附图中表示相同或者相 似的元件。下列详细说明不限制本发明。相反，本发明的范围由权利要求限定。下列实施 例，为简单起见，关于连接到发电机以形成驳船上的设备组件的燃气轮机的术语和结构讨 论。然而，紧接着要讨论的实施例不限于这些系统，而是可应用于包括要求容易和安全的接 近的重型装置以及各种装置中良好对准的其它设备组件。示例性实施例还应用于定位在地 面上的装置。 参考说明书中的"一个实施例"或"实施例"意味着结合实施例说明的特殊的特征、 结构或特性包括在公开主题的至少一个实施例中。因此，短语"在一个实施例中"或者"在 实施例中"在说明书中各处的出现不一定指的是相同的实施例。进一步地，特殊的特征、结 构或特性可以任何适当的方式结合在一个或多个实施例中。 总的来说，公开实施例涉及利用螺线管监测电路检测促动器的运动。更具体地，本 公开的实施例涉及螺线管监测电路，其通过检测由电路电流信号检测后的电感改变引起的 螺线管线圈的下降或上升电流变化率的改变，来报告螺线管促动器是否根据螺线管线圈的 电流信号物理地移动。利用螺线管监测电路的促动器可包括，例如，电枢和偏置电枢的螺线 管线圈。在电流流过螺线管线圈时，所产生的磁场可在电枢上产生力并且使促动器移动。然 而本公开的主题不限于任何特定的促动器。也可使用在本领域公知的其它螺线管促动器。
本文公开的一个或多个实施例提供一种螺线管监测电路，其检测定位在海底电气 系统中的螺线管促动器的运动，而不需要连接到螺线管电路和/或螺线管外壳的额外的机 械和导线/配线硬件。螺线管促动器可以是本领域公知的电螺线管促动器，并且可包括， 例如，电枢以及偏置电枢的螺线管线圈。在一个实施例中，欧姆定律和基尔霍夫电路定律 可用于获得螺线管监测电路的一阶部分中随时间的电流变化以检测促动器的运动，如在下 面进一步阐明的。更具体地说，螺线管电流监测电路中促动器的运动可利用关系V(t)= L[dl(t)/dt]+RI(t)确定，其中V(t)是电压，I(t)是电流，R是电阻，而L是电感。
图1显示根据本公开的一个或多个实施例的螺线管电流监测电路的方框图。图1 的方框图包括螺线管驱动板104，放大器106，微分器108，信号处理电路110U12以及脉冲 门114、116。螺线管电流监测电路的各前面提到的部件在下面详细地说明。
螺线管驱动板104构造成接收由控制系统(未示出)发送到定位在螺线管驱动板 104上的螺线管电路的控制信号102。本领域技术人员将意识到螺线管驱动板可处于海底 电气系统中，如在本领域中公知的，诸如Mux Pod。在本文公开的一个实施例中，监测电路是 与螺线管驱动板整体形成的。
在本文公开的实施例中，螺线管驱动板包括位于螺线管驱动板末级上的电流传感 器。放大器106构造成放大电流信号并且读出由螺线管驱动板上的传感器监测到的螺线管 电流值。本领域技术人员将意识到被放大的信号还可被认为是电压信号，因为在电流信号 通过电阻器时，产生了压降。微分器108包括用来微分从放大器106馈给的放大的电压/ 电流信号的电路。最初，在控制信号102被接收时，通过监测电路的一部分的电流开始根据 电阻和电感的初值改变，并且促动器开始移动。在螺线管线圈通电或断电时(也就是，在功 率被提供给螺线管线圈或者从螺线管线圈去除时)，例如，促动器的电枢可移动到螺线管线 圈内或者离开螺线管线圈，使促动器移动。促动器的运动导致螺线管线圈电感值的改变，这 导致电流信号变化率的改变。微分放大的电流信号导致对这个电流信号变化率的改变的检 测。更具体地说，微分电流信号导致脉冲，该脉冲被螺线管电流监测电路捕获并且用于确认 促动器的运动。 继续参考图l，信号处理电路110U12构造成调节通过微分电流信号产生的脉冲。 调节该脉冲导致脉冲信号的细化。具体地，信号处理电路110仅允许下降沿脉冲通过而信 号处理电路112仅允许上升沿脉冲通过。换句话说，信号处理电路110、 112建立了方向窗 (direction window)，通过该方向窗，由螺线管线圈的通电/断电产生的脉冲被识别。最后， 脉冲门114、116构造成去除无关的脉冲和噪声以细化检测到的脉冲。检测到的上升沿脉冲 或下降沿脉冲然后被输出为118、120。在本文公开的一个或多个实施例中，脉冲门可以是由 螺线管控制信号控制的单稳态振动器，其仅使较接近于控制信号102的脉冲通过。
图2显示根据本公开的一个或多个实施例的螺线管电流监测电路的示意图(显示 在示意图中的值是为了举例的目的，并且本公开的主题不限于这些特定的值)。更具体地 说，图2显示图1的螺线管电流监测电路的图的示例性的实现。螺线管电流203可利用螺线 管电路的电阻器R1206测量。R1206已知为检测电阻器，因为R1206在电流信号通过R1206 时检测电流信号的改变。在螺线管电流监测电路的A阶段，控制信号204，其是电压信号，被 传送到螺线管电路。电压信号将DC电压提供给螺线管线圈。在施加DC电压时，电流开始 通过螺线管线圈。检测电流信号的第一点是R1206，利用V(t) = I(t)R[常数]的原理。在 发送控制信号之 前，螺线管线圈与电感值L1关联。Ll代表螺线管线圈的初始电感。然而， 在控制信号传送后，螺线管线圈是通电的，并且促动器的电枢移动到螺线管线圈内，引起螺 线管线圈电感的改变。这个改变的电感值是L2，其中如果螺线管线圈通电则L2大于L1，如 果螺线管断电则L2小于L1。 继续参考图2，与螺线管电流203关联的电流信号随后由放大器210放大。在本文 公开的实施例中，螺线管稳定的电流读数208可由发回给控制系统的反馈信号报告在表面 上。接着，放大的电流信号由微分器212微分以获得脉冲。在本文公开的实施例中，产生的 脉冲可以是上升沿脉冲或下降沿脉冲。下降沿脉冲在螺线管线圈通电时产生，因为在促动 器的电枢移动到螺线管线圈内时，电流信号的变化率随着电感增加而下降(例如，如图3的 电流波形所示的)。电流变化率的下降导致电流信号的微分时的下降沿脉冲。相似地，上升 沿脉冲在螺线管线圈断电时产生，因为在促动器的电枢移出螺线管线圈时，电流下降比率 随着电感降低而增加(例如，如图4的电流波形所示的)，导致在微分时的上升沿脉冲。两 个信号处理电路214、216各识别在电流信号的微分时获得的上升沿脉冲或者下降沿脉冲。
本领域技术人员将意识到上升沿脉冲可由信号处理电路214和脉冲门218捕获而下降沿脉冲可由信号处理电路216和脉冲门220捕获，或者反之。本领域技术人员还将意 识到在图2中由Dl和D2代表的二极管用于容许信号在一个方向上通过并且在另一个方向 上基本被阻塞。如图2中所示，二极管偏向相反的方向，使得各信号处理电路214、216仅接 收上升沿脉冲或者下降沿脉冲。由各信号处理电路，由控制信号204控制的单稳态振动器 (也就是脉冲门)用于过滤任何噪声。 图2的螺线管电流监测电路利用螺线管线圈的感应性质识别由于螺线管促动器 的运动而引起的改变的电感所造成的不同的电流上升或下降率转变过程中的上升沿或下 降沿脉冲。在螺线管线圈通电时，螺线管促动器的电枢移动到螺线管线圈内，使电感从初始 的电感L1变到改变后的电感L2。在促动器的电枢在螺线管线圈的断电后离开螺线管线圈 时，螺线管线圈的电感回到初始值L1。 电感的改变还意味着通过电感器L的电流变化率的改变。因此，基于通过螺线管 线圈的感应的电流变化率的改变，检测到螺线管促动器的物理运动。更具体地说，螺线管线 圈中电流随着时间的变化(也就是电流波形)根据不同的电感值而变化。电流波形I(t) 对于不同的电感具有不同的时间常数，因此电流波形的变化率也是不同的。电流波形的时 间常数t，由t 二L/R计算，其中L是电感值而R是电阻值。进一步，时间常数和随时间变 化的电流之间的关系同样已知为I(t) = Imax(l-e—t/T) = V/R(l-e—t/T)。
图3显示在螺线管线圈通电时电流波形I(t)的曲线图。图4显示在螺线管线圈断 电时的电流波形I(t)。从图3和图4，可以确定电流信号的电流变化率。在图3中，在促动 器由于电枢被压入螺线管线圈中而移动时，可观察到电流变化率的突然下降。在图4中，在 促动器由于电枢从螺线管线圈释放而移回时，可观察到电流变化率的突然增加。电流变化 率的改变可通过微分图3和图4中所示的电流信号波形确定。取决于螺线管线圈的电感， 图3中所示的电流波形的斜率以及电流变化率发生变化。对于较大的电感，电流变化率低 于较小的电感值。因此，在螺线管促动器移动时，电流变化率改变，并且这个改变由电流信 号变化率的突然下降/上升来表示，如可在图3和图4中观察到的。 本领域技术人员将意识到图3和图4中所示的电流波形可取决于螺线管线圈的类 型而变化。然而，波形的大致形状适用于任何螺线管线圈。即，螺线管线圈的通电导致电流 波形的突然下降，而螺线管线圈的断电导致电流波形的突然上升。通过分析波形并且利用 螺线管电流监测电路以检测电流变化率随着时间的改变，可以检测并报告螺线管促动器的 物理运动。利用上述方程和关系，在不同的电流上升或下降率转变过程中产生的脉冲由在 本文实施例中公开的改进的螺线管电流监测电路检测，使螺线管电流监测电路能够报告螺 线管电流读数以及是否发生了螺线管促动器的任何物理运动。 本领域技术人员将意识到检测螺线管电流值和螺线管促动器的物理运动可能以 若干方式之一发生。例如，螺线管电流监测电路可包括反馈信号，其代表指示螺线管促动器 是否在螺线管通电/断电过程中移动的电流值和布尔值。进一步，反馈信息可随后显示在 视觉显示器或计算装置上以便观察或者进一步分析。在本文公开的一个或多个实施例中， 螺线管驱动板可以更改成包括报告螺线管促动器运动的检测标志。检测标志可以实现为触 发器电路。更具体地说，在图2的电路中所示的脉冲门的脉冲输出可以输入到标准触发器 电路，其中例如，上升沿脉冲被馈给下降沿激发触发器而下降沿脉冲被馈给上升沿激发触 发器。两个触发器都可包括指示螺线管促动器运动的标志作为输出。本领域技术人员将意识到触发器电路(未示出)可在电路图中在脉冲门之后实现，其中上升沿脉冲或者下降沿 脉冲将输入到两个触发器中的一个。 图5-8显示根据本公开的一个或多个实施例的螺线管电流监测电路的仿真图。具 体地，图5显示从对给定的螺线管通电和断电的表面控制系统发送的控制信号502的曲线 图。图5与图6的螺线管电流检测信号对应(在下面说明)。在螺线管线圈通电时，由控 制系统的软件发送的控制信号是"1"，而在螺线管线圈断电时，该控制信号是"0"。如上所 述，在一个或多个开关要被关闭或打开时，控制信号被发送给螺线管电路(例如，在海底系 统中)。在接收控制信号后，螺线管促动器的运动关闭或打开开关。如信号图表中所示，控 制信号502在t = 0处上升到5V，保持2. 4秒，然后减小到零以对螺线管线圈停止供电(断 电)。 图6显示在螺线管线圈通电以及随后断电时的电流检测电阻器Rl上的仿真输出 电压(见图2)。具体地，图6显示电压(由电流检测电阻器R1检测)对时间的图表，用于 报告螺线管电流的变化。本领域技术人员将意识到图6的图表绘出了随时间变化的电压， 因为在电流通过RL螺线管线圈内的检测电阻器时，可测量的多个值之一是电压，利用关系 V(t) 二I(t)Rl(欧姆定律)和I(t) =Vo/R(l-e—"T)，其中Vo是施加于螺线管线圈的电压。 因此，电流信号可由电压图表表示。在图6中所示的示例仿真结果中，施加于螺线管电路的 初始电压Vo是60VDC(控制信号)，为了节能随后将其改变为30VDC并且保持。电流检测 电阻器Rl是0. 5ohm，而螺线管线圈的电阻R是133ohm。因此，通过0. 5ohm检测电阻器的 最大电流在初始的60VDC下大约是449mA(60V/133. 5ohm)，然后在30VDC电压下降到大约 225mA(30V/133. 5ohm)，导致在检测电阻器处的电压在开始是大约225mV(449mAx0. 5ohm)， 其然后下降到大约112mV(在图6的结果图表中所示的)。 在图6中，显示了螺线管线圈的三个阶段。第一阶段，螺线管线圈被通电(600)， 发生在t = 0秒。在该阶段，促动器移动到螺线管线圈内，如在602所示的电流的改变指示 的。更具体地说，图5显示在502发生在螺线管线圈通电时的电流的突然下降，电流的突然 下降被微分时产生下降沿脉冲。在促动器的电枢移动到螺线管线圈内时，螺线管线圈在t =0. 7秒经历电压的改变(606)(例如，在图6中，这显示为从大约225mV到大约112mV的 电压下降)。接着，螺线管线圈在t = 2. 4秒被停止供电(断电)(通过控制信号)(608)， 并且促动器电枢离开(移动离开)螺线管线圈，如在604由上升沿脉冲所示。
图7和8分别显示由螺线管通电和断电时的螺线管促动器运动所产生的下降沿和 上升沿脉冲。更具体地说，在螺线管线圈通电时，图7中所示的仿真结果曲线图与图2的电 路图表的顶半部对应(在二极管Dl之后的顶半部)。相似地，图8中所示的仿真结果曲线 图与图2的电路图表底半部对应(在二极管D2之后的底半部)，其中螺线管线圈被断电。
图9显示说明根据本公开的一个或多个实施例用于检测螺线管促动器运动的方 法的流程图。虽然流程图中的各种步骤被顺序地展示和说明，但本领域普通技术人员将意 识到一些或所有这些步骤可以不同的顺序执行，可以结合或省略，并且一些或所有这些步 骤可以并行地执行。因此，在图9中所示的步骤的特定设置不意味着限制本发明的范围。
最初，将控制信号发送给一个或多个螺线管控制电路(ST900)。控制信号开关向 螺线管线圈供以动力并且触发电枢使其移动到螺线管线圈内以控制阀运动。随后，检测代 表流过螺线管线圈的电流的电流信号(ST902)。可将该电流信号放大以获得放大的电流信号(ST904)。然后将放大的电流信号微分以获得脉冲，这起因于通过螺线管检测电阻器的 电流的上升或下降率的改变(ST906)。可将获得的脉冲调节和过滤以获得纯净的脉冲信号 (ST908)。 在该阶段，作出判定螺线管促动器是否物理地移动到了所希望的位置(ST910)。 如果获得了适当的脉冲，这指示螺线管促动器物理地移动了，因为否则，将没有脉冲被检测 到。脉冲极性用于确定/识别螺线管线圈是通电还是断电(ST912)，其中下降沿脉冲代表螺 线管线圈的通电，而上升沿脉冲代表螺线管线圈的断电。因此，螺线管促动器的运动被报告 (ST914)。或者，如果获得的结果指示螺线管促动器没有物理地移动，则报告螺线管促动器 的失效(ST916)。 本领域技术人员将意识到如果电感适当的改变和/或适当脉冲的产生没有发生
或没有被检测到，那么螺线管促动器可能没有物理地移动。在这种情况下，螺线管线圈运动
可不被报告，指示尽管电流在螺线管线圈内被监测，但是螺线管促动器没有移动到其适当
的位置。因此，在上述示例中，海底系统中的开关可能没有激励(打开/关闭)。 在一些实施例中，利用本文公开的螺线管监测电路监测的螺线管促动器可能位于
海底位置。更具体地说，海底电子模块(SEM)可包括控制海底开关的打开或关闭以防止高
压、高温钻井流体(泥浆)到达表面的若干螺线管驱动板。因为促动器的物理运动可控制
防止这种有害的作用发生的临界阀，希望确保海底设备和系统恰当地操作并且没有故障报
告产生。因此，希望控制系统健壮得足以检测螺线管促动器在通电和断电阶段过程中的物
理运动，而不是简单地检测螺线管线圈中的电流并且仅基于监测到的电流值报告螺线管促
动器是完全可使用的。 根据一个或多个实施例，本发明的优点可包括下列中的一个或多个。 本文公开的实施例提供能够检测物理的螺线管促动器运动的螺线管电流监测电
路。因此，根据发送给螺线管线圈的控制信号报告的系统工作状态可基于监测到的螺线管
线圈内的电流值和螺线管促动器运动两者。这允许可能发生在螺线管的一个或多个移动部
件上的机械故障的检测。 进一步，本公开的电流监测电路不要求在Mux Pod组件或螺线管外壳组件上的任 何较大的机械和导线/配线改造，因为没有额外的部件需要增加到组件上。相反地，唯一的 改造要求是在螺线管驱动板上，包括信号处理电路、脉冲门以及标志的增加，来报告/指示 螺线管促动器是否已经移动。 虽然本文说明的主题的公开实施例已经显示在附图中并且连同若干示例性实施 例就特性和细节在上面作了充分地说明，但对本领域普通技术人员来说清楚的是，在实质 上不脱离本文陈述的新颖的教导、原理和概念以及在权利要求中列举的主题的优点的情况 下，可以做出许多修改、改变和省略。因此，所公开的创新的适当范围仅应当由权利要求的 最宽解释确定以便包括所有这样的修改、改变和省略。另外，根据备选的实施例，任何过程 或方法步骤的顺序或次序可以变化或者重排序。最后，在权利要求中，任何装置加功能的权 项意在覆盖本文说明的如执行列举的功能的结构并且不仅覆盖结构等价物，而且覆盖等效 结构。
权利要求
一种螺线管促动器的螺线管电流监测电路，所述螺线管电流监测电路包括构造成接收控制信号的螺线管驱动板；构造成检测由所述控制信号引起的螺线管促动器的螺线管线圈的电流信号的检测电阻器；以及构造成微分所述电流信号的微分器，其中，所述螺线管电流监测电路基于由所述螺线管线圈的电感的改变引起的所述微分电流信号的改变来检测所述促动器的运动。
2. 根据权利要求1所述的螺线管电流监测电路，其特征在于，所述螺线管电流监测电 路进一步包括构造成放大所述电流信号的放大器电路；构造成将所述电流信号分成上升沿脉冲的第一信号处理电路；以及 构造成将所述电流信号分成下降沿脉冲的第二信号处理电路。
3. 根据权利要求2所述的螺线管电流监测电路，其特征在于，所述螺线管电流监测电 路进一步包括构造成从所述上升沿脉冲过滤电气噪声的第一脉冲门；以及 构造成从所述下降沿脉冲过滤电气噪声的第二脉冲门。
4. 根据权利要求1所述的螺线管电流监测电路，其特征在于，所述螺线管电流监测电 路进一步包括构造成报告所述促动器的运动的触发电路。
5. 根据权利要求1所述的螺线管电流监测电路，其特征在于，所述电流信号的所述微 分导致脉冲，并且其中，所述脉冲在所述螺线管通电时是下降沿脉冲，而在所述螺线管断电 时是上升沿脉冲。
6. —种确定螺线管促动器的运动的方法，所述方法包括 将控制信号传送到所述螺线管促动器的螺线管驱动板； 从所述螺线管促动器的螺线管线圈获得由所述控制信号引起的电流信号； 将所述电流信号微分以获得脉冲，其中，所述脉冲是由所述促动器的运动引起的螺线管线圈的电感的改变造成的所述微分电流信号的改变产生的；以及 基于对所述脉冲的检测来报告所述促动器的运动。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括 将所述电流信号分成上升沿脉冲和下降沿脉冲。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括 从所述上升沿脉冲和所述下降沿脉冲过滤电气噪声。
9. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，报告所述促动器的运动包括利用将所述 脉冲接收为输入的触发电路。
10. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述促动器的运动激励海底液压开关。
11. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括 将所述螺线管促动器安装在海底电气系统内以激励海底压力控制系统中的液压开关，用于防喷。
12. —种海底压力控制系统，包括 液压流路径；与所述液压流路径流连通的液压阀；连接到所述液压阀的螺线管促动器，所述螺线管促动器构造成操作所述液压阀；以及 构造成监测所述螺线管促动器的电流的螺线管电流监测电路，所述螺线管电流监测电 路包括构造成接收控制信号的螺线管驱动板，构造成检测由所述控制信号引起的所述促动器的螺线管线圈的电流信号的检测电阻 器，以及构造成微分所述电流信号的微分器，其中，所述螺线管电流监测电路基于由所述螺线 管线圈电感的改变引起的所述微分电流信号的改变来检测所述促动器的运动。
13. 根据权利要求12所述的海底压力控制系统，其特征在于，所述海底压力控制系统 进一步包括构造成放大所述电流信号的放大器电路。
14. 根据权利要求13所述的海底压力控制系统，其特征在于，所述海底压力控制系统 进一步包括构造成将所述电流信号分成上升沿脉冲的第一信号处理电路；以及 构造成将所述电流信号分成下降沿脉冲的第二信号处理电路。
15. 根据权利要求14所述的海底压力控制系统，其特征在于，所述海底压力控制系统 进一步包括构造成从所述上升沿脉冲过滤电气噪声的第一脉冲门；以及 构造成从所述下降沿脉冲过滤电气噪声的第二脉冲门。
全文摘要
本发明涉及一种螺线管促动器的螺线管电流监测电路，包括构造成接收控制信号的螺线管驱动板，构造成检测由控制信号引起的促动器的螺线管线圈的电流信号的检测电阻器，以及构造成微分电流信号的微分器。螺线管电流监测电路基于由螺线管线圈电感的改变引起的微分电流信号的改变来检测螺线管促动器的运动。
文档编号G01R19/12GK101750531SQ20091026367
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月16日 优先权日2008年12月16日
发明者Z·刘 申请人:海德里尔美国制造业有限责任公司