CN101256107A - 一种空调电子膨胀阀开度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调电子膨胀阀开度检测装置，包括：接口电路、处理单元和显示单元；其中，所述接口电路与电子膨胀阀的各相端口连接；所述处理单元周期性采集所述接口电路端口的电平信息，参考预设的电子膨胀阀运行逻辑信息，比较电子膨胀阀的预设开度值，确定并保存该电子膨胀阀的开度值；所述显示单元显示所述开度值。本发明实施例通过处理单元获取空调电子膨胀阀各相端口的电平信息，根据该电平信息确定该电子膨胀阀的开度值，并利用显示单元将指示该开度值，可以为空调系统的设计开发者提供直观，准确的电子膨胀阀开度值，为空调系统的开发提供方便，提高效率，节约成本。

Description

一种空调电子膨胀阀开度检测装置

技术领域

本发明涉及电子检测技术领域，更具体地说涉及一种空调电子膨胀开度检测装置。

背景技术

我国的电网电压为220V、50赫兹，在这种条件下工作的空调一般称之为定频空调，其供电频率是固定的，主要依靠不断“开、停”压缩机来调整室内温度，其一开一合之间容易造成室温忽冷忽热，并消耗较多电能，变频空调的出现解决了这一问题，其通过改变压缩机供电频率，调节压缩机转速。依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的，室温波动小、电能消耗小，一般的变频空调包含四档风速，可供调节。变频空调的压缩机由变频电机拖动，电源变频器输出频率变化的交流电给电动机，是电动机的转速可以根据室内制冷量的需要而连续变化，最终压缩机的制冷量达到连续变化的自动控制，为了配合制冷量的连续变化，制冷系统中采用了电子膨胀阀，变频空调因为频率变化范围宽，频率变化时制冷剂流量变化范围很大，电子膨胀阀能够很好地满足变频空调的这种特点，因此成为最理想的节流元件之一，电子膨胀阀由阀体、阀芯和线圈组成，当线圈通过电流时，产生驱动磁场，驱动阀芯调节开度，从而实现对空调中冷媒的流量控制。

但是由于电子膨胀阀的阀芯是一个封闭体，空调系统的设计者无法了解电子阀的确切开度，从而无法确认冷媒的流量大小，而且也无法测试膨胀阀的驱动控制是否准确，进而无法按照系统控制的要求对膨胀阀进行驱动。给系统开发带来诸多不便，延长了设计开发周期，增加了开发成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种空调电子膨胀阀开度检测装置，以提供准确、直观的电子膨胀阀开度的信息。

本发明公开了一种空调电子膨胀阀开度检测装置，包括：接口电路、处理单元和显示单元；其中，

所述接口电路与电子膨胀阀的各相端口连接；

所述处理单元周期性采集所述接口电路端口的电平信息，参考预设的电子膨胀阀运行逻辑信息，比较电子膨胀阀的预设开度值，确定并保存该电子膨胀阀的开度值；

所述显示单元显示所述开度值。

优选的，所述装置还包括开度调节声音提醒单元，用于在接收到响铃指令时，发出开度变化提醒声音。

优选的，所述响铃指令是所述处理单元检测出连续两次采集的电平信息不同时发出。

优选的，所述接口电路由对应电子膨胀阀各相端口的多组相同结构的子电路组成，其中各子电路包括：三极管和采集电阻，所述三极管的射电极接电源，基电极与电子膨胀阀的各相端口相连，集电极与采集电阻的一端相连；所述采集电阻的另一端与所述处理单元相连。

优选的，所述装置还包括显示选择单元，用于发送选择显示信息。

优选的，处理单元接收到所述选择显示信息，并将相应的结果信息发送至显示单元。

优选的，还包括逻辑判断单元，所述逻辑判断单元置于所述处理单元中，用于判断所述电平信息是否符合预设运行逻辑，当电平信息不符合预设运行逻辑时，发送指示逻辑错误的信息至显示单元。

优选的，所述处理单元为单片微型计算机。

优选的，所述预设开度值为所述电子膨胀阀处于全关状态时的开度值。

优选的，所述接口电路还包括滤波单元，用于滤除接口电路上的干扰信息。

通过上述技术方案可以知道，与现有技术相比，本发明实施例通过处理单元获取电子膨胀阀各相端口的电平信息，根据该电平信息确定该电子膨胀阀的开度，并利用显示装置将指示该开度的信息显示，可以为空调系统的设发者提供直观，准确的电子膨胀阀开度信息，为空调系统的开发提供方便，提高效率，节约成本。

附图说明

图1为本发明空调电子膨胀阀开度检测装置的结构示意图；

图2为本发明空调电子膨胀阀开度检测装置的电源结构示意图；

图3为本发明空调电子膨胀阀检测装置的接口电路的结构示意图；

图4为本发明空调电子膨胀阀开度检测装置的显示单元实施例示意图；

图5为本发明空调电子膨胀阀开度检测装置的实施例一结构示意图；

图6为本发明空调电子膨胀阀开度检测装置的显示选择单元实施例示意图；

图7为本发明空调电子膨胀阀开度检测装置实施例二的结构示意图；

图8为本发明空调电子膨胀阀开度检测装置的开度调节声音提醒单元的实施例示意图。

具体实施方式

电子膨胀阀主要由阀体、阀芯和线圈组成，当线圈通过电流时，产生磁场作用于驱动阀针旋转，当改变线圈的正负电源电压和信号时，电子膨胀阀随着开启，关闭或改变其开启和关闭间隙的大小(即电子阀的开度)，以控制制冷剂的流量，开启间隙越小，制冷剂流量减小，开启间隙越大，制冷剂流量越大。

电子膨胀阀是变频空调中用于节流的重要元件，由于其开度直接决定制冷剂流量大小，所以在空调系统的设计开发中，了解所述电子膨胀阀的开度调节规律及其在每个时刻的开度是很重要的，但是由于电子膨胀阀的阀芯是一个封闭体，空调系统的设计开发人员无法直观地了解电子膨胀阀的确切开度，从而也无法确认冷媒的流量的大小，给设计开发工作带了诸多不便。

现在变频空调中采用的电子膨胀阀的驱动电机一般为四相永磁型步进电机，利用电压值为12V的直流电源作为驱动电源，采用四相八拍制或者四相八拍制的驱动控制方式，所述电子膨胀阀有A、B、C、D四相，本文所述的电子膨胀阀和空调电子膨胀阀实际上是同一东西，即使用在空调系统中的电子膨胀阀。

八拍或八拍指的是完成一个磁场周期性变化所需脉冲数，或指驱动电机转过一个步距角所需脉冲数。

所述步距角指的是对应一个脉冲信号，驱动电机转过的角位移用θ表示，θ＝360°(转子齿数×运行拍数)，以四相、转子齿为50齿电机为例，四拍运行时步距角为θ＝360°/(50×4)＝1.8°，八拍运行时步距角为θ＝360°/(50×8)＝0.9°。

为了使本领域普通技术人员能清楚地理解本技术方案，下面结合和图和具体实施方式对本发明进行详细描述。

请参照图1，为本发明空调电子膨胀阀开度检测装置的结构示意图。

空调中的电子膨胀阀开度检测装置，包括：接口电路100、处理单元200和显示单元300；其中，所述接口电路100用于与电子膨胀阀10的各相端口连接；所述处理单元200用于周期性采集所述接口电路端口的电平信息，参考预设的电子膨胀阀10运行逻辑信息，比较电子膨胀阀10的预设开度值，确定并保存该电子膨胀阀10的开度值；所述显示单元300用于显示所述开度值。

所述电子膨胀阀10的驱动电机为四相永磁步进电机，一般采用四相八拍制的驱动控制方式，所述预设的电子膨胀阀10的运行逻辑信息如表1所示：

表1

所述电子膨胀阀10有A、B、C和D四相，分八拍进行控制，八拍的顺序为包括以下两种顺序：1-＞2-＞3-＞4-＞5-＞6-＞7-＞8-＞1......(正向)，或8-＞7-＞6-＞5-＞7-＞3-＞2-＞1-＞8......(负向)，在表1中，“1”表示开启，有电流，对应端口电压为0伏低电压；“0”表示关闭，无电流，对应端口电压为12伏高电压，这两种顺序都可以驱动所述电子膨胀阀。

当该电子膨胀阀10朝正向运动时，每增加一节拍，电子阀的开度值增加1，当该电子膨胀阀10朝负向运动时，每增加一节拍，电子阀的开度值减1。

请参考图2，为本发明空调电子膨胀阀开度检测装置的电源结构示意图。为本检测装置提供电能的电源通过电子膨胀阀10的空调控制器提供12V直流电源01，这样可以保证本检测装置的电源与电子膨胀阀10的电源共地(共地可以保证所述检测装置直接检测电子膨胀阀10四相的电平信息)，12V直流电通过一个三端稳压器(7805)02产生5V的稳定电压。

本检测装置的工作流程为：

处理单元200用于周期性采集所述接口电路端口的电平信息，参考预设的电子膨胀阀运行逻辑信息(如表1所示)，比较电子膨胀阀10的预设开度值，确定并保存该电子膨胀阀10的开度值；将所述开度值发送至所述显示单元300，显示单元300显示所述开度值。

所述预设开度值指的是所述电子膨胀阀10处于预设位置的开度值。

所述预设位置可以为使所述电子膨胀阀10处于全关闭状态或全开启状态的位置。

可以向关闭的方向运动超过该电子膨胀阀10最大步数的步数(例如一般电子膨胀阀的最大开度为500步，所以在上电时对其进行运行600步，然后以这个位置作为0步位置，作为后续调节的基准)，以确保电子膨胀阀处于全关状态，从而保证了该电子膨胀阀的开度与步数的对应关系。

在此将所述电子膨胀阀10处于全关闭状态时，并将其初始开度值置为0。

对于不同的驱动电机，采集周期可以不同。

所述运行逻辑信息如表1所示，处理单元200判断所述电平信息与表中的那一拍相匹配，并根据采集次数计算出所述电子膨胀阀10的开度值。

例如，当前处理单元200第3、4次获取的电子膨胀阀A、B、C和D的电平信息分别为0100、0110，参照表1，则判断出该电子膨胀阀10朝正向运动，并且当前处在第4节拍，当前的开度值为4。

显示单元300将处理单元200处理过的信息以图像或其他方式显示，体现了本装置的人性化，并可使空调系统的设计开发者直观了解电子膨胀阀的运动方向、各个时刻的开度及开度调节规律。给设计开发工作带来了方便，缩短空调系统的开发周期。

请参考图3所示，为本发明空调电子膨胀阀检测装置的接口电路的结构示意图。

接口电路100包括4组结构相同的电路，其中第一电路包括三极管Q4、R4、R8及R70，所述三极管Q4基电极通过R4与电子膨胀阀的A相端口相连，所述三极管Q4的射电极连接5V电源，所述三极管Q4的集电极连接电阻R70的一端，所述电阻R70的另一端与处理单元200相连，所述电阻R8的一端接地，另一端与所述三极管Q4的集电极相连，其他三组电路的结构与第一组的结构相同。

下面以电子膨胀阀10的A相为例介绍本接口电路的工作过程：当所述电子膨胀阀10的A相端口为导通时，CON_IN和CON_OUT中与A相对应的电势为低电势(CON_OUT为空调控制电子膨胀阀的控制装置的出口，CON_IN为电子膨胀阀的入口)，则与A相对应的三极管Q4就导通，R70的电势相应降低为低电势，反之，A相端口为截止时，CON_IN和CON_OUT中与A相对应的电势为高电势，则与A相对应的三极管Q4就截止，R70的电势相应升高为高电势，处理单元以预设频率(2秒)采集所述采集电阻R70端的电平信息。

为了保证电子膨胀阀开度检测的准确性，该接口电路211还可以增加滤波单元，所述滤波单元可以为电容(如图4中的C2、C3、C4、C5)，所述电容一端接地，一端与采集电阻的一端(与处理单元200相连的一端)相连，以消除电路中的干扰信号。

请参照图4，为本发明空调电子膨胀阀开度检测装置的显示单元实施例示意图。

所述处理单元200为单片微型计算机MCU。

所述显示单元包括4位8段数码显示管LED1和LED2，还包括74LS164扩展芯片和IC2和4个段选PNP三极管Q6、Q7、Q8、Q9，本显示单元可以将处理单元200处理过的指示电子膨胀阀开度的信息及其他相关信息(包括当前开度、上次开度或间隔时间等信息)通过数码显示管LED1和LED2显示，使得空调系统的设计开发者对所测试的电子膨胀阀参数一目了然，方便了空调系统的调试，提高了空调开发的进度。

为了配合显示单元300，本检测装置还可以包括显示选择单元400，如图5所示，为本发明空调电子膨胀阀开度检测装置的实施例一示意图；

所述处理单元200为单片微型计算机MCU。如图6所示，为本发明空调电子膨胀阀开度检测装置的显示选择单元实施例示意图。所述显示选择单元400用于选择显示内容，其可以包括两个按键，一个前翻键SW1，一个后翻键SW2，发送选择显示信息至处理单元200，所述处理单元200将对应于该选组显示信息的各种信息(包括当前开度、上次开度或间隔时间等信息)发送至数码管LED1或LED2，由数码管LED1或LED2显示内容的切换，从而使得空调系统开发人员可随时了解电子膨胀阀的当前开度、上次开度或间隔时间等信息，方便了空调系统的调试。

所述处理单元200中可以包括四个存储单元，第一存储单元用于保存电子膨胀阀的当前开度值，第二存储单元用于保存获取的电子膨胀阀前一次的开度值，第三存储单元用于保存所述电子膨胀阀前一次的调节时间间隔，第四存储单元用于保存所述电子膨胀阀前一次逻辑故障时的开度值。

在空调系统的设计开发过程中，电子膨胀阀的开度调节虽然有一定的规律，但是其调节时间是不确定的，也就是说在进行系统调试时，测试人员不知道什么时间电子膨胀阀开度会变化，有的时候间隔10秒就会变化一次，有的时候可能1小时也不会变化，这就给系统调试人员检测电子膨胀阀开度带来很多不便，为了解决这个问题，可以增加一个开度调节声音提醒单元500，如图7所示，为本发明空调电子膨胀阀开度检测装置实施例二的结构示意图；所述处理单元200为单片微型计算机MCU，当单片微型计算机200判断出连续两次采集的电平信息不同(当前电子膨胀阀的开度发生变化时)时发送响铃信号，蜂鸣器BP1发出蜂鸣声提醒空调系统的设计开发人员，如图8所示，为本发明空调电子膨胀阀开度检测装置的开度调节声音提醒单元的实施例示意图；如当处理单元200判断出当前电子膨胀阀的开度发生变化时，发送响铃指令1触发蜂鸣器BP1工作，所述蜂鸣器BP1在工作一段时间后停止。如此，使得空调系统的设计开发人员可以及时了解电子膨胀阀的开度变化情况，方便了系统调试，提高工作效率。

为了增强本装置的纠错功能，可以在处理单元200中设置逻辑判断单元，用于判断采集到的接口电路端口的电平信息是否符合预设逻辑(即电平信息是否与表1中的运行逻辑信息相匹配)，如果在所述表1中找不到与所述电平信息相同的运行逻辑信息时，发送逻辑错误信息至显示单元300。

与现有技术相比，本发明实施例通过处理装置获取电子膨胀阀各相端口的电平信息，根据该电平信息确定该电子膨胀阀的开度，并利用显示装置将指示该开度的信息显示，可以为空调系统的设计开发者提供直观，准确的电子膨胀阀开度信息，为空调系统的开发提供方便，提高效率，节约成本。

以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1. 一种空调电子膨胀阀开度检测装置，其特征在于，包括：接口电路、处理单元和显示单元；其中，

所述接口电路与电子膨胀阀的各相端口连接；

所述处理单元周期性采集所述接口电路端口的电平信息，参考预设的电子膨胀阀运行逻辑信息，比较电子膨胀阀的预设开度值，确定并保存该电子膨胀阀的开度值；

所述显示单元显示所述开度值。

2. 如权利要求1所述的空调电子膨胀阀开度检测装置，其特征在于，所述装置还包括开度调节声音提醒单元，用于在接收到响铃指令时，发出开度变化提醒声音。

3. 如权利要求2所述的空调电子膨胀阀开度检测装置，其特征在于，所述响铃指令是所述处理单元检测出连续两次采集的电平信息不同时发出。

4. 如权利要求1所述的空调电子膨胀阀开度检测装置，其特征在于，所述接口电路由对应电子膨胀阀各相端口的多组相同结构的子电路组成，其中各子电路包括：三极管和采集电阻，所述三极管的射电极接电源，基电极与电子膨胀阀的各相端口相连，集电极与采集电阻的一端相连；所述采集电阻的另一端与所述处理单元相连。

5. 如权利要求1所述的空调电子膨胀阀开度检测装置，其特征在于，所述装置还包括显示选择单元，用于发送选择显示信息。

6. 如权利要求5所述的空调电子膨胀阀开度检测装置，其特征在于，处理单元接收到所述选择显示信息，并将相应的结果信息发送至显示单元。

7. 如权利要求1所述的空调电子膨胀阀开度检测装置，其特征在于，还包括逻辑判断单元，所述逻辑判断单元置于所述处理单元中，用于判断所述电平信息是否符合预设运行逻辑，当电平信息不符合预设运行逻辑时，发送指示逻辑错误的信息至显示单元。

8. 如以上任意一项权利要求所述的空调电子膨胀阀开度检测装置，其特征在于，所述处理单元为单片微型计算机。

9. 如权利要求8所述的空调电子膨胀阀开度检测装置，其特征在于，所述预设开度值为所述电子膨胀阀处于全关状态时的开度值。

10. 如权利要求9所述的空调电子膨胀阀开度检测装置，其特征在于，所述接口电路还包括滤波单元，用于滤除接口电路上的干扰信息。

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