一种阀位传感器及应用方法与流程

本发明属于阀位传感器技术领域，尤其涉及一种阀位传感器，同时，本发明还提供一种阀位传感器的应用方法。

背景技术：

隔膜阀反馈装置作为阀门动作位置信号到电信号的转换设备，现有技术存在阀门使用中没有开度或者调节反馈开关位置的问题。

技术实现要素：

本发明提供一种阀位传感器及应用方法，以解决上述背景技术中提出了现有技术存在阀门使用中没有开度或者调节反馈开关位置的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种阀位传感器，包括反馈杆，所述反馈杆上设置磁钢，所述磁钢感应范围内的阀门开到位位置设置上限霍尔开关，其感应范围内的阀门关到位位置设置下限霍尔开关，所述上限霍尔开关和下限霍尔开关经磁钢的磁性作用下产生的电势差经放大器放大后触发开关使电路导通。

进一步，所述霍尔开关为双极性霍尔开关。

进一步，所述上限霍尔开关和下限霍尔开关集成于信号处理电路板。

进一步，所述阀位传感器固定于隔膜阀上。

进一步，所述反馈杆一端连接磁钢，其另一端经连接柱连接于阀芯。

进一步，所述上限霍尔开关和下限霍尔开关经感应后分别触发相应的位置指示灯。

进一步，所述阀位传感器连接处经o型圈密封。

同时，本发明还提供一种阀位传感器的应用方法，包括：

将所述阀位传感器连接于隔膜阀的阀芯；

若阀门打开时，则阀芯带动反馈杆上移，若阀门开到位时，则反馈杆顶端的磁钢靠近并停留在阀门开到位的位置上设置上限霍尔开关，设置好的上限霍尔开关产生的电势差经信号处理电路板集成电路中的放大器放大并触发电路导通，同时将阀体开到位状态转变成电信号发送给控制器；

若阀门关闭时，则阀芯带动反馈杆下移，若阀门关到位时，则反馈杆顶端的磁钢靠近并停留在阀门关到位的位置上设置下限霍尔开关，设置好的下限霍尔开关产生的电势差经信号处理电路板集成电路中的放大器放大并触发电路导通，同时将阀体关到位状态转变成电信号发送给控制器。

进一步，若下移的磁钢离开阀门开到位的上限霍尔开关，则上限霍尔开关产生的零电势差断开电路且阀门开到位信号丢失；

若上移的磁钢离开阀门关到位的下限霍尔开关，则下限霍尔开关产生的零电势差断开电路且阀门关到位信号丢失。

进一步，若上限霍尔开关受磁钢影响电路导通时，则信号处理电路板的二面一发光二极管亮红灯；

若下限霍尔开关受磁钢影响电路导通时，则信号处理电路板二面另一发光二极管亮绿灯。

有益技术效果：

本专利采用所述反馈杆上设置磁钢，所述磁钢感应范围内的阀门开到位位置设置上限霍尔开关，其感应范围内的阀门关到位位置设置下限霍尔开关，所述上限霍尔开关和下限霍尔开关经磁钢的磁性作用下产生的电势差经放大器放大后触发开关使电路导通，由于阀位传感器采用磁性开关——双极性霍尔开关作为阀门动作位置信号到电信号的转换设备，信号处理电路板上集成的2个双极性霍尔开关，位于“阀门开到位”的位置处和“阀门关到位”的位置处，阀位传感器固定到隔膜阀上面后，阀门开关动作时连带连接柱动作，反馈杆顶端的磁钢也随之移动，当阀门打开时，带动反馈杆上移，在阀门开到位时，反馈杆顶端的磁钢靠近并停留在“阀门开到位”的双极性霍尔开关处，从而导致双极性霍尔开关产生电势差，经信号处理电路板集成电路中的放大器放大，触发电路导通，将阀体开到位状态转变成电信号发送给控制器。当阀门关闭时，带动反馈杆下移，磁钢离开“阀门开到位”的双极性霍尔开关附近，从而导致双极性霍尔开关产生的电势差为0，断开电路，阀门开到位信号丢失。当磁钢随着反馈杆下移到“阀门关到位”的双极性霍尔开关处并停留，这时双极性霍尔开关在磁性作用，产生电势差，经放大器放大后，触发电路导通，阀门关到位信号就被成功转换成电信号并发给控制器，因此，本传感器适用于调节阀门开度或者调节反馈开关位置。

附图说明

图1是本发明一种阀位传感器的主视图；

图2是本发明一种阀位传感器的侧视图；

图3是本发明一种阀位传感器的俯视图；

图4是本发明一种阀位传感器的应用方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述：

图中：

1-反馈杆，2-磁钢，3-上限霍尔开关，4-下限霍尔开关，5-信号处理电路板，6-指示灯，7-o型圈；

s101-将阀位传感器连接于隔膜阀的阀芯。

s102-若阀门打开时，则阀芯带动反馈杆上移；

s103-若阀门开到位时，则反馈杆顶端的磁钢靠近并停留在阀门开到位的位置上设置上限霍尔开关，设置好的上限霍尔开关产生的电势差经信号处理电路板集成电路中的放大器放大并触发电路导通，同时将阀体开到位状态转变成电信号发送给控制器；

s104-若阀门关闭时，则阀芯带动反馈杆下移；

s105-若阀门关到位时，则反馈杆顶端的磁钢靠近并停留在阀门关到位的位置上设置下限霍尔开关，设置好的下限霍尔开关产生的电势差经信号处理电路板集成电路中的放大器放大并触发电路导通，同时将阀体关到位状态转变成电信号发送给控制器；

实施例：

本实施例：如图1、2、3所示，一种阀位传感器，包括反馈杆1，所述反馈杆1上设置磁钢2，所述磁钢2感应范围内的阀门开到位位置设置上限霍尔开关3，其感应范围内的阀门关到位位置设置下限霍尔开关4，所述上限霍尔开关3和下限霍尔开关4经磁钢2的磁性作用下产生的电势差经放大器放大后触发开关使电路导通。

由于采用所述反馈杆上设置磁钢，所述磁钢感应范围内的阀门开到位位置设置上限霍尔开关，其感应范围内的阀门关到位位置设置下限霍尔开关，所述上限霍尔开关和下限霍尔开关经磁钢的磁性作用下产生的电势差经放大器放大后触发开关使电路导通，由于阀位传感器采用磁性开关——双极性霍尔开关作为阀门动作位置信号到电信号的转换设备，信号处理电路板上集成的2个双极性霍尔开关，位于“阀门开到位”的位置处和“阀门关到位”的位置处，阀位传感器固定到隔膜阀上面后，阀门开关动作时连带连接柱动作，反馈杆顶端的磁钢也随之移动，当阀门打开时，带动反馈杆上移，在阀门开到位时，反馈杆顶端的磁钢靠近并停留在“阀门开到位”的双极性霍尔开关处，从而导致双极性霍尔开关产生电势差，经信号处理电路板集成电路中的放大器放大，触发电路导通，将阀体开到位状态转变成电信号发送给控制器。当阀门关闭时，带动反馈杆下移，磁钢离开“阀门开到位”的双极性霍尔开关附近，从而导致双极性霍尔开关产生的电势差为0，断开电路，阀门开到位信号丢失。当磁钢随着反馈杆下移到“阀门关到位”的双极性霍尔开关处并停留，这时双极性霍尔开关在磁性作用，产生电势差，经放大器放大后，触发电路导通，阀门关到位信号就被成功转换成电信号并发给控制器，因此，本传感器适用于调节阀门开度或者调节反馈开关位置。

所述霍尔开关为双极性霍尔开关。

由于采用所述霍尔开关为双极性霍尔开关，阀位传感器采用磁性开关——双极性霍尔开关作为阀门动作位置信号到电信号的转换设备，双极性霍尔开关通常是应用霍尔效应的半导体。霍尔半导体薄片有四个引出端子，其中两根是霍尔元件的偏置电流的输入端，另两根是霍尔电压的输出端。在半导体薄片两端通以偏置电流，并在薄片的垂直方向施加均匀的磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差，为霍尔电压，并经集成电路中的放大器放大，能使该电压放大到足以输出较强的信号。双极性霍尔开关比一般机械开关结构简单、体积小、重量轻、功耗小、速度高、工作寿命长;而与电子开关相比，它又有抗负载冲击能力强等特点，工作可靠性很高，阀芯与“阀门开到位”和“阀门关到位”的双极性霍尔开关之间无接触，即无摩擦，可增加阀位传感器使用年限。

所述上限霍尔开关3和下限霍尔开关4集成于信号处理电路板5。

由于采用所述上限霍尔开关和下限霍尔开关集成于信号处理电路板，由于信号处理电路板：内部集成2个双极性霍尔开关，并将收集到的双极性霍尔开关信号放大增强，转成所需要的信号方式输出。以及放置了4个接线端子，电缆接头用于将磁性开关动作转换的电信号转接到设备外部。接头采用m8航空插头，方便连接，可靠性高，强度高。“阀门开到位”和“阀门关到位”的双极性霍尔开关集成在信号处理电路板，位置固定，减少因阀门开关震动，而产生的误差。

所述阀位传感器固定于隔膜阀上。

所述反馈杆1一端连接磁钢2，其另一端经连接柱连接于阀芯。

由于采用所述阀位传感器固定于隔膜阀上，所述反馈杆一端连接磁钢，其另一端经连接柱连接于阀芯，由于阀门连接柱（反馈杆）用于连接阀门的阀芯，当阀门受驱动信号驱动时，阀门连接柱随着阀芯动作，从而将阀芯的动作信号转变成连接柱的往复性运动，实现对阀门动作信号转变，利于对信号进行提取，磁钢固定在阀门连接柱顶端，跟随连接柱动作。在阀门开启或者关闭过程中，磁铁会停留在相应的可调节位置感应器的位置上，从而触发可调节位置感应器动作，并将电信号发给控制器。

所述上限霍尔开关3和下限霍尔开关4经感应后分别触发相应的位置指示灯6。

由于采用所述上限霍尔开关和下限霍尔开关经感应后分别触发相应的位置指示灯，由于信号处理电路板集成的上下位置指示灯（二面）由led发光二极管构成，当“阀门开到位”的双极性霍尔开关受磁钢影响电路导通时，二面一发光二极管亮红灯，当“阀门关到位”的双极性霍尔开关受磁钢影响电路导通时，二面另一发光二极管亮绿灯。使用前后二面led发光二极管的上下位置指示灯，方便现场施工前期在没有正常控制器运行的前提下，现场指示阀门开度或者调节反馈开关位置，上下位置指示灯（二面）前后二面均有上下位置指示灯，阀门“开”到位，双面的上位指示灯显示红灯，反之，显示绿灯，信号处理电路板上有二面上下位置指示灯，可确定极性和反馈灯指示。

所述阀位传感器连接处经o型圈7密封。

由于采用所述阀位传感器连接处经o型圈密封，由于o型圈等部分的组成，o型圈主要用于设备各部分连接处的密封，防止有水进入设备，从而影响设备正常运行，具有防水的特点。

由于采用底座用于将反馈装置固定在阀体上，起到固定作用，保证装置与阀门稳定有效连接，防护罩（外壳）用于防水防尘，保证设备正常运行环境，因此，本传感器具有结构紧凑、重量轻：能够安装在极度有限的空间，极适用微型设备，工作寿命长：没有采有滑动元件，不会出现因金属降级的金属疲劳现象，确保实际上无极限的机械使用寿命且精度高。

如图4所示，一种阀位传感器的应用方法，包括：

将权利要求1~权利要求7的阀位传感器连接于隔膜阀的阀芯s101；

若阀门打开时，则阀芯带动反馈杆1上移s102，若阀门开到位时，则反馈杆1顶端的磁钢2靠近并停留在阀门开到位的位置上设置上限霍尔开关3，设置好的上限霍尔开关3产生的电势差经信号处理电路板5集成电路中的放大器放大并触发电路导通，同时将阀体开到位状态转变成电信号发送给控制器s103；

若阀门关闭时，则阀芯带动反馈杆1下移s104，若阀门关到位时，则反馈杆1顶端的磁钢2靠近并停留在阀门关到位的位置上设置下限霍尔开关4，设置好的下限霍尔开关4产生的电势差经信号处理电路板5集成电路中的放大器放大并触发电路导通，同时将阀体关到位状态转变成电信号发送给控制器s105。

若下移的磁钢2离开阀门开到位的上限霍尔开关3，则上限霍尔开关3产生的零电势差断开电路且阀门开到位信号丢失；

若上移的磁钢2离开阀门关到位的下限霍尔开关4，则下限霍尔开关4产生的零电势差断开电路且阀门关到位信号丢失。

若上限霍尔开关3受磁钢2影响电路导通时，则信号处理电路板5的二面一发光二极管亮红灯；

若下限霍尔开关4受磁钢2影响电路导通时，则信号处理电路板5二面另一发光二极管亮绿灯。

同时，本发明还提供一种阀位传感器的应用方法，所述阀位传感器连接于隔膜阀的阀芯；若阀门打开时，则阀芯带动反馈杆上移，若阀门开到位时，则反馈杆顶端的磁钢靠近并停留在阀门开到位的位置上设置上限霍尔开关，设置好的上限霍尔开关产生的电势差经信号处理电路板集成电路中的放大器放大并触发电路导通，同时将阀体开到位状态转变成电信号发送给控制器；若阀门关闭时，则阀芯带动反馈杆下移，若阀门关到位时，则反馈杆顶端的磁钢靠近并停留在阀门关到位的位置上设置下限霍尔开关，设置好的下限霍尔开关产生的电势差经信号处理电路板集成电路中的放大器放大并触发电路导通，同时将阀体关到位状态转变成电信号发送给控制器，若下移的磁钢离开阀门开到位的上限霍尔开关，则上限霍尔开关产生的零电势差断开电路且阀门开到位信号丢失，若上移的磁钢离开阀门关到位的下限霍尔开关，则下限霍尔开关产生的零电势差断开电路且阀门关到位信号丢失，若上限霍尔开关受磁钢影响电路导通时，则信号处理电路板的二面一发光二极管亮红灯；若下限霍尔开关受磁钢影响电路导通时，则信号处理电路板二面另一发光二极管亮绿灯，由于当阀门打开时，带动反馈杆上移，在阀门开到位时，反馈杆顶端的磁钢靠近并停留在“阀门开到位”的双极性霍尔开关处，从而导致双极性霍尔开关产生电势差，经信号处理电路板集成电路中的放大器放大，触发电路导通，将阀体开到位状态转变成电信号发送给控制器。当阀门关闭时，带动反馈杆下移，磁钢离开“阀门开到位”的双极性霍尔开关附近，从而导致双极性霍尔开关产生的电势差为0，断开电路，阀门开到位信号丢失。当磁钢随着反馈杆下移到“阀门关到位”的双极性霍尔开关处并停留，这时双极性霍尔开关在磁性作用，产生电势差，经放大器放大后，触发电路导通，阀门关到位信号就被成功转换成电信号并发给控制器，信号处理电路板集成的上下位置指示灯（二面）由led发光二极管构成，当“阀门开到位”的双极性霍尔开关受磁钢影响电路导通时，二面一发光二极管亮红灯，当“阀门关到位”的双极性霍尔开关受磁钢影响电路导通时，二面另一发光二极管亮绿灯。使用前后二面led发光二极管的上下位置指示灯，方便现场施工前期在没有正常控制器运行的前提下，现场指示阀门开度或者调节反馈开关位置，本方法应用范围广且实用性高。

工作原理：

本专利通过所述反馈杆上设置磁钢，所述磁钢感应范围内的阀门开到位位置设置上限霍尔开关，其感应范围内的阀门关到位位置设置下限霍尔开关，所述上限霍尔开关和下限霍尔开关经磁钢的磁性作用下产生的电势差经放大器放大后触发开关使电路导通，由于阀位传感器采用磁性开关——双极性霍尔开关作为阀门动作位置信号到电信号的转换设备，信号处理电路板上集成的2个双极性霍尔开关，位于“阀门开到位”的位置处和“阀门关到位”的位置处，阀位传感器固定到隔膜阀上面后，阀门开关动作时连带连接柱动作，反馈杆顶端的磁钢也随之移动，当阀门打开时，带动反馈杆上移，在阀门开到位时，反馈杆顶端的磁钢靠近并停留在“阀门开到位”的双极性霍尔开关处，从而导致双极性霍尔开关产生电势差，经信号处理电路板集成电路中的放大器放大，触发电路导通，将阀体开到位状态转变成电信号发送给控制器。当阀门关闭时，带动反馈杆下移，磁钢离开“阀门开到位”的双极性霍尔开关附近，从而导致双极性霍尔开关产生的电势差为0，断开电路，阀门开到位信号丢失。当磁钢随着反馈杆下移到“阀门关到位”的双极性霍尔开关处并停留，这时双极性霍尔开关在磁性作用，产生电势差，经放大器放大后，触发电路导通，阀门关到位信号就被成功转换成电信号并发给控制器，因此，本传感器适用于调节阀门开度或者调节反馈开关位置，本发明解决了现有技术存在阀门使用中没有开度或者调节反馈开关位置的问题，具有适用于调节阀门开度或者调节反馈开关位置、使用年限长、误差小、反馈灯指示的有益技术效果。

利用本发明的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。