CN100514005C - 阀门电动装置的阀门位置传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于位置传感器。一种阀门电动装置的阀门位置传感器，它包含编码器，其特征在于：该编码器是由系列型号为AEAS-7000的单圈光电绝对编码器和系列型号为AEAT-86AD的多圈光电绝对编码器组成的复合式光电绝对编码器，该单圈光电绝对编码器的码盘固定在由阀门电动装置中心转筒或输出轴传动的旋转轴上，该码盘具有8192个位置，该旋转轴尾端设置有与该多圈光电绝对编码器输入齿轮啮合的小齿轮。解决其编码器在失电时仍然保持其当前阀位信息，和扩大编码数量、提高位置分辨精度的技术问题。
Description
技术领域：
本发明关于位置传感器，特别是关于主要由编码器构成的阀门电动装置的阀门位置传感器。
背景技术：
阀门是用以控制管路中流体的流量或方向的部件，被广泛地应用于各种生产、生活领域中。以往各类阀门通常为手工操作阀门开闭，但随着技术的发展和实际的需要，特别是在一些不适宜手工操作的场合，阀门的开启和关闭渐渐实现远距离的自动化操作。为满足这种自动化操作的需要，各种设置有电机经齿轮减速传动以启闭阀门的阀门电动装置问市，在这些阀门电动装置中，大多数使用接触式编码器作为阀门位置传感器来传送阀门开启程度的电信号，其优点是结构简单、价格低，其缺点是精度不高，易磨损。近来也有使用非接触式的霍耳磁效应旋转编码器利用霍耳元件将阀门电动装置的中心转简的旋转位移转换成电信号，并与存储器中原先设定的值进行比较获得阀位信息(见《微计算机信息》2006年第3-2期报导)，这种基于霍耳磁效应的传感器虽没有磨损的缺陷，但设置在中心转简上的磁铁会随时间的推移和环境温度的影响其磁场强度会减弱或发生变化，目前能达到的精度有限；更重要的它一旦失电，当前阀位就会丢失，为此必须配有电池，在阀门电动装置电源失电时，由电池提供电力将当前阀位存放入EEPROM中，才能保证电源恢复后的正常阀位控制。而要保持电池有足够的电力，又需要增加对电池的日常维护。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种阀门电动装置的阀门位置传感器，解决其编码器在失电时仍然保持当前阀位信息，和扩大编码数量、提高位置分辨精度的技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：
一种阀门电动装置的阀门位置传感器，它包含编码器，其特征在于：该编码器是由系列型号为AEAS-7000的单圈光电绝对编码器和系列型号为AEAT-86AD的多圈光电绝对编码器组成的复合式光电绝对编码器，该单圈光电绝对编码器的码盘固定在由阀门电动装置中心转筒或输出轴传动的旋转轴上，该码盘具有8192个位置，该旋转轴尾端设置有与该多圈光电绝对编码器输入齿轮啮合的小齿轮。
其特征在于：设置有由大、小伞齿轮组成的增速传动副和传动轴的传动装置，其中大伞齿轮固定于阀门电动装置中心转筒或输出轴上，与大伞齿轮啮合的小伞齿轮位于传动轴一端，该传动轴的另一端通过联轴器与该旋转轴首端连接。
其特征在于：该传动轴上设置有用以与阀门电动装置壳体内腔连接的轴承座。
其特征在于：该旋转轴首端的轴颈支承在编码器底座的中心孔内，该多圈光电绝对编码器用固定支柱固定在该编码器底座上。
其特征在于：该旋转轴和传动轴为同一轴的两个部分。
本发明具有下述的有益效果：
1.本发明的编码器为非接触式的，因此无机械磨损，而又与一般非接触式以原点为基准，通过计数计算的编码器不同，而是以旋转轴的绝对物理位置进行编码的，每一位置有一固定编码。因此，本发明即使在失电的状态下，当前阀位的信息仍然存在不会丢失，只要电源恢复供电，编码器即能从码盘上获得当前阀位信息。
2.由于不存在失电后丢失当前阀位信息现象，故可不必设置电池，既简化了设备，节省投资，又省却了对电池的维护。
3.单圈光电绝对编码器的码盘具有8192个位置，再加上增速传动副的传动比，使得阀门电动装置中心转筒或输出轴旋转一圈时，可控制数万个阀门位置，这样高的阀位控制精度，是现有各种阀门位置传感器无法相比的。
4.本发明增设了计算旋转圈数的编码器，可支持阀门电动装置中心转筒或输出轴旋转1024圈，这使其控制的阀门行程大为增加，扩大了适用的范围。
附图说明：
附图是本发明的一种结构示意图。
具体实施方式：
请参阅附图所示，本发明包含编码器1，该编码器1是由系列型号为AEAS-7000的单圈光电绝对编码器和系列型号为AEAT-86AD的多圈光电绝对编码器12组成的复合式光电绝对编码器。该单圈光电绝对编码器包含旋转轴18、模块17和码盘15；该码盘15固定在旋转轴18上，在该码盘15上设置有8192个位置，模块17上的光电探头对准码盘15上的位置区，将码盘15上的当前位置形成编码；该旋转轴18以其首端的轴颈支承在编码器底座16的轴承孔内。该多圈光电绝对编码器12位于该单圈光电绝对编码器后方，用四个固定柱14固定在编码器底座16上。在该旋转轴18尾端设置有小齿轮13，该小齿轮13与该多圈光电绝对编码器12的输入齿轮啮合，随旋转轴18的旋转，该多圈光电绝对编码器12将该旋转轴18的旋转圈数编码连同单圈光电绝对编码器模块17产生的编码一并整合形成一个包含圈数和旋转角度信息在内的25～30位编码由接口19输出至阀门电动控制装置的控制装置；若采用的是AEAT-86AD-LASCO或AEAT-86AD-LCSCO型12位的多圈光电绝对编码器12和AEAS-7000-IGSDO型13位的单圈光电绝对编码器则输出一个25位编码信息，若采用AEAT-86AD-LASFO或AEAT-86AD-LCSFO型14位的多圈光电绝对编码器12和AEAS-7000-IGSGO型的16位单圈光电绝对编码器则出一个30位编码信息。由于本发明编码的容量过超过以往单一的轴位编码器，因此可以支持阀门电动控制装置中心转筒或输出轴转动1024圈，同时将阀门的位置和行程的信号精确地输出。为防止灰尘、油雾等物体对码盘15、光电探头等的污染，影响编码的准确性，设置有外罩11将单圈光电绝对编码器和多圈光电绝对编码器12加以封盖保护。
该旋转轴18的首端设置有传动装置与阀门电动装置的输出轴或中心转筒7连接，将编码器与阀门的行程与位置直接关连，为扩大本发明高精度的特点，设置有由大伞齿轮6和小伞齿轮5组成的增速齿轮副和传动轴8的传动装置。该传动装置的大伞齿轮6设置在阀门电动装置的输出轴或中心转筒7上且随其一起旋转，该小伞齿轮5位于传动轴8的一端，且与大伞齿轮6相啮合，一般该小伞齿轮5与传动轴8为一体。该小伞齿轮5与大伞齿轮6的转速比为2:1～5:1，具体由精度要求而定。该传动轴8的另一端与旋转轴18的首端通过联轴器9相连，且在该传动轴8上设置有轴承座2。该轴承座2前后的座孔中分别设置有轴承4，传动轴8就支承在该一对轴承4上，在前座孔中还设置有油封3防止润滑油进入编码器1；该轴承座2尾端具有固定法兰21、编码器1的编码底座16固定在该固定法兰21上，并籍该固定法兰21将本发明固定于阀门电动控制装置内腔中。
本发明可将传动装置中的传动轴8和编码器1中的旋转轴18做成一体，使它们成为同一轴的两个部分。如此一来，可以提高该两部分的同心度，既方便安装、调整，又可省却联节器9，简化结构。
Claims (5)
1、一种阀门电动装置的阀门位置传感器，包含由系列型号为AEAS-7000的单圈光电绝对编码器和系列型号为AEAT-86AD的多圈光电绝对编码器组成的复合式光电绝对编码器，该单圈光电绝对编码器的码盘固定在由阀门电动装置中心转筒传动的旋转轴上，该码盘具有8192个位置，该旋转轴尾端设置有与该多圈光电绝对编码器输入齿轮啮合的小齿轮；其特征在于：设置有由大伞齿轮、小伞齿轮和传动轴组成的传动装置，大伞齿轮和小伞齿轮组成了增速传动副，其中大伞齿轮固定于阀门电动装置的中心转筒上，与大伞齿轮啮合的小伞齿轮位于传动轴一端，该传动轴的另一端通过联轴器与该旋转轴首端连接。
2、根据权利要求1所述的阀门电动装置的阀门位置传感器，其特征在于：该传动轴上设置有用以与阀门电动装置壳体内腔连接的轴承座。
3、根据权利要求1或2所述的阀门电动装置的阀门位置传感器，其特征在于：该旋转轴首端的轴颈支承在编码器底座的中心孔内，该多圈光电绝对编码器用固定支柱固定在该编码器底座上。
4、根据权利要求1或2所述的阀门电动装置的阀门位置传感器，其特征在于：该旋转轴和传动轴为同一轴的两个部分。
5、根据权利要求3所述的阀门电动装置的阀门位置传感器，其特征在于：该旋转轴和传动轴为同一轴的两个部分。
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