CN1940795B - 流体控制装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种流体控制装置和通过使用一流体控制元件来控制流体流动的方法，其中当检测到流体泄漏时，将一被检测的模拟信号转换成一数字信号，以关闭所述流体控制元件。本发明的元件和方法还提供检测流体泄漏和一传感器发生短路和开路的增强的灵敏度和准确度，进而提高流体泄漏检测的精度并防止由外界环境干扰所引起的操作失误。

Description

流体控制装置及其方法

技术领域

本发明提供一种流体控制装置和通过使用一流体控制元件来控制流体流动的方法，其中当检测到流体泄漏时，将一被检测的模拟信号转换成一数字信号，以关闭所述流体控制元件。本发明的元件和方法还提供检测流体泄漏和传感器发生短路和开路的增强的灵敏度和准确度，进而提高流体泄漏检测的精度并防止由外界环境干扰所引起的操作失误。

背景技术

在制造环境中，流体(最常见的情形为水)用于各种用途，其中包括用于润滑、清洁和冷却。发生流体泄漏可导致设备操作的异常并损坏产品。常规的水泄漏检测器包括图1中所描绘的那些类型检测器。这种常规的水泄漏检测器包括一传感器10、一控制器14和一告警器18。所述控制器14由晶体管15、电阻器16和电源17组成。所述传感器10包括两个独立的导线11和外壳12，其中所述两个独立的导线11具有两个开放端子和两个连接端子。晶体管15的基极和射极，两个连接端子、电阻器16和电源17以串联方式进行电连接。晶体管15的集极和射极、电源17和告警器18以串联方式进行电连接。外壳12用于覆盖两个独立的导线11，其中两个独立的导线11的若干部分被曝露以形成复数个电极9。

当在电极9中的任何一个电极处检测到水泄漏20时，生成一流过传感器10、电阻器16和晶体管15的基极和射极的电流以打开晶体管15。此时，告警器18激活以向操作员发出发生水泄漏的警告。

发明内容

由于常规的水泄漏检测器使用一被检测的模拟信号来直接打开晶体管15，并接着激活告警元件18，因而其易受到外界环境干扰的影响并导致操作失误，使得无法准确地检测到泄漏并立即排除。

本发明提供一种流体控制装置和通过使用一流体控制元件来控制流体流动的方法，其中当检测到流体泄漏时将一被检测的模拟信号转换成一数字信号，以关闭所述流体控制元件。本发明的元件和方法提供检测流体泄漏和传感器发生短路和开路的增强的灵敏度和准确度，进而提高流体泄漏检测的精度并防止由外界环境干扰所引起的操作失误。

在一实施例中，一控制装置包含一传感器，其具有两个独立导线；一控制器；一用于控制流体流动的第一元件，诸如一水源适配器；和一能够控制所述第一元件的第二元件，诸如一电磁元件。所述控制器包含一信号产生器、一模数(“A/D”)转换器和一逻辑电路。所述信号产生器产生一检测信号。所述控制器电连接到两个独立的导线以将所述检测信号提供给传感器。当于传感器处检测到流体泄漏时，在两个独立的导线的负端处产生一第一模拟信号且所述A/D转换器将所述第一模拟信号转换成一多位数字信号(例如，8位数字信号)。所述逻辑电路处理所述多位数字信号以产生一第一数字信号，且所述第二元件被所述第一数字信号激活，进而关闭所述第一元件。

所述控制装置还可包含一同样由第一数字信号来激活的第一告警元件，从而警告发生流体泄漏。当设备中的传感器处未检测到流体泄漏时，在两个独立的导线的负端处产生一第二模拟信号，且由第二数字信号激活第二告警元件，进而指示所述设备以正常状态运作。当归因于外物或外力而使传感器短路时，在两个独立的导线的负端处可产生一第三模拟信号。然后，由第三数字信号激活第三告警元件，进而警告操作员传感器发生短路。当归因于外力而使两个独立的导线开路时，在两个独立的导线的负端处产生一第四模拟信号。然后由第四数字信号激活第四告警器，进而警告操作员传感器发生开路。

根据本发明的另一实施例，用于控制流体流动的方法通常包含：(a)通过使用一传感器来检测是否发生流体泄漏，其中所述传感器包括第一和第二独立的导线，且其中通过控制器将一检测信号经由两个连接线而供应给所述传感器；(b)如果在独立的导线之间检测到流体泄漏，那么在传感器处产生一第一模拟信号；(c)通过使用控制器将所述第一模拟信号转换成一第一数字信号；和(d)激活一元件(例如，一电磁元件)以控制流体流动。

根据本发明的另一实施例，提供另一种通过使用一第一元件(诸如，一水源适配器)来控制流体流动的方法，所述方法通常包含：(a)由一传感器检测是否发生流体泄漏，其中所述传感器包括第一和第二独立的导线，且其中通过一控制器将一检测信号经由两个独立的导线供应给传感器；(b)如果在独立的导线之间检测到流体泄漏，那么在独立的导线的负端处产生一第一模拟信号；(c)由控制器将所述第一模拟信号转换成一第一数字信号；和(d)由所述第一数字信号同时激活一第一告警元件和一第二告警元件，进而警告操作员出现流体泄漏并关闭第一元件。

本发明的方法还可包含：如果在两个独立的导线之间未检测到水泄漏，那么在传感器的负端处产生一第二模拟信号；由控制器将所述第二模拟信号转换成一第二数字信号；和由所述第二数字信号激活一第二告警元件，以指示设备以正常状态运作。

如果独立的导线发生短路，那么所述方法可包含：在传感器的负端处产生一第三模拟信号；由一控制器将所述第三模拟信号转换成一第三数字信号；和由所述第三数字信号激活一第三告警元件，以警告操作员传感器发生短路。

另外，如果独立的导线发生开路，那么所述方法可进一步包含：在传感器的负端处产生一第四模拟信号；由控制器将所述第四模拟信号转换成一第四数字信号；和以所述第四数字信号激活一第四告警元件，以警告传感器发生开路。

如本发明所提供的用于控制流体流动的方法可确保当检测到流体泄漏时将一被检测的模拟信号转换成一数字信号以立即关闭第一流体控制元件。本发明的方法和装置进一步增强检测流体泄漏和传感器发生短路和开路的灵敏度和准确度，进而提高流体泄漏检测的精度并防止由外界环境干扰所引起的操作失误。

附图说明

图1是显示一常规的水泄漏检测器的电路结构图；

图2A是显示根据本发明的一实施例的一控制装置的电路结构图；

图2B是显示根据本发明的另一实施例的一控制装置的电路结构图；

图3是显示用于本发明的脉冲信号的图式；

图4是显示根据本发明的另一实施例的用于控制水源适配器的方法的流程图；和

图5是显示根据本发明的另一实施例的用于控制水源适配器的方法的流程图。

具体实施方式

图2A显示根据本发明的一实施例的控制装置。所述控制装置20包含一包括有第一和第二独立的导线(未图示)的传感器202、一控制器204、一第一元件206(在所有图式中显示为用于控制水流的水源适配器，但其可为用于控制任何类型的流体流动的任何其它合适的元件)，和一能够控制第一元件206的第二元件208，诸如电磁元件。控制器204包含一信号产生器205、一A/D转换器207和一逻辑电路209。所述信号产生器205产生一检测信号。所述检测信号可以是(例如)一脉冲信号，在一实施例中其电压/周期为+9伏/0.1秒和0伏/1.9秒(如图3中所示)。控制器204电连接到独立的导线以将所述检测信号提供给传感器202。

如图2A所示，当在传感器202处检测到流体泄漏时，在独立的导线的负端处产生一第一模拟信号。在一实施例中，所述第一模拟信号的电压可在约0.42伏到约7.95伏的范围内。第一模拟信号的电压取决于检测到流体泄漏的传感器202所在位置和流体泄漏的量。通常，距离传感器202越远且流体泄漏的量越少，第一模拟信号的电压越小。所述A/D转换器207将第一模拟信号转换成一多位数字信号，诸如8位数字信号(在一实施例中，其可具有从12到226范围内的值)。所述逻辑电路209处理所述多位数字信号以产生一第一数字信号(例如，逻辑电平“1”)。然后，由所述第一数字信号激活元件208，进而关闭第一元件206。

现参看图2B，其显示本发明的另一实施例，所述控制装置进一步包含一第一告警元件210，其同样由第一数字信号激活以警告操作员发生流体泄漏。当于设备中的传感器202处未检测到流体泄漏时，在独立的导线的负端处产生一第二模拟信号。在一实施例中，所述第二模拟信号的电压可在约0.29伏到约0.41伏的范围内。第二模拟信号的电压可取决于传感器202上的灰尘或其它碎屑的量。灰尘或碎屑的量越少，第二模拟信号所需的电压越小。A/D转换器207将第二模拟信号转换成一多位数字信号，诸如8位数字信号(在一实施例中，其可为从0到8范围内的值)。逻辑电路209处理所述8位数字信号，其可由约0.29伏到约0.41伏范围内的第二模拟信号转换而得，以产生一第二数字信号(例如，逻辑电平“1”)。然后可由所述第二数字信号激活第二告警元件212，进而指示设备运作正常。当归因于外物或外力而使传感器202发生短路时，可在独立的导线203的负端处产生一第三模拟信号。在一实施例中，所述第三模拟信号的电压可在约7.96伏到约9.00伏范围内。第三模拟信号的电压通常可取决于传感器202发生短路的位置和程度。通常，传感器202发生短路的位置离负端越远，且传感器202发生短路的程度越小，第三模拟信号所需的电压越小。A/D转换器207将第三模拟信号转换成一多位数字信号，诸如8位数字信号(例如，其可具有从227到255范围内的值)。逻辑电路209处理所述多位数字信号以产生一第三数字信号(例如，逻辑电平“1”)。由第三数字信号激活第三告警元件214，以警告操作员传感器202发生短路。当归因于外力而使独立的导线发生开路时，在两个独立的导线(未图示)的负端处可产生一第四模拟信号。在一实施例中，所述第四模拟信号的电压可在约0.00伏到约0.29伏的范围内。第四模拟信号的电压通常可取决于两个独立的导线发生开路的程度。通常，两个独立的导线发生开路的程度越大，第四模拟信号所需的电压越小。A/D转换器207将第四模拟信号转换成一多位数字信号，诸如8位数字信号(在一实施例中，其可为从0到8范围内的值)。逻辑电路209处理所述8位数字信号以产生一第四数字信号。由所述第四数字信号激活一第四告警元件216，以警告操作员传感器202发生开路。

图4显示根据本发明的另一实施例的用于控制第一元件的方法。在步骤S60中，准备一具有第一和第二独立的导线的传感器，且将一检测信号(诸如，电压/周期为+9伏/0.1秒和0伏/1.9秒的脉冲信号，如图3所示)通过一信号产生器提供给所述传感器。在步骤S61中，判定在两个独立的导线之间是否检测到流体泄漏。如果检测到流体泄漏，那么在两个连接端子的负端处产生一第一模拟信号，其中在一实施例中，所述第一模拟信号的电压可在约0.42伏到约7.95伏的范围内。在步骤S62中，由控制器207将第一模拟信号转换成一第一数字信号。在步骤S63中，由所述第一数字信号激活一诸如电磁元件的第二元件以关闭一第一元件。

图5显示根据本发明的另一实施例的用于控制第一元件的方法。在步骤S70中，准备一传感器和一信号产生器，其中所述传感器具有第一和第二独立的导线，且所述信号产生器将一检测信号(诸如电压/周期为+9伏/0.1秒和0伏/1.9秒的脉冲信号，如图3中所示)通过两个独立的导线提供给传感器。在步骤S71中，如果在两个独立的导线之间检测到流体泄漏，那么在两个独立的导线的负端处产生一第一模拟信号。在一实施例中，所述第一模拟信号的电压可在约0.42伏到约7.95伏的范围内。在步骤S72中，由一控制器将第一模拟信号转换成一第一数字信号。接着，在步骤S73中，由所述第一数字信号激活一第二元件，以关闭一第一元件，且同样由所述第一数字信号激活一第一告警元件，进而警告操作员发生流体泄漏。另外，步骤S72进一步包含：(1)将第一模拟信号转换成一第一多位数字信号，诸如8位数字信号(在一实施例中其可具有一从12到226的值)；和(2)将所述第一多位数字信号转换成第一数字信号，其中所述第一数字信号是逻辑电平“1”。

在步骤S71中，如果在两个独立的导线之间未检测到流体泄漏，那么在传感器的负端处产生一第二模拟信号。在一实施例中，所述第二模拟信号的电压可在约0.29伏到约0.41伏的范围内。在步骤75中，由控制器将第二模拟信号转换成一第二数字信号。接着，在步骤S76中，由所述第二数字信号激活一第二告警元件，进而指示设备运作正常。此外，步骤S75包含：(1)将第二模拟信号转换成一第二多位数字信号(其可具有一从8到11的值)；和(2)将所述第二多位数字信号转换成第二数字信号，其中，所述第二数字信号可为逻辑电平“1”。

另外，所述方法包含执行步骤74以检测两个独立的导线是否发生短路或开路。如果两个独立的导线发生短路，那么在传感器的负端处可产生一第三模拟信号。在一实施例中，所述第三模拟信号的电压可在约7.96伏到约9.00伏的范围内。接着，在步骤S77中，由控制器将第三模拟信号转换成一第三数字信号。而后，在步骤S78中，由第三数字信号激活一第三告警元件，进而警告操作员传感器发生短路。步骤S77进一步包含：(1)将第三模拟信号转换成一第三多位数字信号(其可具有一从227到255的值)；和(2)将所述第三多位数字信号转换成第三数字信号，其中所述第三数字信号是逻辑电平“1”。

在步骤74中，如果两个独立的导线发生开路，那么在传感器的负端处产生一第四模拟信号。在一实施例中，所述第四模拟信号的电压可在0.00伏到约0.29伏的范围内。接着，在步骤79中，由控制器将第四模拟信号转换成一第四数字信号。执行步骤S80以通过所述第四数字信号来激活一第四告警元件，进而发出有关传感器202发生开路的警告。另外，步骤70包含：(1)将第四模拟信号转换成一第四多位数字信号(其具有0到8的值)；和(2)将所述第四多位数字信号转换成第四数字信号，其中所述第四数字信号是逻辑电平“1”。

用于控制一第一元件的方法和所述控制装置的优势在于：当检测到流体泄漏时，一被检测的模拟信号被转换成一数字信号(例如，将9伏分成256个时间间隔)，以快速关闭第一元件，并进一步提高检测流体泄漏和传感器发生短路和开路的灵敏度和准确度，进而提高流体泄漏检测的精度并防止由外界环境干扰所引起的操作失误。

尽管已通过实例方式并根据优选实施例而对本发明加以描述，但应了解，本发明并不限于所揭示的实施例。相反，本发明旨在涵盖对于所属领域技术人员而言显而易见的各种修改和类似配置。因此，附加权利要求书的范畴应与最广泛的解释相一致，从而涵盖任何此类修改和类似配置。

Claims (9)

1.一种用于控制流体流动的方法，所述方法包含：

由一传感器检测是否发生流体泄漏，其中所述传感器包括第一和第二导线，且其中由一控制器将一检测信号经由所述第一导线和所述第二导线供应给所述传感器；

如果所述传感器检测到流体泄漏，那么产生一第一模拟信号；

由所述控制器将所述第一模拟信号转换成一第一数字信号；和

由所述第一数字信号激活一元件以控制所述流体流动；或者

如果所述传感器未检测到液体泄漏，那么由所述传感器产生一第二模拟信号；

由所述控制器将所述第二模拟信号转换成一第二数字信号；和

以所述第二数字信号激活一第二告警元件。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含由所述第一数字信号激活一第一告警元件。

3.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一模拟信号转换成一第一多位数字信号，且将所述第一多位数字信号转换成所述第一数字信号，且其中所述第一数字信号是一逻辑电平“1”。

4.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第二模拟信号转换成一第二多位数字信号，且将所述第二多位数字信号转换成所述第二数字信号，且其中所述第二数字信号是一逻辑电平“1”。

5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：

如果所述第一和第二导线发生短路，那么由所述传感器产生一第三模拟信号；

由所述控制器将所述第三模拟信号转换成一第三数字信号；和

以所述第三数字信号激活一第三告警元件。

6.根据权利要求5所述的方法，其中将所述第三模拟信号转换成一第三多位数字信号，且将所述第三多位数字信号转换成所述第三数字信号，且其中所述第三数字信号是一逻辑电平“1”。

7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：

如果所述传感器发生开路，那么由所述传感器产生一第四模拟信号；

由所述控制器将所述第四模拟信号转换成一第四数字信号；和

以所述第四数字信号激活一第四告警器。

8.根据权利要求7所述的方法，其中将所述第四模拟信号转换成一第四多位数字信号，且将所述第四多位数字信号转换成所述第四数字信号，且其中所述第四数字信号是一逻辑电平“1”。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述检测信号是一脉冲信号。

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