CN107078669B - 自动填充控制技术 - Google Patents

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Abstract

装置具有微控制器，被配置为：接收包含关于由驱动马达的磁路产生的磁场的测量变化的信息的信令；以及基于接收的信令，确定包含关于马达的旋转速度的信息的相应信令。微控制器提供包含控制马达的运转的信息的控制信令，包括其中马达控制被用于控制来自泵的流体的流动。霍尔效应传感器用于感测磁通量，并且以实现马达控制的反馈信号的形式提供信令。马达壳体有槽，霍尔效应传感器通过槽被安装在马达壳体的外部，并且在霍尔效应传感器上布置铁磁桥，以关闭磁路并且使更多的磁通通过霍尔效应传感器。

Description

自动填充控制技术
相关申请的交叉引用
本申请要求临时专利申请序列号的权益。2014年9月19号提交的62/052,865(911-005.079-1//F-FLJ-X0015)；2014年10月31号提交的62/073,324(911-005.080-1//F-FLJ-X0016)；和2015年2月11号提交的62/114,730(911-005.081-1//F-FLJ-X0017)，其全部内容通过引用并入本申请。
技术领域
本发明涉及马达控制技术；更具体地涉及可以用于控制来自泵的流体流动的马达控制技术。
背景技术
有很多设备用于测量马达轴的旋转。
测功机通过机械地将轴耦合到旋转传感器来测量马达轴的旋转。
编码器是机械地耦合到马达轴的另一设备。编码器使用有图案的轮子，该轮子可以包含用于光学传感器的孔、用于磁性传感器的磁体或者用于电传感器的触点。用于测量马达旋转的另一种方法是依赖于用于驱动马达的PWM电压的关闭时间期间由旋转芯产生的反EMF，该方法在US 20130081718 A1中描述。
在上述设备中使用的已知技术的一个问题是，与测功机和编码器的情况一样，机械地耦合到马达的任何设备将需要来自马达的功以提供其运动。这种功将增加马达的负载。另一个缺点是这些方法需要被机械地耦合到马达轴的外部设备以运转。这些外部的设备为安装了它们的任何系统增加了额外的成本和复杂性。还有很多情况中，系统的空间要求排除了安装在马达轴上的任何外部设备的使用。
US 20130081718 A1描述的使用旋转芯的反EMF来确定马达的旋转速度的方法有几个缺点。它对不需要的电噪声敏感，取决于施加电压急剧变化时所采取的测量，并且由于系统用于推断马达旋转的物理性质的温度依赖性，还需要进行温度校正。
发明内容
具体实施例的示例
根据一些实施例，并且作为示例，本发明可以包括或者采取具有信号处理器、微控制器、或者信号处理模块的装置的形式，该装置至少被配置为：接收包含关于由驱动马达的磁路产生的磁场的测量变化的信息的信令；以及基于所接收的信令，确定包含关于马达旋转速度的信息的相应的信令。
作为示例，装置可以包括以下特征中的一个或者多个：
信号处理器、微控制器或者信号处理模块可以被配置为提供相应的信令作为包含信息的控制信令，以控制马达的运转，包括使用马达控制来控制来自泵的流体的流动。
该装置可以包括例如霍尔效应传感器，该霍尔效应传感器被配置为感测磁通量，并且以用于实现马达控制的反馈信号的形式提供信令。其他磁通量感测设备也可以被替代使用。
磁路可以包括定子、转子、马达的一些组合以及马达壳体，包括其中的定子和转子包含永磁体和铁磁芯，或者其中的定子是绕线定子，或者其中的马达是AC或者DC马达。
该装置可以包括具有马达的泵，并且还具有配置有信号处理器、微控制器或者信号处理模块的控制系统，该控制系统用于控制来自泵的流体流量的分配。
霍尔效应传感器可以被安装在发动机壳体的外部，并且被配置为感测离开发动机外壳的一部分磁场，包括安装在马达壳体的外表面上。
信号处理器、微控制器或者信号处理模块可以被配置为通过检测磁场的测量变化来确定铁磁芯的位置。
该装置可以包括具有信号处理器、微控制器或者信号处理模块的控制电路，该控制电路与反馈回路中的霍尔效应传感器结合；并且霍尔效应传感器可以被配置为感测由驱动发电机的磁路产生的磁场的测量变化，并且提供包含关于测量变化信息的信令。
该装置可以包括被配置为响应相应的信令并且泵送将被泵送的流体的泵，包括其中的泵是活塞或者隔膜泵。
马达壳体可以在其中配置或者形成有槽，其被开在马达壳体中以允许通过马达壳体的磁通量泄漏，并且霍尔效应传感器可以相对于槽配置、安装或放置，以检测通过发动机壳体的磁通量泄漏。
磁路可以包括配置或者建立在霍尔效应传感器上方的铁磁桥，以关闭磁路，并且使更多的磁通通过包含在铁磁桥和马达壳体之间的霍尔效应传感器。作为示例，铁磁桥可以安装在霍尔效应传感器上方的马达壳体上。
霍尔效应传感器可以被安装在马达壳体内部，并且被配置为感测磁场，包括安装在马达壳体的内表面上。作为示例，马达壳体可以被配置或者形成有在其中的孔，并且霍尔效应传感器可以被安装在马达内部，包括通过孔。由来自霍尔效应传感器的信号获得的随机噪声由于马达壳体充当防护罩可以被最小化，并且由于霍尔效应传感器与产生信号的部件的接近，信号的强度被最大化。
该装置可以包括相对于永磁体和铁磁芯布置的安装组件，并且霍尔效应传感器可以被安装在马达壳体内部的安装组件的某些部分上。
方法
根据一些实施例，本发明可以采取具有以下方法的形式，其特征在于步骤为：接收包含关于由驱动马达的磁路产生的磁场的测量变化的信息的信令；以及基于所接收的信令，确定包含关于马达旋转速度的信息的相应的信令。该方法可以包括用于实现本文所阐述的一个或者多个其他特征的步骤。
本领域问题的解决方法
本发明通过测量马达的旋转而克服了现有技术设备中的上述困难，而不需要使用安装在马达轴上的任何外部装置。此外，系统是低成本的、简单的，并且可以并入具有有限可用空间的系统中。
本发明还克服在US 20130081718 A1中描述的方法的困难。根据本文公开的本发明的方法依赖于测量物理特性的变化，而不是如US 20130081718 A1中所概述的方法测量它们的绝对值。这允许测量电路更简单并且更不易受到不需要的电噪声影响。这还使系统对于温度变化更具有鲁棒性，因为被测量的物理特性的变化比使用US 20130081718 A1中描述的方法测量绝对的物理特性更少依赖于温度。此外，根据本文公开的本发明的方法，使用该方法不需要使施加电压急剧变化，这在US 20130081718 A1中的方法中另有要求，因此本发明允许马达旋转维持在更加恒定的速度，并且产生更加精确的读数。此外，US20130081718 A1中描述的方法需要应用脉宽调制的电压，然而根据本文公开的本发明的方法，不管电源应用的方法如何，都可以被应用。
附图说明
附图包括图1-图22，这些图不一定是按比例绘制，其被简单描述如下：
图1是本领域已知的典型马达的图，并且可以应用于根据本发明的技术。
图2是图1中马达内部的图，示出了芯和永磁体。
图3是示出了通过理想马达的磁通量的图。
图4是示出了实际(非理想)马达中马达外部的磁通泄漏的图。
图5是示出了离开典型的马达的芯配置的磁通线的图。
图6包括图6A、图6B和图6C，示出了当芯沿着三个不同的角位置旋转时马达壳体外的磁通图。
图7是根据本发明的一些实施例的、具有安装在马达外部的霍尔效应传感器的马达的图。
图8是示出了霍尔效应传感器信号V、理想信号Vi和参考电压VR的电压与时间的曲线图。
图9是电压与时间的曲线图，示出了霍尔效应传感器信号V的第一周期，其中有示出假信号/错误读数的随机噪声，并且还示出了理想信号Vi和参考电压VR。
图10是根据本发明的一些实施例的、具有槽以允许通过马达壳体的磁通量泄漏的马达的图。
图11是根据本发明的一些实施例的、具有关闭磁路并且使更多磁通通过霍尔效应传感器的磁桥的马达的图。
图12是电压与时间的曲线图，示出了由引起错误读数的换向引起的霍尔效应传感器信号V的下降，其中一个错误读数被标记并且被识别。
图13是根据本发明的一些实施例的、具有安装在马达内部的霍尔效应传感器的马达的图。
图14是根据本发明的一些实施例的、具有放置在马达壳体中用于内部安装霍尔效应传感器的孔的马达的图。
图15是电压与时间的曲线图，示出了由马达换向引起的霍尔效应传感器信号的下降(电压下降)不再影响微控制器对霍尔效应传感器的正确读数。
图16是根据本发明的一些实施例的、具有用于马达控制的反馈回路的马达系统的图。
图17是简单的理想隔膜泵的图。
图18包括图18A至图18D，示出了图17中的隔膜泵，其中图18A示出了静止的隔膜泵，图18B示出了当流体以与隔膜的正垂直位移进入泵时；图18C示出了当水以与隔膜的负垂直位移离开泵时；以及图18D示出了当隔膜回到图18A中的器原始位置时。
图19包括图19A和图19B，示出了图17中的隔膜泵，其中图19A示出了静止的隔膜泵，图19B示出了隔膜泵经过的距离或者垂直位移，这可以乘以隔膜的横截面积以确定每周期移动的流体量；图19示出了隔膜经过的距离乘以隔膜的横截面积是每周期置换的液体的量。
图20是根据本发明的一些实施例的、具有相对于泵布置的图16中所示的马达系统的泵控制系统的图；图20示出使用霍尔效应传感器回溯法的泵控制系统。
图21是根据本发明的一些实施例的、用于实现控制软件的功能的步骤的流程图。
图22是根据本发明的一些实施例的、具有信号处理器、微控制器或者信号处理模块以实现功能的装置的图。
不是每幅图中的每个元素都用引线和参考数字标注，以减少图中的杂乱。
具体实施方式
图1-6：基础马达配置
作为示例，图1示出了具有轴2、永磁体3和铁磁芯4的典型马达1，可以在其中应用或者实现根据本发明的技术。图2示出了具有永磁体3和铁磁芯4的马达1的内部。本领域技术人员将理解，马达1包括其他没有被标记或者描述的零件和部件，因为它们不形成本文公开的基础发明的部分。此外，公开了关于典型AC马达的典型马达1，尽管本发明的范围旨在包括关于DC马达的实现，以及具有绕线定子的马达等。
永磁体3、铁磁芯4和马达壳体7一起形成磁路。磁路产生磁通量。在理想情况下，磁通量离开顶部磁体的一极，穿过铁磁芯4a，进入底部磁体，通过底部磁体的相反极离开，并且最后经过马达壳体7回到顶部磁体的另一极，例如如图3所示。(对“顶部”和“底部”的引用是相对于附图中的图的顶部和图的底部。)
在理想情况之外的任何实际情况中，由磁路产生的磁场可以不被限制在马达壳体7内部。一些磁通离开马达壳体7并且使用马达1周围的空间作为返回磁体的路径。作为示例，图4示出了可能出现在马达壳体7外部的磁通泄漏。
作为另一个示例，还可以形成芯，以使得在马达运转期间由磁路形成的磁通图随着芯的旋转而变化。当磁通量进入或者离开芯时，它以垂直于芯的几何结构的角度而变化。作为示例，图5示出了磁通线离开典型芯齿。
离开芯的磁通的这种不对称性在马达壳体7外部表现为不均匀的磁通图。磁通图是周期的，可以被检测，并且与轴的旋转直接相关。图6示出了当芯通过3个不同的角位置旋转时马达7外部的磁通图，例如，包括图6A、图6B和图6C中所示的三个不同的角位置。
概括地说，就具有与图5所示的芯几何结构相似的非理想马达而言，马达壳体外部的磁场将作为芯的角位置的函数而变化。本发明提供了一种通过使用霍尔效应传感器(例如，如图7所示以及下文详细描述的)来检测磁通量(如图6所示)的变化以确定芯4的位置，并且因此确定马达轴2的位置的方法。
图7-15
根据一些实施例，本发明可以由马达1、轴2、永磁体3、铁磁芯4、信号处理器、微控制器或者具有合适的外围设备的信号处理模块102(例如，如图22中所示)以及霍尔效应传感器6的一些组合构成。作为示例，信号处理器、微控制器或者信号处理模块102还可以包括图16和图20中所示的控制电路32，或者形成图16和20所示的控制电路32的一部分。合适的外围设备还可以包括图22中的电路或者部件104，或者形成图22中的电路或者部件104的一部分。
本领域技术人员将理解，霍尔效应传感器在本领域是已知的并且是用于测量磁场的设备。作为示例，图7示出了霍尔效应传感器6可以被安装在马达壳体7外部，并且可以被配置为检测当芯旋转时磁场发生的变化。霍尔效应传感器6的最佳位置取决于磁体位置和静止的电枢位置，并且本发明的范围不旨在限制霍尔效应传感器6的任何特定位置。在运转中，霍尔效应传感器6被配置为感测产生的磁场并且提供或者发送信号，该信号由信号处理器、微控制器或者信号处理模块102接收，其可以使用该信号来确定例如旋转次数、马达轴的旋转速度，或者马达轴2的加速度等的一些组合。
然而，在某些情况下，来自霍尔效应传感器6的信号可能被来自周围环境的电磁噪声影响。作为示例，图8图示了来自噪声环境的信号会如何出现。虚线表示不存在任何外部噪声的理想信号Vi会如何表现。理想信号Vi将呈正弦曲线变化，并且可以通过如元件102(图22)的微控制器与参考电压VR(如图8中点划线所示)进行比较，以便确定马达齿通过霍尔效应传感器6的次数。每当电压高于然后低于参考电压VR表示齿已经通过霍尔效应传感器6。
在图8中，实线表示实际信号V在如元件102(图22)的微控制器的输入处可能看起来像什么。该信号V从其环境中拾取噪声并且其电压值已经改变。这些图中所示的噪声是随机的，但并不总是随机的。这种噪声对通过的齿的检测是个问题。作为示例，图9更详细地示出了图8的第一周期。在图9中，被信号V拾取的随机噪声可能导致如元件102(图22)的微控制器错误地检测齿已经通过霍尔效应传感器6。举例来说，齿的这一次通过将被检测成齿的两次通过。
信号V中的噪声在通过的齿的检测中是个值得注意的问题。本发明提供减少噪声的几种方法或者方式，以便精确地检测马达的旋转。第一种方法涉及在马达壳体7的侧面切割成槽8，在其中放置或者布置霍尔效应传感器6，如图10所示，例如，通过在马达壳体7的外部安装霍尔效应传感器6。槽8产生磁场的泄漏并且提供更强的信号以检测上述效果。作为示例，本领域技术人员将理解，槽8可以被配置或者形成为沿着马达壳体的长度穿过马达壳体7的窄的矩形槽或者凹槽，例如，产生开口。本发明的范围不旨在限制矩形槽或者凹槽的任何特定尺寸，例如，在它的长度和宽度方面，其尺寸可以取决于马达的整体大小，被感测的磁场总强度等。
更进一步地，另一种方法还涉及例如可以使用铁磁桥9，其可以建立在霍尔效应传感器上方以关闭磁路，并使更多的磁通经过包含在铁磁桥9和马达壳体7之间的霍尔效应传感器6，例如，如图11所示。注意图10和图11未按比例绘制，并且用于清楚地示出这些设备的使用，而不是如何将它们物理地布置在利用本文公开的本发明的实际设备中。例如，本领域技术人员将理解电磁桥9可以被物理地安装在马达壳体7上，例如，使用现在已知的或者未来开发的安装技术，包括使用螺丝/螺栓、环氧树脂等。此外，还可以设想实施例，在这些实施例中，铁磁桥9可以物理地安装在一些其他结构上，以便布置或者配置在马达壳体7上，而不是物理地安装在马达壳体7上，例如，使用现在已知的或者未来开发的安装技术，包括使用螺丝/螺栓、环氧树脂等。进一步地，作为示例，并且作为本领域技术人员将理解的，铁磁桥9可以被配置或者形成为延伸和/或跨越槽或者凹槽8，例如，沿着槽或者凹槽8的至少一部分长度。本发明的范围不旨在限制铁磁桥9的任何特定尺寸，例如，在关于槽或者凹槽8的长度、宽度和高度方面，槽或者凹槽8的尺寸可以取决于马达的总体大小、被感测的磁场强度等。
此外，并且作为另一个示例，使用霍尔效应传感器公开了本发明的这个实施例，然而本发明的范围旨在包括使用能够测量可以使用的磁场的任何设备，例如，包括本领域现在已知的或者未来开发的其他类型或者种类的设备。
作为进一步的示例，另一种方法可能涉及或者采取这样的形式，即使用电子滤波部件来从由霍尔效应传感器提供的传感器信号中去除瞬态信号。本发明的范围旨在包括并且设想使用本领域已知的或者未来开发的电子滤波部件，包括使用信号平滑滤波器等的实施例。
作为另一个示例，图13示出了另一种方法，该方法涉及或者采取这样的形式，即在马达壳体7中形成孔8a并且将霍尔效应传感器6安装在马达1中。在图13中，霍尔效应传感器6可以安装在例如安装组件4b中或安装组件4b上，该安装组件4b相对于永磁体3和铁磁芯4布置。作为示例，可以使用螺丝/螺栓或者环氧树脂将霍尔效应传感器6安装在安装组件4b的一些部分上。此外，本发明的范围不旨在限制如何将霍尔效应传感器6安装到马达1内部，包括如何将霍尔效应传感器6安装到安装组件4b上。设想实施例，并且本发明的范围旨在包括，霍尔效应传感器6安装到马达1内部，包括将霍尔效应传感器6安装到安装组件4b上，例如，使用本领域现在已知的或者未来开发的其他类型或者种类的安装技术。使用这种方法，由于马达壳体7用作保护罩，可以最小化由霍尔效应传感器6的信号获取的随机噪声；并且进一步地由于霍尔效应传感器6与产生信号的部件的接近，可以最大化信号强度。然而，当霍尔效应传感器6安装或放置在马达壳体7内部时，可能存在由于马达1的换向而导致在期间磁场强度将急剧减小的一段时间。作为示例，图12示出了信号强度的下降可能导致错误读数。通过在特定位置放置霍尔效应传感器6可以减轻这个问题，例如，如图13中所示的位置。为了在图13指示的位置放置霍尔效应传感器，可以在马达壳体7钻入孔8a或者在马达壳体7中形成孔8a，例如，如图14所示。当霍尔效应传感器6在该位置时，来自霍尔效应传感器6的信号将表现为如图15所示，并且不会干扰马达旋转的检测。作为示例，图15示出了曲线图，该图中的尖峰不会再导致错误读数，例如，由于本文公开的霍尔效应传感器的位置在马达壳体7内部。将图15与图12所示相比较。此外，设想实施例，并且本发明的范围旨在包括使用诸如8a的孔将霍尔效应传感器6安装在马达壳体7内部。作为示例，可以在将安装组件4b布置或滑入马达壳体7内部之前，将霍尔效应传感器6安装到安装组件4b上。
图16-20
根据本发明的一些实施例，通过使用具有马达控制电路30的反馈回路中的霍尔效应传感器6的输出可以完成精准的马达控制，例如，如图16所示。马达控制电路30包括控制电路32、马达34和霍尔效应传感器36，这些被布置在反馈回路中以实现马达控制。与上述一致的，控制电路32可以包括或者采取这样的形式，即信号处理器、微控制器或者图22中所示的信号处理模块102。在运转中，控制电路32可以被配置为沿着线31接收来自用户的输入、和沿着线36a接收来自霍尔效应传感器的信号，并且沿着线32a提供相应的信号作为控制信令以控制马达34的运转。马达34被配置为响应沿着线32a的控制信令、并且提供可以由线34a表示的马达输出，并且还提供一些形式的电磁信令，例如，包含由驱动马达34的磁路产生的磁场的测量变化，其可以由线34b表示。霍尔效应传感器36被配置为响应于由线34b表示的由驱动马达34的磁路产生的磁场的测量变化，并且沿着线36a提供来自霍尔效应传感器36的信号。在运转中，控制电路32可以监测马达34的角位置、速度或者加速度，并且可以调整马达34的输入，以便马达34以设备用户想要的方式运转。图16示出了由反馈回路表示的该系统。
本专利申请公开的系统可以用于各种电源系统，包括但不限于交流电、直流电和脉宽调制。当使用AC电源时，通过测量马达的速度可以调节泵的速度，确定需要增大或者减小的速度，然后确定并且施加合适的电压波形的占空比以获得想要的功率。使用这种方案，当电压在其周期的波谷时，应施加电压以使电压斜坡上升，而不是突然施加全电压。
泵可以连接到马达以创建系统，在该系统中流体可以精确地并且可控地泵送。在下面的描述中，来自控制电路系统30的马达34可以用于驱动图17所示的简单的理想活塞泵10，但是这个概念可用于许多不同类型的容积式泵。
图17示出了简单的理想活塞泵10，具有以下部件：
活塞驱动器11，被来自马达控制电路30的马达34驱动。
活塞12，被认为是刚性的，刚性地连接到活塞驱动器11，并且该活塞12与泵送室15形成完美密封。
入口止回阀13，水只能通过该入口止回阀13流入泵10。
泵入口14，通过止回阀13流入泵入口14的流体进入泵室15。
泵出口16，水通过该泵出口16流出泵10，并且最终出口止回阀17将只允许水离开泵。
为了讨论的目的，人们还将考虑被泵送的流体是不可压缩的，尽管它不需要。
图18示出了活塞泵10的运转。图18A示出了两个止回阀13、17都关闭的静止的泵。图18B示出了活塞驱动器11在垂直方向上正向移动，并且活塞12随之移动，使得泵送室15的体积增加。随着泵送室15的体积的增加，跨越入口止回阀13产生压力差(Pinlet>Pextension)，这使得流体穿过入口止回阀13流入泵送室15。图18C示出了活塞驱动器11开始向下推并且减小了泵送室15的体积，这使得泵送室15中的压力增加，直到其超过出口压力(Pcompression>Poutlet)并且打开出口止回阀17，允许水流出泵送室15。图18D示出了在泵送的一个周期结束时的泵10。
在简单的理想活塞泵中，将从泵入口14移动到泵出口16的流体的体积恰好等于当活塞11在其较低位置到其较高位置时泵送室15的体积变化。该体积是垂直于沿着活塞驱动器11的长度的轴线的活塞11的横截面积乘以活塞11在其较低和较高位置之间平行于该轴线移动的距离。图19显示了该轴线和垂直距离。
驱动器的运动被马达34控制并且与马达34的旋转运动直接相关。如本领域技术人员所理解的，马达34的角度旋转与活塞驱动器11的直线平移之间的转换可以通过多种方式完成，这将不会在这里讨论，因为本发明的范围不旨在限制完成这样的转换的任何特定途径或者方式。通过使用上文公开的马达控制的方法，活塞11的直线平移可以被精确地控制，这反过来可以精确地控制流经泵10的流体的量。利用控制电路32中适当的或者合适的软件，本发明允许用户选择通过泵的流速或者总流量，例如，通过示例的方式与在图21中全部或者部分所示的一致。图20示出了根据本发明的一些实施例的整个系统40，其包括图16所示的泵控制系统30与泵42的组合，泵对由线34a表示的马达输出做出响应并且提供由线42a表示的泵输出，该泵输出可以采取分配来自泵42的流体流的形式。
图21
在理想情况外，由所描述的泵分配的体积将不太可能精确地等于上述体积的变化。像活塞的弹性、通过止回阀的泄漏、马达和驱动器之间的滑动和一些其他缺点之类的因素将导致理想泵与实际泵之间的差异。当正被泵送的流体性质改变时，这些差异将会加剧。
为了进一步改进系统的精确度，设备可以被放置在流动路径中，以监测流体的行为并且将这个信息反馈给控制系统。这种设备的示例为流量表、压力计、温度计和可以用于提高系统精确度的测量流体性质的任何其他设备。
这些设备中最直接的就是流量表。通过在该系统中安装流量表并且将其输出馈送到控制电路，可以将变化的马达速度的影响直接与流速相关，并且可以实现精确的流量控制。
另一种可以被使用的设备是温度传感器。包括密度和黏度的流体特性高度依赖于流体的温度，并且泵送系统的流率反过来高度依赖于这些流体特性。对于给定的流体和泵送系统，可以使用经验方程或者值表将温度、电压和电流消耗与流量相关联。控制器可以使用这些值来精确地推断通过系统泵送的流体的量。作为示例，图21示出了具有步骤50a、50b、50c、50d、50e、50e1、50e2、50f、50f1、50f2、50f3、50g和50h的软件程序的流程图，根据本发明的一些实施例可以实现这些步骤。
图22：信号处理器、微控制器或者信号处理模块10a
作为示例，图22以装置100的形式示出了本发明，例如，具有信号处理器、微控制器或者信号处理模块102。
信号处理器、微控制器或者信号处理模块102至少可以被配置为接收包含关于由驱动马达的磁路产生的磁场的测量变化的信息的信令；以及基于接收的信令确定包含关于马达旋转速度的信息的相应的信令，与本文所述的一致，以及如图22所示。作为示例，信号处理器、微控制器或者信号处理模块102可以包括例如印制电路板组件(PCBA)，或者形成PCBA的一部分。
本发明的范围旨在包括作为独立的模块或者处理器的信号处理器、微控制器或者信号处理模块102，以及形成PCBA一部分的信号处理器、微控制器或者信号处理模块102，或者作为现在已知的或者未来开发的一些其他信号处理模块的一部分等。
根据一些实施例，装置100可能包括本文所述的其他特征中的一个或者多个，包括霍尔效应传感器6或者36、磁路、控制电路32、马达1或者34、泵42等。设想实施例，并且本发明的范围旨在包括装置100，该装置100包括或者采取这样的形式，即如图16所示的控制系统和如图20所示的泵控制系统。
信号处理器102
作为示例，并且和本文所描述一致，可以将信号处理器、微控制器或者信号处理模块102的功能实现为接收信令，处理其中的信令和/或确定相应的信令，例如，使用硬件、软件、固件或者其组合，尽管本发明的范围不旨在限制其任何特定实施例。在典型的软件实现中，信号处理器、微控制器或者信号处理模块102可以包括或者采取一种或者多种基于微处理器的结构的形式，该结构具有微处理器、随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)、输入/输出设备以及连接它们的控制、数据和地址总线架构。本领域技术人员将能够编程这样的基于微处理器的实现以执行本文所述的功能，以及本文所描述的其他功能，而无需进行过度的实验。本发明的范围不旨在限制使用现在已知的或者未来开发的技术的任何特定实现。此外，本发明的范围旨在包括作为上述装置的一部分、或者作为独立模块或者与用于实现另一个模块的其它部件和/或的电路的组合的信号处理器。
作为示例，用于在这样的信号处理器、微控制器或者信号处理模块中接收信令的技术在本领域中是已知的技术，并且本发明的范围不旨在限制现在已知的或者未来开发的任何特定类型或者种类的技术。基于这种理解，本领域技术人员将理解、认识并且能够与本文所述一致地实现和/或调整信号处理器、微控制器或者信号处理模块，而无需进行过度的实验，以便接收包含关于由驱动马达的磁路产生的磁场的测量变化的信息的信令。
基于或者从接收的另一种类型信令来确定一种类型的信令的技术在本领域中也是已知的，并且本发明的范围并不旨在限制现在已知的或者未来开发的任何特定类型或者种类的技术。基于这种理解，本领域技术人员将理解、认识或者能够与本文所述一致地实现和/或调整信号处理器、微控制器或者信号处理模块，而无需进行过度的实验，以便基于接收的信令确定包含关于马达的旋转速度的信息的相应信令。
用于提供来自诸如模块10a的信号处理器的信令的技术在本领域中也是已知的，并且本发明的范围并不旨在限制现在已知的或者未来开发的任何特定类型或者种类的技术。基于这种理解，本领域技术人员将理解、认识并且能够与本文所述一致地实现和/或调整信号处理器、微控制器或者信号处理模块，而无需进行过度的实验，以便将相应的信令提供为包含控制马达的运转的信息的控制信令。
还应当理解，装置100可以包括用于实现与底层装置相关联的其它功能的一个或者多个其它信号处理器电路或者组件104，其不构成本发明的一部分，因此在此不作详细描述。作为示例，一个或者多个其他模块、部件、处理电路或者电路系统可以包括随机存取存储器、只读存储器、输入/输出电路系统和数据和地址总线，以用于实现信号处理器或者设备或者部件等的信号处理功能。
可能的应用
该技术可以用于任何要求精确马达控制或者通过泵流体的精确控制的应用。本公开所描述的泵是活塞泵，但是系统可以使用移动流体并且由马达驱动的任何泵。这可以包括但不限于以下泵：活塞泵、隔膜泵、凸轮泵、滑动叶片泵、齿轮泵、离心泵和可变形叶轮泵。
本发明范围
虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将会理解，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种改变并且可以用等同物替代其元件。此外，在不脱离其实质范围的情况下，可以进行修改以使特定情况或者材料适应本发明的教导。因此，意图是本发明不限于本文公开的作为实施本发明的最佳模式的特定实施例。

Claims (22)

1.一种用于控制马达的装置，包括：
信号处理器、微控制器或者信号处理模块，至少被配置为：
接收包含关于由驱动马达的磁路产生的磁场的测量变化的信息的信令，所述磁路具有定子、转子和马达壳体的一些组合，包括其中所述定子和所述转子分别包括永磁体和铁磁芯，或者包括其中所述定子是绕线定子，或者其中所述马达是交流马达或者直流马达；
基于接收的所述信令，确定包含关于所述马达的旋转速度的信息的相应信令；以及
霍尔效应传感器，被安装在所述马达壳体外部，并且被配置为感测离开所述马达壳体的一部分磁场，包括被安装在所述马达壳体的外表面上，所述马达壳体被配置或者形成有在其中的槽，所述槽被开在所述马达壳体中以允许通过所述马达壳体的磁通量泄漏，并且所述霍尔效应传感器相对于所述槽配置、安装或者放置，以检测通过所述马达壳体中的所述槽的所述磁通量泄漏。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述信号处理器、微控制器或信号处理模块被配置为提供所述相应信令作为包含控制所述马达的运转的信息的控制信令，包括其中马达控制被用于控制来自泵的流体的流动。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述霍尔效应传感器被配置为感测磁通量并且以用于实现马达控制的反馈信号的形式提供所述信令。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置包括泵，所述泵具有马达，并且还具有配置有用于控制所述泵的运转以控制来自所述泵的流体流的分配的信号处理器、微控制器或者信号处理模块。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述信号处理器、微控制器或者信号处理模块被配置为通过检测所述磁场的测量变化来确定所述铁磁芯的位置。
6.根据权利要求2所述的装置，其中
所述装置包括控制电路，所述控制电路包括与反馈回路中的所述霍尔效应传感器相结合的所述信号处理器、微控制器或者信号处理模块；以及
所述霍尔效应传感器被配置为感测由驱动所述马达的所述磁路产生的磁场的所述测量变化，并且提供包含关于所述测量变化的信息的所述信令。
7.根据权利要求2所述的装置，其中
所述装置包括泵，所述泵被配置为响应于所述相应信令并且泵送将被泵送的所述流体，包括其中所述泵是活塞泵或者隔膜泵。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述磁路包括建立在所述霍尔效应传感器上方的铁磁桥，以关闭所述磁路并且使更多磁通通过包含在所述铁磁桥和所述马达壳体之间的所述霍尔效应传感器。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述铁磁桥被配置在所述霍尔效应传感器上方，包括被安装在所述霍尔效应传感器上方的所述马达壳体上。
10.一种用于控制马达的装置，包括：
信号处理器、微控制器或者信号处理模块，至少被配置为：
接收包含关于由驱动马达的磁路产生的磁场的测量变化的信息的信令，所述磁路具有定子、转子和马达壳体的一些组合，包括其中所述定子和所述转子分别包括永磁体和铁磁芯，或者包括其中所述定子是绕线定子，或者其中所述马达是交流马达或者直流马达；
基于接收的所述信令，确定包含关于所述马达的旋转速度的信息的相应信令；
其中所述马达壳体被配置有形成于在其中的产生所述磁场的泄漏的切口或者槽，并且所述装置包括霍尔效应传感器，所述霍尔效应传感器相对于所述切口或者所述槽配置，以感测所述磁场的所述泄漏。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述信号处理器、微控制器或信号处理模块被配置为提供所述相应信令作为包含控制所述马达的运转的信息的控制信令，包括其中马达控制被用于控制来自泵的流体的流动。
12.一种用于控制马达的装置，包括
信号处理器、微控制器或者信号处理模块，至少被配置为：
接收包含关于由驱动马达的磁路产生的磁场的测量变化的信息的信令，所述磁路具有定子、转子和马达壳体的一些组合，包括其中所述定子和所述转子分别包括永磁体和铁磁芯，或者包括其中所述定子是绕线定子，或者其中所述马达是交流马达或者直流马达；
基于接收的所述信令，确定包含关于所述马达的旋转速度的信息的相应信令；以及
霍尔效应传感器，被安装在所述马达壳体外部，并且被配置为感测离开所述马达壳体的一部分磁场，包括被安装在所述马达壳体的外表面上；
所述磁路具有建立在所述霍尔效应传感器上方的铁磁桥，以关闭所述磁路并且使更多磁通通过包含在所述铁磁桥和所述马达壳体之间的所述霍尔效应传感器。
13.一种用于控制马达的装置，包括
信号处理器、微控制器或者信号处理模块，至少被配置为：
接收包含关于由驱动马达的磁路产生的磁场的测量变化的信息的信令，所述磁路具有定子、转子和马达壳体的一些组合，包括其中所述定子和所述转子分别包括永磁体和铁磁芯，或者包括其中所述定子是绕线定子，或者其中所述马达是交流马达或者直流马达；
基于接收的所述信令，确定包含关于所述马达的旋转速度的信息的相应信令；
其中所述马达壳体被配置或者形成有在其中的孔，并且所述装置包括霍尔效应传感器，所述霍尔效应传感器被安装在所述马达内部，包括通过所述孔。
14.根据权利要求13所述的装置，其中所述装置包括相对于所述永磁体和所述铁磁芯布置的安装组件，并且所述霍尔效应传感器安装到所述安装组件的某一部分。
15.根据权利要求13所述的装置，其中由来自所述霍尔效应传感器的信号获得的随机噪声由于所述马达壳体充当防护罩而被最小化，并且由于所述霍尔效应传感器与产生所述信号的部件的接近所述信号的强度被最大化。
16.根据权利要求13所述的装置，其中所述信号处理器、微控制器或信号处理模块被配置为提供所述相应信令作为包含控制所述马达的运转的信息的控制信令，包括其中马达控制被用于控制来自泵的流体的流动。
17.一种用于控制马达的方法，包括：
利用信号处理器、微控制器或者信号处理模块，接收包含关于由驱动马达的磁路产生的磁场的测量变化的信息的信令，所述磁路具有定子、转子和马达壳体的一些组合，包括其中所述定子和所述转子分别包括永磁体和铁磁芯，或者包括其中所述定子是绕线定子，或者其中所述马达是交流马达或者直流马达；
利用所述信号处理器、微控制器或者信号处理模块，基于接收的所述信令，确定包含关于所述马达的旋转速度的信息的相应信令；
将霍尔效应传感器安装在所述马达壳体外部，所述霍尔效应传感器被配置为感测离开所述马达壳体的一部分磁场，包括被安装在所述马达壳体的外表面上；
在所述马达壳体中配置或者形成槽，所述槽被开在所述马达壳体中以允许通过所述马达壳体的磁通量泄漏；以及
将所述霍尔效应传感器相对于所述槽配置、安装或者放置，以检测通过所述马达壳体中的所述槽的所述磁通量泄漏。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述方法包括：利用所述信号处理器、微控制器或信号处理模块，提供所述相应信令作为包含控制所述马达的运转的信息的控制信令，包括其中马达控制被用于控制来自泵的流体的流动。
19.一种用于控制马达的方法，包括：
利用信号处理器、微控制器或者信号处理模块，接收包含关于由驱动马达的磁路产生的磁场的测量变化的信息的信令，所述磁路具有定子、转子和马达壳体的一些组合，包括其中所述定子和所述转子分别包括永磁体和铁磁芯，或者包括其中所述定子是绕线定子，或者其中所述马达是交流马达或者直流马达；
利用信号处理器、微控制器或者信号处理模块，基于接收的所述信令，确定包含关于所述马达的旋转速度的信息的相应信令；以及
配置所述马达壳体，所述马达壳体具有在其中形成的、产生所述磁场的泄漏的切口或者槽；
相对于所述切口或者所述槽配置霍尔效应传感器，以感测所述磁场中的所述泄漏。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述方法包括：
利用所述信号处理器、微控制器或信号处理模块，提供所述相应信令作为包含控制所述马达的运转的信息的控制信令，包括其中马达控制被用于控制来自泵的流体的流动。
21.一种用于控制马达的方法，包括：
利用信号处理器、微控制器或者信号处理模块，接收包含关于由驱动马达的磁路产生的磁场的测量变化的信息的信令，所述磁路具有定子、转子和马达壳体的一些组合，包括其中所述定子和所述转子分别包括永磁体和铁磁芯，或者包括其中所述定子是绕线定子，或者其中所述马达是交流马达或者直流马达；
利用信号处理器、微控制器或者信号处理模块，基于接收的所述信令，确定包含关于所述马达的旋转速度的信息的相应信令；
配置或形成在其中具有孔的所述马达壳体；以及
将霍尔效应传感器内部地安装在所述马达的内侧，包括通过所述孔。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述方法包括：
利用所述信号处理器、微控制器或信号处理模块，提供所述相应信令作为包含控制所述马达的运转的信息的控制信令，包括其中马达控制被用于控制来自泵的流体的流动。
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