CN201802948U - 温控阀光电编码器 - Google Patents

Abstract

一种适用于供热通断控制阀的光电编码方法。能对阀门开启度进行均衡测量与编码。其组件包括随阀轴旋转的同轴扇型遮光板、位于遮光板上下、固定在固定支架上的光电板1和光电板2、安装在光电板1和光电板2上的发射管和接收管(位置一一对应形成若干对光偶)。光偶沿遮光板旋转方向排列，分布角度在0-45°之间。当遮光板随转轴旋转至某个角度时，将遮挡某个或某几个光偶，形成光电编码系列。优点在于：阀门位置测量准确度高，调控平稳，能承受电、磁、光、机械振动等外界干扰，加工工艺简单，成本低廉，有利于批量生产，能适应市场的需要。

Description

温控阀光电编码器 

技术领域

本实用新型涉及一种智能化室温通断控制阀的光电编码技术。 

背景技术

当今在集中供暖系统正推广按热量计收费的管理模式。其中“通断时间法”利用室温控制阀灵活调整室内供热量，有利于节约采暖费用，宏观达到节能和环保的效果。目前室温控制阀主要有以下两种： 

1、通断控制阀。通过对用户供热循环水进行通断控制来实现该户的室温调节。具体是在各户的代表房间里放置室温控制器，用于测量室内温度和供用户设定温度，并将这两个温度值传输给通断控制阀。通断控制阀根据实测室温与设定值之差，确定在一个控制周期内通断阀的开关比，并按照这一开关比控制通断调节阀的通断，以此调节室内热量，同时系统按照各户实际通断供热时间分摊采暖费。 

2、可控制开启度的通断控制阀。这种装置在通断控制阀基础上，将阀门的开启度分成几档，对应驱动齿轮的旋转角度，用光电-齿轮遮光脉冲计数方法判断阀门的开启度。该装置根据室温控制器测量的室温和设定温度，下达控制指令，驱动阀门旋转至适当角度，以此调节室内热量。阀门不同开启度的时间按开启度折算成标准通水(供热)时间，系统按照各户标准通水时间分摊采暖费。 

第2种方法供热温度波动性较小，阀门负担小，具有更好的推广前景。但是光电-齿轮遮光脉冲计数方法依赖脉冲信号，可靠性不高，易受外界电、磁、光干扰或机械振动而出错。一旦错漏一个脉冲，就无法判断阀门所在位置，导致控制失灵。 

本实用新型在可控制开启度的通断控制阀上采用光电编码技术，将阀门的旋转角度分解为若干组编码，为控制电路提供数字编码信号，使阀门控制的可靠性、准确性和抗干扰性大大提高。光电测量点与供暖流量均匀对应，能进一步提高供热调节的平稳性。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有通断控制阀技术的不足而提供一种数字编码方法和测量点优化方案，制作工艺简单，控制准确、可靠、平稳。 

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为： 

温控阀光电编码器，包括随阀轴旋转的扇型遮光板、位于遮光板上下、固定在基座上的两块光电板和安装在光电板上的光偶，光电板上分别安装光偶，位置一一对应，光偶沿遮光板旋转方向排列，分布角度在0-45°之间。 

采用光电编码器，用于对通断控制阀开启度进行测量和编码。其组件包括随转轴1旋转的扇型遮光板、与遮光板平行并固定在基座上的光电板1和光电板2、分别安装在两块光电板上的3个发射管和3个接收管(位置一一对应，构成光偶)，见图1。遮光板夹角＜45°。发射管和接收管沿遮光板旋转方向排列，分布角度相互间隔15°。阀门全关闭时，遮光板右边缘不遮挡任何光偶。当遮光板随阀门轴旋转某个角度时，将遮挡某个或某儿个光偶，形成光电编码系列。以配置3对光偶为例，当遮光板旋转时，编码组合如下： 

阀门开启0°-15°，光偶1、2、3均无遮挡--------------------111 

阀门开启15°-30°，遮挡光偶1---------------------------011 

阀门开启30°-45°，遮挡光偶1、2---------------------------001 

阀门开启45°-60°，遮挡光偶1、2、3---------------------000 

阀门开启60°-75°，遮挡光偶2、3---------------------------100 

阀门开启75°-90°，遮挡光偶3-----------------------------110 

编码信号经光电转换为电信号后，由单片机电路进行判断确认阀门开启位置，控制阀门运行状态，实现按指令定位。 

与现有技术相比，本实用新型的优点在于： 

1、本实用新型与背景技术中所述方法1收费原理相同。但本实用新型因有多个开启度选择，具有室温波动小、阀门动作次数少使用寿命长、对阀门等级要求低等优点。而后者阀门非关即开，即使每半小时开关一次，被控制房间的温度波动仍然较大，对于保温不好的房间更是如此。阀门开关频繁还直接影响阀门寿命，按每半小时开关一次估算，一个采暖期中阀门开关次数就达6000-8000次，耗电较多，且不得不采用成本高的阀门。 

2、本实用新型与背景技术中所述方法2相比，本实用新型位置记录准确，不受断电、电磁干扰影响，每次读取的阀门位置值即是当前阀门位置值，与历史记录无关，十分可信。而后者阀门位置靠光电脉冲累计数来判定，一旦因干扰、断电等因素造成多计或漏计脉冲，判定的阀门位置就是错误的，而且不能发现，无法纠错。 

附图说明

图1是本实用新型实施例的光电编码器结构示意图； 

图2是阀门开启45°-60°，遮挡光偶1、2、3的结构示意图； 

图3是阀门开启30°-45°，遮挡光偶1、2的结构示意图； 

图4是阀门开启15°-30°，遮挡光偶1的结构示意图； 

图5是阀门开启0°-15°，光偶1、2、3均无遮挡的结构示意图； 

图6是阀门开启75°-90°，遮挡光偶3的结构示意图； 

图7是阀门开启60°-75°，遮挡光偶2、3的结构示意图； 

1------------光电板1 

2------------发射管 

3------------固定支架 

4------------接收管 

5------------光电板2 

6------------遮光板 

7------------转轴 

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。 

在两片固定的同轴平行光电板1和光电板2上按照α0、α1、……αN位置分别排列发射管和接收管，组成光偶，分布角在0-45°之间。 

遮光板插于光电板1和光电板2之间，随转轴旋转。根据阀门特征其旋转范围在0-90°之间。随着旋转角度的变化，各光偶陆续通光或被遮挡，产生光电编码。 

通断控制阀中的单片机电路根据室温和设定的温度，驱动阀门至适当位置进行供热流量调整，直至温度达到设定要求。 

Claims (1)

1.温控阀光电编码器，其特征在于：包括随阀轴旋转的扇型遮光板、位于遮光板上下、固定在基座上的两块光电板和安装在光电板上的光偶，光电板上分别安装光偶，位置一一对应，光偶沿遮光板旋转方向排列，分布角度在0-45°之间。 

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