CN111828727B - 阀门位置指示器和阀门位置指示系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了阀门位置指示器和阀门位置指示系统，包括阀门位置指示器的本体结构，所述本体结构包括连续式阀位信号感应部，连续式阀位信号感应部包括骨架、线圈，所述线圈包括初级线圈、次级线圈，其特征在于，所述初级线圈绕制在骨架外，所述次级线圈的数量为2个，2个次级线圈同时绕制在初级线圈上，其中一个次级线圈的绕制匝数沿骨架轴线中点向骨架的A端方向增多，另一个次级线圈的绕制匝数沿骨架轴线中点向骨架的B端方向增多。采用补偿式线圈结构，感应电动势增大，非线性区间得到改善，扩大了连续式阀位信号的线性测量范围。

Description

阀门位置指示器和阀门位置指示系统

技术领域

本发明涉及阀位测量领域，具体阀门位置指示器和阀门位置指示系统。

背景技术

本发明涉及一种阀门位置指示器，具体涉及一种应用于核电站重要部位阀门上的具有多种功能的阀芯直线位置指示器，阀门位置指示器通过线性可变电压差动输出原理，能够对高温高压及强辐照条件下工作阀门的任意开高进行测量及故障报警。

阀门位置指示器用于指示阀门的开关状态或开启高度(即开度)，有利于阀位的现场显示或阀位信号的实时传输。目前，阀门位置指示器采用的原理主要有极限开关式、干簧管式、电位计式、应变式、霍尔式、电感式、电容式、磁栅式和磁致伸缩式。其中，极限开关式和干簧管式属于点式位置指示器，一般仅指示阀门全开和全关的位置；其它原理的阀位指示器属于连续式位置指示器，可以指示阀门的任意开度。

阀门位置指示器对于阀门的安全运行至关重要。在某些核事故中，正是由于稳压器安全阀开启后不能回座关闭，而该安全阀又没有设置阀门位置指示器，使得控制室的操作员未能及时发现此故障，导致核事故的发生。此后在规范中便要求，“安全阀主阀上应设有开启和关闭的位置指示器，以及开启和关闭位置信号输出”。

在已有的公开发明中，阀门位置指示器既有点式的，也有连续式的。

目前的阀门位置指示器存在以下技术问题：

1、一些线性的阀门位置指示器在超出测量范围后，非线性度增大也会导致测量精度下降，而其原有的线性区间小，量程范围较小，因此也导致了测量信号较弱使得测量精度较低

2、几乎所有阀门位置指示器均基于一种单一原理进行位移测量。

3、阀门位置指示器本身属于安全设备，不允许对阀门开启和关闭状态输出错误信号，必须保证输出信号的真实可靠。

发明内容

本发明目的提供一种阀门位置指示器和阀门位置指示系统。该一种阀门位置指示器可以提高量程范围，提高测量信号的强度，从而提高测量精度。

本发明通过下述技术方案实现：

阀门位置指示器，包括阀门位置指示器的本体结构，所述本体结构包括连续式阀位信号感应部，连续式阀位信号感应部包括骨架、线圈，所述线圈包括初级线圈、次级线圈，其特征在于，所述初级线圈绕制在骨架外，所述次级线圈的数量为2个，2个次级线圈同时绕制在初级线圈上，其中一个次级线圈的绕制匝数沿骨架轴线中点向骨架的A端方向增多，另一个次级线圈的绕制匝数沿骨架轴线中点向骨架的B端方向增多。

上述技术方案的可以实现提高量程范围和提高测量信号的强度、从而提高测量精度的目的，其原理为：

本发明采用的线性可变电压差动输出原理获得电压差动信号，然后根据电压差动对阀门位置进行连续的指示；如图1所示，图1为现有的常规连续式阀位信号感应部，图1中，连续式阀位信号感应部包括一个管式骨架，其外周绕制有1个初级线圈、2个次级线圈，初级线圈在2个次级线圈的中间；图1所示，其中心区域部分的磁力线较为平直和均匀，因此其线性区间在其中心区域，只要在中心区域设置一个铁芯即可，但由于其次级线圈和初级线圈是均匀的布局，其中心区域和两端区域的匝数是相同的，因此由于磁场固有的两端分散的特性，导致其磁力线越接近两端偏移越大，导致非线性区间产生，因此从图1中可以看出，其有效的线性区间只有中心区域的部分位置。本发明的位置指示器需要在线性区域内实现可变电压差动输出，但其有效量程范围较小。为了改善这一情况，我们研究发现，只要重新布局初级线圈和次级线圈，以及对次级线圈匝数重新进行排布，采用补偿法来弥补即可解决磁力线越接近两端则偏移越大的问题。具体的做法是：如图2、图3所示，将初级线圈均匀的绕制在骨架上，然后绕制2个次级线圈，实现次级线圈匝数补偿磁力线偏移，其中一个次级线圈的绕制匝数沿骨架轴线中点向骨架的A端方向增多，另一个次级线圈的绕制匝数沿骨架轴线中点向骨架的B端方向增多；因此使得中心区域的次级线圈的匝数密度小，而两端区域的匝数较为密集，这样两端的区域的磁场强度得以补偿增强，因此导致两端磁力线更倾向于平直，使得有效的线性区域向两端方向扩大，从而提高量程。我们还意外的发现，这种新的线圈布局，不仅可有效改善非线性区间，增加线性测量范围，还能增大感应电动势，使线圈到变送器机柜之间的信号远传距离可以增大达到200m以上；这样还能有利于避免信号弱小采用复杂的放大处理，使得信号失真，因而本发明还能提高测量的准确度。同时这种超长的远距离信号传输还能很好的适应核电站应用环境，使得辐射区和安全区的信号能直通对接。

优选的，在上述方案的基础构思下，为了实现合理的次级线圈的匝数布置，本发明设计至少包含以下3种符合上述构思的具体设计，但不限于以下3种情形：

第一种：

所述初级线圈的绕制匝数呈均匀绕制；2个次级线圈分别为次级线圈A、次级线圈B；

次级线圈A、次级线圈B的绕制层数均为N层，每层的线圈组成一个匝圈，N大于或等于2，其中，次级线圈A、次级线圈B的每层的绕制匝数均由内向外逐层依次减少；

次级线圈A中所有层的匝圈相邻于A端的一侧对齐，次级线圈A面向次级线圈B的一侧呈台阶状；次级线圈B中所有层的匝圈相邻于B端的一侧对齐，次级线圈B面向次级线圈A的一侧呈台阶状。

该绕制布局利用多层设计构思，保障上层的匝数比下层的匝数小，同时将两端对齐，则使得初级线圈缠满整个骨架长度，两次级线圈从中间向两端呈阶梯式递增，可有效改善非线性区间。

第二种：

所述初级线圈的绕制匝数呈均匀绕制；2个次级线圈分别为次级线圈A、次级线圈B；

次级线圈A、次级线圈B的绕制层数均为N层，每层的线圈组成一个匝圈，N大于或等于1；

其中，次级线圈A的每层的绕制匝数均沿骨架轴线中点向骨架的A端方向依次增多；次级线圈B的每层的绕制匝数均沿骨架轴线中点向骨架的B端方向依次增多。

该绕制布局利用轴线方向直接增加匝数，具体的，比如可以采用螺旋的绕制形成，而螺旋的螺距随着向两端方向行走时逐渐减少，因此两端的绕制匝数逐渐增加，从而达到两端的匝数逐渐增多，这种螺旋绕制增加匝数的方式可以是线性的。

第三种：

所述初级线圈的绕制匝数呈均匀绕制；2个次级线圈分别为次级线圈A、次级线圈B；

次级线圈A、次级线圈B的绕制层数均为N层，N大于或等于1；

每层的次级线圈A沿骨架轴线中点向骨架的A端方向依次设置有i个绕制段，每个绕制段之间存在一个留白段，留白段为不绕线圈的区间，其中，第1个绕制段中的次级线圈A(141)的匝数为A1、第2个绕制段中的次级线圈A的匝数为A2、…、第i个绕制段中的次级线圈A的匝数为Ai，A1、A2、…、Ai的值依次增大；

每层的次级线圈B沿骨架轴线中点向骨架的B端方向依次设置有p个绕制段，每个绕制段之间存在一个留白段，留白段为不绕线圈的区间，其中，第1个绕制段中的次级线圈B的匝数为A1、第2个绕制段中的次级线圈B的匝数为A2、…、第p个绕制段中的次级线圈A的匝数为A_p，A1、A2、…、A_p的值依次增大。

该种绕制方式采用与第二种相同的轴线方向匝数增加的处理方式，其中，将绕制区间分段，按照区间逐渐增大匝数，该增大匝数的方式是阶梯的。

优选的，在上述方案的基础上：

还包括阀芯组件、承压套管，所述承压套管套设在阀芯组件外，骨架套设在承压套管外；

阀芯组件包括软磁铁和2个永磁铁，其中，软磁铁位于阀芯组件的上段区间内，2个永磁铁位于阀芯组件的下段区间内，所述软磁铁位于骨架的A端和B端之间的区间内；

2个永磁铁呈上下布局，其中，2个永磁铁所对应的承压套管上设置有对应的上下布局的磁控开关探头。

上述技术方案中，可以解决传统单一监测信号输出的问题，而传统单一监测信号采用的单一的原理进行监测，无法形成自检，因此该传感器是否工作正确难以确认，而本发明采用2个永磁铁设置在阀芯组件的下部，可以形成开关量的位置监测，因此对于整个设备来说，将用于连续式阀位信号测量的软磁铁和开关量测量的永磁铁固定在同一阀杆上。其中，软磁铁封装在顶端，永磁铁固定在底端。在阀门开启和关闭时，两种阀位信号同步输出，相互印证，测量更精确。本发明是一个双通道信号输出的装置，其中，连续式阀位信号感应部对应一个通道输出模拟量，具体可以设置为4～20mA的模拟量信号，2个磁控开关探头对应另一通道输出开关量信号。因此，我们只需在远端根据上述模拟量信号和开关量信号进行比对即可实现自检诊断，输出报警信号，相比传统的位置指示器，测量更准确、更安全。比如，设置其中一个磁控开关探头的开对应4mA的模拟量信号，设置另一个磁控开关探头的开对应20mA的模拟量信号，远端的机柜设置有自检预警程序：若当前连续式阀位信号为预设最小模拟量值4mA时，且下限位信号的开关状态不为开，则发出自检故障预警信号，若当前连续式阀位信号为预设最大模拟量值20mA时，则上限位信号的开关状态不为开时，则发出自检故障预警信号，

优选的，在上述方案的基础上：

所述阀芯组件包括阀杆，阀杆上端开盲孔后在盲孔内置软磁铁，在盲孔上采用封头封口；2个永磁铁套接在阀杆的下段区间上。

优选的，在上述方案的基础上：

还包括外壳组件，所述外壳组件包括线圈外罩、顶盖，线圈外罩套设在线圈外，线圈外罩的下部采用法兰与承压套管中部的法兰对接，顶盖采用法兰与线圈外罩对接后罩设在线圈外罩的上部。

本发明上述线圈外罩、顶盖形成分体式外罩设计，在传感器线圈等组件处，对应设计防护外罩，可在拆解时减少对内部导线的损坏，检修更方便。

优选的，在上述方案的基础上：

还包括防松垫圈、锁紧螺母，所述承压套管的上端延伸到顶盖内，防松垫圈、锁紧螺母均套设在承压套管的上端，防松垫圈压接在骨架的A端上，所述锁紧螺母压接在防松垫圈之上，

骨架的B端压接于承压套管中部的法兰上。

优选的，在上述方案的基础上：

线圈外罩的上部与顶盖之间设置有上密封垫，线圈外罩的下部与承压套管中部的法兰之间设置有下密封垫。

优选的，在上述方案的基础上：

一种阀门位置指示系统，包括上述的阀门位置指示器和机柜，所述机柜从阀门位置指示器上引入连续式阀位信号感应部输出的连续式阀位信号和2个磁控开关探头输出的限位信号；其中2个磁控开关探头输出的开关量的限位信号分别为上限位信号和下限位信号，上限位信号和下限位信号分别表征阀门的上极限位置和下极限位置；

连续式阀位信号为模拟量信号，上限位信号和下限位信号分别表征4mA和20mA的标准电流信号；

机柜设置有自检预警程序：若当前连续式阀位信号为预设最小模拟量值时，且下限位信号的开关状态不为开，则发出自检故障预警信号，若当前连续式阀位信号为预设最大模拟量值时，则上限位信号的开关状态不为开时，则发出自检故障预警信号。

优选的，在上述方案的基础上：

机柜设置有超量程预警程序：若当前上限位信号的开关状态为开时，而连续式阀位信号超过预设最大模拟量值时，则发出超量程预警信号。

本发明可以达到以下效果：

a.同步输出两组不同类型的阀位信号，两组阀位信号相互印证，无错误信号输出，测量准确度和安全性更高。b.一体式阀芯组件结构，节约空间。软磁铁和永磁铁互不影响，简单可靠。c.补偿式线圈结构，感应电动势增大，非线性区间得到改善，扩大了连续式阀位信号的线性测量范围。d.分体式外罩结构，维护拆解方便，减少检修过程中人为原因对线圈内部的损坏。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

附图1为现有技术中连续式阀位信号感应部的结构示意图。

附图2为本发明的一种连续式阀位信号感应部的结构示意图。

附图3为本发明的另一种连续式阀位信号感应部的结构示意图。

附图4为本发明的阀门位置指示器的结构示意图。

附图5为本发明的阀芯组件的结构示意图。

附图6为阀门位置指示系统的结构示意图。

附图中的附图标记分别表示为：

1.阀门位置指示器，2.电气连接器，3.信号电缆，4.接线盒，5.反应堆安全壳，6.机柜，7.机架，8.磁控开关探头，9.承压套管，10.阀芯组件，11.下密封垫，12.紧固件，13.骨架，14.线圈，15.线圈外罩，16.上密封垫，17.顶盖，18.锁紧螺母，19.防松垫圈，20.阀杆，21.永磁铁，22.软磁铁，23.封头，141.次级线圈A，142.次级线圈B，143.初级线圈。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

阀门位置指示器，包括阀门位置指示器1的本体结构，所述本体结构包括连续式阀位信号感应部，连续式阀位信号感应部包括骨架13、线圈14，所述线圈14包括初级线圈143、次级线圈，其特征在于，所述初级线圈143绕制在骨架13外，所述次级线圈的数量为2个，2个次级线圈同时绕制在初级线圈143上，其中一个次级线圈的绕制匝数沿骨架13轴线中点向骨架13的A端方向增多，另一个次级线圈的绕制匝数沿骨架13轴线中点向骨架13的B端方向增多。

上述技术方案的可以实现提高量程范围和提高测量信号的强度、从而提高测量精度的目的，其原理为：

本发明采用的线性可变电压差动输出原理获得电压差动信号，然后根据电压差动对阀门位置进行连续的指示；如图1所示，图1为现有的常规连续式阀位信号感应部，图1中，连续式阀位信号感应部包括一个管式骨架，其外周绕制有初级线圈、2个次级线圈，初级线圈在2个次级线圈的中间；图1所示，其中心区域部分的磁力线较为平直和均匀，因此其线性区间在其中心区域，只要在中心区域设置一个铁芯即可，但由于其次级线圈和初级线圈是均匀的布局，其中心区域和两端区域的匝数是相同的，因此由于磁场固有的两端分散的特性，导致其磁力线越接近两端则偏移越大，导致非线性区间产生，因此从图1中可以看出，其有效的线性区间只有中心区域的部分位置，本发明的位置指示器需要在线性区域内实现可变电压差动输出，但其有效量程范围较小；为了改善这一情况，我们研究发现，只要重新布局初级线圈和次级线圈，以及对次级线圈匝数进行重新排布，采用补偿法来弥补即可解决磁力线越接近两端则偏移越大的问题。具体的做法是：如图2、图3所示，将初级线圈均匀的绕制在骨架上，然后绕制2个次级线圈，实现次级线圈匝数补偿磁力线偏移，其中一个次级线圈的绕制匝数沿骨架13轴线中点向骨架13的A端方向增多，另一个次级线圈的绕制匝数沿骨架13轴线中点向骨架13的B端方向增多；因此使得中心区域的次级线圈的匝数密度小，而两端区域的匝数较为密集，这样两端的区域的磁场强度得以补偿增强，因此导致两端磁力线更倾向于平直，使得有效的线性区域向两端方向扩大，从而提高量程。我们还意外的发现，这种新的布局线圈，不仅可有效改善非线性区间，增加线性测量范围，还能增大感应电动势，使线圈到变送器机柜之间的信号远传距离可以增大达到200m以上；这样还能有利于避免信号弱小采用复杂的放大处理，使得信号失真，因而本发明还能提高测量的准确度。同时这种超长的远距离信号传输还能很好的适应核电站应用环境，使得辐射区和安全区的信号能直通对接。

优选的，在上述方案的基础构思下，为了实现合理的次级线圈的匝数布置，本发明设计至少以下3种符合上述构思的具有设计，但不限于以下3种情形。

第一种：

如图2所示，所述初级线圈143的绕制匝数呈均匀绕制；2个次级线圈分别为次级线圈A141、次级线圈B142；

次级线圈A141、次级线圈B142的绕制层数均为N层，每层的线圈组成一个匝圈，N大于或等于2，其中，次级线圈A141、次级线圈B142的每层的绕制匝数均由内向外逐层依次减少；

次级线圈A141中所有层的匝圈相邻于A端的一侧对齐，次级线圈A141面向次级线圈B142的一侧呈台阶状；次级线圈B142中所有层的匝圈相邻于B端的一侧对齐，次级线圈B142面向次级线圈A141的一侧呈台阶状。

该绕制布局利用多层设计构思，保障上层的匝数比下层的匝数小，同时将两端对齐，则使得初级线圈缠满整个骨架长度，两次级线圈从中间向两端呈阶梯式递增，可有效改善非线性区间。

如图2所示，具体的：其上端为A端，其下端为B端，初级线圈143绕满整个骨架，其中次级线圈A141的第一层的匝数为30，第二层的匝数为20，第三层的匝数为10，第四层的匝数为7，其每层的所形成的线圈称为匝圈，所有的匝圈的上端齐平，而下端则形成了台阶；其中次级线圈B142的第一层的匝数为30，第二层的匝数为20，第三层的匝数为10，第四层的匝数为7，其每层的所形成的线圈称为匝圈，所有的匝圈的下端齐平，而上端则形成了台阶。

第二种：

如图3所示，所述初级线圈143的绕制匝数呈均匀绕制；2个次级线圈分别为次级线圈A141、次级线圈B142；

次级线圈A141、次级线圈B142的绕制层数均为N层，每层的线圈组成一个匝圈，N大于或等于1；

其中，次级线圈A141的每层的绕制匝数均沿骨架13轴线中点向骨架13的A端方向依次增多；次级线圈B142的每层的绕制匝数均沿骨架13轴线中点向骨架13的B端方向依次增多。

该绕制布局利用轴线方向直接增加匝数，具体的，比如可以采用螺旋的绕制形成，而螺旋的螺距随着向两端方向行走时逐渐减少，因此两端的绕制匝数逐渐增加，从而达到两端的匝数逐渐增多，这种螺旋绕制增加匝数的方式可以是线性的。

第三种：

如图3所示，所述初级线圈143的绕制匝数呈均匀绕制；2个次级线圈分别为次级线圈A141、次级线圈B142；

次级线圈A141、次级线圈B142的绕制层数均为N层，N大于或等于1；

每层的次级线圈A141沿骨架13轴线中点向骨架13的A端方向依次设置有i个绕制段，每个绕制段之间存在一个留白段，留白段为不绕线圈的区间，其中，第1个绕制段中的次级线圈A141的匝数为A1、第2个绕制段中的次级线圈A141的匝数为A2、…、第i个绕制段中的次级线圈A141的匝数为Ai，A1、A2、…、Ai的值依次增大；

每层的次级线圈B142沿骨架13轴线中点向骨架13的B端方向依次设置有p个绕制段，每个绕制段之间存在一个留白段，留白段为不绕线圈的区间，其中，第1个绕制段中的次级线圈B142的匝数为A1、第2个绕制段中的次级线圈B142的匝数为A2、…、第p个绕制段中的次级线圈A141的匝数为A_p，A1、A2、…、A_p的值依次增大。

该种绕制方式采用与第二种相同的轴线方向匝数增加的处理方式，其中，将绕制区间分段，按照区间逐渐增大匝数，该增大匝数的方式是阶梯的。

如图3所示，具体的：其上端为A端，其下端为B端，初级线圈143绕满整个骨架，其中次级线圈A141的第一层的总匝数为17，其分为了5个绕制段，4个留白段，第一个绕制段内有1个线圈，第一个绕制段内有2个线圈，第三个绕制段内有3个线圈，第四个绕制段内有4个线圈，第5个绕制段内有7个线圈，而其余层也可以与第一层的相同。其中，第一绕制段位于中心区域，而第5个绕制段则为端部区域；形成向A端匝数增多的设计；初级线圈143绕满整个骨架，其中次级线圈B142的第一层的总匝数为17，其分为了5个绕制段，4个留白段，第一个绕制段内有1个线圈，第一个绕制段内有2个线圈，第三个绕制段内有3个线圈，第四个绕制段内有4个线圈，第5个绕制段内有7个线圈，而其余层也可以与第一层的相同。其中，第一绕制段位于中心区域，而第5个绕制段则为端部区域；形成向B端匝数增多的设计。

优选的，在上述方案的基础上：

还包括阀芯组件10、承压套管9，所述承压套管9套设在阀芯组件10外，骨架13套设在承压套管9外；

阀芯组件10包括软磁铁22和2个永磁铁21，其中，软磁铁22位于阀芯组件10的上段区间内，2个永磁铁21位于阀芯组件10的下段区间内，所述软磁铁22位于骨架13的A端和B端之间的区间内；

2个永磁铁21呈上下布局，其中，2个永磁铁21所对应的承压套管9上设置有对应的上下布局的磁控开关探头8。

上述技术方案中，可以解决传统单一监测信号输出的问题，而传统单一监测信号采用的单一的原理进行监测，无法形成自检，因此该传感器是否工作正确难以确认，而本发明采用2个永磁铁21设置在阀芯组件10的下部，可以形成开关量的位置监测，因此对于整个设备来说，将用于连续式阀位信号测量的软磁铁和开关量测量的永磁铁固定在同一阀杆上。其中，软磁铁封装在顶端，永磁铁固定在底端。在阀门开启和关闭时，两种阀位信号同步输出，相互印证，测量更精确。本发明是一个双通道信号输出的装置，其中，连续式阀位信号感应部对应一个通道输出模拟量，具体可以设置为4～20mA的模拟量信号，2个磁控开关探头8对应另一通道输出开关量信号。因此，我们只需在远端根据上述模拟量信号和开关量信号进行比对即可实现自检诊断，输出报警信号，相比传统的位置指示器，测量更准确、更安全。比如，设置其中一个磁控开关探头8的开对应4mA的模拟量信号，设置另一个磁控开关探头8的开对应20mA的模拟量信号，远端的机柜6设置有自检预警程序：若当前连续式阀位信号为预设最小模拟量值4mA时，且下限位信号的开关状态不为开，则发出自检故障预警信号，若当前连续式阀位信号为预设最大模拟量值20mA时，则上限位信号的开关状态不为开时，则发出自检故障预警信号，

优选的，在上述方案的基础上：

如图5所示，所述阀芯组件10包括阀杆20，阀杆20上端开盲孔后在盲孔内置软磁铁22，在盲孔上采用封头23封口；2个永磁铁套接在阀杆20的下段区间上。

优选的，在上述方案的基础上：

如图4所示，还包括外壳组件，所述外壳组件包括线圈外罩15、顶盖17，线圈外罩15套设在线圈外，线圈外罩15的下部采用法兰与承压套管中部的法兰对接，顶盖17采用法兰与线圈外罩15对接后罩设在线圈外罩15的上部。

本发明上述线圈外罩15、顶盖17形成分体式外罩设计，在传感器线圈等组件处，对应设计防护外罩，可在拆解时减少对内部导线的损坏，检修更方便。

优选的，在上述方案的基础上：

如图4所示，还包括防松垫圈19、锁紧螺母18，所述承压套管的上端延伸到顶盖内，防松垫圈19、锁紧螺母18均套设在承压套管的上端，防松垫圈19压接在骨架的A端上，所述锁紧螺母18压接在防松垫圈19之上，

骨架的B端压接于承压套管中部的法兰上。

优选的，在上述方案的基础上：

如图4所示，线圈外罩15的上部与顶盖17之间设置有上密封垫16，线圈外罩15的下部与承压套管中部的法兰之间设置有下密封垫11。

承压套管9是承压边界，也是线圈14的载体。骨架13和线圈14通过上部的锁紧螺母18、防松垫圈19固定在承压套管9上端的环形槽内。下密封件11、紧固件12和线圈外罩15、上密封垫16、顶盖17一起，实现传感器线圈14的防尘防水密封。

如图5所示，阀芯组件10由阀杆20、永磁铁21、软磁铁22和封头23构成。两个永磁铁21通过螺纹固定在阀杆20的下部，软磁铁22装填于阀杆20的上端的内孔中，采用封头23封堵后，外表面环向焊接一圈，隔离软磁铁22与高温、高压或放射性介质的接触。

如图所示，阀门在开启和关闭中，永磁铁21和软磁铁22随阀芯组件10在承压套管9内部上下运动。永磁铁21接近伙远离磁控开关探头8，触发内部的磁控开关吸合或断开电路，产生1或0的开关量信号；同时，软磁铁22偏离线圈14的零点位置，产生感应电动势，且感应电动势的大小在线圈14的量程范围内呈线性关系。

实施例2

一种阀门位置指示系统，

如图6所示，包括上述的阀门位置指示器1和机柜6，所述机柜6从阀门位置指示器1上引入连续式阀位信号感应部输出的连续式阀位信号和2个磁控开关探头输出的限位信号；其中2个磁控开关探头输出的开关量的限位信号分别为上限位信号和下限位信号，上限位信号和下限位信号分别表征阀门的上极限位置和下极限位置；

连续式阀位信号为模拟量信号，上限位信号和下限位信号分别表征4mA和20mA的标准电流信号；

机柜6设置有自检预警程序：若当前连续式阀位信号为预设最小模拟量值时，且下限位信号的开关状态不为开，则发出自检故障预警信号，若当前连续式阀位信号为预设最大模拟量值时，则上限位信号的开关状态不为开时，则发出自检故障预警信号。

优选的，在上述方案的基础上：

机柜6设置有超量程预警程序：若当前上限位信号的开关状态为开时，而连续式阀位信号超过预设最大模拟量值时，则发出超量程预警信号。

优选的，在上述方案的基础上：

如图6所示，阀门位置指示器1和电气连接器2(接连续式阀位信号感应部)、信号电缆3、接线盒4、机柜6、机架7及磁控开关探头8构成整套阀位信号测量和故障诊断系统。阀门位置指示器1的线圈14和磁控开关探头8，分别通过软磁铁22和永磁铁21，同时捕获到阀门的连续及开关位置变化量，通过电气连接器2和信号电缆3分别传输电压信号和开关量的阀位信号，接线盒4将采集的信号汇总后，穿过反应堆安全壳5传输到外部设置的机柜6中，由机架7中的变送器将线圈14采集的电压信号转换成4～20mA的模拟量信号，并进一步将模拟量信号放大，同时与另一路开关量信号，以及故障报警信号一起，输出至仪控室，实现信号的采集、处理和故障诊断。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种阀门位置指示系统，包括阀门位置指示器；

阀门位置指示器包括阀门位置指示器（1）的本体结构，所述本体结构包括连续式阀位信号感应部，连续式阀位信号感应部包括骨架（13）、线圈（14），所述线圈（14）包括初级线圈（143）、次级线圈，其特征在于，所述初级线圈（143）绕制在骨架（13）外，所述次级线圈的数量为2个，2个次级线圈同时绕制在初级线圈（143）上，其中一个次级线圈的绕制匝数沿骨架（13）轴线中点向骨架（13）的A端方向增多，另一个次级线圈的绕制匝数沿骨架（13）轴线中点向骨架（13）的B端方向增多；

所述阀门位置指示器还包括阀芯组件（10）、承压套管（9），所述承压套管（9）套设在阀芯组件（10）外，骨架（13）套设在承压套管（9）外；

阀芯组件（10）包括软磁铁（22）和2个永磁铁（21），其中，软磁铁（22）位于阀芯组件（10）的上段区间内，2个永磁铁（21）位于阀芯组件（10）的下段区间内，所述软磁铁（22）位于骨架（13）的A端和B端之间的区间内；

2个永磁铁（21）呈上下布局，其中，2个永磁铁（21）所对应的承压套管（9）上设置有对应的上下布局的磁控开关探头（8）

所述一种阀门位置指示系统还包括机柜（6），所述机柜（6）从阀门位置指示器（1）上引入连续式阀位信号感应部输出的连续式阀位信号和2个磁控开关探头输出的限位信号；其中2个磁控开关探头输出的开关量的限位信号分别为上限位信号和下限位信号，上限位信号和下限位信号分别表征阀门的上极限位置和下极限位置；

连续式阀位信号为模拟量信号，上限位信号和下限位信号分别表征4mA和20mA的标准电流信号；

机柜（6）设置有自检预警程序：若当前连续式阀位信号为预设最小模拟量值时，且下限位信号的开关状态不为开，则发出自检故障预警信号，若当前连续式阀位信号为预设最大模拟量值时，则上限位信号的开关状态不为开时，则发出自检故障预警信号。

2.根据权利要求1所述的一种阀门位置指示系统，其特征在于，

所述初级线圈（143）的绕制匝数呈均匀绕制；2个次级线圈分别为次级线圈A（141）、次级线圈B（142）；

次级线圈A（141）、次级线圈B（142）的绕制层数均为N层，每层的线圈组成一个匝圈，N大于或等于2，其中，次级线圈A（141）、次级线圈B（142）的每层的绕制匝数均由内向外逐层依次减少；

次级线圈A（141）中所有层的匝圈相邻于A端的一侧对齐，次级线圈A（141）面向次级线圈B（142）的一侧呈台阶状；次级线圈B（142）中所有层的匝圈相邻于B端的一侧对齐，次级线圈B（142）面向次级线圈A（141）的一侧呈台阶状。

3.根据权利要求1所述的一种阀门位置指示系统，其特征在于，

所述初级线圈（143）的绕制匝数呈均匀绕制；2个次级线圈分别为次级线圈A（141）、次级线圈B（142）；

次级线圈A（141）、次级线圈B（142）的绕制层数均为N层，每层的线圈组成一个匝圈，N大于或等于1；

其中，次级线圈A（141）的每层的绕制匝数均沿骨架（13）轴线中点向骨架（13）的A端方向依次增多；次级线圈B（142）的每层的绕制匝数均沿骨架（13）轴线中点向骨架（13）的B端方向依次增多。

4.根据权利要求1所述的一种阀门位置指示系统，其特征在于，

所述初级线圈（143）的绕制匝数呈均匀绕制；2个次级线圈分别为次级线圈A（141）、次级线圈B（142）；

次级线圈A（141）、次级线圈B（142）的绕制层数均为N层， N大于或等于1；

每层的次级线圈A（141）沿骨架（13）轴线中点向骨架（13）的A端方向依次设置有i个绕制段，每个绕制段之间存在一个留白段，留白段为不绕线圈的区间，其中，第1个绕制段中的次级线圈A（141）的匝数为A1、第2个绕制段中的次级线圈A（141）的匝数为A2、…、 第i个绕制段中的次级线圈A（141）的匝数为Ai，A1、A2、…、Ai的值依次增大；

每层的次级线圈B（142）沿骨架（13）轴线中点向骨架（13）的B端方向依次设置有p个绕制段，每个绕制段之间存在一个留白段，留白段为不绕线圈的区间，其中，第1个绕制段中的次级线圈B（142）的匝数为A1、第2个绕制段中的次级线圈B（142）的匝数为A2、…、 第p个绕制段中的次级线圈A（141）的匝数为A_p，A1、A2、…、A_p的值依次增大。

5.根据权利要求1所述的一种阀门位置指示系统，其特征在于，

所述阀芯组件（10）包括阀杆（20），阀杆（20）上端开盲孔后在盲孔内置软磁铁（22），在盲孔上采用封头（23）封口；2个永磁铁套接在阀杆（20）的下段区间上。

6.根据权利要求1所述的一种阀门位置指示系统，其特征在于，

还包括外壳组件，所述外壳组件包括线圈外罩（15）、顶盖（17），线圈外罩（15）套设在线圈外，线圈外罩（15）的下部采用法兰与承压套管中部的法兰对接，顶盖（17）采用法兰与线圈外罩（15）对接后罩设在线圈外罩（15）的上部。

7.根据权利要求6所述的一种阀门位置指示系统，其特征在于，

还包括防松垫圈（19）、锁紧螺母（18），所述承压套管的上端延伸到顶盖内，防松垫圈（19）、锁紧螺母（18）均套设在承压套管的上端，防松垫圈（19）压接在骨架的A端上，所述锁紧螺母（18）压接在防松垫圈（19）之上，

骨架的B端压接于承压套管中部的法兰上。

8.根据权利要求1所述的一种阀门位置指示系统，其特征在于，

机柜（6）设置有超量程预警程序：若当前上限位信号的开关状态为开时，而连续式阀位信号超过预设最大模拟量值时，则发出超量程预警信号。

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