CN1030820A - 电磁阀阀位监测仪 - Google Patents

Abstract

一种由检测传感部件1，整形采样部件2，比较判 断部件3，驱动部件4，显示部件5，校验部件6和电 源部件7组成的电磁阀阀门监测仪，采用初级、次级 绕组L₁、L₂绕圈比为1∶100量级的检测电流互感 器B，并由电源部件7提供交流阀关检测电压V_A，以 正确区分阀关与阀拒动两种不同工作状态。采用本 发明，运行人员在集中控制室能直观了解阀门开启情 况，以减少劳动强度和不必要的误操作，为主设备的 安全运行提供可靠保证。

Description

本发明涉及阀门上的特殊装置，用于动态指示和联锁其操作，特别涉及一种电磁阀阀位监测仪。

目前监测电磁阀阀门的工作状态是在电磁阀阀门的机械传动装置上加装行程开关或靠运行人员现场观察开启情况，但由于电磁阀阀门安装位置工作环境恶劣，受温度、灰尘等因素的影响，常常出现拒动或误动作，使下道工作程序出现错误，给主设备运行带来不安全因素。

本发明的目的在于提出一种技术方案，它不受电磁阀周围环境的影响，不需在电磁阀安装现场加装任何设备，只要在集中控制室把本发明的测量端串入电磁阀的控制开关回路中，就可测出电磁阀阀门的开启状态。

电磁阀有阀开、阀半开、阀拒动和阀关四种工作状态。阀门的阀芯与电磁阀线圈MZ内的软铁联成一体。阀门开启关闭时，软铁在线圈MZ内有一段行程量。阀门开启时，软铁行程量最大，通过它的磁通量最大;阀门关闭时，软铁基本上在线圈MZ外，通过它的磁通量最小。选择适当的传感检测部件，借助检测与通过软铁磁通量大小成比例的物理量，就可监测电磁阀的阀门工作状态，即监测电磁阀的阀位。

本发明的主要特征之一是采用由检测互感器B，可调电位器W₁和整流滤波组件组成的检测传感部件1，并与整形采样部件2，比较判断部件3，驱动部件4，显示部件5，校验部件6和电源部件7组成电磁阀阀位监测仪。

检测传感部件1中的传感检测器件，采用初级、次级绕组L₁、L₂线圈比为1∶100量级的检测互感器B，其初级绕组L₁与电磁阀线圈MZ串联经控制电磁阀的开按钮TA与交流工作电源相联。初级绕组L₁中的电流变化与电磁阀线圈MZ内的软铁所通过的磁通量变化成比例，检测这个电流变化量，可以监测电磁阀的阀位。次级绕组L₂两端并联有可调电位器W₁，次级绕组L₂中的感应交流电流，经整流滤波组件形成直流检测电压V。调整可调电位器W₁，可以改变直流检测电压V，以满足大测量范围的需要。

整形采样部件2的输入端间，除跨接有滤波电容C₁外，还跨接有两个串联支路。其一由电阻R₁与稳压二极管DW串联组成，在电阻R₁与稳压二极管DW之间的联接处取出比较基准电压V_D，输出至比较判断部件3作为比较基准;其二由三只可调电位器W₂、W₃和W₄并联，然后与分压电阻R₂、R₃串联组成，在各可调电位器W₂、W₃和W₄移动臂端与地之间分别接有吸收电容C₂、C₃和C₄。按电磁阀阀芯所处的全开、半开和关闭三种不同的状态，分别整定可调电位器W₂、W₃和W₄，从各移动臂端取出的状态检测信号电压分别输出至比较判断部件3相应的输入端。

比较判断部件3由独立的电压比较器VC₁、VC₂和VC₃组成，它既可以由分立元件构成，也可以选用集成电路，如LM339N四电压比较器。比较判断部件3与整形采样部件2的工作电源采用检测传感部件1提供的直流检测电压V，以避免外加工作电源电压波动引起的电路误判断动作。

驱动部件4由独立的四非门驱动电路DC₁、DC₂和DC₃组成，它既可以由分立元件构成，也可以选用集成电路，如74SO4四非门。驱动部件4的输入来自相应的前级比较判断部件3，其输出加至后级的显示部件5相应的器件。

显示部件5包括继电器J₁、J₂和J₃，与各继电器线圈并联的保护二极管D₁、D₂和D₃，以及显示器件LD、BD和HD。继电器J₁、J₂和J₃通常选用微型密封继电器，如JZX-10M，它们通过常闭触点J_3-2、J_2-2与_3-3形成互锁。

校验部件6经工作开关K的校验位接入整形采样部件2，采用可调电位器与分压电阻（附图中未画出）对整形采样部件2的输入端电压进行定期校整，校验部件6的输入端接电源部件7。

电源部件7除向驱动部件4、显示部件5提供直流工作电源，向校验部件6提供校验电压外，还提供阀关交流检测电压V_A，通过控制电磁阀的关按钮TB加至电磁阀线圈MZ和检测互感器B初级线圈L₁串联支路，这是本发明为正确区分阀关与阀拒动两种不同工作状态而专门设计的。阀关交流检测电压V_A远小于电磁阀MZ的工作电压值。

采用本发明，运行人员在集中控制室能直观了解阀门开启情况，以减少劳动强度和不必要的误操作，为主设备的安全运行提供可靠保证。

附图为本发明的电原理图。其中可调电位器W₂为阀开状态电位器，整定电压为V_2min;可调电压器W₃为阀半开状态电位器，整定电压为V_3min;可调电压器W₄为阀关状态电位器，整定电压为V_4min。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

电磁阀通电后，在电磁阀阀开正常工作状态下，在线圈MZ中产生一磁场作用于线圈MZ中的软铁，使其全部吸入线圈MZ中，同时连阀芯提起，这时在检测互感器B的次级线圈L₂感应出较小的交流电流，经可调电位器W₁变换，整流滤波得到一较小的直流检测电压信号U_2min，经分压电阻R₂、R₃分压后在可调电位器W₂移动臂得到电压U^′ _2min，当U^′ _2min＝V_2min，在稳压二极管DW阴极得到稳定的比较基准电压V^′ _D｜U^′ _2min-V_D｜＞U₂（电压比较器输入差值电压），电压比较器VC₁输出信号，通过非门驱动电路DC₁驱动继电器J₁动作，同时启亮阀开显示器件RD，并输出常开或常闭接点供外部设备联锁备用。

电磁阀通电后，因故产生阀芯卡死在电磁阀阀半开工作状态下，线圈MZ中的软铁只是部分吸入，在检测互感器B的次级线圈L₂感应出比阀开时大的交流电流，经整流滤波得到相应的直流检测电压U_3min，经分压电阻R₂、R₃分压后，在可调电位器W₃移动臂端得到电压U^′ _3min，当｜U^′ _3min-V_D｜＞U₃（电压比较器输入差值电压），电压比较器VC₂输出信号，此时电压比较器VC₁也输出一个信号，为了不同时显示阀开、阀半开，在非门驱动电路DC₁、DC₂的输出分别接有闭锁接点J_3-2、J_2-2和J_3-3，以避免显示错误。电压比较器VC₂的输出通过非门驱动电路DC₂驱动继电器J₂动作，继电器J₁断电，同时启亮阀半开显示器件BD，并输出常开或常闭接点供外部设备联锁备用。

电磁阀通电后，因故产生阀芯卡死提不起来，即在电磁阀阀拒动工作状态下，线圈MZ中的软铁吸吸入，在检测互感器B的次级线圈L₂感应出最大交流电流，经整流滤波得到相应的直流检测电压U_4max，经电阻R₂、R₃分压后在可调电位器W₄移动臂端得到的电压U^′ _4max，当U^′ _4max＝V_4min，此电压与比较基准电压V_D比较，｜V^′ _4max-V_D｜＞U₄（电压比较器输入差值电压），电压比较器VC₃输出信号，通过非门驱动电路DC₃驱动继电器J₃动作，继电器J₁、J₂断电，同时启亮阀拒动显示器件HD，并输出常开或常闭接点供外部设备联锁备用。

电磁阀断电后，阀芯处在原自重关闭状态即在电磁阀阀关工作状态下，实际上阀关与阀拒动都是阀芯未提起，所以状态显示都用同一显示器件HD。为了证实阀芯在自重的作用下把阀门关严，由于控制电磁阀的关按钮TB的作用，以及电磁阀线圈MZ和检测互感器B初级线圈L₁串联电路中存在阀关交流检测电压V_A，在阀芯下落关闭时与其连接的软铁在电磁阀线圈MZ外端，检测互感器B的次级线圈L₂会感应出很小交流电流，此电流经整流滤波后得到相应的直流检测电压信号U_min，分压后在可调电位器W₄移动臂端得到U^″ _4min电压信号，这时在稳压二极管DW阴极同样得到稳定基准电压V_D，当｜V_D-U^″ _4min｜＞U₄（电压比较器输入差值电压）时，电压比较器VC₃输出信号，通过非门驱动电路DC₃驱动继电器J₃动作，这时继电器J₁、J₂断电，同时启亮阀关显示器件HD，并输出常开或常闭接点供外部设备联锁备用。

实施例：

电磁阀型号为ZCLF-25，开关按钮型号为LA-20A;

检测互感器B：初级绕组L₁为φ1.2毫米，24T;次级绕组L₂为φ0.12毫米，2200T;对称均绕，高硒口字形铁芯，截面为22×22毫米。

整形采样部件2;可调电位器W₁为500KΩ，可调电位器W₂、W₃和W₄均为50KΩ，稳压二极管DW为2CW50。

比较判断部件3：比较器集成电路采用LM339N四电压比较器。

驱动部件4：集成电路采用74S04四非门，驱动继电器J₁、J₂和J₃型号为JZX-10M;

显示部件5：LD、BD和HD为LED发光二极管。

Claims (1)

1、一种由检测传感部件1，整形采样部件2，比较判断部件3，驱动部件4，显示部件5，校验部件6和电源部件7组成的电磁阀阀门监测仪，其特征在于：

1.1检测传感部件1中的传感检测器件，采用初级、次级绕组L₁、L₂线圈比为1∶100量级的检测电流互感器B，其初级绕组L₁与电磁阀绕圈MZ串联经控制电磁阀的开按钮TA与交流工作电源相联，次级绕组L₂两端并联有可调电位器W₁；

1.2整形采样部件2的输入端间，除跨接有滤波电容C₁外，还跨接有两个串联支路，其一由电阻R₁与稳压二极管DW串联组成，在电阻R₁与稳压二极管DW之间的联接处取出比较基准电压V_D，其二由三只可调电位器W₂、W₃和W₄并联，然后与分压电阻R₂、R₃串联组成，在各可调电位器W₂、W₃和W₄移动臂端与地之间分别接有吸收电容C₂、C₃和C₄，并从移动臂端取出相应的状态检测信号电压;

1.3电源部件7除向驱动部件4、显示部件5提供直流工作电源，向校验部件6提供校验电压外，还提供阀关交流检测电压V_A，通过控制电磁阀的关按钮TB加至电磁阀线圈MZ和检测互感器B初级线圈L₁串联支路，阀关交流检测电压V_A远小于电磁阀MZ的工作电压值。