CN1077259C - 电子控制流体流的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

对于能可靠地开/关水阀和操作微处理机的电池的容量进行连续性检测，以保证操作的高度可靠性。为此形成了一批基准电压。将电池的现行电压与这些基准电压进行比较，根据这些比较结果，用例如LED(发光二极管)显示了电池的状态。

Description

电子控制流体流的方法及其装置
本发明涉及电子控制流体流的方法及其装置，特别是用于自来水设备中阀门有效功率的监控方法与装置，具体涉及到当自来水设备的运行适应于有效功率时的上述方法与装置。
对洗涤设备中的水流作无触点电子控制的方法与装置已公开在例如CH-A-651143、CH-A-646766与DE-A-3920581等专利说明书中。要是这类装置是由电池驱动，则当电池达到一定的剩余容量时，就必须及时将它更换。为了能说明电池的更换是适时的，事先要测定此电池的电压是否超过一预定的电压值。电压不足是用LED(发光二极管)来表明。
本发明的目的在于提供上述的这类方法与装置，它们能保证相应的作业具有较高的可靠性和更为有效。
本发明提出了一种电动阀和控制电路装置，用来响应传感系统的输入而打开和关闭此阀门。通常是把电池用作电源来激励上述控制电路与阀的。测定出开关此阀所需的最低功率以及起动此控制电路所需的最低功率。由于这里的电源通常是电池，电池的可用功率是可以根据电池的电压来测定的。此阀与控制电路的功率要求也可以看作是对电池的电压电平的要求。还可设置显示器，用以显示电池激励上述阀和激励上述控制电路装置以开/关此阀的能力。
本发明指出的一种电子控制流体流的方法，包括步骤：提供一个电动的阀；设置一控制电路装置以响应传感系统的输入来开/关此阀；其特征在于还包括：测定开/关此阀所需的能量要求；测定出为合适地操作此控制电路装置而需的能量要求，并且对激励上述阀与控制电路装置的电源能力进行连续性的测量。
本发明特别能用来在电池的或电源的电压不足时，防止水阀能够起动和打开而不能再次关闭上的情形。借助微处理机或机制装置可以避免出现不受控状态。
另一个优点是，电池的容量可以一直用到能保证获得最低值的阀关闭电压。于是电池的使用寿命得到了延长，而且不会有增加失误次数的风险。
表征本发明的各种新颖特点具体指出在后附的且构成本公开文件一部分的权利要求书中。为便于更好地理解本发明和理解通过应用本发明所能获得的操作优点与特殊目的，下面对照附图阐述本发明最佳实施例。
附图1是带有无触点电子控制装置的水流设备的横剖面图。
此无触点电子控制装置设置在例如清洗池12的出水口处。为了控制水阀5，采用了一种例如红外光扫描/接收器3。当着例如有人的手进入到为此红外光扫描/接收器所扫描的区域内时，此扫描/接收器便作出响应并发送一信号，此信号被放大，促使水阀打开或关闭。设有微处理机7进行这种控制，同时设有电池6作为电源。还设置有可从外面看清的显示器27，例如LED，来示明电池6的状态。
这里所用的水阀5最好是一种脉冲伺服阀，其中为了进行可靠的开与关，能给电池或电源设置某个最低极限值。应该注意到，由于不可避免的电池的内电阻的影响，以上极限值应该在电池的负载状态下，即在控制脉冲终止的条件下给出和测量。最低的关阀电压应该低于最低的开阀电压，以便常能在阀打开之后由相同的电池电压将阀再次关闭。
为了评价电池6的状态或即电池得以可靠地开/关阀的能力，同时为了能可靠地操作微处理机，在微处理机内形成了三个基准电压。
第一个基准电压V(1)相当于这样一个电池电压，此电压对应着相对于保证的最低开阀电压的备用容量或仍约为10％的安全系数。第二个基准电压V(0)相当于保证的最低闭阀电压。第三个基准电压V(p)则相应于这样一个最低电池电压，在此电压下，微处理机仍然不能工作。V(P)低于V(0)，而V(0)又低于V(1)。
锂电池2CR5的剩余容量可以根据它的放电曲线，亦即描述此电池电压随放电时间而下降的曲线得以近似地测定。这就是说，例如一定的剩余的电池容量可以关联着10％的或完全放电的剩余容量。
通过在负载状态或是在阀负载状态下，将现行的电池电压与上述三个基准电压相比较，电子装置就能将电池的现行状态指定为下述状态中之一：
试验的新电池初始化
电池良好状态B0
电池剩余容量10％，在负载下状态B1
电池剩余容量10％，无负载状态B2
电池剩余容量0％，在负载下状态B3
微处理机的最低电压系统关闭B4
不同的状态由显示器例如作如下显示：
初始化    LED闪烁
电池状态0 LED熄灭
电池状态1 LED闪烁
电池状态2 LED闪烁
电池状态3 LED连续发光
系统关闭  LED连续发光
在下面的功能描述中，将描述到以上不同状态所能进入或脱离的环境。
插入电池后对电池进行试验，以确定此无负载电池的电压高于还是低于V(1)。
要是高于V(1)，便进行初始化。LED显示器在此初始化过程中闪烁。
如果此无负载电池的电压低于V(1)，便作了一次插入的是已用过的电池的试验。在这种情形下便拒绝进行初始化，而LED显示器则连续发光(只要此电池仍能激励LED显示器)。
状态B0
这一状态指电池良好。LED显示器保持关闭。
按短的时间间隔即按每一秒钟测量了无负载电池电压。要是测定出此电池电压高于V(1)，就可设定状态B0，不然即设定状态B1(无负载)。
状态B1
这一状态是指在负载下的电池电压所对应的电池备用容量相对于为打开阀所需最低电压小于10％时。此电池应在随后的2至3周内更换。
电池到了必须更换时，便继续由LED显示器在例如1Hz的频率下闪烁来表明。
每当阀打开时便测量负载下的电池电压，然后将它与V(0)比较。要是比较的结果表明低于V(0)，便转换到状态B3。
要是电池没有在说及的2至3周内更换，有可能出现这样的情形，即此系统仍然处在状态B1，且甚至会在较长一段时间继续起作用。但是，即使电子装置仍然受到激励，必定会从某个时刻开始到达一个使阀停止打开的值。
上述现象的原因在于：在到达对于各种值都有保证的最低闭阀电压V(0)之前，电压可能会降到适用于所涉及的阀的最低开阀电压之下。
这种方法的优点是，电池容量可以一直利用到所保证的最低闭阀电压。
状态B2
在一个有较长时期未使用的电子式清洗池中，电池可能放电到不再能保证使阀起动的程度。为把这种情形包括进去，对无负载的电池电压每秒也至少测量一次。要是测定出低于V(1)的一个值，即变换到这一状态B2。
状态B2不同于状态B1之处只是，是在阀下一次打开之前给此阀发送一闭阀脉冲。将在闭阀脉冲期间测定的负载下的电池电压值与V(1)和V(0)比较，确定此值是否可以接通和转换到状态B0或B1，或是否必须直接变换到状态B3。
状态B3
这一状态是指负载下的电池电压肯定不足用来将阀关闭。在此状态下，系统于是拒绝打开阀，而用户则可通过LED显示器的连续照明了解到这种拒绝状态的。
然而，每当要“使用”清洗池时，则可将一闭阀脉冲加到阀上进行检验，以测定负载下的有效电池电压是否仍足以关闭上此阀。这样就能可靠地避免将此系统停止运行，不然将会带来不正确的测量结果。
状态B4
制造厂家只是在高于最低工作电压的条件下来保证微处理机的正确功能。忽视了这一事实，微处理机就可能发出各种错误的输出信号(例如发出指令将阀打开！)。为避免出现这种情形，在工作电压极限值V(P)下要将微处理机关闭掉。
此时的LED显示器将通过电子组件的硬件而仍然保持为连续发光的状态，直到电池的能量耗尽。
尽管上面已详示了本发明的一些具体实施例来阐明本发明原理的应用，但应认识到，在不脱离这种原理的前提下，本发明是可以由其它形式来具体体现的。

Claims (15)

1.一种电子控制流体流的方法，包括步骤：提供一个电动的阀；设置一控制电路装置以响应传感系统的输入来开/关此阀；其特征在于还包括：测定开/关此阀所需的能量要求；测定出为合适地操作此控制电路装置而需的能量要求，并且对激励上述阀与控制电路装置的电源能力进行连续性的测量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述能量要求是取基准电压形式；前述对电源能力的测量，是分别在负载和无负载状态下测量此电源的有负载的和无负载的电源电压；将此电源的有负载的和无负载的电压与前述基准电压比较，确定此电源的容量。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述用来开阀的能量要求取为第一基准电压(V(1))基本上等于开阀所需的最低电压再加上一安全系数的形式；所述用来关阀的能量要求取为第二基准电压(V(0))基本上等于关阀时所需的最低电压的形式；而所述用来合适地操作控制电路装置的能量要求，则取为第三基准电压(V(P))基本上等于此控制电路仍能工作的最低电压的形式。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于还包括步骤：当所说有负载的和无负载的电源电压大于第一基准电压(V(1))时，进入第一状态(B0)；当此负载的电源电压小于第一基准电压(V(1))而大于第二基准电压(V(0))时，进入第二状态(B1)；当此无负载的电源电压小于第一基准电压(V(1))而负载的电源电压大于第二基准电压(V(0))时，进入第三状态(B2)；当此负载的电源电压小于第二基准电压(V(0))时，进入第四状态(B3)；而当此负载的电源电压小于第三基准电压(V(P))时，进入第五状态(B4)。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：它还包括由闪烁和连续照明中的一种形式来显示第二状态(B1)、第三状态(B2)、第四状态(B3)与第五状态(B4)的步骤。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于它还包括下述步骤：提供一用作所说电源的电池；根据把电池电压描述为放电时间函数的电池放电曲线，测定出此电池的剩余容量；再为一预定的剩余电池电压指定一后备容量。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于它还包括下述步骤：利用所说电源使控制电路装置初始化；在此初始化过程中测量此电源的电源电压，当此电压大于第一基准电压(V(1))时则继续这一初始化过程，而当此电压小于第一基准电压(V(1))时则中止这一初始化过程。
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于它还包括下述步骤：按时间间隔测量所说的无负载电压；要是此无负载电压大于第一基准电压(V(1))则进入第一状态(B0)，不然便进入第三状态(B2)。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于它还包括下述步骤：在每次打开阀时测量所说的负载电压；当此负载电压大于第一基准电压(V(1))则进入第一状态(B0)，不然便进入第二状态(B1)。
10.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所说的电源包括电池；在测定第二状态(B1)时，当负载下的电池电压相对于为打开此阀所需的最低电压，对应于一个低于一预定的电池备用容量的电池备用容量时，便由闪烁的发光二极管来表明电池的变化。
11.如权利要求4所述的方法，其特征在于它还包括下述步骤：在上述的第四状态(B3)，阻止此控制电路装置响应传感系统的输入来打开所说的阀，产生一连续的照明信号，并在此传感系统的输入指明要打开此阀时给此阀发送一个关阀的信号，在此关阀脉冲期间测量所说的负载电压，以确定此电源的能力是否足以使阀关闭。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于它还包括下述步骤：当所说的无负载电压与负载电压中有一个小于第三基准电压(V(P))时，即断开此控制电路装置。
13.一种电子控制流体流的装置，此装置包括：电动的阀；控制电路装置，用于响应传感系统的输入来开/关上述的阀；其特征在于还包括显示装置，用来显示电池的激励上述阀和激励上述控制电路装置以开/关此阀的能力。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于：上述显示装置显示所说电源的下述状态：(a)初始化；(b)电池良好；(c)电池后备容量在负荷状态下相当于一个预定的剩余电池备用容量；(d)电池后备容量在无负荷状态下相当于上述预定的剩余电池备用容量；(e)负荷状态下的电磁剩余容量实质上是0％；以及(f)关停此系统。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于：前述各种状态是由不同频率下的闪光表示。
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