CN216286326U - 一种流量自控电子水阀系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种流量自控电子水阀系统，它包括：流量计、电控可调节开度水阀和控制模块，所述流量计用于将当前流体的流量转换为相应的脉冲信号；所述电控可调节开度水阀用于接收所述流量计输出的脉冲信号，并将脉冲信号发送至所述控制模块；所述控制模块用于收集所述电控可调节开度水阀所接收的脉冲信号，并控制所述电控开度水阀调节流量；本实用新型在水阀的基础上增加流量计的一体化设计，通过磁块的转速反映当前的流量，通过霍尔传感器感知磁块的转速，进而由控制模块经既有的控制算法，从而控制水阀开度调节器的开度，确保流量恒定，继而实现精准且低成本的控制每个支路的流量，而且通用性强，可以应用于IC卡水控智能系统上。

Description

一种流量自控电子水阀系统

技术领域

本实用新型属于流量控制领域，具体涉及一种流量自控电子水阀系统。

背景技术

在整车热管理系统中，一般的水阀只起到了水路的通、断及导向的功能，而且需要管理的水路越来越多，并相互关联，每条水路的流量不恒定，而且无法有效的控制。

如果每个水路都装一个水泵去控制水的流量是不切实际的，原因如下：

1、费用增加；

2、重量增加；

3、资源浪费；

4、即使每个水路上单独装有一个水泵，流量控制也不准(水泵的功率增大减小与水流量不是成正比，而是抛物线，所以流量就很难控制住)。

发明内容

本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种流量自控电子水阀系统。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种流量自控电子水阀系统，它包括：

流量计、电控可调节开度水阀和控制模块，

所述流量计用于将当前流体的流量转换为相应的脉冲信号；

所述电控可调节开度水阀用于接收所述流量计输出的脉冲信号，并将脉冲信号发送至所述控制模块；

所述控制模块用于收集所述电控可调节开度水阀所接收的脉冲信号，并控制所述电控开度水阀调节流量。

优化地，所述流量计包括塑胶本体、水流转子组件、磁块和霍尔传感器，

所述水流转子组件设置在所述塑胶本体内；

所述磁块设置在所述水流转子组件内，当流体通过所述水流转子组件时，带动所述磁块转动；

所述霍尔传感器设置在所述塑胶本体内且与所述磁块相配合使用，它用于感应磁块的转速，并实时输出与磁块转速相对应的脉冲信号。

优化地，所述电控可调节开度水阀包括水阀控制器、水阀开度调节器和水阀本体，

所述水阀控制器设置在所述水阀本体内，它用于采集所述霍尔传感器输出的脉冲信号，并将所述脉冲信号发送至所述控制模块；

所述水阀开度调节器设置在所述水阀本体内，用于调节流体的流量，或者接通流路或断开流路。

优化地，所述控制模块包括第一收集模块、模数转换模块、计算模块、数模转换模块和第一输出模块，

所述第一收集模块用于接收所述水阀控制器所采集的脉冲信号；

所述模数转换模块用于将所述第一收集模块接收的脉冲信号转换为数字信号；

所述计算模块用于计算额定信号与所述模数转换模块所转换的数字信号的差值；

所述数模转换模块用于将差值转换为相应的模拟信号；

所述第一输出模块用于将所述数模转换模块转换得到的模拟信号发送至所述水阀开度调节器；

所述水阀开度调节器根据第一输出模块输出的模拟信号来调节流体的流量。

优化地，所述计算模块包括第二收集模块、输入模块、求差模块和第二输出模块，

所述第二收集模块用于收集所述模数转换模块转换得到的数字信号；

所述输入模块用于人为输入额定信号；

所述求差模块用于计算所述输入模块与所述第二收集模块的信号差值；

所述第二输出模块用于将所述求差模块所求得的信号差值输出至所述数模转换模块。

优化地，所述霍尔传感器的类型为线性型霍尔传感器。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型流量自控电子水阀系统在水阀的基础上增加流量计的一体化设计，通过磁块的转速反映当前的流量，通过霍尔传感器感知磁块的转速，进而由控制模块经既有的控制算法，从而控制水阀开度调节器的开度，确保流量恒定，继而实现精准且低成本的控制每个支路的流量，而且通用性强，可以应用于IC卡水控智能系统，如开水器、即热式电热水器、燃气热水器上。

附图说明

图1为本实用新型的组成框图；

图2为本实用新型流量计的组成框图；

图3为本实用新型电控可调节开度水阀的组成框图；

图4为本实用新型控制模块的组成框图；

图5为本实用新型计算模块的组成框图；

图6为本实用新型的工作原理图；

附图标记说明：

1、流量计；11、塑胶本体；12、水流转子组件；13、磁块；14、霍尔传感器；

2、电控可调节开度水阀；21、水阀控制器；22、水阀开度调节器；23、水阀本体；

3、控制模块；31、第一收集模块；32、模数转换模块；33、计算模块；331、第二收集模块；332、输入模块；333、求差模块；334、第二输出模块；34、数模转换模块；35、第一输出模块。

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，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，为本实用新型流量自控电子水阀系统的组成框图，它一般应用在新能源车辆的热管理系统，通常安装在水阀出水口的管路中，也可以应用在IC卡水控智能系统，如开水器、即热式电热水器、燃气热水器上、灌装饮料生产线、医药产品生产线、远程水监控系统等多项领域内，它包括流量计1、电控可调节开度水阀2和控制模块3。

流量计1用于将当前流体的实时流量转换为相应的脉冲信号，如图2所示，流量计1包括塑胶本体11、水流转子组件12、磁块13和霍尔传感器14，水流转子组件12设置在塑胶本体11内，磁块13设置在水流转子组件12内，当水阀出水口管路内的水流通过水流转子组件12时，会带动磁块13转动，并且磁块13的转速随着流量的变化而变化(磁块13的转速与水流的速度成正比)。霍尔传感器14设置在塑胶本体11内且与磁块13相配合使用(霍尔传感器14可以感应磁块13的转速，并且输出与磁块13转速相对应的脉冲信号，脉冲信号为模拟信号，霍尔传感器14是通过霍尔效应感知磁块13转速的；在本实施例中，霍尔传感器14的类型选用线性型霍尔传感器，线性霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，线性型霍尔传感器输出的是模拟信号)。在水阀出水口的管路上，规定的时间内所流过的流体的流量是以霍尔传感器14输出的脉冲信号来表示的。

如图3所示，为电控可调节开度水阀2的组成框图，它用于接收流量计1输出的脉冲信号，并将该脉冲信号发送至控制模块3，它包括水阀控制器21、水阀开度调节器22和水阀本体23。水阀控制器21设置在水阀本体23内，用于采集霍尔传感器14输出的脉冲信号，并将该脉冲信号发送至控制模块3。水阀开度调节器22设置在水阀本体23内，水阀开度调节器22用于接收控制模块3的指令，从而根据控制模块3的指令，实时调节管路内流体的流量，或者接通流路或断开流路，以保证流量的恒定(水阀开度调节器22可以选用一般常见的电控阀或者液控阀)。

如图4所示，为控制模块3的组成框图，它用于收集水阀控制器21所发出的脉冲信号，并依据设定的算法来控制水阀开度调节器22调节流量，它包括第一收集模块31、模数转换模块32、计算模块33、数模收集模块34和第一输出模块35，第一收集模块31用于接收水阀控制器21所采集的脉冲信号，模数转换模块32用于将第一收集模块31接收的脉冲信号转换为数字信号(模数转换模块32所转换的脉冲信号为霍尔传感器14所输出的脉冲信号，因为脉冲信号是模拟信号，是一种离散信号，形状多种多样，它只能用于表征当前管路内水流量的情况，而无法对其进行设定算法的计算，因此需要通过模数转换模块32将其转换为数字信号；模数转换模块32即A/D转换器)。计算模块33用于计算额定信号与模数转换模块32所转换的数字信号的差值，如图5所示，计算模块33包括第二收集模块331、输入模块332、求差模块333和第二输出模块334，第二收集模块331用于收集模数转换模块32转换得到的数字信号，输入模块332用于人为输入额定信号(在对管路中的流量进行计算的时候，需要人工提前将设定的流量值输入至输入模块332)。求差模块333用于计算输入模块332与第二收集模块331的信号差值(假设人工输入的流量值为A，而第二收集模块331所收集的数字信号为B，则设定的算法为A-B，如果结果为正值的话，说明此时水阀出水口管路内的水流较慢，还未达到额定的流量；如果结果为0的话，说明此时水阀出水口管路内的水流刚好符合设定的流量标准；如果结果为负值的话，说明此时水阀出水口管路内的水流已经超出设定的流量)。第二输出模块334用于将求差模块333所求得的信号差值输出至数模转换模块34。数模转换模块34用于将差值转换为相应的模拟信号(因为此时的差值是数字信号，而数字信号是无法被水阀开度调节器22所识别的，因此还需要将数字信号转换为模拟信号，数模转换模块34为D/A转换器)。第一输出模块35用于将数模转换模块34转换得到的模拟信号发送至水阀开度调节器22，并且依据第一输出模块35的值，由水阀开度调节器22来调节流体的流量(根据刚才通过设定的算法计算的结果，如果结果为正值的话，需要调大水阀开度调节器22的阀门口，使得A-B的实时差额为0；如果结果为0的话，则不需要调节；如果结果为负值的话，需要调小水阀开度调节器22的阀门口，使得A-B的实时差额为0，这样便可以保证管路内流量的恒定)。

流量计1精度可以控制在±3％以内，在整车热管理系统中，冷却系统中水流量为20L/min，因此流量可以控制在0.06L/min范围以内，完全可以满足热管理流量要求，并且具有非常良好的耐磨功能，可长时间保证产品的精准度。

本实用新型的工作原理图如图6所示：

将流量计1安装在水阀出水口的水路上，水流通过水流转子组件12，带动磁块13转动，霍尔传感器14感应到磁块13的转动，输出与磁块13转速相对应的脉冲信号，并将该脉冲信号传送至水阀控制器21，水阀控制器21所采集的脉冲信号被第一收集模块31所收集，第一收集模块31将脉冲信号输送至模数转换模块32，由模数转换模块32将脉冲信号转换成相应的数字信号，由第二收集模块331收集该数字信号并发送至求差模块333，求差模块333计算输入模块332与第二收集模块331的信号差值，由第二输出模块334输出至数模转换模块34，由数模转换模块34转换为模拟信号，最后经第一输出模块35输出至水阀开度调节器22，从而控制水阀开度调节器22控制出水口管路的流量。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种流量自控电子水阀系统，其特征在于，它包括：流量计(1)、电控可调节开度水阀(2)和控制模块(3)，

所述流量计(1)用于将当前流体的流量转换为相应的脉冲信号；

所述电控可调节开度水阀(2)用于接收所述流量计(1)输出的脉冲信号，并将脉冲信号发送至所述控制模块(3)；

所述控制模块(3)用于收集所述电控可调节开度水阀(2)所接收的脉冲信号，并控制所述电控可调节开度水阀(2)调节流量。

2.根据权利要求1所述的一种流量自控电子水阀系统，其特征在于：所述流量计(1)包括塑胶本体(11)、水流转子组件(12)、磁块(13)和霍尔传感器(14)，

所述水流转子组件(12)设置在所述塑胶本体(11)内；

所述磁块(13)设置在所述水流转子组件(12)内，当流体通过所述水流转子组件(12)时，带动所述磁块(13)转动；

所述霍尔传感器(14)设置在所述塑胶本体(11)内且与所述磁块(13)相配合使用，它用于感应磁块(13)的转速，并实时输出与磁块(13)转速相对应的脉冲信号。

3.根据权利要求2所述的一种流量自控电子水阀系统，其特征在于：所述电控可调节开度水阀(2)包括水阀控制器(21)、水阀开度调节器(22)和水阀本体(23)，

所述水阀控制器(21)设置在所述水阀本体(23)内，它用于采集所述霍尔传感器(14)输出的脉冲信号，并将所述脉冲信号发送至所述控制模块(3)；

所述水阀开度调节器(22)设置在所述水阀本体(23)内，用于调节流体的流量，或者接通流路或断开流路。

4.根据权利要求3所述的一种流量自控电子水阀系统，其特征在于：所述控制模块(3)包括第一收集模块(31)、模数转换模块(32)、计算模块(33)、数模转换模块(34)和第一输出模块(35)，

所述第一收集模块(31)用于接收所述水阀控制器(21)所采集的脉冲信号；

所述模数转换模块(32)用于将所述第一收集模块(31)接收的脉冲信号转换为数字信号；

所述计算模块(33)用于计算额定信号与所述模数转换模块(32)所转换的数字信号的差值；

所述数模转换模块(34)用于将差值转换为相应的模拟信号；

所述第一输出模块(35)用于将所述数模转换模块(34)转换得到的模拟信号发送至所述水阀开度调节器(22)；

所述水阀开度调节器(22)根据第一输出模块(35)输出的模拟信号来调节流体的流量。

5.根据权利要求4所述的一种流量自控电子水阀系统，其特征在于：所述计算模块(33)包括第二收集模块(331)、输入模块(332)、求差模块(333)和第二输出模块(334)，

所述第二收集模块(331)用于收集所述模数转换模块(32)转换得到的数字信号；

所述输入模块(332)用于人为输入额定信号；

所述求差模块(333)用于计算所述输入模块(332)与所述第二收集模块(331)的信号差值；

所述第二输出模块(334)用于将所述求差模块(333)所求得的信号差值输出至所述数模转换模块(34)。

6.根据权利要求2所述的一种流量自控电子水阀系统，其特征在于：所述霍尔传感器(14)的类型为线性型霍尔传感器。

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