CN106153086B - 一种电磁阀工作状态检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁阀工作状态检测装置。通过在该电磁阀工作状态检测装置中设置单片机和检测单元的方式，由单片机向待检测的电磁阀输入频率固定的交流电，检测单元实时检测在线工作的电磁阀两端的电压信号，并返回输入到单片机，由此判断电磁阀的工作状态。本发明还在电磁阀工作状态检测装置中设置了人机接口单元及安全控制单元，分别用于操作设置、状态显示以及确保电磁阀安全闭合。本发明利用电磁阀开和关的状态下电感量变化来检测电磁阀是开还是闭状态，而电感在交流电下表现出不同的电抗，利用电阻分压原理，通过分析电压的变化来判断电磁阀是开还是关状态，实现了对电磁阀工作状态的准确检测。

Description

一种电磁阀工作状态检测装置

技术领域

本发明涉及一种检测装置，特别是涉及一种电磁阀工作状态检测装置。

背景技术

电磁阀是一种电控阀门开关，通常包含绕有线圈的电磁铁，当向线圈两端加电时，电磁铁产生电磁力把中心移动组件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧再把中心移动组件压在阀座上，阀门关闭。电磁阀的工作状态主要就是指电磁阀的这种开和关状态。

在实际应用中，需要对电磁阀的工作状态进行实时在线检测，这种检测不能影响电磁阀的正常工作，同时还要通过这种实时检测来有效监控电磁阀的实际工作情况，以确保电磁阀的工作安全性。

现有技术中，对燃气用紧急切断电磁阀的工作状态检测的一种方法是在电磁阀的中心移动组件上安装一个检测磁铁，并在非移动组件上安装一个干簧管，当电磁阀处于开或者关的状态时，检测磁铁和干簧管之间的距离会发生变化，由此干簧管将出现开和关两种状态。这种检测方法有以下缺点：一是当移动组件移动速度过快时会因为惯性问题，检测磁铁经常发生移位，这样检测就不准了；二是电磁阀中通入带有压力的气体或液体时，移动组件并未完全到位，这样干簧管也不易吸合；三是电磁阀的中心移动组件本身就带有一个很大的电磁铁，当该电磁铁通电时产生的磁场也能使干簧管产生误动作；四是检测磁铁受温度影响很明显，在高温环境下磁铁经常会失去作用，使得检测不准。

基于上述原因，有必要提供一种用于电磁阀工作状态的检测装置，由此能够对在线工作的电磁阀检测其工作状态，同时又不影响该电磁阀的正常工作，还能为电磁阀工作提供安全保障，在检测的准确度、不受环境温度影响、人机接口以及实现成本等方面具有明显优势。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种用于电磁阀工作状态的检测装置，解决现有技术中对在线工作的电磁阀的工作状态检测不准、缺乏安全保护等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种电磁阀工作状态检测装置，包括供电单元，用于将交流市电转换为该电磁阀工作状态检测装置所需的直流电，该检测装置还包括控制单元和检测单元，该控制单元向待检测的电磁阀输入交流检测信号，该检测单元实时检测该电磁阀两端的电压检测信号，并将该电压检测信号经过滤波处理后得到状态检测信号，该状态检测信号再输入到该控制单元，由该控制单元对该状态检测信号进行处理分析，由此判断该电磁阀的工作状态。

在本发明电磁阀工作状态检测装置的另一个实施例中，该控制单元为单片机，该交流检测信号为该单片机的I/O接口输出的频率固定的交流电，该状态检测信号输入到该单片机的A/D接口。

在本发明电磁阀工作状态检测装置的另一个实施例中，该电磁阀工作状态检测装置还包括人机接口单元，该人机接口单元包括按键输入电路和显示输出电路，该按键输入电路和显示输出电路分别接入该单片机的不同的I/O接口。

在本发明电磁阀工作状态检测装置的另一个实施例中，该供电单元包括电源电路，该电源电路将220V交流电转换为24V直流电，该电源电路输出端分别电连接单片机备用电源电路、电磁阀驱动备用电源电路和第一分压电路，该单片机备用电源电路输出端电连接变压模块和第二分压电路，该变压模块为该单片机供电，该第一分压电路和第二分压电路分别电连接该单片机的A/D接口。

在本发明电磁阀工作状态检测装置的另一个实施例中，该检测单元包括检测分压电阻、检测二极管、滤波电阻和滤波电容，该检测分压电阻的输出端与该待检测的电磁阀的检测端电连接，该检测分压电阻的输入端与输出该频率固定的交流电的该单片机的I/O接口电连接，该检测二极管的正极与该电磁阀的检测端电连接，该检测二极管的负极分别与该滤波电阻和滤波电容电连接，该滤波电阻、滤波电容的另一端均与该电磁阀的接地端共地。

在本发明电磁阀工作状态检测装置的另一个实施例中，该检测分压电阻的阻值为240欧姆，检测二极管、该滤波电阻的阻值为51k欧姆，该滤波电容的电容值为10uf，该检测二极管的型号为IN4007。

在本发明电磁阀工作状态检测装置的另一个实施例中，该检测装置还包括安全控制单元，该安全控制单元控制该检测分压电阻的输出端与该待检测的电磁阀的检测端之间电连接的通断，该安全控制单元包括安控电路和安控继电器，该安控电路中的第一安控电阻的一端与该单片机的I/O接口电连接，该第一安控电阻的另一端与第二安控电阻和安控三极管的基极电连接，该第二安控电阻的另一端与该安控三极管的发射极共地，该安控三极管的集电极连接该安控继电器的低电压控制端，该安控继电器的高电压控制端接5V电压，该安控继电器的低电压控制端和高电压控制端之间还串接一安控二极管，该安控继电器的低电压控制端连接该安控二极管的正极，该安控继电器的高电压控制端连接该安控二极管的负极，该安控继电器的公共触点电连接该电磁阀的检测端，该安控继电器的常闭触点电连接该检测分压电阻的输出端，该安控继电器的常开触点电连接电磁阀驱动备用电源电路的输出端，当该单片机检测到供电单元停电后，控制该安控电路断开该检测分压电阻的输出端与该电磁阀的电连接，同时接通该电磁阀驱动备用电源电路与该电磁阀的电连接，由该电磁阀驱动备用电源电路向该电磁阀供电，使得该电磁阀进入关闭状态。

在本发明电磁阀工作状态检测装置的另一个实施例中，该按键输入电路包括按键1、按键2和按键3，该显示输出电路包括至少两个用于指示待测电磁阀的开关状态的发光二级管。

在本发明电磁阀工作状态检测装置的另一个实施例中，该单片机备用电源电路和电磁阀驱动备用电源电路采用相同的电路组成结构，均包括1个二极管和2个备用电容，该二极管的正极与该电源电路的24V直流电压输出端电连接，该二极管的负极分别并联该两个备用电容，并作为该备用电路的输出端，该两个备用电容的另一端共地。

在本发明电磁阀工作状态检测装置的另一个实施例中，该频率固定的交流电的频率范围是1kHz～4kHz。

本发明的有益效果是：通过在该电磁阀工作状态检测装置中设置控制单元和检测单元的方式，由控制单元向待检测的电磁阀输入频率固定的交流电，检测单元实时检测在线工作的电磁阀两端的电压信号，并返回输入到控制单元，由此判断电磁阀的工作状态。本发明还在电磁阀工作状态检测装置中设置了人机接口单元及安全控制单元，分别用于操作设置、状态显示以及确保电磁阀安全闭合。本发明利用电磁阀开和关的状态下电感量变化来检测电磁阀是开还是闭状态，而电感在交流电下表现出不同的电抗，利用电阻分压原理，通过分析电压的变化来判断电磁阀是开还是关状态，实现了对电磁阀工作状态的准确检测，方便使用，在测量的准确度、受环境温度影响、人机接口以及实现成本等方面具有明显优势。

附图说明

图1是本发明电磁阀工作状态检测装置一实施例的组成图；

图2是本发明电磁阀工作状态检测装置另一实施例的组成图；

图3是本发明电磁阀工作状态检测装置另一实施例的组成图；

图4是本发明电磁阀工作状态检测装置另一实施例的组成图；

图5是图4所示本发明电磁阀工作状态检测装置实施例中的电源电路组成图；

图6是图4所示本发明电磁阀工作状态检测装置实施例中的备用电路组成图；

图7是图4所示本发明电磁阀工作状态检测装置实施例中的分压电路组成图；

图8是电磁阀工作状态检测方法一实施例的流程图；

图9是电磁阀工作状态检测方法另一实施例的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本发明的各实施例进行详细说明。

图1是本发明电磁阀工作状态检测装置一实施例的组成图。在图1中，电磁阀工作状态检测装置11可对电磁阀12进行在线检测。电磁阀工作状态检测装置11中包括供电单元111，用于将交流市电转换为电磁阀工作状态检测装置11所需的直流电。检测装置11还包括控制单元112和检测单元113，控制单元112向待检测的电磁阀12输入交流检测信号，检测单元113实时检测电磁阀12两端的电压检测信号，并将电压检测信号经过滤波处理后得到状态检测信号，该状态检测信号再输入到控制单元112，由控制单元112对状态检测信号进行处理分析，由此判断所述电磁阀12的工作状态。

与现有技术相比，图1所示实施例主要是利用电磁阀在线工作时在打开和关闭状态下，电磁阀的电感量变化来检测确定电磁阀是处于打开还是关闭状态。这是由于电磁阀在打开和关闭状态下，其中心磁柱的位置发生变化，中心磁柱发生变化后对应线圈表现出来的电感量也发生变化。电感在交流信号作用下表现出来的感抗也不相同，再利用电阻分压原理，检测单元113采集电磁阀12两端的电压检测信号作为判断电磁阀12工作状态的依据。采取这种检测方法，既可以通过检测电磁阀12打开和关闭两种状态下所采集的电压检测信号的实际值与预存值比较进行状态判断，也可以通过两种状态下电压检测信号的相对变化值进行判断，因此对该检测装置的使用具有灵活性，同时也提高了检测的准确性。

进一步优选的，图1所示控制单元11为单片机，控制单元11输出的交流检测信号为所述单片机的I/O接口输出的频率固定的交流电，而状态检测信号输入到所述单片机的A/D接口。由于单片机集成的功能越来越多，在性能价格比上也有独特优势，可以作为独立的控制单元使用。频率固定的交流电可以是脉宽调制信号PWM，单片机的I/O(输入/输出)接口可以输出不同频率和占空比的交流电，该信号作为一种交流检测信号可用于对电磁阀的电感值测量。单片机的A/D接口是指单片机中集成了模拟/数字转换接口，将状态检测信号直接输入到单片机的A/D接口，由单片机完成模数转换，得到单片机可识别的数字检测值。由此，不需要单片机外接A/D转换器，提高了检测装置的集成度。本实施例中，输出频率固定的交流电的端口可以为单片机的PWM端口。

当向电磁阀通入频率固定的交流电信号后，电磁阀开阀和关阀返回信号差异可以有100mv电压量级，而单片机可以区分电压的最小量级为5mv，所以利用图1所示实施例通过单片机产生频率固定的交流电对电磁阀的开关状态进行检测具有较高的精准度。

另外，为了增强对各类电磁阀检测的适用性，可以对频率固定的交流电的频率进行设置。这是由于不同种类的电磁阀，其线圈匝数、磁芯介质会有所不同，所以对不同频率的交流电响应不同。优选的，频率固定的交流电占空比为50％，频率范围优选为1kHz‐4kHz。

图2是本发明电磁阀工作状态检测装置另一实施例的组成图。在图2中，除了供电单元111、作为控制单元的单片机212之外，对图1中检测单元113的组成电路进一步限定，该检测单元包括检测分压电阻1131、检测二极管1132、滤波电阻1133和滤波电容1134。可以看出，检测分压电阻1131的输出端与待检测的电磁阀12的检测端电连接，检测分压电阻1131的输入端与输出所述频率固定的交流电的单片机212的I/O接口电连接，检测二极管1132的正极与电磁阀12的检测端电连接，检测二极管1132的负极分别与滤波电阻1133和滤波电容1134电连接，并且还电连接单片机212的A/D接口，滤波电阻1133、滤波电容1134的另一端均与电磁阀12的接地端共地。图2中还包括人机接口单元214，人机接口单元214进一步包括按键输入电路和显示输出电路，该按键输入电路和显示输出电路分别接入该单片机的不同的I/O接口。优选的，按键输入电路包括按键1、按键2和按键3共3个按键，显示输出电路包括至少两个发光二级管，用于指示待测电磁阀的开关状态。

优选的，检测分压电阻1131阻值为240欧姆，滤波电阻1133阻值51k，滤波电容1134的电容值为10uf，检测二极管1132选型为IN4007。

通过图2所示实施例可以看出，由检测分压电阻1131、检测二极管1132、滤波电阻1133和滤波电容1134组成的检测单元能够实现对电磁阀12开关状态的检测功能，检测电路成本低，易于实现。

图3是本发明电磁阀工作状态检测装置另一实施例的组成图。与图2相比，图3所示检测装置实施例还包括人机接口单元214和安全控制单元215。安全控制单元215一端连接供电单元111，另一端在单片机212I/O接口的控制下，对检测单元113接入电磁阀12进行控制。由此，电磁阀12的输入端在安全控制单元215的作用下，可以分别接入检测单元113和供电单元111，不仅可以检测电磁阀12的工作状态，还可以为电磁阀提供安全保护。

以下结合图4进一步说明安全控制单元215的电路组成及工作过程。在图2、图3所示实施例的基础上，图4进一步提供了安全控制单元215的优选实施例，以及对供电单元的内部组成进行了限定。图4与图2中相同的组成电路不再赘述。可以看出，图4中检测分压电阻1131的输入端与输出所述频率固定的交流电的单片机212的I/O接口没有直接电连接，而是由安全控制单元控制所述检测分压电阻的输出端与所述待检测的电磁阀的检测端之间电连接的通断。

图4中的检测装置实施例中的安全控制单元包括安控电路和安控继电器2155，安控电路中的第一安控电阻2151的一端与单片机212的I/O接口电连接，第一安控电阻2151的另一端与第二安控电阻2153和安控三极管2152的基极电连接，第二安控电阻2153的另一端与安控三极管2152的发射极共地，安控三极管2152的集电极连接安控继电器2155的低电压控制端，安控继电器2155的高电压控制端接5V电压VCC，安控继电器2155的低电压控制端和高电压控制端之间还串接一安控二极管2154，安控继电器的低电压控制端连接安控二极管2154的正极，安控继电器的高电压控制端连接安控二极管2154的负极，安控继电器2155的公共触点2155C电连接电磁阀12的检测端，安控继电器2155的常闭触点2155B电连接检测分压电阻1131的输出端，安控继电器2155的常开触点2155A电连接电磁阀驱动备用电源电路1114的输出端，当单片机212检测到供电单元停电后，控制安控电路断开检测分压电阻1131的输出端与电磁阀12的电连接，同时接通电磁阀驱动备用电源电路1114的输出端与电磁阀12的电连接，由电磁阀驱动备用电源电路1114向电磁阀12供电，使得电磁阀12进入关闭状态。

进一步的，图4中的供电单元包括电源电路1111，电源电路1111将220V交流电转换为24V直流电。电源电路1111输出端分别电连接单片机备用电源电路1112、电磁阀驱动备用电源电路1114和第一分压电路1113，单片机备用电源电路1112输出端电连接变压模块1116和第二分压电路1115，变压模块1116为单片机212供电，第一分压电路1113和第二分压电路1115分别电连接单片机212的A/D接口。

该检测装置实施例不仅可以对电磁阀的工作状态进行检测，还可以在掉电的情况下通过安全控制单元将电磁阀驱动备用电源电路1114接入到待测电磁阀12，从而保证掉电后电磁阀处于关阀状态。该过程工作如下：电源电路1111通过第二分压电路1115将电压状态送入单片机212的A/D接口，单片机212通过预置程序判断电源电路1111是否掉电，掉电后由单片机备用电源电路1112给单片机212和安控继电器2155供电，并由单片机212的I/O接口输出信号控制安控继电器2155的常开触点2155A闭合，将电磁阀驱动备用电源电路1114的电能释放给电磁阀12令其吸合。

另外，按键输入电路中按键1、按键2和按键3通过I/O接口连接单片机212，通过按键操作和单片机212运行程序，可以在按键按下后，单片机212的I/O接口输出信号控制安控继电器2155的常开触点2155A闭合，将电磁阀驱动备用电源电路1114的电能释放给电磁阀12令其吸合。由此，可以对电磁阀在闭合状态下的电感值进行数据采集。

优选的，图5显示了图4中电源电路1111的一个优选实施例。该电源电路包括保险丝3111-1，串接在AC220V交流电的火线与地线之间的可调电阻3111-2和变压器3111-3，通过由4个二极管3111-4组成的整流电路，再由电阻3111-5和电容3111-6组成的RC滤波电路，输出24V的直流电压。

优选的，图6显示了图4中单片机备用电源电路1112和电磁阀驱动备用电源电路1114的一个优选实施例。这两个备用电源电路采用相同的电路组成结构，电源电路的24V直流电压输出端电连接二极管3112-1的正极，二极管3112-1的负极分别并联两个备用电容3112-1、3112-2，这两个电容3112-1、3112-2的另一端共地。二极管3112-1的负极也是该备用电路的输出端，例如电磁阀驱动备用电源电路1114的输出端就与图4中安控继电器2155的常开触点2155A电连接。优选的，两个备用电容3112-1、3112-2均为单极性电容，电容标称值为2200uf/50v。

优选的，图7显示了图4中第一分压电路1113和第二分压电路1115的一个优选实施例。这两个分压电路采用相同的电路组成结构，电源电路的24V直流电压输出端或者是单片机备用电源电路输出的24V直流电压通过电容3113‐4旁路接地，串联分压电阻3113‐1一端接24V，另一端接电阻3113‐3和电阻3113‐2，电阻3113‐3的另一端接地，电阻3113‐2的另一端作为该分压电路的输出端。优选的，电阻3113‐1的阻值为82k，电阻3113‐3的阻值为9k，电阻3113‐2的阻值为1k。

基于同一发明构思，还提供了一种电磁阀工作状态检测方法。

图8显示了电磁阀工作状态检测方法一实施例的流程图。该检测方法实施例主要是利用图2所示电磁阀工作状态检测装置对电磁阀的工作状态进行实时检测。

图8中，第一步S801，开机加电，将电源电路接入交流市电，经转换后输出直流电，为单片机、检测单元、人机接口单元中的各组成电路供电，单片机完成初始化；第二步S802，接入电磁阀，单片机的一个I/O接口通过检测单元中的检测分压电阻接入待检测的电磁阀的检测端，该I/O接口输出频率固定的交流电；第三步S803，在线检测，单片机首先读取flash中的标定数据，若标定数据为空，则通过状态标定方法获取标定数据，若标定数据已存在，则向检测单元输入频率固定的交流电，检测单元将电磁阀两端的电压检测信号经过滤波处理后得到的状态检测信号，输入到单片机的A/D接口，单片机经过A/D处理，转换为状态检测数据，然后与标定数据进行比较；第四步S804，状态指示，标定数据包括开阀标定数据和关阀标定数据，若状态检测数据与开阀标定数据相同或相近，则通过人机接口单元中的显示输出电路显示电磁阀的工作状态为开阀，若状态检测数据与关阀标定数据相同或相近，则通过显示输出电路显示电磁阀的工作状态为关阀。

进一步的，利用图4所示的电磁阀工作状态检测装置对电磁阀的工作状态进行实时检测时，单片机通过A/D接口实时检测第二分压电路的电压，当单片机检测第二分压电路正常供电时，单片机经安全控制单元控制待测电磁阀接入检测单元，当单片机检测第二分压电路掉电时，经延时等待，例如优选为延时8秒，单片机经安全控制单元控制待测电磁阀断开与检测单元的电连接，同时控制电磁阀驱动备用电源电路接入电磁阀，使得电磁阀处于关阀状态。

优选的，单片机除了检测掉电后，将控制电磁阀驱动备用电源电路接入电磁阀，使得电磁阀处于关阀状态，还可以通过按键控制，将控制电磁阀驱动备用电源电路接入电磁阀。例如，当单片机判断按键3按下时，安全控制单元控制待测电磁阀断开与检测单元的电连接，同时控制电磁阀驱动备用电源电路接入电磁阀，使得所述电磁阀处于关阀状态。

进一步的，图9显示了图8中状态标定方法的一优选实施例流程图。图9中，首先S901，按下人机接口单元中的按键输入电路中的按键1，进入标定状态；然后S902，按下按键2，设置电磁阀为关阀状态，单片机向检测单元输入频率固定的交流电，检测单元输出电磁阀关阀对应的状态检测信号，输入到单片机的A/D接口，经过A/D处理，转换为电磁阀的关阀标定数据，将关阀标定数据存储到单片机的flash中；接着S903，松开按键2，设置电磁阀为开阀状态，单片机向检测单元输入频率固定的交流电，检测单元输出电磁阀开阀对应的状态检测信号，输入到单片机的A/D接口，经过A/D处理，转换为电磁阀的开阀标定数据，将开阀标定数据存储到所述单片机的flash中；最后S904，松开按键1，退出标定状态。

在实际应用中，因为电磁阀开关状态检测的频率固定的交流电实际是直流脉冲，具有单向性。长时间通入这种检测脉冲会使电磁阀轴心磁钢才生充磁或退磁效应，会发生状态检测信号的A/D值偏移的问题。对应的漂移规律是开阀对应的状态检测信号的A/D绝对值发生变化，关阀对应的状态检测信号的A/D绝对值也发生变化，这两个值的相对值基本不会变化。因此，优选的，在上述标定方法中还包括计算关阀标定数据与开阀标定数据之间的差值，该差值通常保持不变。

进一步优选的，在图8所示第四步S804状态指示步骤中进一步包括：若状态检测数据为当前关阀状态数据，则利用上述关阀标定数据与开阀标定数据之间的差值，计算当前开阀状态数据；若状态检测数据为当前开阀状态数据，则利用关阀标定数据与开阀标定数据之间的差值，计算当前关阀状态数据，然后，将当前关阀状态数据和当前开阀状态数据，分别作为新的关阀标定数据和开阀标定数据替换已有的关阀标定数据和开阀标定数据，并存储到所述单片机的flash中。

由此，就能动态的跟随电磁阀的漂移而更新关阀标定数据和开阀标定数据，作为下一次判断电磁阀状态的基准值。

实际应用中还有一个问题值得关注，就是不同型号的电磁阀对不同频率的交流电呈现的感抗不同。感抗的变化直接导致电磁阀开阀或关阀时，单片机能检测到的关阀标定数据与开阀标定数据之间的差值不一样，而该差值越大表明关阀与开阀区别越明显，可以提高检测精度。这样状态标定时就可以给电磁阀通入不同频率的频率固定的交流电，选取其中关阀标定数据与开阀标定数据之间的差值中最大值所对应的频率作为所述频率固定的交流电的检测频率。

优选的，状态标定方法中还包括频率固定的交流电的频率选择步骤：频率固定的交流电的频率范围为1kHz～4kHz，分别选择三个不同频率f1、f2和f3的频率固定的交流电分别进行标定，选择频率f1的频率固定的交流电时，得到对应的关阀标定数据与开阀标定数据之差的绝对值为FK1，选择频率f2的频率固定的交流电时，得到对应的关阀标定数据与开阀标定数据之差的绝对值为FK2，选择频率f3的频率固定的交流电时，得到对应的关阀标定数据与开阀标定数据之差的绝对值为FK3，然后，确定FK1、FK2、FK3中的最大值，以该最大值对应的关阀标定数据与开阀标定数据作为最终存储在所述单片机flash中的关阀标定数据与开阀标定数据，并以该最大值对应的频率作为所述频率固定的交流电的频率。

例如，A类电磁阀对1kHz的频率固定的交流电检测对应的开阀和关阀的标定数据之差的绝对值为10，A类电磁阀对2kHz的频率固定的交流电检测对应的开阀和关阀的标定数据之差的绝对值为20，则选择2kHz的频率固定的交流电作为A类电磁阀的标定及检测频率固定的交流电频率。与之相反，B类电磁阀对1kHz的频率固定的交流电检测对应的开阀和关阀的标定数据之差的绝对值为20，A类电磁阀对2kHz的频率固定的交流电检测对应的开阀和关阀的标定数据之差的绝对值为10，则选择1kHz的频率固定的交流电作为B类电磁阀的标定及输出频率固定的交流电的频率。

优选的，上述三个不同频率f1、f2和f3分别是1kHz、2kHz和4kHz。

基于以上实施例，本发明提供的电磁阀工作状态检测装置，通过在该电磁阀工作状态检测装置中设置控制单元和检测单元的方式，由控制单元向待检测的电磁阀输入频率固定的交流电，检测单元实时检测在线工作的电磁阀两端的电压信号，并返回输入到控制单元，由此判断电磁阀的工作状态。本发明还在电磁阀工作状态检测装置中设置了人机接口单元及安全控制单元，分别用于操作设置、状态显示以及确保电磁阀安全闭合。本发明实现了对电磁阀工作状态的准确检测，方便使用，在测量的准确度、受环境温度影响、人机接口以及实现成本等方面具有明显优势。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种电磁阀工作状态检测装置，包括供电单元，用于将交流市电转换为所述电磁阀工作状态检测装置所需的直流电，其特征在于，

所述检测装置还包括控制单元和检测单元，所述控制单元向待检测的电磁阀输入频率固定的交流电，所述检测单元实时检测所述电磁阀两端的电压检测信号，并将所述电压检测信号经过滤波处理后得到状态检测信号，所述状态检测信号再输入到所述控制单元，由所述控制单元对所述状态检测信号进行处理分析，由此判断所述电磁阀的工作状态；

所述控制单元为单片机，所述状态检测信号输入到所述单片机的A/D接口；

所述检测单元包括检测分压电阻、检测二极管、滤波电阻和滤波电容，所述检测分压电阻的输出端与所述待检测的电磁阀的检测端电连接，所述检测分压电阻的输入端与输出所述频率固定的交流电的所述单片机的I/O接口电连接，所述检测二极管的正极与所述电磁阀的检测端电连接，所述检测二极管的负极分别与所述滤波电阻和滤波电容电连接，所述滤波电阻、滤波电容的另一端均与所述电磁阀的接地端共地；

所述检测装置还包括安全控制单元，所述安全控制单元控制所述检测分压电阻的输出端与所述待检测的电磁阀的检测端之间电连接的通断，所述安全控制单元包括安控电路和安控继电器，所述安控电路中的第一安控电阻的一端与所述单片机的I/O接口电连接，所述第一安控电阻的另一端与第二安控电阻和安控三极管的基极电连接，所述第二安控电阻的另一端与所述安控三极管的发射极共地，所述安控三极管的集电极连接所述安控继电器的低电压控制端，所述安控继电器的高电压控制端接5V电压，所述安控继电器的低电压控制端和高电压控制端之间还串接一安控二极管，所述安控继电器的低电压控制端连接所述安控二极管的正极，所述安控继电器的高电压控制端连接所述安控二极管的负极，所述安控继电器的公共触点电连接所述电磁阀的检测端，所述安控继电器的常闭触点电连接所述检测分压电阻的输出端，所述安控继电器的常开触点电连接电磁阀驱动备用电源电路的输出端，当所述单片机检测到供电单元停电后，控制所述安控电路断开所述检测分压电阻的输出端与所述电磁阀的电连接，同时接通所述电磁阀驱动备用电源电路与所述电磁阀的电连接，由所述电磁阀驱动备用电源电路向所述电磁阀供电，使得所述电磁阀进入关闭状态。

2.根据权利要求1所述的电磁阀工作状态检测装置，其特征在于，所述电磁阀工作状态检测装置还包括人机接口单元，所述人机接口单元包括按键输入电路和显示输出电路，所述按键输入电路和显示输出电路分别接入所述单片机的不同的I/O接口。

3.根据权利要求2所述的电磁阀工作状态检测装置，其特征在于，所述供电单元包括电源电路，所述供电单元包括的电源电路将220V交流电转换为24V直流电，所述供电单元包括的电源电路输出端分别电连接单片机备用电源电路、电磁阀驱动备用电源电路和第一分压电路，所述单片机备用电源电路输出端电连接变压模块和第二分压电路，所述变压模块为所述单片机供电，所述第一分压电路和第二分压电路分别电连接所述单片机的A/D接口。

4.根据权利要求1所述的电磁阀工作状态检测装置，其特征在于，所述检测分压电阻的阻值为240欧姆，检测二极管、所述滤波电阻的阻值为51k欧姆，所述滤波电容的电容值为10uf，所述检测二极管的型号为IN4007。

5.根据权利要求2所述的电磁阀工作状态检测装置，其特征在于，所述按键输入电路包括按键1、按键2和按键3，所述显示输出电路包括至少两个用于指示待测电磁阀的开关状态的发光二级管。

6.根据权利要求5所述的电磁阀工作状态检测装置，其特征在于，所述单片机备用电源电路和电磁阀驱动备用电源电路采用相同的电路组成结构，均包括1个二极管和2个备用电容，所述电路组成结构包括的二极管的正极与所述供电单元包括的电源电路的24V直流电压输出端电连接，所述电路组成结构包括的二极管的负极分别并联所述2个备用电容，并作为所述电路组成结构的输出端，所述2个备用电容的另一端共地。

7.根据权利要求6所述的电磁阀工作状态检测装置，其特征在于，所述频率固定的交流电的频率范围是1kHz～4kHz。