CN202469141U - 一种用于暖气流量阀的恒温自动控制装置 - Google Patents

Abstract

一种用于暖气流量阀的恒温自动控制装置，设有可通过传动装置带动流量阀顶针纵向伸缩的电机，设有与电机传动连接的光耦检测盘，用于以固定传动比随顶针联动旋转；光耦检测盘侧壁上设有环形光检测区，检测区内设有圆周向分布的光信号计数区，与光耦检测盘侧壁相对的部位固定有对着光耦检测盘环形光检测区的光耦器件，用于接收环形光检测区及光信号计数区发出的光信号；光耦器件与控制器输入端连接；控制器输入端接有温度传感器，用于检测室温；控制器输出端通过驱动控制电路接电机，用于驱动电机转动。本实用新型具有可自动根据环境温调节暖气供暖量、节能的优点，而且用光耦传感装置控制暖气流量阀的工作具有反映速度快，控制精确度高的优点。

Description

一种用于暖气流量阀的恒温自动控制装置

技术领域

本实用新型属一种控制装置，具体涉及一种用于暖气流量阀的恒温自动控制装置。 

背景技术

为了调节暖气的供暖量，通常是在暖气输入口设置一由顶针控制其流量的阀门，现有这类顶针式暖气流量阀均是用手动旋钮控制顶针：正向转动旋钮使顶针与阀门入口之间的间隙减小时，输入暖气的暖流量减小，暖气温度降低；反向转动旋钮使顶针与阀门入口之间的间隙增大时，输入暖气的暖流量增大，温度增高。由于是手动控制，所以只能被动地控制室温，使用不方便，而且由于不能根据室温随时对暖气流量进行实时调节，所以造成能量的浪费。也有采用温度控制器进行自动控制的，但存在反应速度慢，控制精确低的不足。 

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够实现自动控制室温、具有节能功效、且反应速度快、控制精度高的用于暖气流量阀的恒温自动控制装置。 

解决上述问题的技术方案是： 

本实用新型设有可通过传动装置带动流量阀顶针(2)纵向伸缩的电机(8)，其特征在于： 

设有与电机传动连接的光耦检测盘(9)，用于以固定传动比随顶针联动旋转； 

光耦检测盘侧壁上设有环形光检测区(91)，环形光检测区内设有一个 或若干不连续的、圆周向分布的光信号计数区(92)，所述光信号计数区(92)是与环形光检测区其它部位有明显光强度差异的区域； 

与光耦检测盘侧壁相对的部位固定有对着光耦检测盘环形光检测区(91)的光耦器件(10)，用于接收光信号计数区(92)及环形光检测区其它部位发出的光信号； 

光耦器件与控制器输入端连接； 

控制器输入端接有温度传感器，用于检测室温； 

控制器输出端通过驱动控制电路接电机，用于驱动电机转动。 

本实用新型的工作原理是：电机转动时，通过传动装置带动顶针式暖气流量阀的顶针作纵向伸缩运动，同时带动与其传动连接的光耦检测盘以固定的传动比一起转动，设流量阀顶针某一固定位置为参照位，将光耦检测盘相对该参照位的不同正反向转动圈数所对应的顶针位置数据事先存储在控制器里；光耦检测盘转动时，光耦器件接收到环形光检测区的光信号，每当光信号计数区掠过光耦器件时，由于其发出的光强度与光信号计数区之外的环形光检测区其它部位有明显差异(或者明显强于环形光检测区其它部位的光强度，或者明显低于环形光检测区其它部位的光强度)，所以光耦器件就会接收到一个光强度变化的脉冲信号，并输入到控制器，控制器即可根据电机转动方向和接收到光变化脉冲信号的数量计算出光耦检测盘相对顶针参照位的正反向转动圈数，及推算出顶针的位置；温度传感器向控制器输入室内温度数据，控制器根据应增加暖气流量还是减少暖气流量，发出相应的控制信号，按软件设置，控制电机的转动，定量调节暖气阀门顶针的伸缩位置，使室温保持在一个恒定范围内。 

本实用新型具有可自动根据环境温调节暖气供暖量、节能的优点，而且采用光耦传感装置计算暖气流量阀顶针伸缩位置的方式，使控制暖气流量阀的工作具有反映速度快，控制精确度高的优点。 

附图说明

图1、本实用新型实施例结构示意图 

图2、图1实施例的剖面结构示意图 

图3、图2实施例光耦检测盘的A向结构示意图 

图4、图3的B向结构示意图 

图5、光耦器件接收到的光信号示意图 

图6、本实用新型实施例温度控制流程图 

图7、本实用新型实施例控制器电路图 

1-连接件 2-顶针 3-转轴 5-齿轮盘 6-壳体 7-传动装置 8-电机 9-光耦检测盘 10-光耦器件 12-控制器主板 

具体实施方式

本例是用于顶针式暖气流量阀的恒温自动控制装置。 

参见图1、2，暖气流量阀设有壳体6，壳体前端面设有纵向通孔61，以及向前突出、环绕通孔61、并与通孔同一中心轴线的圆筒环形壁62，环形壁62上开有纵向的缩径槽64，环形壁上套有连接件1，所述的连接件1是螺母，其内孔壁后部的环形凸起11套在壳体环形壁62前部设置的环形凸起部63后部，螺母内孔前部设有可与暖气螺纹连接的内螺纹。 

当连接件1螺母拧到暖气上时，螺母内孔的环形凸起11即通过壳体环形壁上的环形凸起63将壳体与暖气拉紧并固定在暖气上。 

壳体6内腔后部装有步进电机8，与其前部的传动装置7传动连接，传动装置的输出齿轮72与设在传动装置前部的齿轮盘5的内齿51传动连接，齿轮盘转轴3的前部与壳体前端面上的通孔61内壁螺纹连接，其伸出通孔61的前端部分为可控制暖气阀门入口的顶针2。齿轮盘转轴3后端滑动配合地嵌入传动装置前隔板上设置的纵向滑槽71， 

电机8转动时，通过传动装置的输出齿轮72带动前部的齿轮盘5转动，齿轮盘5的转轴3随之转动，由于齿轮盘5的转轴3与壳体前端面上的通孔61内壁螺纹连接，所在在转动过程中，齿轮盘5同时会沿中心轴线纵向移动，带动其前部的顶针2在旋转的同时纵向伸缩，改变顶针与暖气流量 阀阀口间隙的大小。伸缩时齿轮盘转轴3后部在传动装置前隔板上的纵向滑槽71里前后滑动。 

齿轮盘转轴3外径大于顶针2外径，通孔61前端口设有向内突出的环形台阶面，可对纵向移动的齿轮盘转轴3起到限位作用。 

参见图2，本例的恒温控制装置设有： 

光耦检测盘9，光耦检测盘是齿轮，与电机8主轴81齿轮啮合连接，电机转动时，带动顶针纵向伸缩，同时带动光耦检测盘转动，使光耦检测盘与顶针形成一定传动比的联动关系。见图3，光耦检测盘侧壁上设有浅色的环形光检测区91，环形光检测区内设有圆周向均匀分布的三个光信号计数区92，三个光信号计数区是穿透检测盘的通孔。； 

在对着光耦检测盘侧壁环形光检测区91的部位，固定有光耦器件10(图3、4)。 

浅色的环形光检测区掠过光耦器件10时，光耦器件会接收到较强反光信号，而当光信号计数区92转到光耦器件正前方时，由于其是穿透盘面的通孔，所以光耦器件接收到的光强度信号骤然变弱，产生一个光变化的脉冲信号(参见图5)，光耦检测盘每转一圈，光耦器件即会接收到三个光脉冲信号。 

本实用新型光信号计数区92是与在光信号计数区之外的环形光检测区91其它部位有明显光强度差异的区域；它发出的光强度可以明显强于环形光检测区其它部位的光强度，也可以明显低于环形光检测区其它部位的光强度，只要能使光耦器件接收到一个可用于计数的光强度变化的脉冲信号即可。 

本例光耦器件10能控制发出红外光，并接收光耦检测盘的反射光，通过反射式光电位检测电路，检测光耦检测盘上强反射区和非反射区(或弱反射区)强弱交替变化光信号； 

光耦器件10输出端与控制器输入端连接，将接收到的反光强弱变化脉冲信号输入到控制器，控制器据此来判断电机的转动圈数。。 

见图7控制器电路图： 

控制器采用MC71PD506单片机作主芯片； 

光耦器件10通过光耦管U5接收到光脉冲信号，经Q6整形调理电路输入到控制器12脚，用于向控制器输入从光耦检测盘环形检测区检测到的光信号计数区的非反射光信号与其它部位反射光信号交替变化的脉冲信号； 

温度传感部件R13与R7、R8、C9组成温度传感电路，其输出端与控制器60脚连接，向控制器输入检测到的室温数据； 

控制器控制信号输出端3(MOTO A)、6(MOTO B)、4(MOTO_CTRL)脚与由Q1、Q2、Q3、Q4、Q5组成的电机正反转驱动电路连接，用于控制电机的正反向转动； 

U1(24CXX)为EEPROM存储器，与控制器50、51脚连接，用于读写程序控制协议； 

控制器与5COM*23SEG LCD液晶显示屏连接，用于显示控制数据； 

本例设有S4编码开关，与控制器10、11脚连接，用于进行输入调整，例如温度调整、时间调整等； 

控制器7、8、9脚分别与三路手动轻触按键S1、S2、S3连接，三路开关分别为菜单按键“Menu”，确认按键“OK”，和设定按键“*”。 

本实用新型还可设置无线接收电路，通过遥控信号控制控制器的工作(图7未示出遥控接收电路)。 

此外，控制器设有由Q8、JP3组成的RF模块控制电路，用于进行低功耗控制；由R17、C15、电压检测IC(HT7024)组成的电池低电压检测电路，由Q7和BUZ组成的蜂鸣器报警电路，若采用遥控控制，当电路收到无线遥控信号时，可发出报警信号。 

本例采用直流电机驱动顶针和光耦检测盘的运动。 

以流量阀顶针伸出的某一固定位置为参照位，将光耦检测盘相对该参照位的不同正反向转动圈数所对应的顶针位置数据事先存储在控制器里； 

当控制器根据温度传感器得知室温低于设定值范围时，向电机发出反转信号，使顶针纵向后退，加大流量阀入口与顶针之间的间隙，增加暖气流 量，反之，温度高过设定范围值时，则控制电机正转，减少暖气流量，由于控制器能根据光耦器件接收到的转动光耦检测盘光信号计数区发出光变化脉冲信号的数量判断光耦检测盘正向或反向转动圈数(本例是控制器每接收到三个光变化脉冲信号，即得知光耦检测盘转动了一圈)，所以控制器可以根据电机是正转还是反转，以及光耦检测盘转动圈数计算出顶针的伸缩位置，并发出相应的控制信号，以定量控制顶针的伸缩量(安装设备时，控制器要根据两次转动到电机堵转点确定电机的极限位置)。 

本例控制器的温度控制程序是采用PID算法，图6是控制流程图： 

步骤110、测量当前温度，然后转120步 

步骤120、检测当前温度与设定温度的偏差值，然后转130步； 

步骤130、判断偏差值是否超过设定阈值的最大值(Max)，若是，转170步，若否，转140步； 

步骤140、判断偏差值是否超过设定阈值的最小值(Min)，若是，转150步，若否，返回110步； 

步骤150、用PID算法计算新的阀门顶针位置，然后转160步； 

步骤160、控制电机转动改变阀门顶针位置至目标位置，然后返回110步； 

步骤170、控制电机转动使阀门顶针全打开(测量温度是低于设定温度值时)，或全关闭(测量温度是高于设定温度值时)，然后返回110步； 

壳体6下部设有安装电池的电池盒，可为控制器提供直流电源。 

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本实用新型技术方案的保护范围。 

Claims (1)

1.一种用于暖气流量阀的恒温自动控制装置，设有可通过传动装置带动流量阀顶针(2)纵向伸缩的电机(8)，其特征在于：

设有与电机传动连接的光耦检测盘(9)，用于以固定传动比随顶针联动旋转；

光耦检测盘侧壁上设有环形光检测区(91)，环形光检测区内设有一个或若干不连续的、圆周向分布的光信号计数区(92)，所述光信号计数区(92)是与环形光检测区其它部位有明显光强度差异的区域；

与光耦检测盘侧壁相对的部位固定有对着光耦检测盘环形光检测区(91)的光耦器件(10)，用于接收光信号计数区(92)及环形光检测区其它部位发出的光信号；

光耦器件与控制器输入端连接；

控制器输入端接有温度传感器，用于检测室温；

控制器输出端通过驱动控制电路接电机，用于驱动电机转动。

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