CN105674874A - 旋启式止回阀阀瓣位置非侵入检测方法 - Google Patents

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陈林
李远杰
陆赛浩
葛黎明
朱海东
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    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
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Abstract

旋启式止回阀阀瓣位置非侵入检测方法，止回阀阀瓣和阀轴通过键相互连接，确保止回阀阀瓣和阀轴同步运动；阀轴轴端一侧开有沉孔，圆柱形磁钢安装在阀轴的沉孔中，两者之间为过盈配合以确保圆柱形磁钢和阀瓣的同步运动；在止回阀阀体上固定安装印刷电路板，印刷电路板上焊接有二轴霍尔传感器，印刷电路板和阀体之间留有垫块，避免二轴霍尔传感器直接和阀体接触，二轴霍尔传感器的几何中心和圆柱形磁钢的旋转中心相互重合；圆柱形磁钢为径向充磁磁钢。本发明的有益效果是：可以在不为阀体增加任何外在泄漏点设计的情况下，有效地检测到阀瓣的运动位置。

Description

旋启式止回阀阀瓣位置非侵入检测方法
所属技术领域
本发明涉及一种检测方法，特别涉及一种旋启式止回阀阀瓣运动位置的检测方法。
背景技术
旋启式止回阀安装于工业管路中，介质顺向流动时阀瓣开启、介质逆流时阀瓣关闭，可用来预防管路水锤对泵和电机的冲击。旋启式止回阀的关闭件为绕阀轴旋转的阀瓣。
当管道中的异物，如螺栓、焊渣等，随介质流动后落在旋启式止回阀的密封面上时，止回阀的阀瓣无法关闭到位，无法形成反向密封，产生故障，故障模式称为异物故障模式，通过检测旋启式止回阀阀瓣的位置可以获得止回阀的工作状态，判断其是否发生异物故障。现有技术条件下，当旋启式止回阀安装在管道上以后，很难在线获得阀瓣的实际位置，只有当旋启式止回阀配有重锤、阀轴伸出阀体时，才可以从外部检测阀轴的位置来获得阀瓣的位置，但并不是所有的旋启式止回阀配有重锤，且如果将阀轴伸出阀体，阀体和阀轴之间便增加了一个潜在的泄漏点。
发明内容
为克服现有止回阀无法从内部检测阀瓣位置的上述缺陷，本发明采用非侵入的方式来检测止回阀阀瓣位置的方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是旋启式止回阀阀瓣位置非侵入检测方法，在止回阀阀体（6）上固定安装印刷电路板（8），印刷电路板（8）上焊接有二轴霍尔传感器（9），印刷电路板（8）和阀体（6）之间留有垫块（7），避免二轴霍尔传感器（9）直接和阀体（6）接触；
在阀轴（2）轴端一侧开沉孔（4），圆柱形磁钢（5）安装在阀轴（2）的沉孔（4）中，两者之间为过盈配合以确保圆柱形磁钢（5）和阀瓣（1）的同步运动，圆柱形磁钢（5）为径向充磁磁钢；
二轴霍尔传感器（9）的几何中心和圆柱形磁钢（5）的旋转中心相互重合；
止回阀阀瓣（1）和阀轴（2）通过键（3）相互连接，确保止回阀阀瓣（1）和阀轴（2）同步运动；
二轴霍尔传感器（9）检测由圆柱形磁钢（5）穿透阀体（6）而来的磁场方向，
由于圆柱形磁钢（5）旋转中心和二轴霍尔传感器（9）的几何中心相互重合，使得圆柱形磁钢（5）产生的一个平行于二轴霍尔传感器（9）表面的旋转磁场，且二轴霍尔传感器（9）内部包含两个平行的惠斯通电桥，使得所述旋转磁场与所述惠斯通电桥产生霍尔效应，从而使得二轴霍尔传感器（9）产生两个独立的余弦输出信号和正弦输出信号，一个是cos（φ），另一个是sin（φ），同时，二轴霍尔传感器（9）提供两路模拟输出Vx和Vy，且对应关系为：Vx=cos（φ），Vy=sin(φ)；
根据公式即可计算出φ的值，
初始位置时，二轴霍尔传感器（9）输出和圆柱形磁钢（5）对应角度φ1，当圆柱形磁钢（5）旋转之后，二轴霍尔传感器（9）输出和此时圆柱形磁钢（5）对应角度φ2,
根据公式即计算出α的值，
α即圆柱形磁钢（5）相对于二轴霍尔传感器（9）转动的的角度，也就是阀瓣的转动角度。
本发明的有益效果是：可以在不为阀体增加任何外在泄漏点设计的情况下，有效地检测到阀瓣的运动位置，且不影响止回阀原有的任何性能，方法简单，安装方便、实施可靠。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是实施例的结构示意图。
图中：1.阀瓣；2.阀轴；3.键；4.沉孔；5.圆柱形磁钢；6.止回阀阀体；7.垫块；8.印刷电路板；9.二轴霍尔传感器。
具体实施方式
如图1所示，旋启式止回阀阀瓣位置非侵入检测方法，
在止回阀阀体6上固定安装印刷电路板8，印刷电路板8上焊接有二轴霍尔传感器9，印刷电路板8和阀体6之间留有垫块7，避免二轴霍尔传感器9直接和阀体6接触；
在阀轴2轴端一侧开沉孔4，圆柱形磁钢5安装在阀轴2的沉孔4中，两者之间为过盈配合以确保圆柱形磁钢5和阀瓣1的同步运动，圆柱形磁钢5为径向充磁磁钢；
二轴霍尔传感器9的几何中心和圆柱形磁钢5的旋转中心相互重合；
止回阀阀瓣1和阀轴2通过键3相互连接，确保止回阀阀瓣1和阀轴2同步运动；
检测时，二轴霍尔传感器9的供电电压为5V，，二轴霍尔传感器9检测由圆柱形磁钢5穿透阀体6而来的磁场方向，
由于圆柱形磁钢5旋转中心和二轴霍尔传感器9的几何中心相互重合，使得圆柱形磁钢5产生的一个平行于二轴霍尔传感器9表面的旋转磁场，且二轴霍尔传感器9内部包含两个平行的惠斯通电桥，使得所述旋转磁场与所述惠斯通电桥产生霍尔效应，从而使得二轴霍尔传感器9产生两个独立的余弦输出信号和正弦输出信号，一个是cos（φ），另一个是sin（φ），同时，二轴霍尔传感器9提供两路模拟输出Vx和Vy，且对应关系为：Vx=cos（φ），Vy=sin(φ)；
根据公式即可计算出φ的值，
初始位置时，二轴霍尔传感器9输出和圆柱形磁钢5对应角度φ1，当圆柱形磁钢5旋转之后，二轴霍尔传感器9输出和此时圆柱形磁钢5对应角度φ2,
根据公式即计算出α的值，
α即圆柱形磁钢5相对于二轴霍尔传感器9转动的的角度，也就是阀瓣的转动角度。通过α角度变化就能知道阀瓣的运动位置变化情况。

Claims (1)

1.旋启式止回阀阀瓣位置非侵入检测方法，其特征在于：
在止回阀阀体（6）上固定安装印刷电路板（8），印刷电路板（8）上焊接有二轴霍尔传感器（9），印刷电路板（8）和阀体（6）之间留有垫块（7），避免二轴霍尔传感器（9）直接和阀体（6）接触；
在阀轴（2）轴端一侧开沉孔（4），圆柱形磁钢（5）安装在阀轴（2）的沉孔（4）中，两者之间为过盈配合以确保圆柱形磁钢（5）和阀瓣（1）的同步运动，圆柱形磁钢（5）为径向充磁磁钢；
二轴霍尔传感器（9）的几何中心和圆柱形磁钢（5）的旋转中心相互重合；
止回阀阀瓣（1）和阀轴（2）通过键（3）相互连接，确保止回阀阀瓣（1）和阀轴（2）同步运动；
二轴霍尔传感器（9）检测由圆柱形磁钢（5）穿透阀体（6）而来的磁场方向，
由于圆柱形磁钢（5）旋转中心和二轴霍尔传感器（9）的几何中心相互重合，使得圆柱形磁钢（5）产生的一个平行于二轴霍尔传感器（9）表面的旋转磁场，且二轴霍尔传感器（9）内部包含两个平行的惠斯通电桥，使得所述旋转磁场与所述惠斯通电桥产生霍尔效应，从而使得二轴霍尔传感器（9）产生两个独立的余弦输出信号和正弦输出信号，一个是cos（φ），另一个是sin（φ），同时，二轴霍尔传感器（9）提供两路模拟输出Vx和Vy，且对应关系为：Vx=cos（φ），Vy=sin(φ)；
根据公式即可计算出φ的值，
初始位置时，二轴霍尔传感器（9）输出和圆柱形磁钢（5）对应角度φ1，当圆柱形磁钢（5）旋转之后，二轴霍尔传感器（9）输出和此时圆柱形磁钢（5）对应角度φ2,
根据公式即计算出α的值，
α即圆柱形磁钢（5）相对于二轴霍尔传感器（9）转动的的角度，也就是阀瓣的转动角度。
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