CN111828728A - 阀芯开启信号检测装置及方法 - Google Patents

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CN111828728A CN202010759523.XA CN202010759523A CN111828728A CN 111828728 A CN111828728 A CN 111828728A CN 202010759523 A CN202010759523 A CN 202010759523A CN 111828728 A CN111828728 A CN 111828728A
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张德
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Abstract

本发明提供了一种阀芯开启信号检测装置及方法。该装置包括：机械阀芯其滑动阀上装有永磁体，在活动阀工作行程内，永磁体在扇形区域内运动；主板，其上安装有磁场霍尔位置传感器，定时通过磁场霍尔位置传感器检测永磁体的绝对位置，并且根据检测到的永磁体的绝对位置，计算阀芯的开启比例。本发明提供的阀芯开启信号检测装置及方法能够实现对阀芯开启比例的电控控制。

Description

阀芯开启信号检测装置及方法
技术领域
本发明涉及流体控制技术领域，特别是涉及一种阀芯开启信号检测装置及方法。
背景技术
现有水龙头开关包含手柄、阀芯、密封胶垫、连通软管等部件，工作时扳动手柄带动阀芯在工作腔内滑动改变冷热水口截面积大小，控制出水大小及冷热水混合比，当需要实现电控功能升级时会受到制约，本发明将手柄阀芯动作的开关量直接转换成与之对应的电信号，并将该电信号转换成相应的通信指令通过数据线传送给其他设备或装置实现出水调控及再该信号基础上实现智能控制的目的。
现有水龙头控制主要控制以机械阀芯方式，通过改变阀芯截面积实现控制出水流量以及冷热混水比例的功能。
要实现智能化升级，目前比较普遍的控制方式是机械混水阀出水后通过一个电磁阀控制出水或者断水，无法实现冷热混水比例的电控调节。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种阀芯开启信号检测装置及方法，能够实现对阀芯开启比例的电控控制。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种阀芯开启信号检测装置，所述装置包括：机械阀芯，内部滑阀上安装有永磁体，在活动阀开启或者关闭过程中，磁体在扇形区域内运动；主板，其上安装有磁场霍尔位置传感器，板载单片机定时通过磁场霍尔位置传感器检测永磁体的绝对位置，并且根据检测到的永磁体的绝对位置，计算出阀芯的开启比例。
在一些实施方式中，检测装置一端与机械阀芯连接，并且检测装置外部设置有壳体。
在一些实施方式中，壳体上设置有两个用于固定机械阀芯的阀芯定位孔。
在一些实施方式中，主板安装在检测装置的中心。
在一些实施方式中，主板还用于根据检测到的永磁体的绝对位置，计算冷热水混水比例。
在一些实施方式中，主板根据如下公式计算阀体的开启比例：
Figure BDA0002612674030000021
其中，x表示永磁体的绝对位置的横坐标，y表示永磁体的绝对位置的纵坐标，b表示计算得到的阀体的开启比例，bmax表示阀体开启比例的最大值。
在一些实施方式中，主板根据如下公式计算冷热水混水比例：
Figure BDA0002612674030000022
其中，x表示永磁体的绝对位置的横坐标，y表示永磁体的绝对位置的纵坐标，a表示计算得到的冷热水混水比例，amax表示冷热水混水比例的最大值。
此外，本发明还提供了一种阀芯开启信号检测方法，所述方法包括：通过安装在主板上的磁场霍尔位置传感器，定时检测阀芯内配备的永磁体的绝对位置；根据检测到的永磁体的绝对位置，计算阀体的开启比例。
在一些实施方式中，根据检测到的永磁体的绝对位置，计算阀体的开启比例，包括：根据如下公式，计算阀体的开启比例：
Figure BDA0002612674030000031
其中，x表示永磁体的绝对位置的横坐标，y表示永磁体的绝对位置的纵坐标，b表示计算得到的阀体的开启比例，bmax表示阀体开启比例的最大值。
在一些实施方式中，还包括：根据如下公式，计算冷热水混水比例：
Figure BDA0002612674030000032
其中，x表示永磁体的绝对位置的横坐标，y表示永磁体的绝对位置的纵坐标，a表示计算得到的冷热水混水比例，amax表示冷热水混水比例的最大值。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
本发明将阀体开启信号转换成电信号的方式，阀芯的控制方式由传统的机械方式升级为电控方式，可实现原来机械方式无法实现的智能控制。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明实施例提供的阀芯开启信号检测装置的立体图；
图2是本发明实施例提供的扇形区域的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明通过磁场定位方式定位阀芯开启位置，通过定位阀芯永磁体位置信息计算出冷热水混合比例及流量的开启比例数据，并将数据转换成控制指令发送给电控混水阀总成实现电传控制目的。容易实现与电控混水阀或者电控上位机数据通信的目的，这些功能式传统机械阀无法实现的。
阀芯信号检测装置有以下部件组成，检测器壳体(1)壳体上带2个阀芯定位孔(2)，主板(3)，带永磁体的阀芯总成(4)组成。
阀芯总成(4)内活动阀上安装有一颗永磁铁，工作时阀芯与阀芯中的磁体一起运动，阀芯在工作区间内,磁铁运动轨迹为一个扇形区域，坐标原点(0,0)位置为阀体关闭时的位置，主板上的微控制器每隔一段时间通过板载磁场霍尔位置传感器检测磁体相对于原点的绝对位置，计算出阀体的开启流量与冷热混水比例数据，其中阀体开启比例通过三角函数计算出磁体位置和原点之间的直线距离与最大开启距离的比值，冷热水混水比例为磁体所在位置和y轴在原点处的夹角a与最大夹角之间的比值。
阀体开启比例计算公式：
Figure BDA0002612674030000041
冷热水混水比例计算公式：
Figure BDA0002612674030000042
其中，x表示永磁体的绝对位置的横坐标，y表示永磁体的绝对位置的纵坐标，b表示计算得到的阀体的开启比例，bmax表示阀体开启比例的最大值，a表示计算得到的冷热水混水比例，amax表示冷热水混水比例的最大值。
x值大于0侧冷水比例增加热水比例减少，反之x值小于0热水比例增加冷水比例减少，当x值等于0时冷热混水比为1:1。
将阀体开启信号转换成电信号的方式，阀芯的控制方式由传统的机械方式升级为电控方式，可实现原来机械方式无法实现的智能控制。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种阀芯开启信号检测装置，其特征在于，包括：
机械阀芯，内部滑阀上安装有永磁体，在活动阀开启或者关闭过程中，磁体在扇形区域内运动；
主板，其上安装有磁场霍尔位置传感器，板载单片机定时通过磁场霍尔位置传感器检测永磁体的绝对位置，并且根据检测到的永磁体的绝对位置，计算出阀芯的开启比例。
2.根据权利要求1所述的阀芯开启信号检测装置，其特征在于，检测装置一端与机械阀芯连接，并且检测装置外部设置有壳体。
3.根据权利要求2所述的阀芯开启信号检测装置，其特征在于，壳体上设置有两个用于固定机械阀芯的阀芯定位孔。
4.根据权利要求2所述的阀芯开启信号检测装置，其特征在于，主板安装在检测装置的中心。
5.根据权利要求1所述的阀芯开启信号检测装置，其特征在于，主板还用于根据检测到的永磁体的绝对位置，计算冷热水混水比例。
6.根据权利要求1所述的阀芯开启信号检测装置，其特征在于，主板根据如下公式计算阀体的开启比例：
Figure FDA0002612674020000011
其中，x表示永磁体的绝对位置的横坐标，y表示永磁体的绝对位置的纵坐标，b表示计算得到的阀体的开启比例，bmax表示阀体开启比例的最大值。
7.根据权利要求1所述的阀芯开启信号检测装置，其特征在于，主板根据如下公式计算冷热水混水比例：
Figure FDA0002612674020000021
其中，x表示永磁体的绝对位置的横坐标，y表示永磁体的绝对位置的纵坐标，a表示计算得到的冷热水混水比例，amax表示冷热水混水比例的最大值。
8.一种阀芯开启信号检测方法，其特征在于，包括：
通过安装在主板上的磁场霍尔位置传感器，定时检测阀芯内配备的永磁体的绝对位置；
根据检测到的永磁体的绝对位置，计算阀体的开启比例。
9.根据权利要求8所述的阀芯开启信号检测方法，其特征在于，根据检测到的永磁体的绝对位置，计算阀体的开启比例，包括：
根据如下公式，计算阀体的开启比例：
Figure FDA0002612674020000022
其中，x表示永磁体的绝对位置的横坐标，y表示永磁体的绝对位置的纵坐标，b表示计算得到的阀体的开启比例，bmax表示阀体开启比例的最大值。
10.根据权利要求8所述的阀芯开启信号检测方法，其特征在于，还包括：
根据如下公式，计算冷热水混水比例：
Figure FDA0002612674020000023
其中，x表示永磁体的绝对位置的横坐标，y表示永磁体的绝对位置的纵坐标，a表示计算得到的冷热水混水比例，amax表示冷热水混水比例的最大值。
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