CN109268571B - 确定阀上的磨损 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及确定阀上的磨损。一种用于阀结构的控制单元（16），其中，控制单元被设计为控制致动器（14），使得所述致动器执行第一数目的阀循环，在第一阀循环的执行之后从传感器（15）读取第一信号并且处理其以形成阀元件（1、2、3）的位置的第一测量值，在读取第一信号之后控制致动器（14），使得所述致动器执行第二数目的阀循环，在第二阀循环的执行之后从传感器（15）读取第二信号并且处理其以形成阀元件（1、2、3）的位置的第二测量值，基于第一测量值和第二测量值和第二数目的阀循环确定老化状态，与预定阈值进行比较，以及根据比较输出预定输出信号。

Description

确定阀上的磨损
技术领域
本公开涉及用于调整气体和/或液体流体的流动的阀。尤其，本公开涉及在这种阀上的磨损的识别。
背景技术
用于气体和/或液体流体的阀具有入口、出口以及在入口和出口之间的流体路径。阀元件布置在流体路径中，阀元件具有关闭位置。在其关闭位置中，阀元件防止流体沿着在入口和出口之间的流体路径的流动。而且，阀元件具有至少一个打开位置。在其打开位置中，阀元件允许流体沿着在入口和出口之间的流体路径的流动。
在阀元件的关闭位置中，阀元件的阀盘安置在阀元件的阀座上。在许多情形中，阀盘和阀座使用弹性元件，诸如例如由（硅酮和/或丁二烯）橡胶制成的O型圈彼此密封。弹性元件有利地安装在阀盘和/或阀座上。
在操作期间，弹性元件经受老化。不完全可逆的弹性元件的状态的恶化发生，例如由于永久变形。在该类型的永久变形的情形中，老化的元件的回复力不再足以逆转由阀元件的关闭导致的变形。通过例如流动通过阀的流体（其化学腐蚀弹性元件）可以加速该老化。该老化还可能通过具有高于或低于所使用的密封元件容许的温度范围的温度的流体加速。此外，过度的压力能够导致对弹性元件的永久损坏。
专利申请WO2010/056111A1公开了一种带有传感器的电磁阀，传感器用于确定阀的移动芯的升程/速度和/或加速度，作为失效模式和老化状态的指示。WO2010/056111A1于2009年十一月十二日申请，且在2010年五月二十日公布。来自WO2010/056111A1的结构包括用于确定阀元件8的位置的传感器17。同时，速度和加速度被确定。
所确定的值与所存储的极限值比较。当超过第一阈值时，发射信号作为需要维护的指示。
阀通常安装在混凝土墙和/或地下室天花板后面。来自WO2010/056111A1的结构不强制实现诊断数据通过混凝土墙和/或地下室天花板的发射。来自WO2010/056111A1的结构在大数目的阀循环内对老化状态进行比较评估方面也未被优化。
本公开的目的是改善对用于气体和/或液体流体，尤其是燃料，的阀的老化的诊断。
发明内容
本公开教导了一种用于调整气体和/或液体阀的流动的改善的阀。此处公开的阀包括作为固定元件的阀座和作为移动元件的阀盘。弹性元件安装在阀座和阀盘之间。在阀元件的关闭状态中，弹性元件将阀座与阀盘密封。传感器，优选地升程传感器，检测阀盘的位置。此外，循环计数器检测阀打开和/或阀关闭的数目。
此处公开的阀被设计为执行第一数目的阀循环，换言之，包括阀打开和阀关闭的操作。在第一数目的阀循环之后，使用传感器确定阀元件的第一状态。之后，执行第二数目的阀循环。在执行第二数目的阀循环之后，确定阀元件的第二状态。现在比较第一状态与第二状态。在第一和第二状态之间的区别可选地基于第二数目的阀循环。结果形成为第一状态、第二状态以及循环的数目的（直接）函数。结果能够取得值，其表明完美阀状态和/或需要维护的阀状态和/或有缺陷的阀状态。
使用本公开的主要权利要求解决改善的阀的所述问题。在从属权利要求中涉及具体实施例。
本公开的相关目的在于，阀元件的第一状态的确定包括从传感器接收第一信号，和/或处理所接收的第一信号以形成第一测量值，和/或处理第一测量值以形成第一状态。所接收的第一信号优选地被使用模拟-至-数字转换器处理以形成第一测量值。
本公开的相关目的还在于，阀元件的第二状态的确定包括从传感器接收第二信号和/或处理所接收的第二信号以形成第二测量值和/或处理第二测量值以形成第二状态。所接收的第二信号优选地被使用模拟-至-数字转换器处理以形成第二测量值。
本公开的另外相关目的在于，第一数目的阀循环包括至少一个、至少两个、至少五个或至少十个阀循环。因此，在新的状态中不执行阀状态的第一确定。
本公开的另外相关目的还在于，第二数目的阀循环包括至少一个、至少两个、至少五个或至少十个阀循环。
本公开的目的还在于，阀包括警报显示器。所形成的结果被使用警报显示器输出至用户。警报显示器优选地是屏幕和/或发光二极管。
本公开的目的还在于，阀包括通信接口。所形成的结果被使用通信接口发送。通信接口优选地被设计为用于无线和/或用于有线通信。
通信接口优选地具有通信总线协议，和/或与通信总线协议兼容。所形成的结果被借助于通信接口使用通信总线协议发送。可选地，所形成的结果被借助于通信接口使用通信总线协议以加密形式发送。
附图说明
使用如下详细描述，本领域技术人员将可得到各种细节。各个实施例不是限制性的。说明书所附的图可以如下描述：
图1示意性地示出处于新品状态或者略微老化状态中的阀元件。
图2示意性地示出带有处于老化状态中的弹性元件的阀元件。
图3示出阀升程根据阀循环和/或操作时段的进程的曲线图。
图4示意性地示出使用致动器和传感器，阀元件至阀控制单元的联接。
具体实施方式
图1示出带有阀盘1和阀座3a、3b的阀元件。弹性元件2被安装在阀盘1上。弹性元件2以如下方式布置，使得其位于阀盘1和阀座3a、3b之间。
图1示出处于新品状态和/或略微老化状态中的阀元件。该类型的阀元件通常被布置在阀的入口和出口之间的阀的流体路径中。阀元件具有关闭状态，在关闭状态中，其防止流体沿着在入口和出口之间的流体路径的流动。在该状态中，弹性元件2安置在阀盘1和阀座3a、3b之间，使得防止流体通过开口4的流动。
阀元件还具有打开状态，在打开状态中，其允许流体沿着在入口和出口之间的流体路径的流动。在该状态中，弹性元件2与阀座3a、3b间隔开，使得流体的流动能够传递通过开口4。
理想地，在打开状态和关闭状态之间，存在状态的连续，在其中，阀元件打开占据特定百分比。阀元件的关闭状态对应于百分之0的打开。阀元件的上述打开状态对应于百分之100的打开。根据一个特定实施例，阀元件能够以有限数目的分立阶段打开和/或关闭。
气体和/或液体流体例如能够被认为是流体。尤其，能够考虑易燃的气体流体和/或易燃的液体流体。那些气体和/或易燃流体能够表现出许多温度和/或压力。
在图1中所示的实施例中，弹性元件2被紧固至阀盘1。本领域技术人员能够例如将弹性元件2铆接至阀盘1和/或将弹性元件2胶合至阀盘1。本领域技术人员还能使用燕尾槽将弹性元件2紧固至阀盘1。将弹性元件2紧固至阀盘1的所述可能不是穷尽的。
弹性元件2优选地例如通过注射模塑和/或挤出由塑料材料制成。尤其聚合物，诸如硅酮和/或基于丁二烯的聚合物和/或基于六氟丙烯和1,1-二氟乙烯的二元聚合物或三元共聚物和/或基于四氯乙烯和六氟丙烯以及1,1-二氟乙烯的三元共聚物，能够被认为是塑料材料。
在图1中所示出的示例中，弹性元件2被紧固至阀盘1。阀盘1和弹性元件2因此是移动元件的部分。
在替代实施例中，弹性元件2被紧固至阀座3a、3b。阀盘1和弹性元件2因此是固定元件的部分。本领域技术人员还将来自本公开的教导应用至该类型的阀元件。
本领域技术人员能够例如将弹性元件2铆接至阀座3a、3b，和/或将弹性元件2胶合至阀座3a、3b，和/或通过涂胶将弹性元件2安装在阀座3a、3b上。本领域技术人员还能使用燕尾槽将弹性元件2紧固至阀座3a、3b。将弹性元件2紧固至阀座3a、3b的所述可能不是穷尽的。
阀元件的移动部分1、2能够优选地借助于挺杆轴向地5移动。出于该目的，挺杆连接至阀盘1。挺杆因此与阀元件的移动部分1、2一起移动。
以这种方式，阀元件能够通过挺杆从其打开位置移动到其关闭位置中。类似地，阀元件能够通过挺杆从其关闭位置移动到其打开位置中。阀元件能够优选地还通过挺杆在关闭位置和打开位置之间的连续的阀位置中移动（且反之亦然）。根据一个特定实施例，阀元件能够通过挺杆在关闭位置和打开位置之间以分立阶段移动（且反之亦然）。
为了借助于挺杆移动阀元件，提供联接到挺杆的致动器。致动器能够是液压驱动器，尤其是磁性活塞泵。而且，（电动、液压和/或气动）线性马达能够被用作致动器。而且，压电驱动器被提供作为致动器。
传感器检测阀元件的移动部分1、2的位置。尤其，升程传感器被提供作为传感器。传感器的示例还有霍尔传感器、微型开关和/或光挡板。该类型的传感器能够例如记录挺杆、致动器和/或阀元件的移动部分1、2的移动。
图1还示出一种阀元件，其移动部分1、2能够沿着轴5轴向地移位。除了能轴向地5移位的阀元件之外，本领域技术人员也考虑围绕轴5能旋转的阀元件。本领域技术人员还将来自本公开的教导应用至这些种类的阀元件。
来自图1的阀座具有突出3a、3b。突出3a、3b指向阀盘1。突出3a、3b优选地沿着周向线延伸。尤其优选地，该周向线是闭合的。根据一个实施例，周向线具有环形横截面。尤其，规定周向线沿着圆、椭圆和/或沿着多边形延伸。
图2示出处于老化状态中的弹性元件2。弹性元件2在该情形中具有凹陷6a、6b，其（主要）对应于阀座的突出3a、3b。凹陷6a、6b通常是对弹性元件2的不可逆转的损坏的指示。在带有凹陷6a、6b的位置处，弹性元件2因此已经（永久）丧失其弹性。而且，在阀元件的打开和/或关闭期间，可能通过磨蚀产生凹陷6a、6b。
凹陷6a、6b优选地沿着周向线和/或沿着周向凹槽延伸。尤其优选地，该周向线和/或周向凹槽是闭合的。根据一个实施例，周向线和/或凹槽具有环形横截面。尤其，规定周向线和/或周向凹槽沿着圆、椭圆和/或沿着多边形延伸。本领域技术人员认识到，弹性元件2的凹陷6a、6b，在其形状以及在其尺寸方面，（主要）对应于阀盘的突出3a、3b。
随着弹性元件2的磨损增加，凹陷6a、6b变得更大。凹陷6a、6b的扩大还导致阀元件的移动部分1、2在其关闭位置中的位置的改变。随着磨损的发展，阀元件的移动部分1、2不得不沿着阀盘3a、3b的方向移动更多，以便（紧密地）关闭阀元件。本领域技术人员认识到，该紧密要求取决于相应应用的环境，诸如例如作为燃烧器装置的阀。
移动部分1、2在阀元件的关闭位置中的位置因此是弹性元件2的老化的指示和/或征兆和/或量度。因此规定，使用直接或间接联接到移动部分1、2的上述传感器记录移动部分1、2的位置。
图3再现了移动部分1、2在关闭位置中的位置8的曲线图。相对于循环的数目7和/或相对于操作时段7示出移动部分1、2的位置8。点12a标记了处于新品状态和/或略微老化状态中的阀元件的移动部分1、2的位置8。
随着阀循环的数目7增加，和/或随着操作时段7增加，磨损以甚至更大的凹陷6a、6b的形式增加。相应地，移动部分1、2沿着阀座3a、3b的方向移位甚至更多。这在图3中以位置8的越来越低的值的形式表现出来。点12b因此代表处于带有平均阀循环的数目7和/或平均操作时段7的老化状态中的阀元件。在点12b处，阀循环的数目7和/或操作时段7超过在点12a处的阀循环的数目7和/或操作时段7。与增加的磨损对应，在点12b处的位置8低于在点12a处的位置。
在图3中的点12c代表阀元件处于具有高的阀循环的数目7和/或高操作时段7的明显老化状态。在点12c处的阀循环的数目7和/或操作时段7超过在点12b处的阀循环的数目7和/或操作时段7，以及超过在点12a处的阀循环的数目7和/或操作时段7。与明显增加的磨损对应，在点12c处的位置8低于在点12b处的位置并且低于在点12a处的位置。
在示例性实施例中，来自图3的点12a和12b分别是10,000个循环、5,000个循环、2,000个循环、1,000个循环和/或1,000个操作小时、500个操作小时、200个操作小时、或100个操作小时。在对应示例性实施例中，来自图3的点12b和12c分别是10,000个循环、5,000个循环、2,000个循环、1,000个循环和/或1,000个操作小时、500个操作小时、200个操作小时、或100个操作小时。
在图3中，更低的位置8代表移动部分1、2的更靠近阀座3a、3b的位置。在该情形中，位置8例如是沿着移动部分1、2的方向测量的从阀盘3a、3b增加的位置。本领域技术人员认识到，来自图3的轴8的方向还能选择成使得，更高的位置8代表移动部分1、2的更靠近阀座3a、3b的位置。在该情形中，位置8例如是沿着移动部分的方向测量的从阀盘3a、3b减小的位置。
根据一个实施例，在老化的过程期间，移动部分1、2的位置8改变最大2毫米，优选地改变最大1毫米，尤其优选地，改变最大0.5毫米。本领域技术人员选择具有对应精度和/或分辨率的传感器以用于记录阀元件的移动部分1、2的位置。尤其，规定在过采样的意义上（例如双重、四重、八重和/或十六重过采样）询问传感器，以便改善精度和/或分辨率。
图3还示出位置8的两个阈值9和10。第一阈值9是阀元件（尤其是弹性元件2）处于老化状态中的征兆和/或指示和/或量度。点12b对应于处于阀元件的老化状态中，尤其是在弹性元件2的老化状态中的位置8。根据一个实施例，移动部分1、2超出阈值9的位置指示阀元件，尤其是弹性元件2应当被维护。根据另外的实施例，移动部分1、2超出阈值9的位置指示阀元件，尤其是弹性元件2应当被替换。根据又另一实施例，移动部分1、2超出阈值9的位置指示对于阀元件，尤其是对于弹性元件2应当预期例如1,000个循环、500个循环、200个循环、100个循环和/或100个操作小时、50个操作小时、20个操作小时、或10个操作小时的另外有限的寿命。
来自图3的第二阈值10是阀元件，尤其是弹性元件2处于明显老化状态中的征兆和/或指示和/或量度。点12c对应于处于阀元件的明显老化状态中，尤其是处于弹性元件2的明显老化状态中的位置8。根据一个实施例，移动部分1、2超出阈值10的位置指示阀元件，尤其是弹性元件2应当被替换。根据另外的实施例，移动部分1、2超出阈值10的位置指示阀元件，尤其是弹性元件2应当被锁定。根据又另一实施例，移动部分1、2超出阈值10的位置指示对于阀元件，尤其是对于弹性元件2，应当预期例如10个循环、5个循环、2个循环、1个循环和/或1个操作小时、0.5个操作小时、0.2个操作小时、或0.1个操作小时的另外有限的寿命。
在一个实施例中，阈值9和10的位置8间隔最大1毫米，优选地最大0.5毫米，尤其优选地最大0.2毫米。阈值10通常是用于凹陷6a、6b的量度和/或指示，阈值10处的凹陷6a、6b相比阈值9处的凹陷6a、6b更大和/或更显著和/或更深。
如在图4中所示，此处公开的阀元件联接至阀控制单元16。阀控制单元16优选地包括处理单元和存储器，尤其是非易失存储器。阀控制单元16有利地被设计为微处理器。在一个特定实施例中，阀控制单元16优选地包括微处理器或是微处理器。
为了将阀控制单元16联接至阀元件，图4以举例的方式示出挺杆13。如之前陈述的，挺杆13连接至阀盘1。挺杆13能够借助于致动器14移动，尤其是轴向地移动。阀控制单元16经由合适的接口，例如经由单向或双向接口与致动器14通信。阀控制单元16优选地经由通信总线协议，诸如例如数字和/或无连接通信总线协议，与致动器14通信。在一个特定实施例中，阀控制单元16经由根据ISO 11898-1:2003的串行现场总线与致动器14通信。在另外的特定实施例中，阀控制单元16经由带有整体能量供应的网络电缆与致动器14通信。以这种方式，致动器14能够同时被阀控制单元16控制/调节和供应能量。
本领域技术人员认识到，驱动器级能够被布置在阀控制单元16和致动器14之间。驱动器级提供致动器14的操作所必需的功率。本领域技术人员还认识到，数字-至-模拟转换器能够被布置在阀控制单元16和致动器14之间。数字-至-模拟转换器将来自阀控制单元16的数字信号转换成模拟信号，诸如例如电流或电压，用于致动器14的操作，尤其是用于致动器14的绕组的操作。
在有利的实施例中，阀和/或阀元件的各个部件，包括挺杆13和/或阀盘1和/或弹性元件2和/或阀座3a、3b，能够使用增材方法制成。尤其能够使用3D打印方法制成所述部件。在特定变型中，使用增材方法，诸如例如3D打印方法生产各个部件，且使用注射模塑生产其他部件。
根据图4通过传感器15记录挺杆13（以及与其一起的移动部分1、2）的位置。阀控制单元16经由合适的接口，例如经由单向或双向接口与传感器15通信。阀控制单元16优选地经由通信总线协议，诸如例如数字和/或无连接通信总线协议与传感器15通信。在一个特定实施例中，阀控制单元16经由根据ISO 11898-1:2003的串行现场总线与传感器15通信。在另外的特定实施例中，阀控制单元16经由带有整体能量供应的网络电缆与传感器15通信。以这种方式，能够通过阀控制单元16同时读取传感器15和为传感器15供应能量。
此外，规定传感器15以毫伏或伏或毫安培或安培的形式返回（模拟）信号至阀控制单元16。出于该目的，阀控制单元16具有模拟-至-数字转换器。阀控制单元16的模拟-至-数字转换器优选地是包含在其中的微处理器的整体部件。阀控制单元16的模拟-至-数字转换器因此将传感器15的（模拟）信号转换成数字值。该数字值能够然后通过阀控制单元16和/或通过其微处理器进一步处理。本领域技术人员继续考虑用于处理源于传感器15的信号的合适的（噪声）滤波器。该滤波器能够（在信号路径中）布置在模拟-至-数字转换器的上游以及下游。
在当前情形中，阀控制单元16被设计为使用致动器14打开和关闭阀元件。为了打开，阀控制单元16发送打开信号和/或命令。致动器14接收信号和/或命令。致动器14随后通过移动所述移动部分1、2（使用挺杆13）来打开阀元件。在一个特定实施例中，规定致动器14在打开阀元件之后返回信号至阀控制单元16。阀控制单元16接收所返回的信号。使用所返回的信号，阀控制单元16然后认识到阀元件被打开。
为了关闭，阀控制单元16发送关闭信号和/或命令。致动器14接收信号。致动器14随后通过移动所述移动部分1、2（使用挺杆13）关闭阀元件。在一个特定实施例中，规定致动器14在关闭阀元件之后返回信号至阀控制单元16。阀控制单元16接收所返回的信号。使用所返回的信号，阀控制单元16然后认识到阀元件被关闭。
根据本公开的一个方面，此外，致动器14向阀控制单元16确认用于打开和/或关闭的信号和/或命令的接收。
额外于或者替代通过致动器14响应，还提供使用传感器15的响应。在该情形中，在打开命令之后的某一时间，阀控制单元16使用传感器15（联接到挺杆13）询问阀元件的移动部分1、2的位置。响应于通过阀控制单元16的询问，传感器15返回信号，该信号是阀元件的移动部分1、2的位置的指示和/或量度。在过采样的意义中，能够对传感器15进行多次询问，和/或通过传感器15进行多次响应，以便改善精度和/或分辨率。而且，出于冗余的原因，能够对传感器15进行多次询问。
根据本公开的一个变型，在至致动器14的用于打开的信号和/或命令的1秒内、0.5秒内或者0.1秒内，阀控制单元询问传感器15。根据本公开的相关变型，在至致动器14的用于关闭的信号和/或命令的1秒内、0.5秒内或者0.1秒内，阀控制单元询问传感器15。根据本公开的另外的变型，在通过致动器14响应之后的1秒内、0.5秒内或者0.1秒内，阀控制单元询问传感器15。
根据替代实施例，规定传感器15，独立于通过阀控制单元16询问，自动地将是阀元件的移动部分1、2的位置的指示和/或量度的信号通信至阀控制单元16。尤其，规定传感器15记录阀元件的位置的改变。作为记录改变且不通过阀控制单元16询问的结果，传感器15发送信号至阀控制单元16。该信号是阀元件的移动部分1、2的位置的指示和/或量度。
在一个特定实施例中，规定传感器15集成在致动器14。尤其，规定阀控制单元16经由同一通信连接，例如经由同一（串行）现场总线与传感器15和致动器14通信。在示例应用中，阀控制单元16经由光纤与传感器15和/或致动器14通信。
在利用本公开的结构的操作期间，能够确定阀元件，尤其是弹性元件2的磨损。此处假定，阀元件已经执行第一数目的包括打开和关闭的阀循环，和/或已经经历第一数目的操作小时。例如，阀元件已经执行至少100个、至少1000个或者至少10,000个包括打开和关闭的阀循环。根据另外的示例，阀元件已经工作了至少10个、至少100个或者至少1000个操作小时。
至少一个信号然后通过传感器15发送至以这种方式老化的阀。阀控制单元16接收该至少一个信号。阀控制单元16处理该至少一个信号，以形成阀元件的移动部分1、2的位置的第一测量值。通常，该至少一个第一信号的处理包括使用模拟-至-数字转换器和/或滤波器的转换。阀控制单元16然后将所确定的测量值存储在其存储器中，优选地在其非易失存储器中。
因此，阀控制单元16执行若干阀循环，例如1个阀循环、2个阀循环、5个阀循环或10个阀循环。阀循环各自包括阀元件的打开和关闭。打开和关闭的顺序（通常）是无关紧要的。这意味着，阀元件能够首先被打开且然后关闭，或者首先关闭且然后打开。
因此，阀控制单元16还能工作若干操作小时，例如1个操作小时，2个操作小时，5个操作小时，或者10个操作小时。
能够在正常操作期间发生阀循环的执行和/或操作小时的完成。在该情形中，根据相应应用（例如，在燃烧器装备和/或气动控制器中的应用）的要求执行阀循环。还能在维护模式（在其中，阀和/或阀元件不可用于相应应用）中发生阀循环的执行和/或操作小时的完成。
至少一个另外的信号然后通过传感器15发送至额外老化的阀。阀控制单元16接收该至少一个另外的信号。阀控制单元16处理该至少一个另外的信号，以形成阀元件的移动部分1、2的位置的第二测量值。通常，处理该至少一个另外的信号包括使用模拟-至-数字转换器和/或滤波器的转换。阀控制单元16优选地然后将所确定的第二测量值存储在其存储器中，尤其在其非易失存储器中。
阀控制单元16，尤其是其处理单元，然后从（非易失）存储器读取第一测量值。如果必要，阀控制单元16，尤其是其处理单元，还从（非易失）存储器读取第二测量值。阀控制单元16，尤其是其处理单元，然后将阀元件（尤其是弹性元件2）的老化的发展确定为第一测量值和第二测量值及老化指标的（直接）函数。老化指标通常是在第一测量值和第二测量值的确定之间所执行的阀循环的数目或者所完成的操作小时的数目。老化指标还能是在第一测量值和第二测量值的确定之间所执行的阀循环的数目以及所完成的操作小时的数目的（直接）函数。例如，老化指标能够是所执行的阀循环和所完成的操作小时的（加权）和。
在优选实施例中，阀控制单元16（的处理单元）确定在第一测量值和第二测量值之间的差。尤其优选地，阀控制单元16确定在第一测量值和第二测量值之间的差的绝对值。该差和/或其绝对值因此基于老化指标。有利地，该差和/或其绝对值除以老化指标。计算的结果是老化的发展的量度。
此外，用于老化的发展的至少一个预定阈值被存储在阀控制单元16的（非易失）存储器中。阀控制单元16（的处理单元）从（非易失）存储器读取至少一个预定阈值。处理单元然后比较所确定的老化的发展与至少一个预定阈值。如果所确定的老化的发展指示老化，其高于至少一个预定阈值，则通过阀控制单元16进行输出。
此外，用于老化的发展的至少一个另外的预定阈值也能被存储在阀控制单元16的（非易失）存储器中。至少一个另外的预定阈值对应于相对于至少一个预定阈值有发展的老化。阀控制单元16（的处理单元）从（非易失）存储器读取至少一个另外的阈值。处理单元然后比较所确定的老化的发展与至少一个另外的阈值。如果所确定的老化的发展指示老化，其高于至少一个另外的阈值，则通过阀控制单元16进行另外的输出。
本领域技术人员认识到，此处公开的老化顺序、状况检测、更新的老化、更新的状况检测等能够根据期望扩展和/或重复。在一个变型中，包括多个阀循环和/或多个操作小时的老化再次在第二测量值的检测之后。然后使用第三测量值检测阀元件的状态，且确定与第三测量值有关的另外的老化指标。大体上，在一些时间之后，获得包括阀元件的移动部分1、2的位置的测量值和关联的老化指标的若干成对值。阀控制单元16被设计为将成对值存储在其（非易失）存储器中。
在有利的变型中，如果需要的话，阀控制单元16（的处理单元）然后从（非易失）存储器加载包括测量值和老化指标的成对值。阀控制单元16然后（优选地单独地）基于若干成对值计算回归线。优选地使用线性回归进行计算。
在几个阀循环和/或操作小时之后，阀控制单元16然后再次记录阀元件的位置的测量值。阀控制单元16（的处理单元）同时计算来自几个阀循环和/或操作小时的新的老化指标。新的老化指标然后与所计算的回归线一起使用，以计算和/或预测用于新的老化指标的测量值。基于新的老化指标计算和/或预测的测量值然后与（测量的，实际的）新的测量值比较。尤其，确定两个值的差和/或差的绝对值。如果所预测的测量值与（测量的，实际的）新的测量值的差大于预定第三阈值，则通过阀控制单元16进行输出。预定第三阈值优选地被存储在阀控制单元16的（非易失）存储器中。阀控制单元16的处理单元从（非易失）存储器加载预定第三阈值以在该情形中用于比较目的。
根据略微修改的变型，新测量的测量值及其老化指标合并在回归线中。这意味着，基于新测量的测量值及其老化指标并且基于所有之前的包括测量值和老化指标的成对值计算修改的回归线。修改的回归线然后与新测量的测量值的老化指标一起使用，以计算和/或预测修改的测量值。基于新的老化指标计算和/或预测的修改的测量值然后与（测量的，实际的）新的测量值比较。尤其，确定这两个值之间的差和/或差的绝对值。如果所计算和/或预测的测量值与（测量的，实际的）新的测量值的差大于预定第四阈值，则通过阀控制单元16进行输出。预定第四阈值优选地被存储在阀控制单元16的（非易失）存储器中。阀控制单元16的处理单元从（非易失）存储器加载预定第四阈值以在该情形中用于比较目的。
在一个实施例中，阀控制单元16具有呈发光二极管的形式的显示器，且能够控制该二极管。在输出或另外的输出的情形中，阀控制单元16控制发光二极管，使得其发光。根据一个特定实施例，不同的二极管，尤其是带有不同颜色的二极管，被提供用于输出和用于另外的输出。
在另外的实施例中，阀控制单元16具有图形模块和呈屏幕的形式的显示器。在输出或另外的输出的情形中，阀控制单元16生成用于显示警报消息的信号。阀控制单元16将该信号传递至其图形模块，以便显示警报消息。图形模块在屏幕上输出警报。根据一个特定实施例，不同警报消息被提供用于输出以及用于另外的输出。
所述屏幕能够尤其是具有合适的分辨率的黑白屏幕、灰度屏幕或彩色屏幕。合适的分辨率尤其是426 x 320像素、470 x 320像素、640 x 480像素、960 x 720像素。该列举不是穷尽的。屏幕能够例如被设计为液晶屏幕或者管屏幕或者电子纸或者使用有机发光二极管。屏幕优选地安装在阀和/或阀控制单元16的壳体的外侧上。实施例以及屏幕的分辨率的列举不是穷尽的。
在又另一实施例中，阀控制单元16具有用于连接到通信总线的通信接口。在输出或另外的输出的情形中，阀控制单元16生成用于传输警报消息的信号。阀控制单元16将信号传递至其通信接口，以便传输警报消息。通信接口经由通信总线传输警报消息。根据一个特定实施例，不同警报消息被提供用于输出以及用于另外的输出。警报消息优选地经由通信总线使用数字和/或无连接通信总线协议传输。
为了经由通信总线通信，使用合适的（数字和/或无连接）通信总线协议和/或合适的（双向）通信总线。尤其，规定通信总线协议和/或通信总线用于信息的无线传输。在信息的无线传输的情形中，应当注意，阀和/或阀元件和/或阀控制单元16通常被安装在地下室中和/或在强化混凝土天花板后方。因此，使用无线数据传输的鲁棒方法。根据一个特定实施例，阀控制单元16的通信接口因此使用特定调制方法，诸如相移键控或正交相移键控无线地传输。而且，通过增加待传输的数据的冗余，能够改善无线数据传输的可靠性。因此，例如，待经由总线传输的消息能够由多达2,000个单独传输组成。能够通过所述改进优化无线数据传输的鲁棒性和/或范围。就这一点而言，另外的改进涉及合适的（180 kHz的）信道宽度结合合适的频段（优选地大约800 MHz，例如868 MHz）的选择。
而且，规定使用加密的通信总线协议进行通信。在一个特定实施例中，通信总线协议用于基于（椭圆）Diffie-Hellman算法加密。
在又另一实施例中，致动器14被设计为接收用于锁定阀元件的信号，且当接收到这种信号时，锁定阀元件和/或自身。在锁定状态中，阀元件和/或致动器14被阻挡。阀元件能够因此不再打开或关闭，直到可能的解锁为止。在输出或另外的输出的情形中，阀控制单元16生成用于锁定阀元件的信号。阀控制单元16将用于锁定阀元件的信号输出至致动器14。当接收到这种信号时，致动器14锁定阀元件和/或自身。
根据本公开的调节器的部分或者方法能够执行作为硬件、软件模块，其通过运算单元实施，或者使用云计算机，或者使用所述可能的组合。软件能够包括固件、在操作系统内部实施的硬件驱动、或者应用程序。本公开因此还涉及计算机程序产品，其包含本公开的特征，或者执行必需的步骤。在实施为软件的情形中，所述功能能够被存储为在计算机可读介质上的一个或多个命令。计算机可读介质的一些示例包括随机存取存储器（RAM）、磁性随机存取存储器（MRAM）、只读存储器（ROM）、闪存、电子可编程ROM（EPROM）、电子可编程且可擦除ROM（EEPROM）、运算单元的寄存器、硬盘、可替换存储单元、光学存储器、或能够通过计算机或通过其他IT装置和应用存取的任何合适的介质。
换言之，本公开教导了一种用于阀结构的控制单元，控制单元（16）包括输出装置，阀结构包括能调整阀元件（1、2、3），其中，能调整阀元件（1、2、3）具有打开和关闭位置，阀结构还包括
致动器（14）和传感器（15），其中，致动器（14）和传感器（15）直接或间接地联接至阀元件（1、2、3），其中，致动器（14）和传感器（15）通信地连接到控制单元（16），且控制单元（16）被设计为控制致动器（14），使得所述致动器（14）执行若干阀循环，其中，阀循环包括阀元件（1、2、3）到其打开位置中的调整和阀元件（1、2、3）到其关闭位置中的调整，
其中，传感器（15）被设计为生成对应于所述阀元件（1、2、3）的位置的信号，
其中，控制单元（16）被设计为控制致动器（14），使得所述致动器（14）执行包括至少一个阀循环的第一数目的阀循环，
在执行所述第一数目的阀循环之后从所述传感器（15）读取第一信号，并且处理其以形成所述阀元件（1、2、3）的位置的第一测量值，以及
在读取所述第一信号之后控制所述致动器（14），使得所述致动器（14）执行包括至少一个阀循环的第二数目的阀循环，以及
在执行所述第二数目的阀循环之后从所述传感器（15）读取第二信号，并且处理其以形成所述阀元件（1、2、3）的位置的第二测量值，以及
基于，尤其是仅仅基于，所述第一测量值和所述第二测量值以及所述第二数目的阀循环，来确定磨损程度并且将其与预定阈值比较，以及
如果所述磨损程度超过所述预定阈值，则使用输出装置输出预定输出信号。
本公开同样教导了带有控制单元（16）的阀结构，控制单元（16）包括输出装置，阀结构包括能调整阀元件（1、2、3），其中，能调整阀元件（1、2、3）具有打开位置和关闭位置，
阀结构还包括致动器（14）和传感器（15），其中，致动器（14）和传感器（15）直接或间接地联接到阀元件（1、2、3），其中，致动器（14）和传感器（15）通信地连接到控制单元（16），且控制单元（16）被设计为控制致动器（14），使得所述致动器（14）执行若干阀循环，其中，阀循环包括阀元件（1、2、3）到其打开位置中的调整和阀元件（1、2、3）到其关闭位置中的调整，
其中，传感器（15）被设计为生成对应于阀元件（1、2、3）的位置的信号，
其中，控制单元（16）被设计为控制致动器（14），使得所述致动器（14）执行包括至少一个阀循环的第一数目的阀循环，
在执行第一数目的阀循环之后从传感器（15）读取第一信号，并且处理其以形成阀元件（1、2、3）的位置的第一测量值，以及
在读取第一信号之后控制致动器（14），使得所述致动器（14）执行包括至少一个阀循环的第二数目的阀循环，以及
在执行第二数目的阀循环之后从传感器（15）读取第二信号，并且处理其以形成阀元件（1、2、3）的位置的第二测量值，以及
基于，尤其是仅仅基于，第一测量值和第二测量值以及第二数目的阀循环，来确定磨损程度并且将其与预定阈值比较，以及
如果磨损程度超过预定阈值，则使用输出装置输出预定输出信号。
第一数目的阀循环优选地包括至少一个、至少两个、至少五个或至少十个阀循环。第二数目的阀循环优选地包括至少一个、至少两个、至少五个或至少十个阀循环。第三数目的阀循环优选地包括至少一个、至少两个、至少五个或至少十个阀循环。
控制单元（16）和/或阀结构优选地包括（非易失）存储器。预定阈值优选地存储在控制单元（16）的（非易失）存储器中。控制单元（16）有利地被设计为从控制单元（16）的存储器读取预定阈值，并且将其与所确定的磨损程度比较。
控制单元（16）和/或阀结构优选地包括（非易失）存储器。预定输出信号优选地存储在控制单元（16）的（非易失）存储器中。控制单元（16）有利地被设计为从控制单元（16）的存储器读取预定输出信号，且使用输出装置输出其。
控制单元（16）和/或阀结构优选地包括（非易失）存储器。预定最大值优选地存储在控制单元（16）的（非易失）存储器中。控制单元（16）有利地被设计为从控制单元（16）的存储器读取预定最大值，并且将其与所确定的偏差比较。
第一信号优选地被使用模拟-至-数字转换器和/或使用滤波器处理以形成第一测量值。第二信号优选地被使用模拟-至-数字转换器和/或使用滤波器处理以形成第二测量值。第三信号优选地被使用模拟-至-数字转换器和/或使用滤波器处理以形成第三测量值。控制单元有利地被设计为微处理器。模拟-至-数字转换器和/或滤波器优选地集成在微处理器中。致动器（14）优选地通过数字-至-模拟转换器通信地连接至控制单元（16）。数字-至-模拟转换器有利地集成在控制单元（16）的微处理器中。
优选地从带有过采样（例如带有双重、四重、八重或者十六重过采样）的传感器（15）读取第一信号和/或第二信号。
本公开还教导了所述控制单元中的一种，其中，控制单元（16）被设计为从第一测量值和第二测量值计算测量值差，以及基于（尤其是仅仅基于）所计算的测量值差和第二数目的阀循环来确定磨损程度。
本公开还教导了所述控制单元和/或阀结构中的一种，其中，控制单元（16）被设计为从第一测量值和第二测量值计算差的值，以及基于（尤其是仅仅基于）所计算的值和第二数目的阀循环来确定磨损程度。
本公开还教导了所述控制单元和/或阀结构中的一种，其中，控制单元（16）被设计为根据第二数目的阀循环的（直接）函数计算负载特征值，以及基于（尤其是仅仅基于）第一测量值和第二测量值和负载特征值来确定磨损程度。
本公开还教导了所述控制单元和/或阀结构中的一种，其中，控制单元（16）被设计为根据第二数目的阀循环的（直接）函数计算负载特征值，以及基于（尤其是仅仅基于）第一测量值和第二测量值且通过参考（优选地通过除以）负载特征值来确定磨损程度。
本公开还教导了所述控制单元和/或阀结构中的一种，其中，控制单元（16）被设计为从第一测量值和第二测量值计算测量值差和根据第二数目的阀循环的（直接）函数计算负载特征值，以及基于（尤其是仅仅基于）测量值差和负载特征值来确定磨损程度。
本公开还教导了所述控制单元和/或阀结构中的一种，其中，控制单元（16）被设计为从第一测量值和第二测量值计算测量值差和根据第二数目的阀循环的（直接）函数计算负载特征值，以及通过使测量值差基于负载特征值来确定磨损程度。
控制单元（16）和/或阀结构有利地被设计为通过将测量值差除以负载特征值来确定和/或计算磨损程度。
本公开还教导了所述控制单元和/或阀结构中的一种，其中，控制单元（16）被设计为从第一测量值和第二测量值计算测量值差和根据第二数目的阀循环的（直接）函数计算负载特征值，以及通过将测量值差除以负载特征值来确定磨损程度。
控制单元（16）和/或阀结构有利地被设计为通过将测量值差的值除以负载特征值的值来确定和/或计算磨损程度。
本公开还教导了所述控制单元和/或阀结构中的一种，其中，控制单元（16）还被设计为，在读取第二信号之后，控制致动器（14），使得所述致动器（14）执行包括至少一个阀循环的第三数目的阀循环，以及
在执行第三数目的阀循环之后，从传感器（15）读取第三信号，且处理其以形成阀元件（1、2、3）的位置的第三测量值，以及
基于，尤其是仅仅基于，至少第一测量值和第二测量值以及基于，尤其是仅仅基于，至少第一和第二数目的阀循环来形成模型，以及
通过将模型应用至第三数目的阀循环，来确定对于第三测量值的预期值，以及
确定所述第三测量值从对于所述第三测量值的预期值的偏差，以及
比较所确定的偏差与对于所确定的偏差的预定最大值，以及
如果所确定的偏差超过预定最大值，则使用输出装置输出预定输出信号。
本公开还教导了所述控制单元和/或阀结构中的一种，其中，控制单元（16）还被设计为，在读取第二信号之后，控制致动器（14），使得所述致动器（14）执行包括至少一个阀循环的第三数目的阀循环，以及基于，尤其是仅仅基于，至少第一测量值和第二测量值和第三测量值以及基于，尤其是仅仅基于，至少第一数目和第二数目以及第三数目的阀循环来形成模型。
本公开还教导了所述控制单元和/或阀结构中的一种，其中，控制单元（16）被设计为使用线性回归形成模型。
代替线性回归，控制单元（16）能够例如被设计为使用（任何）回归，尤其是通过调整成二阶多项式来形成模型。
本公开还教导了所述控制单元和/或阀结构中的一种，其中，控制单元（16）作为输出装置包括发光显示器，其能够通过控制单元（16）启用，且控制单元（16）被设计为通过控制单元（16）启用发光显示器而使用输出装置输出预定输出信号。
本公开还教导了所述控制单元和/或阀结构中的一种，其中，控制单元（16）作为输出装置包括用于连接到通信总线的通信接口，且控制单元（16）被设计为使用通信接口将预定输出信号输出至通信总线。
本公开还教导了所述控制单元和/或阀结构中的一种，其中，控制单元（16）作为输出装置包括用于连接到通信总线的通信接口，且控制单元（16）被设计为借助于通信接口使用预定调制方法将预定输出信号输出至通信总线。
例如，相移键控和/或正交相移键控能够被认为是调制方法。
本公开还教导了所述控制单元和/或阀结构中的一种，其中，控制单元（16）的输出装置通信地连接到致动器（14），且预定输出信号是锁定信号，在通过致动器（14）接收到其之后，锁定致动器（14），且控制单元（16）被设计为通过控制单元（16）输出锁定信号，借助于输出装置将预定输出信号输出至致动器（14）。
在通过致动器（14）接收到锁定信号后，致动器（14）优选地以如下方式锁定，使得其仅能够通过手动介入解锁。
负载特征值优选地是负载程度。负载是作用在结构上的应力。负载是老化的（直接）原因。磨损程度优选地是老化特征值。
直接函数是仅仅取决于给定自变量的函数。同时，直接函数还能取决于常数，其被合并到函数的计算中。此类常数是参数且不是自变量。变量（其仅仅基于另外的变量）不取决于任何其他变量或自变量。同时，常数能够被合并到计算中。此类常数是参数且不是自变量。
上文中陈述的内容涉及本公开的各个实施例。在不偏离基础想法和不脱离本公开的范围的情况下，能够对实施例做出各种改变。本公开的主题通过其权利要求限定。在不脱离所附权利要求的范围的情况下，能够做出各种各样的改变。
附图标记列表
1阀盘
2 弹性元件
3、3a、3b阀座
4 阀开口
5 轴
6, 6a, 6b 凹陷（作为磨损的后果）
7 负载特征值
8 磨损程度
9 预定阈值
10 预定阈值
11 回归线
12, 12a, 12b, 12c 与不同水平的磨损相关的点
13 挺杆
14 致动器
15 传感器
16 控制单元。

Claims (10)

1.一种用于阀结构的控制单元，所述控制单元（16）包括输出装置，所述阀结构包括能调整阀元件（1、2、3），其中，所述能调整阀元件（1、2、3）具有打开位置和关闭位置，所述阀结构还包括
致动器（14）和传感器（15），其中，所述致动器（14）和所述传感器（15）直接或间接地联接至所述能调整阀元件（1、2、3），其中，所述致动器（14）和所述传感器（15）通信地连接到所述控制单元（16），且所述控制单元（16）被设计为控制所述致动器（14），使得所述致动器（14）执行一数目的阀循环，其中，阀循环包括将所述能调整阀元件（1、2、3）调整到其打开位置中，以及将所述能调整阀元件（1、2、3）调整到其关闭位置中，
其中，所述传感器（15）被设计为生成对应于所述能调整阀元件（1、2、3）的位置的信号，
其中，所述控制单元（16）被设计为控制所述致动器（14），使得所述致动器（14）执行包括至少一个阀循环的第一数目的阀循环，
在执行所述第一数目的阀循环之后从所述传感器（15）读取第一信号，并且处理其以形成所述能调整阀元件（1、2、3）的位置的第一测量值，以及
在读取所述第一信号之后控制所述致动器（14），使得所述致动器（14）执行包括至少一个阀循环的第二数目的阀循环，以及
在执行所述第二数目的阀循环之后从所述传感器（15）读取第二信号，并且处理其以形成所述能调整阀元件（1、2、3）的位置的第二测量值，以及，
基于所述第一测量值和所述第二测量值以及所述第二数目的阀循环，确定磨损程度并且将其与预定阈值比较，以及
如果所述磨损程度超过所述预定阈值，则使用所述输出装置输出预定输出信号，
其中，所述磨损程度基于如下方式中的一种方式来确定：
所述控制单元（16）被设计为从所述第一测量值和所述第二测量值计算测量值差，以及基于计算的测量值差和所述第二数目的阀循环来确定磨损程度；
所述控制单元（16）被设计为从所述第一测量值和所述第二测量值计算测量值差的绝对值，以及基于计算的绝对值和所述第二数目的阀循环来确定磨损程度；
所述控制单元（16）被设计为根据所述第二数目的阀循环计算负载特征值，以及基于所述第一测量值和所述第二测量值以及所述负载特征值来确定磨损程度；以及
所述控制单元（16）被设计为从所述第一测量值和所述第二测量值计算测量值差，以及根据所述第二数目的阀循环计算负载特征值，以及基于所述测量值差和所述负载特征值来确定磨损程度。
2.根据权利要求1所述的控制单元，其中，所述控制单元（16）被设计为从所述第一测量值和所述第二测量值计算测量值差，以及根据所述第二数目的阀循环计算负载特征值，以及通过使所述测量值差基于所述负载特征值来确定磨损程度。
3.根据权利要求1所述的控制单元，其中，所述控制单元（16）被设计为从所述第一测量值和所述第二测量值计算测量值差，以及根据所述第二数目的阀循环计算负载特征值，以及通过将所述测量值差除以所述负载特征值来确定磨损程度。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的控制单元，其中，所述控制单元（16）还被设计为，在读取所述第二信号之后，控制所述致动器（14），使得所述致动器（14）执行包括至少一个阀循环的第三数目的阀循环，以及
在执行所述第三数目的阀循环之后从所述传感器（15）读取第三信号，并且处理其以形成所述能调整阀元件（1、2、3）的位置的第三测量值，以及
基于至少所述第一测量值和所述第二测量值并且基于至少所述第一数目的阀循环和所述第二数目的阀循环来形成模型，以及
通过将所述模型应用至所述第三数目的阀循环，确定对于所述第三测量值的预期值，以及
确定所述第三测量值从对于所述第三测量值的所述预期值的偏差，以及
比较确定的偏差与对于确定的偏差的预定最大值，以及
如果所述确定的偏差超过所述预定最大值，则使用所述输出装置输出预定输出信号。
5.根据权利要求4所述的控制单元，其中，所述控制单元（16）还被设计为，在读取所述第二信号之后，控制所述致动器（14），使得所述致动器（14）执行包括至少一个阀循环的第三数目的阀循环，以及基于至少所述第一测量值和所述第二测量值及所述第三测量值并且基于至少所述第一数目的阀循环和所述第二数目的阀循环以及所述第三数目的阀循环来形成所述模型。
6.根据权利要求4所述的控制单元，其中，所述控制单元（16）被设计为用于使用线性回归形成所述模型。
7.根据权利要求1至3中的一项所述的控制单元，其中，所述控制单元（16）作为输出装置包括能够通过所述控制单元（16）启用的发光显示器，以及所述控制单元（16）被设计为通过所述控制单元（16）启用所述发光显示器，使用所述输出装置输出所述预定输出信号。
8.根据权利要求1至3中的一项所述的控制单元，其中，所述控制单元（16）作为输出装置包括用于连接到通信总线的通信接口，以及所述控制单元（16）被设计为使用所述通信接口将所述预定输出信号输出至所述通信总线。
9.根据权利要求1至3中的一项所述的控制单元，其中，所述控制单元（16）作为输出装置包括用于连接到通信总线的通信接口，以及所述控制单元（16）被设计为使用预定调制方法借助于所述通信接口将所述预定输出信号输出至所述通信总线。
10.根据权利要求1至3中的一项所述的控制单元，其中，所述控制单元（16）的输出装置通信地连接到所述致动器（14），以及所述预定输出信号是互锁信号，在通过所述致动器（14）接收到其时，锁定所述致动器（14），且所述控制单元（16）被设计为通过所述控制单元（16）将所述互锁信号输出至所述致动器（14），使用所述输出装置输出所述预定输出信号。
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