CN206563127U - 气动执行器监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种气动执行器监测装置，包括微处理器，以及分别与微处理器连接的温湿度传感器、三轴加速度传感器、模拟量隔离输入通道、LED指示灯及蓝牙模块；温湿度传感器，用于采集并生成温湿度信息，并将其传送至微处理器；三轴加速度传感器，用于采集并生成振动信息，并将其传送至微处理器；模拟量隔离输入通道，用于接入开度指令信息、阀位反馈信息、气源压力信息；LED指示灯，用于显示运行状态和报警信息；蓝牙模块，用于将气动执行器的运行数据传输给外部智能设备；微处理器根据开度指令信息、阀位反馈信息、气源压力信息以及温湿度信息，控制LED指示灯显示运行状态和报警信息，并控制蓝牙模块将运行数据传输给外部智能设备。

Description

气动执行器监测装置

技术领域

本实用新型涉及机电设备状态监测与故障诊断技术领域，具体涉及一种气动执行器监测装置。

背景技术

气动执行器是一种使用压缩空气推动薄膜或活塞运动，从而带动阀杆动作实现调节功能的气动执行机构。由于气动执行器有结构简单，输出推力大，动作平稳可靠，并且安全防爆等优点，所以被广泛应用于电力、石油、化工等对安全要求较高的生产过程中。气动执行器经常用作生产过程工况调整的远程操作或自动调节系统的执行机构，调节风门挡板开度或液体管道阀门开度，控制气体或液体在管道中的流量。在运行实践中，由于诸多原因，例如：环境温度和湿度的变化；压缩空气气源压力变化；流经风门挡板气体或流经管道阀门液体中存在沙石；风门挡板或阀门两端承受过大的压力差等原因，经常造成气动执行器动作不正常，出现卡涩、抖动、迟滞等故障，这些故障会造成生产过程的不稳定、低效率，甚至中断生产过程。因此，气动执行器的日常监测与检修维护一直是工业现场一项重要的工作。

目前气动执行器日常监测与维护都是基于维护人员的巡检观察和运行人员的主观判断，缺乏科学的监测手段和科学的数据分析。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中气动执行器日常监测与维护缺乏科学的监测手段和数据分析的不足，提供了一种气动执行器监测装置，以解决现有技术中的缺少科学监测手段和科学数据分析方法的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提出的一种气动执行器监测装置，包括微处理器，以及分别与微处理器连接的温湿度传感器、三轴加速度传感器、模拟量隔离输入通道、LED指示灯及蓝牙模块；温湿度传感器，用于采集并生成待监测的气动执行器的周围环境的温湿度信息，并将其传送至微处理器；三轴加速度传感器，用于采集并生成待监测的气动执行器阀杆的振动信息，并将其传送至微处理器；模拟量隔离输入通道，用于接入来自远方操作器的开度指令信息、来自气动执行器的阀位反馈信息、来自压缩空气气源压力传感器的气源压力信息；LED指示灯，用于显示气动执行器监测装置的运行状态和报警信息；蓝牙模块，用于将气动执行器的运行数据传输给外部智能设备；微处理器根据开度指令信息、阀位反馈信息、气源压力信息、振动信息以及温湿度信息，控制LED指示灯显示气动执行器的运行状态和报警信息，并控制蓝牙模块将气动执行器监测装置采集的所述开度指令信息、阀位反馈信息、气源压力信息及振动信息传输给外部智能设备。

进一步地，模拟量隔离输入通道具有4个通道，分别用于接入开度指令信息、阀位反馈信息、气源压力信息及流经风门挡板气体或流经阀门液体的流量信息。

进一步地，还包括机壳，微处理器、温湿度传感器、三轴加速度传感器、模拟量隔离输入通道、LED指示灯及蓝牙模块容置在机壳的内部。

进一步地，机壳上对应LED指示灯的位置设有透光孔，透光孔用于LED指示灯的光透出机壳。

进一步地，还包括与微处理器连接的FLASH存储器，用于存储温湿度信息、阀位反馈信息、气源压力信息、振动信息、报警模型及报警阈值。

进一步地，还包括与微处理器连接的USB接口，用于通过USB接口读取FLASH存储器内的各类信息。

进一步地，还包括与微处理器连接的实时钟模块，用于为监测装置提供基准实时钟。

本实用新型有益效果在于，本实用新型的气动执行器监测装置可以实时采集、记录气动执行器周边环境温度与湿度变化情况、气动执行器振动情况、气动执行器动作情况、压缩空气气源压力和流经风门挡板气体或流经阀门液体流量，并通过内置报警模型进行分析计算，自动产生报警信息，提醒维护人员及时维修或安排维护计划。本实用新型的气动执行器监测装置还可以通过内置蓝牙模块将气动执行器运行数据上传给检修维护人员，为气动执行器检修维护提供了科学的分析与决策手段。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的气动执行器监测装置的组成结构图。

图2为本实用新型的气动执行器监测装置的外观示意图。

图3为本实用新型的气动执行器监测装置的端子接线图。

附图标号：

微处理器 11

FLASH存储器 12

实时钟模块 13

温湿度传感器 14

三轴加速度传感器 15

模拟量隔离输入通道 16

开度指令信息 161

阀位反馈信息 162

压力传感器 163

流量传感器 164

LED指示灯 17

蓝牙模块 18

USB接口 19

电源模块 20

机壳 31

LED透光孔 32

中间接线端子穿出孔 33

USB连接件穿出孔 34

外壳固定螺孔 35

中间接线端子 36

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域相关技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护的范围。

图1为本实用新型的气动执行器监测装置的组成结构图。如图1所示，本实用新型提出的气动执行器监测装置，包括微处理器11，以及分别与微处理器11连接的温湿度传感器14、三轴加速度传感器15、模拟量隔离输入通道16、LED指示灯17及蓝牙模块18；温湿度传感器14，用于采集并生成待监测的气动执行器的周围环境的温湿度信息，并将其传送至微处理器11；三轴加速度传感器15，用于采集并生成待监测的气动执行器阀杆的振动信息，并将其传送至微处理器11；模拟量隔离输入通道16，用于接入来自远方操作器的开度指令信息161、来自气动执行器的阀位反馈信息162、来自压缩空气气源压力传感器163的气源压力信息；LED指示灯17，用于显示气动执行器监测装置的运行状态和报警信息；蓝牙模块18，用于将气动执行器的运行数据传输给外部智能设备；微处理器11根据开度指令信息161、阀位反馈信息162、气源压力信息以及温湿度信息，控制LED指示灯17显示气动执行器的运行状态和报警信息，并控制蓝牙模块18将气动执行器监测装置采集的运行数据传输给外部智能设备。

其中，微处理器11，是气动执行器监测装置的核心，用于控制全部信息的采集、存储和传输，并完成采集信息的计算、报警控制等功能。

温湿度传感器14，用于采集并生成待监测的气动执行器的周围环境的温湿度信息，将其传送至微处理器11并存储至FLASH存储器12。

三轴加速度传感器15，用于采集并生成待监测的气动执行器阀杆的振动信息，将其传送至微处理器11并存储至FLASH存储器12。

LED指示灯17，用于显示气动执行器监测装置的运行状态和报警信息。具体地，LED指示灯17设置为8个LED灯，指示涵义可以通过软件指定，例如：监测装置供电指示、监测装置通信状态指示、气动执行器环境温度异常报警、气动执行器环境湿度异常报警、气动执行器动作异常报警、气动执行器振动大报警、压缩空气气源压力异常报警和气动执行器抖动报警。

蓝牙模块18，用于将待监测的气动执行器的运行数据传输给外部智能设备。该蓝牙模块18是气动执行器监测装置的无线通信接口，用于与其它智能设备(如智能手机等)通信。

电源模块20，用于将外接直流24V电源转换为监测装置内部电路工作需要的各电压等级电源。

在其中一个具体实施例中，模拟量隔离输入通道16，用于接入来自远方操作器的开度指令信息161、来自气动执行器的阀位反馈信息162、来自压缩空气气源压力传感器163的气源压力信息和流经风门挡板气体或流经阀门液体流量传感器164的流量信息。具体地，模拟量隔离输入通道16设有4个通道，每个通道均接收直流4～20mA电流信息。模拟量隔离输入通道16分别与来自其它设备的开度指令信息161和来自气动执行器阀位定位器的阀位反馈信息162相连，同时与压缩空气气源压力传感器163和流经风门挡板气体或流经阀门液体流量传感器164相连，用于接入开度指令信息161、阀位反馈信息162、压缩空气气源压力信息和流经风门挡板气体或流经阀门液体的流量信息，该流量信息用作判断气动执行器障碍或故障的辅助信息。具体地，模拟量隔离输入通道16连接待监测的气动执行器的远方操作器或自动调节系统的控制器、阀位定位器、压力传感器和流量传感器，用于将由远方操作器或自动调节系统的控制器产生的开度指令信息161、阀位定位器采集的阀位反馈信息162、压力传感器163采集的气源压力信息和所述流量传感器164采集的流经气动执行器的流量信息传送至所述微处理器11。

在本申请的一个实施例中，气动执行器监测装置还包括与微处理器11连接的FLASH存储器12，用于存储温湿度信息、阀位反馈信息、气源压力信息、振动信息、流量信息、报警模型及报警阈值。FLASH存储器12在没有电流供应的条件下能够长久地保存数据，防止数据丢失。

在本申请的一个实施例中，气动执行器监测装置还包括与微处理器11连接的USB接口19，用于通过USB接口19读取FLASH存储器内的各类信息。USB接口19是气动执行器监测装置的本地数据传输接口，通过此接口可以读取FLASH存储器12中存储的各类信息。

在本申请的一个实施例中，气动执行器监测装置还包括与微处理器11连接的实时钟模块13，用于为监测装置工作提供基准实时钟。

将本实用新型的气动执行器监测装置用螺钉固定在待监测气动执行器的阀杆外表面上，通过温湿度传感器14、三轴加速度传感器15、开度信息161、阀位反馈信息162、压力传感器163及流量传感器164实时采集、记录气动执行器周边环境温湿度变化情况、气动执行器振动情况、气动执行器动作情况、压缩空气气源压力和流经风门挡板气体或流经阀门液体流量，并通过微处理器11根据内置的报警模型进行分析计算，自动产生报警信息，控制LED指示灯17显示气动执行器监测装置的运行状态和报警信息，提醒维护人员及时维修或安排维护计划。微处理器11控制蓝牙模块18将气动执行器监测装置的运行数据传输给维护人员手持智能设备，如智能手机、PDA等进行通信，将采集记录的气动执行器运行数据上传，以便于维护人员离线分析。

在本申请的一个实施例中，气动执行器监测装置的电路元器件装配于一电路板上，电路板安装全部电路元器件，包括：微处理器11、FLASH存储器12、实时钟模块13、温湿度传感器14、三轴加速度传感器15、模拟量隔离输入通道16、LED指示灯17、蓝牙模块18、USB接口19、电源模块20和中间接线端子36。需要说明的是，本实用新型不具体限定上述电路元器件在电路板的布局及线路设计。该电路板装配于一机壳中。如图2所示，本实用新型的气动执行器监测装置的外观示意图，包括：机壳31、LED透光孔32、中间接线端子穿出孔33、USB连接件穿出孔34、外壳固定螺孔35。

其中，机壳31，用工业塑料材料制作，机壳31内部安装监测装置电路板。LED透光孔32，用于将LED指示灯17的光透出机壳31。中间接线端子穿出孔33，用于将中间接线端子穿出机壳31。USB连接件穿出孔34，用于将USB接口19连接器穿出机壳31。外壳固定螺孔35，是固定螺钉的穿孔，用多个螺钉将气动执行器监测装置用螺钉固定在气动执行器阀杆外表面上。

本实用新型还包括中间接线端子36，其为现场信号与气动执行器监测装置内部电路接线的接线端子，用于将外部电源和外部信号接入气动执行器监测装置。图3为本实用新型的气动执行器监测装置的端子接线图，如图3所示，中间接线端子的输入端连接来自现场的电源和各种信号，输出端连接至监测装置。其中，中间接线端子36接线包括：DC24，直流24V电源；开度指令信息，来自其它设备的开度指令信息；阀位反馈信息，来自气动执行器阀位定位器的阀位反馈信息；气源压力信息，来自压缩空气气源压力传感器的压缩空气气源压力信息；流量信息，来自流经风门挡板气体或流经阀门液体流量传感器的流量信息。

本实用新型有益效果在于，本实用新型的气动执行器监测装置可以实时采集、记录气动执行器周边环境温度与湿度变化情况、气动执行器振动情况、气动执行器动作情况、压缩空气气源压力和流经风门挡板气体或流经阀门液体流量，并通过内置报警模型进行分析计算，自动产生报警信息，提醒维护人员及时维修或安排维护计划。本实用新型的气动执行器监测装置还可以通过内置蓝牙模块将气动执行器运行数据上传给检修维护人员，为气动执行器检修维护提供了科学的分析与决策手段。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、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，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种气动执行器监测装置，其特征在于，包括微处理器，及分别与微处理器连接的温湿度传感器、三轴加速度传感器、模拟量隔离输入通道、LED指示灯及蓝牙模块；

所述温湿度传感器，用于采集并生成待监测的气动执行器的周围环境的温湿度信息，并将其传送至所述微处理器；

所述三轴加速度传感器，用于采集并生成所述待监测的气动执行器的阀杆的振动信息，并将其传送至所述微处理器；

所述模拟量隔离输入通道，用于接入来自远方操作器的开度指令信息、来自所述气动执行器的阀位反馈信息、来自压缩空气气源压力传感器的气源压力信息；

所述LED指示灯，用于显示所述气动执行器监测装置的运行状态和报警信息；

所述蓝牙模块，用于将所述开度指令信息、阀位反馈信息、气源压力信息及振动信息传输给外部智能设备；

所述微处理器根据所述开度指令信息、阀位反馈信息、气源压力信息、振动信息以及温湿度信息，控制所述LED指示灯显示所述气动执行器的运行状态和报警信息，并控制所述蓝牙模块将所述气动执行器监测装置采集的运行数据传输给外部智能设备。

2.根据权利要求1所述的气动执行器监测装置，其特征在于，所述模拟量隔离输入通道具有4个通道，分别用于接入所述开度指令信息、阀位反馈信息、气源压力信息及流经风门挡板气体或流经阀门液体的流量信息。

3.根据权利要求1所述的气动执行器监测装置，其特征在于，还包括机壳，所述微处理器、温湿度传感器、三轴加速度传感器、模拟量隔离输入通道、LED指示灯及蓝牙模块容置在所述机壳的内部。

4.根据权利要求3所述的气动执行器监测装置，其特征在于，所述机壳上对应所述LED指示灯的位置设有透光孔，所述透光孔用于所述LED指示灯的光透出所述机壳。

5.根据权利要求1所述的气动执行器监测装置，其特征在于，还包括与所述微处理器连接的FLASH存储器，用于存储所述温湿度信息、阀位反馈信息、气源压力信息、振动信息、报警模型及报警阈值。

6.根据权利要求5所述的气动执行器监测装置，其特征在于，还包括与所述微处理器连接的USB接口，用于通过所述USB接口读取所述FLASH存储器内的各类信息。

7.根据权利要求1所述的气动执行器监测装置，其特征在于，还包括与所述微处理器连接的实时钟模块，用于为监测装置提供基准实时钟。