CN103216661B - 一种非接触式电动阀调试测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非接触式电动阀调试测量方法，为电动阀线圈提供振荡信号，通过电感测量仪测量所述电动阀电感量；根据所述电动阀电感量确定所述衔铁行程；根据所述衔铁行程确定所述电动阀是否满足设计要求。本发明把电动阀看作自感式电感传感器（变磁阻式），在装调过程中，通过测量电感量的变化，进而推算出阀门开关行程，调节弹簧预压缩量；从而实现电动阀调试的非接触式测量，非接触式测量具有测试相对简易，工作量小；测试精度高；非接触测量，不会碰伤、划伤阀芯或挡板，也避免了引入多余物的污染。

Description

一种非接触式电动阀调试测量方法

技术领域

本发明涉及一种非接触式电动阀测量及调试方法。

背景技术

螺管式电动阀主要由线圈、阀体（铁芯）和衔铁三部分组成。以常闭电磁阀为例，衔铁在弹簧预压力的作用下，使阀口处于关闭状态。线圈在电信号作用下，产生电磁力，使衔铁位置发生变化，阀口打开，处于工作状态。

衔铁行程直接影响阀门的响应时间、驱动电压、功耗；弹簧预压缩量决定了阀门能否可靠密封。所以电动阀的研制过程中，装配阶段要进行衔铁行程、弹簧预压缩量等参数的调整测试。传统的方法采用接触式测量，即用测量杆顶住阀芯或挡板，用千分尺或投影仪等分别测量相关尺寸，并计算衔铁行程、工作气隙，存在测试繁琐，工作量大；测试累积误差大，测试精度低；接触测量，易导致碰伤、划伤阀芯或挡板；特别是接触测量还容易引入多余物的污染等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出了一种非接触式电动阀测量及调试方法，通过测量电动阀电感量的变化，从而确定衔铁的行程，实现对电动阀的调整。

本发明的技术方案：

一种非接触式电动阀测量方法，为电动阀线圈提供振荡信号，通过电感测量仪测量所述电动阀电感量；根据所述电动阀电感量确定所述衔铁行程；根据所述衔铁行程确定所述电动阀是否满足设计要求。

所述振荡信号为正弦波、三角波或方波。

一种非接触式电动阀调试方法，具体包括以下步骤：

初步装配电磁阀；

为电动阀线圈提供振荡信号，通过电感测量仪测量所述电磁阀电感量，根据所述电感量确定初步装配的衔铁行程；

不加装调整垫片，安装所述电动阀的阀座；

为电动阀线圈提供振荡信号，通过电感测量仪测量安装所述阀座后的电磁阀电感量，根据所述电感量确定安装所述阀座后的衔铁行程；

根据安装所述阀座后的衔铁行程与初步装配的衔铁行程计算弹簧预压缩量，判断弹簧预压缩量是否满足设计要求；如不满足设计要求，则在弹簧与阀座接触一侧增加垫片减少预压缩量直至满足设计要求；

根据安装所述阀座后的衔铁行程判断安装所述阀座后的衔铁行程是否满足设计要求；如果不满足设计要求，则在弹簧与阀座非接触一侧加入调整垫片使得所述衔铁行程满足设计要求。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明把电动阀看作自感式电感传感器（变磁阻式），在装调过程中，通过测量电感量的变化，进而推算出阀门开关行程，调节弹簧预压缩量；从而实现电动阀调试的非接触式测量，非接触式测量具有测试相对简易，工作量小；测试测试精度高；非接触测量，不会碰伤、划伤阀芯或挡板，也避免了引入多余物的污染。

附图说明

图1为电磁阀原理图；

图2为电感与气隙关系图；

图3为调试流程图；

图4弹簧处于无预压状态示意图；

图5装入阀座（无调整垫片）示意图；

图6加入调整垫片示意图。

具体实施方式

本发明的原理为：

利用螺管式电动阀门由线圈、阀体（铁芯）和衔铁三部分组成的特殊结构形式，可看作自感式电感传感器（变磁阻式），其线圈匝数、材料导磁系数都是确定的，线圈自感量的变化是由于衔铁的位置不同，线圈磁路的几何尺寸变化而引起的磁阻变化，因此在装调过程中，只要加入外加激励电源，测量电感量的变化，就能确定衔铁位移量的大小，从而可完成衔铁行程、弹簧预压缩量等参数的调整测试。

基于上述原理，

所述电磁阀的原理图见附图1，包括衔铁1、隔磁环2、线圈3、阀体4。线圈的电感可以表示为

$L=N\frac{\mathrm{\φ}}{i}$ （式1）

式中

N——线圈匝数；

φ——磁通；

i——线圈中的电流。

磁通φ与磁动势F_m以及磁路的磁阻的关系为

（式2）

由于F_m=Ni，所以

（式3）

电感量可以表示为（拍合式气隙为实际间隙的2倍）

（式4）

式中

——衔铁的磁阻，（假定衔铁磁阻远小于气隙磁阻）；

——空气隙磁阻，

μ₀——空气磁导率，μ₀=1.257×10^-6H/m；

δ——工作气隙；

A——面积

衔铁移动会直接导致气隙δ的变化，即导致电感的变化，电感随气隙变化的关系见附图2。

下面以某型号电磁阀为例，结合图3～6对本发明的做进一步的介绍，列出了非接触式测量结果与传统的接触式测量结果。

该电磁阀A=112.255mm²（见图1），匝数N=1850，μ₀=1.257×10^-6H/mm.

（1）初步装配

在不加调整垫片的情况下，用工装6将弹簧5压紧，使衔铁组件固定，弹簧处于无变形状态(见图4)。

（2）根据电感推算衔铁行程

测量此时的电感L₁=0.635mH，根据式4推算此时衔铁行程δ₁，衔铁行程与式4中的气隙完全相同，因此，用同一符号来表达。

δ₁=0.38026mm

而采用传统的接触式测量方法得到δ₁'=0.38mm.

（3）不加调整垫片，安装阀座

在不加调整垫片的情况下安装阀座7，弹簧5具有一定的预压缩量（见图5）。

（4）根据电感推算衔铁行程

测量此时的电感L₂=4.024mH，根据式4推算此时衔铁行程δ₂

δ₂=0.06001mm

而采用传统的接触式测量方法得到δ₂'=0.06mm.

（5）根据安装所述阀座后的衔铁行程与初步装配的衔铁行程计算弹簧预压缩量，判断弹簧预压缩量是否满足设计要求；由于设计保证了安装阀座后弹簧的预压缩量不小于设计要求，如不满足设计要求，即大于设计要求的变形量则在弹簧与阀座接触一侧增加垫片减少预压缩量直至满足设计要求。判断安装所述阀座后的衔铁行程是否满足设计要求；由于设计保证了衔铁行程不大于设计要求，如果不满足设计要求，即小于设计的衔铁行程，则在弹簧与阀座非接触一侧加入调整垫片使得所述衔铁行程满足设计要求。

如：图纸要求弹簧预压缩量为0.3～0.4mm，衔铁行程为0.15mm～0.18mm。根据δ₁和δ₂，推算图5所示弹簧预压缩量为

S=δ₁-δ₂=0.38026-0.06001=0.32025mm∈(0.3，0.4)mm

可见，弹簧预压缩量满足图纸要求。由于δ₂=0.06001mm，不满足衔铁行程图纸要求；因此只需在弹簧与阀座非接触的一侧加调整垫片（图6垫片81）调节衔铁行程即可，而调整垫片厚度规格有0.05mm、0.1mm、0.15mm。经过分析，选择一片厚度为0.1mm的调整垫片，此时理论上衔铁行程为0.16mm左右，可以满足图纸要求。

同样，如果弹簧预压缩量不够，可以选用合适厚度的垫片（图6垫片82），确保弹簧预压缩量。

经过上述（1）～（5）步所列的具体实施方式，决定电磁阀密封和电性能的弹簧预压缩量、衔铁行程等参数均得到了满足。而采用非接触测量与传统的接触式测量的差异相甚小，针对该特定电磁阀的差异

Δ≤δ₁-δ₁'+δ₂-δ₂'=0.00026+0.00001=0.00027mm

非接触式电动阀调试测量技术，具有测试相对简易，工作量小；测试测试精度高；非接触测量，不会碰伤、划伤阀芯或挡板，也避免了引入多余物的污染的问题。

说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (1)

1.一种非接触式电动阀调试方法，其特征在于，所述电动阀为螺管式电动阀门，包括衔铁(1)、隔磁环(2)、线圈(3)、阀体(4)、弹簧(5)和阀座(7)，所述弹簧为片状弹簧；所述调试方法具体包括以下步骤：

(1)初步装配电动阀；

在不加调整垫片的情况下，用工装(6)将弹簧(5)压紧，使衔铁固定，弹簧处于无变形状态；

(2)为电动阀线圈(3)提供振荡信号，通过电感测量仪测量电动阀电感量，根据所述电动阀电感量确定初步装配的衔铁行程δ₁；

(3)不加装调整垫片，安装阀座(7)使得弹簧(5)具有一定的预压缩量；

(4)为电动阀线圈提供振荡信号，通过电感测量仪测量安装所述阀座(7)后的电动阀电感量，根据安装所述阀座(7)后的电动阀电感量确定安装所述阀座后的衔铁行程δ₂；

(5)根据安装所述阀座后的衔铁行程δ₂与初步装配的衔铁行程δ₁计算弹簧预压缩量S，其中S＝δ₁-δ₂，判断弹簧预压缩量S是否满足设计要求，如不满足设计要求，则在弹簧(5)与阀座(7)接触一侧增加垫片减少预压缩量直至满足设计要求；

根据安装所述阀座后的衔铁行程δ₂判断安装所述阀座后的衔铁行程是否满足设计要求，如果不满足设计要求，则在弹簧(5)与阀座(7)非接触一侧加入调整垫片使得所述衔铁行程满足设计要求；

所述振荡信号为正弦波；

根据电感量确定衔铁行程的公式为：L为电感测量仪测量的电感量，μ₀为空气磁导率，δ为衔铁行程，A为面积，N为线圈匝数。