CN208188054U - 一种信号发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种信号发生装置，包括用于使管道内的液体介质产生具有特定频率的检测信号的信号发生机构，信号发生机构包括阀门组件及驱动组件，其中，阀门组件包括直通式阀体，及活动连接于直通式阀体内的启闭件，直通式阀体包括进液口及排液口，启闭件于开启和关闭直通式阀体之间反复切换的过程中使液体介质产生检测信号；驱动组件与阀门组件紧固连接，用于驱动启闭件开启/关闭直通式阀体。本实用新型采用了信号发生机构，在驱动组件的驱动下，启闭件在开启和关闭直通式阀体之间反复切换，导致管道内的液体介质发生压力变化，使得液体介质产生具有特定频率的检测信号，从而解决了如何使管道内的液体介质产生具有特定频率的检测信号的问题。

Description

一种信号发生装置

技术领域

本实用新型属于管道检测设备的技术领域，更具体地说，是涉及一种信号发生装置。

背景技术

目前，管道以及由多根管道组成的管网作为液体介质的运输载体，有其不可取代的优势，与此同时，管道运输的健康状况以及故障异常情况的检测也越来越受到重视。

管道检测的项目通常包括检测管道阀门的密闭性、管道内的堵塞、气蚀以及管壁的厚度等，目前这些检测通常是需要先向管道内发射特定频率的检测信号，再通过分析经过被检管道后的检测信号的信号特征，来判定管道的健康状况。然而这种检测方式是借助管道本身作为检测信号的传输媒介，必然会导致管道发生特定频率的振动，严重时会影响管道本身的结构，为了解决上述问题，技术人员想到了借助管道内的液体介质作为检测信号的传输媒介，因此，如何使管道内的液体介质产生具有特定频率的检测信号，成了行业内丞待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种信号发生装置，旨在解决如何使管道内的液体介质产生具有特定频率的检测信号的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供了一种信号发生装置，包括用于使管道内的液体介质产生具有特定频率的检测信号的信号发生机构，所述信号发生机构包括：

阀门组件，包括直通式阀体，及活动连接于所述直通式阀体内的用于开启/关闭所述直通式阀体的启闭件，所述直通式阀体包括用于与所述管道可拆卸连接的进液口，及排液口，所述启闭件于开启和关闭所述直通式阀体之间反复切换的过程中使所述液体介质产生所述检测信号；以及

驱动组件，与所述阀门组件紧固连接，用于驱动所述启闭件开启/关闭所述直通式阀体。

进一步地，所述阀门组件还包括传动杆，所述驱动组件包括伺服电机，所述传动杆的一端与所述伺服电机传动连接，所述传动杆的另一端与所述启闭件紧固连接。

进一步地，所述驱动组件还包括连接所述伺服电机的驱动轴和所述传动杆的减速器。

进一步地，所述驱动组件还包括连接所述传动杆和所述减速器的联轴器。

进一步地，所述驱动组件还包括与所述直通式阀体紧固连接的固定架，所述固定架为方体框架结构，所述减速器与所述固定架紧固连接，所述联轴器容置于所述固定架内。

进一步地，所述信号发生机构还包括用于反馈所述启闭件是否处于预定位置状态的感应组件，所述感应组件包括：

传感器，固设于所述固定架上，所述传感器包括用于发射红外线的发射部，及与所述发射部正对设置的用于接收所述红外线的接收部，所述发射部与所述接收部之间具有间隙；以及

感应片，凸设于所述联轴器或所述减速器的输出轴上，且随所述联轴器或所述输出轴转动的过程中反复经过所述间隙。

进一步地，所述感应组件包括二所述传感器和四所述感应片，二所述传感器分别与任意相邻的二所述感应片配合，四所述感应片等间隔分布于所述联轴器的外周或所述输出轴的外周，且四所述感应片随所述联轴器或所述输出轴转动形成的平面重叠。

进一步地，所述特定频率为0~30Hz。

进一步地，所述信号发生装置还包括用于控制所述信号发生机构运行的信号控制机构，所述信号控制机构包括：

控制组件，包括与所述伺服电机电连接的伺服驱动器，及与所述驱动器电连接的可编程逻辑控制器；以及

电源组件，分别与所述驱动组件和所述控制组件电连接。

进一步地，所述信号控制机构还包括分别与所述控制组件和所述电源组件电连接的人机交互组件和远程数据传输组件。

本实用新型提供的信号发生装置的有益效果在于：采用了信号发生机构，通过直通式阀体将信号发生机构连接在管道上，并且在驱动组件的驱动下，启闭件不断地在开启和关闭直通式阀体之间反复切换，导致管道内的液体介质发生压力变化，使得液体介质产生具有特定频率的检测信号，从而解决了如何使管道内的液体介质产生具有特定频率的检测信号的技术问题，防止了管道振动对管道结构造成影响，保证了检测结果的有效性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的信号发生机构的立体示意图；

图2为本实用新型实施例提供的信号发生机构的立体分解示意图；

图3为本实用新型实施例提供的信号发生机构中感应组件的立体示意图；

图4为本实用新型实施例提供的信号控制机构的立体示意图。

其中，图中各附图标记：

10—信号发生机构、20—信号控制机构、11—阀门组件、12—驱动组件、13—传感组件、14—连接组件、21—控制组件、22—电源组件、23—人机交互组件、24—箱体、25—箱门、111—直通式阀体、112—启闭件、113—传动杆、121—伺服电机、122—减速器、123—联轴器、131—传感器、132—感应片、133—安装板、141—固定架、142—防护罩、143—防护盖板、211—伺服驱动器、212—可编程逻辑控制器、1111—进液口、1112—排液口、1310—间隙、1311—发射部、1312—接收部。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，现对本实用新型提供的信号发生装置进行说明。该信号发生装置包括信号发生机构10，信号发生机构10用于使管道内的液体介质产生具有特定频率的检测信号，并且包括阀门组件11和驱动组件12，其中，阀门组件11包括直通式阀体111和启闭件112，直通式阀体111包括进液口1111和排液口1112，进液口1111用于与管道可拆卸连接，启闭件112活动连接在直通式阀体111内，用于开启/关闭直通式阀体111，并且启闭件112在开启和关闭直通式阀体111之间反复切换的过程中使液体介质产生该检测信号；驱动组件12与阀门组件11紧固连接，用于驱动启闭件112开启/关闭直通式阀体111。

具体地，直通式阀体111通过进液口1111与管道可拆卸连接，这样在不需要检测管道时，可将该信号发生装置拆离管道，此处，直通式阀体111可通过螺纹结构与管道可拆卸连接，也可通过卡扣结构与管道可拆卸连接，当然，根据具体情况和需求，在本实用新型的其它实施例中，直通式阀体111可通过螺纹其它结构与管道可拆卸连接，此处不作唯一限定；排液口1112的直径优选为大于或等于10mm且小于或等于100mm(毫米)，由于不同直径的排液口1112对管道内液体介质的压力变化影响不同，因此排液口1112的直径可根据所需产生的特定频率来选定，此处不作唯一限定。

上述检测信号的产生原理：当启闭件112开启直通式阀体111时，管道内的液体介质将经过进液口1111并直接从排液口1112流出，当启闭件112关闭直通式阀体111时，管道内的液体介质将无法从排液口1112流出，其中，启闭件112从开启直通式阀体111到关闭直通式阀体111的过程中，启闭件112对还处于管道内的液体介质产生水击现象，即因瞬时流速发生急剧变化，引起液体介质动量迅速改变，进而使液体介质压力显著变化并形成压力波，该压力波即为具有特定频率的检测信号，该检测信号沿液体介质在管道内传输。

优选地，上述特定频率为0~30Hz，即上述检测信号的频率为大于0Hz且小于或等于30Hz，并且该检测信号在管道内通过液体介质传输的范围为0~2000m，如此，即使原始信号在传输的过程中会出现一定衰减，也能保证检测信号在管道的其它位置被采集到，从而大大地提高了管道检测的有效范围，保证了检测的有效性和准确性。具体地，对于DN100-DN800的管道，即对于直径大于或等于100mm且小于或等于800mm的管道，检测信号的特定频率可采用0.1Hz-6.5Hz。

可以理解的是：为实现启闭件112在开启和关闭直通式阀体111之间反复切换，驱动组件12可驱动启闭件112单向旋转，或驱动启闭件112在一定的角度内往复摆动，其中，对于驱动组件12驱动启闭件112的摆动角度，可根据启闭件112的具体结构设置即可。

本实用新型提供的信号发生装置，与现有技术相比，有益效果在于：采用了信号发生机构10，通过直通式阀体111将信号发生机构10连接在管道上，并且在驱动组件12的驱动下，启闭件112不断地在开启和关闭直通式阀体111之间反复切换，导致管道内的液体介质发生压力变化，使得液体介质产生具有特定频率的检测信号，从而解决了如何使管道内的液体介质产生具有特定频率的检测信号的技术问题，防止了管道振动对管道结构造成影响，保证了检测结果的有效性。

进一步地，请参阅图2，作为本实用新型提供的信号发生装置的一种具体实施方式，上述阀门组件11还包括传动杆113，上述驱动组件12包括伺服电机121，此处，传动杆113的一端与伺服电机121传动连接，传动杆113的另一端与上述启闭件112紧固连接。具体地，伺服电机121通过驱动传动杆113转动来带动启闭件112在上述直通式阀体111内绕传动杆113的中轴线旋转，并且启闭件112在转动的过程中反复开启和关闭直通式阀体111；此处，伺服电机121的功率为400W（瓦），额定转速为3000n/min（转/分钟），额定扭矩为1.27 N·M（牛·米）。

进一步地，请参阅图2，作为本实用新型提供的信号发生装置的一种具体实施方式，上述驱动组件12还包括减速器122，减速器122连接上述伺服电机121的驱动轴和上述传动杆113，即减速器122的一端与伺服电机121的驱动轴传动连接，减速器122的另一端与传动杆113的一端传动连接，用于降低伺服电机121的输出转速和增大伺服电机121的输出扭矩。具体地，减速器122是通过大齿轮带动小齿轮间的传动来实现减速，并提高伺服电机121的输出扭矩，减速器122的输入轴与伺服电机121的驱动轴紧固连接，减速器122的输出轴与传动杆113紧固连接，通过选择不同传动比的减速器122可以得到不同频率的检测信号。此处，减速器122为10:1的减速器，即速度缩小10倍，扭矩放大10倍，即减速器122的输出轴的额定转速为300 n/min（转/分钟），额定扭矩为12.7 N·M（牛·米）。

进一步地，请参阅图2，作为本实用新型提供的信号发生装置的一种具体实施方式，上述驱动组件12还包括联轴器123，联轴器123连接上述减速器122和上述传动杆113，即联轴器123的一端与减速器122的输出轴紧固连接，联轴器123的另一端与传动杆113的一端紧固连接，用于将上述伺服电机121的动力从减速器122传递至传动杆113，而且还可起到过载保护的作用。

进一步地，请参阅图2，作为本实用新型提供的信号发生装置的一种具体实施方式，上述信号发生机构10还包括连接组件14，连接组件14用于连接上述阀门组件11和上述驱动组件12，此处，连接组件14包括固定架141，固定架141连接上述减速器122和上述直通式阀体111，并且固定架141为方体框架结构，同时，上述联轴器123容置在固定架141内。具体地，减速器121通过固定架141与直通式阀体111紧固连接，减速器122的输出轴伸入固定架141内与联轴器123紧固连接，同时，上述传动杆113的一端从直通式阀体111内伸出，并伸入固定架141内与联轴器123紧固连接。如此，增加了阀门组件11与驱动组件12的连接强度，对减速器122的输出轴、联轴器123和传动杆113起到保护作用。

进一步地，请参阅图2和图3，作为本实用新型提供的信号发生装置的一种具体实施方式，上述信号发生机构10还包括感应组件13，感应组件13用于反馈上述启闭件112是否处在预定的位置状态，并且感应组件13包括传感器131和感应片132，其中，传感器131固定设置在上述固定架141上，并且传感器131包括发射部1311和接收部1312，发射部1311用于发射红外线，接收部1312与发射部1311正对设置，用于接收发射部1311发出的红外线，此处，发射部1311与接收部1312之间具有间隙1310；感应片132凸设在上述联轴器123或上述减速器122的输出轴上，并且感应片132随联轴器123或减速器122的输出轴转动的过程中反复经过间隙1310，可阻挡该红外线的传输。具体地，当接收部1312接收到发射部1311发出的红外线时，通过传感器131可获知启闭件112处在开启直通式阀体111的位置状态，当感应片132位于间隙1310内并阻挡红外线时，接收部1312无法接收到发射部1311发出的红外线，通过传感器131可获知启闭件112处在关闭直通式阀体111的位置状态。

进一步地，请参阅图2和图3，作为本实用新型提供的信号发生装置的一种具体实施方式，上述感应组件13包括两个传感器131和四个感应片132，其中，两个传感器131分别与任意相邻的两个感应片132配合，即联轴器123或减速器122的输出轴每旋转90°可获知启闭件112的位置状态，而不需要联轴器123或减速器122的输出轴完成360°的旋转；四个感应片132等间隔地分布在上述联轴器123的外周或上述减速器122的输出轴的外周，并且四个感应片132随联轴器123或减速器122的输出轴转动形成的平面重叠。具体地，感应组件13还包括至少一个安装板133，两个传感器131通过安装板133与上述固定架141紧固连接，同时，在固定架141的外周围设有防护罩142和防护盖板143，防护罩142呈U形，如此，在防护罩142、防护盖板143、减速器122和上述直通式阀体111的共同围合下，可将传感器131和感应片132封闭在一个相对密闭的腔体内，对感应组件13起到保护作用。

进一步地，请参阅图4，作为本实用新型提供的信号发生装置的一种具体实施方式，上述信号发生装置还包括信号控制机构20，信号控制机构20用于控制上述信号发生机构10运行，并且包括控制组件21和电源组件22，其中，控制组件21包括伺服驱动器211和可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）212，伺服驱动器211与上述伺服电机121电连接，可编程逻辑控制器212与伺服驱动器211电连接；电源组件22分别与上述驱动组件12和控制组件21电连接。具体地，伺服驱动器211可接收伺服电机编码器（未标注）的反馈信息，并且通过控制伺服电机121的三个相线的电流来控制伺服电机121的转速和扭矩；可编程逻辑控制器212可实现开关量的逻辑控制、电机单元的脉冲控制以及工业总线通讯等功能。如此，通过伺服驱动器211和可编程逻辑控制器212可控制伺服电机121驱动上述启闭件112在开启和关闭直通式阀体111之间反复切换，进而使管道内的液体介质产生具有特定频率的检测信号；通过电源组件22可给整个信号发生装置提供电能，无需外接电源，从而扩展了信号发生装置的适用范围。此处，可编程逻辑控制器212可选用台达DVP12SA211T，其集成了八个开关量输入点和四个开关量输出点，两路RS485通讯接口，兼容MODBUSASCII/RTU通讯协议，两路200KHz脉冲输出，两路20KHz脉冲输出等功能，可以满足信号发生装置的控制需求。

进一步地，请参阅图4，作为本实用新型提供的信号发生装置的一种具体实施方式，上述信号控制机构20还包括人机交互组件23和远程数据传输组件（未标注），其中，人机交互组件23和远程数据传输组件分别与上述控制组件21和电源组件22电连接。具体地，信号控制机构20还包括箱体24和箱门25，人机交互组件23为触控显示屏，或者包括显示屏和键盘，固定设置在箱门25上，用于供技术人员输入指令或了解信号发生装置的运行状态；远程数据传输组件可嵌设在人机交互组件23内或上述可编程逻辑控制器212内，用于将上述检测信号数据通过无线传输协议传输至外部主机或移动终端上，此处，控制组件21和电源组件22均容置在箱体24内，箱体24对控制组件21、电源组件22和远程数据传输组件起到保护作用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.信号发生装置，其特征在于，包括用于使管道内的液体介质产生具有特定频率的检测信号的信号发生机构，所述信号发生机构包括：

阀门组件，包括直通式阀体，及活动连接于所述直通式阀体内的用于开启/关闭所述直通式阀体的启闭件，所述直通式阀体包括用于与所述管道可拆卸连接的进液口，及排液口，所述启闭件于开启和关闭所述直通式阀体之间反复切换的过程中使所述液体介质产生所述检测信号；以及

驱动组件，与所述阀门组件紧固连接，用于驱动所述启闭件开启/关闭所述直通式阀体。

2.如权利要求1所述的信号发生装置，其特征在于，所述阀门组件还包括传动杆，所述驱动组件包括伺服电机，所述传动杆的一端与所述伺服电机传动连接，所述传动杆的另一端与所述启闭件紧固连接。

3.如权利要求2所述的信号发生装置，其特征在于，所述驱动组件还包括连接所述伺服电机的驱动轴和所述传动杆的减速器。

4.如权利要求3所述的信号发生装置，其特征在于，所述驱动组件还包括连接所述减速器和所述传动杆的联轴器。

5.如权利要求4所述的信号发生装置，其特征在于，所述信号发生机构还包括连接所述阀门组件和所述驱动组件的连接组件，所述连接组件包括连接所述减速器和所述直通式阀体的固定架，所述固定架为方体框架结构，所述联轴器容置于所述固定架内。

6.如权利要求5所述的信号发生装置，其特征在于，所述信号发生机构还包括用于反馈所述启闭件是否处于预定位置状态的感应组件，所述感应组件包括：

传感器，固设于所述固定架上，所述传感器包括用于发射红外线的发射部，及与所述发射部正对设置的用于接收所述红外线的接收部，所述发射部与所述接收部之间具有间隙；以及

感应片，凸设于所述联轴器或所述减速器的输出轴上，且随所述联轴器或所述减速器的输出轴转动的过程中反复经过所述间隙。

7.如权利要求6所述的信号发生装置，其特征在于，所述感应组件包括二所述传感器和四所述感应片，二所述传感器分别与任意相邻的二所述感应片配合，四所述感应片等间隔分布于所述联轴器的外周或所述减速器的输出轴的外周，且四所述感应片随所述联轴器或所述减速器的输出轴转动形成的平面重叠。

8.如权利要求2至7任一项所述的信号发生装置，其特征在于，所述特定频率为0~30Hz。

9. 如权利要求8所述的信号发生装置，其特征在于，还包括用于控制所述信号发生机构运行的信号控制机构，所述信号控制机构包括：

控制组件，包括与所述伺服电机电连接的伺服驱动器，及与所述伺服驱动器电连接的可编程逻辑控制器；以及

电源组件，分别与所述驱动组件和所述控制组件电连接。

10.如权利要求9所述的信号发生装置，其特征在于，所述信号控制机构还包括分别与所述控制组件和所述电源组件电连接的人机交互组件和远程数据传输组件。