TWI780961B - 具失效自我預知功能的閥 - Google Patents

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范義明
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矻頎投資股份有限公司
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Abstract

本發明揭示一種具有彼此電連接的至少一感測器組件及一控制器的具失效自我預知功能的閥。感測器組件用以輸出關連於閥的心軸的第一參數的依時間感測信號或閥門的第二參數的依時間感測信號。控制器具有儲存單元、計算單元及通知單元。計算單元用以即時計算出儲存單元儲存的最後複數個第一參數的依時間感測信號對應的第一參數趨勢線以及第一參數的臨界值和第一參數趨勢線的交點對應的閥的第一時間臨界值，或儲存的最後複數個第二參數的依時間感測信號對應的第二參數趨勢線以及第二參數的臨界值和第二參數趨勢線的交點對應的閥的第二時間臨界值。通知單元用以輸出第一時間臨界值或第二時間臨界值至閥的遠端。

Description

具失效自我預知功能的閥
本發明是關於一種閥，尤其是關於一種具失效自我預知功能的閥。
閥的控制可分為遠端控制及近端控制。遠端控制利用了相當程度遠離閥所處位置的中央控制系統來進行閥的致動及壓力調節控制，是目前所屬技術領域中主要的控制方式。近端控制則利用了閥本身的致動器上所設置的控制器來直接控制致動器進而間接控制閥的作動。然而，無論是遠端控制或近端控制，當失效(failure)的閥無法即時修復而需要進行更換時，都將需要停止包含閥在內的所有零件的整個系統的運作，進而造成應用這個閥系統的整個製程或產線的停擺，不符經濟效益。
隨著科學及技術的發展，閥的控制應該更為智慧化。如果沒有遠端的中央控制系統的協助，閥本身是否可能具有自我預知的功能，讓閥的操作人員或遠端的中央控制系統可以提前知道閥的可能失效時間，進而預先做出因應，避免在閥系統運作的時候才發現閥失效。這個技術問題是本申請案想要解決的。
因此，本申請案之發明人想要提出一種具失效自我預知功能的閥。
有鑑於上述問題，本發明提出一種具失效自我預知功能的閥，可利用本身作動過程中透過感測所得到的各種參數來實現即時性的失效自我預知及自我控制的功能，而無須依賴遠端的中央控制系統的協助，並能夠在閥即將失效或毀損之前，將自我預知出的閥的使用壽命或停止使用時間立即傳送到遠端的中央控制系統及/或閥的操作人員，以利失效的閥的提早更換。
一實施例中，所提出的閥至少具有一本體、一閥門、一心軸、一驅動器、一控制器及一第一感測器組件。閥門位於本體上形成的一中空腔室內，用以開啟和關閉中空腔室。心軸裝設於本體內，連接至閥門而和閥門連動。驅動器裝設於本體上，用以驅動心軸轉動。第一感測器組件具有裝設於心軸、閥門、本體或本體所連接的一管路上的感測器，用以輸出關連於心軸的一第一參數、閥門的一第二參數、本體的一第三參數或管路的一第四參數在閥門的各個開關行程中隨著時間變化而變化的第一參數的依時間感測信號、第二參數的依時間感測信號、第三參數的依時間感測信號或第四參數的依時間感測信號。控制器裝設於本體附近，和驅動器及第一感測器組件彼此間電連接，具有一儲存單元、一計算單元及一通知單元。儲存單元用以即時接收並儲存第一參數的依時間感測信號、第二參數的依時間感測信號、第三參數的依時間感測信號或第四參數的依時間感測信號，或者用以儲存對應第一參數、第二參數、第三參數及第四參數的綜合效應的一綜效參數的隨時間變化的計算值，也就是第一參數的依時間感測信號、第二參數的依時間感測信號、第三參數的依時間感測信號及第四參數的依時間感測信號分別和一權重值相乘後的加總。計算單元和儲存單元電連接，用以即時計算出所儲存的最後複數個的第一參數的依時間感測信號的第一參數趨勢線、所儲存的最後複數個的第二參數的依時間感測信號的第 二參數趨勢線、所儲存的最後複數個的第三參數的依時間感測信號的第三參數趨勢線、所儲存的最後複數個的第四參數的依時間感測信號的第四參數趨勢線、或所儲存的最後複數個的一綜效參數的隨時間變化的計算值的綜效參數趨勢線，以及計算出第一參數的臨界值和第一參數趨勢線的交點所對應的一第一時間臨界值、第二參數的臨界值和第二參數趨勢線的交點所對應的一第二時間臨界值、第三參數的臨界值和第三參數趨勢線的交點所對應的一第三時間臨界值、第四參數的臨界值和第四參數趨勢線的交點所對應的一第四時間臨界值、或綜效參數的臨界值和綜效參數趨勢線的交點所對應的一綜效時間臨界值。通知單元和計算單元電連接，用以傳送第一時間臨界值、第二時間臨界值、第三時間臨界值、第四時間臨界值及綜效時間臨界值其中之一至閥的遠端。
一實施例中，所提出的閥還具有一調壓閥，連接至驅動器且和控制器電連接，用以調節輸入驅動器的輸入壓力。
一實施例中，控制器還具有一和計算單元電連接的控制單元，儲存單元還用以即時儲存第一參數的依時間感測信號和第一參數的臨界值之間的差距大小或第二參數的依時間感測信號和第二參數的臨界值之間的差距大小，控制單元用以依據此差距大小即時控制調壓閥以調節輸入驅動器的輸入壓力。
一實施例中，計算單元還用以即時計算出第一參數的一設定值和第一參數趨勢線的交點所對應的一第一時間目標值、第二參數的一設定值和第二參數趨勢線的交點所對應的一第二時間目標值、第三參數的一設定值和第三參數趨勢線的交點所對應的一第三時間目標值、第四參數的一設定值和第四參數趨勢線的交點所對應的一第四時間目標值、或綜效參數的一設定值和綜效參數趨勢線的交點所對應的一綜效時間目標值，且通知單元還用以傳送第一時間目標值、第二時間目標值、第三時間目標值、第四時間目標值及該綜效時間目標值其中之一至閥的遠端，第一參數的設定值小於第一參數的臨界值，第二參 數的設定值小於第二參數的臨界值，第三參數的設定值小於第三參數的臨界值，第四參數的設定值小於第四參數的臨界值，綜效參數的設定值小於綜效參數的臨界值。
一實施例中，計算單元還用以即時判斷儲存的第一參數的依時間感測信號的大小是否超出第一參數的設定值、判斷儲存的第二參數的依時間感測信號的大小是否超出第二參數的設定值、判斷儲存的第三參數的依時間感測信號的大小是否超出第三參數的設定值、或判斷儲存的第四參數的依時間感測信號的大小是否超出第四參數的設定值、或判斷儲存的綜效參數的隨時間變化的計算值的大小是否超出綜效參數的設定值。
一實施例中，第一參數是心軸的遭受扭力且第一參數的臨界值包含驅動器的最大輸出扭力。
一實施例中，第一感測器組件還用以輸出關連於心軸的遭受扭力在閥門的各個開關行程中隨著閥門的位置變化而變化的依位置感測信號；儲存單元還用以即時接收並儲存心軸的遭受扭力的依位置感測信號；計算單元還用以即時判斷所儲存的心軸的遭受扭力的依位置感測信號的大小是否超出心軸的一設定扭力。
一實施例中，通知單元還用以依據計算單元的判斷結果傳送閥的故障造成原因至閥的遠端。
一實施例中，第一參數是心軸的遭受軸向應力且第一參數的臨界值包含心軸的容許應力。可選地，計算單元還用以依據心軸的降伏強度隨心軸的溫度變化而變化的結果即時校正心軸的容許應力。可選地，儲存單元還用以即時接收並儲存隨著溫度變化而變化的心軸的該降伏強度。可選地，計算單元還用以即時判斷所儲存的心軸的遭受軸向應力的依時間感測信號的大小是否超出心軸的一設定應力，設定應力小於心軸的容許應力。
一實施例中，所提出的閥還具有一第二感測器組件，具有裝設於驅動器上的感測器，和控制器電連接，用以輸出關連於驅動器的一第五參數在閥門的各個開關行程中隨著時間變化而變化的第五參數的依時間感測信號；其中，儲存單元還用以即時接收並儲存第五參數的依時間感測信號；計算單元還用以即時計算出所儲存最後複數個的第五參數的依時間感測信號對應的第五參數趨勢線，以及即時計算出第五參數的臨界值和第五參數趨勢線的交點所對應的第五時間臨界值，第五參數包含驅動器的扭力及輸入氣壓其中之一；且通知單元還用以傳送第五時間臨界值至閥的遠端。可選地，通知單元還用以傳送驅動器的故障造成原因至閥的遠端。
各實施例中，第一時間臨界值、第二時間臨界值、第三時間臨界值、第四時間臨界值及綜效時間臨界值其中之一為閥門的累計開關行程次數。
各實施例中，第一參數包含心軸的遭受軸向應力及心軸的遭受扭力其中之一，第二參數包含閥門的各個開關行程中的開關行程時間、閥門的各個開關行程中的開關行程速率、閥門的各個開關行程中的關斷時間及閥門的各個開關行程中的關斷速率其中之一，第三參數包含本體於閥門的各個開關行程中的內部流體洩漏量，第四參數包含管路及本體連接處於閥門的各個開關行程中的關閉壓力。
綜上所述，依照本發明各實施例或其變化例所提供的閥具有失效自我預知功能，符合包含閥的整體系統的實際控制需求。所提方案具體改進了現有閥無法進行失效的自我預知及發出即將失效通知的缺失。所揭示的閥利用了控制器中的計算單元計算出閥於使用一段時間後將失效的時間點，並預先通知遠離閥的工作人員或遠端控制系統，讓工作人員可以提早更換即將失效的閥，避免單一閥的失效影響整個閥系統的運作。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10:閥
101:本體
1011:中空腔室
102:閥門
103:心軸
104:驅動器
105:調壓閥
106:控制器
1061:儲存單元
1062:計算單元
1063:通知單元
1064:控制單元
107:第一感測器組件
108:第二感測器組件
109:管路
1091:連接處
201:第一參數趨勢線
202:第二參數趨勢線
203:第三參數趨勢線
204:第四參數趨勢線
205:第五參數趨勢線
206:綜效參數趨勢線
301,302,303,401,402,403:曲線
A1:第一參數
A2:第二參數
A3:第三參數
A4:第四參數
A5:第五參數
A6:綜效參數
SA1:第一參數的依時間感測信號
SA2:第二參數的依時間感測信號
SA3:第三參數的依時間感測信號
SA4:第四參數的依時間感測信號
SA5:第五參數的依時間感測信號
SA6:綜效參數的隨時間變化的計算值
ST:心軸遭受扭力依位置感測信號
SP:驅動器輸出氣壓的依時間感測信號
Amax:第一參數的臨界值
Ath:第一參數的設定值
Bmax:第二參數的臨界值
Bth:第二參數的設定值
Cmax:第三參數的臨界值
Cth:第三參數的設定值
Dmax:第四參數的臨界值
Dth:第四參數的設定值
Emax:第五參數的最大臨界值
Emin:第五參數的最小臨界值
Eth:第五參數的設定值
Σmax:綜效參數的臨界值
Σth:綜效參數的設定值
Smax:心軸的容許應力
Tmax:驅動器的最大輸出扭力
Pmax:驅動器的最大輸出氣壓
Sth:心軸的設定應力
Tth:心軸的設定扭力
tN1-K1:時間
tN1:時間
tN2-K2:時間
tN2:時間
tN3-K3:時間
tN3:時間
tN4-K4:時間
tN4:時間
tN5-K5:時間
tN5:時間
tN6-K6:時間
tN6:時間
tG1:第一時間目標值
tL1:第一時間臨界值
tG2:第二時間目標值
tL2:第二時間臨界值
tG3:第三時間目標值
tL3:第三時間臨界值
tG4:第四時間目標值
tL4:第四時間臨界值
tG5:第五時間目標值
tL5:第五時間臨界值
tG6:綜效時間目標值
tL6:綜效時間臨界值
圖1是本發明一實施例的具失效自我預知功能的閥的平面示意圖。
圖2是圖1中的控制器的功能方塊圖。
圖3是本發明一實施例中的關連於心軸的第一參數在閥門的各個開關行程中隨著時間變化而變化的第一參數的依時間感測信號、第一參數趨勢線及第一時間臨界值的關係示意圖。
圖4是本發明一實施例中的關連於閥門的第二參數在閥門的各個開關行程中隨著時間變化而變化的第二參數的依時間感測信號、第二參數趨勢線及第二時間臨界值的關係示意圖。
圖5是本發明一實施例中的關聯於心軸的遭受扭力在閥門的各個開關行程中隨著閥門的位置變化而變化的三組遭受扭力的依位置感測信號。
圖6是本發明一實施例中的關連於本體的第三參數在閥門的各個開關行程中隨著時間變化而變化的第三參數的依時間感測信號、第三參數趨勢線及第三時間臨界值的關係示意圖。
圖7是本發明一實施例中的關連於本體所連接的一管路的第四參數在閥門的各個開關行程中隨著時間變化而變化的第四參數的依時間感測信號、第四參數趨勢線及第四時間臨界值的關係示意圖。
圖8是本發明一實施例中的關連於驅動器的第五參數在閥門的各個開關行程中隨著時間變化而變化的第五參數的依時間感測信號、第五參數趨勢線及第五時間臨界值的關係示意圖。
圖9是本發明一實施例中的關連於驅動器的輸出氣壓在閥門的各個開關行程中隨著時間變化而變化的感測信號曲線的示意圖。
圖10是本發明一實施例中的關連於閥的綜效參數在閥門的各個開關行程中隨著時間變化而變化的綜效參數的隨時間變化的計算值、綜效參數趨勢線及綜效時間臨界值的關係示意圖。
本發明揭示一種具失效自我預知功能的閥，以下文中所敘及的已為所屬技術領域之通常知識者所能明瞭者，將不再作完整描述，例如閥的基本操作原理。另外，以下文中所敘及的技術用語的意思如有與所屬技術領域的通常用語的意思不同時，以文中的意思為準，而文中所對照的圖示意在表達與本發明特徵有關的含義，並未依據實際尺寸完整繪製，亦先行敘明。
請參照圖1及圖2，一實施例中，所揭露的閥10包含一本體101、一閥門102、一心軸103、一驅動器104、一控制器106及一第一感測器組件107。控制器106具有一儲存單元1061、一計算單元1062、一通知單元1063及一控制單元1064。儲存單元1061、通知單元1063及控制單元1064均和計算單元1062電連接。閥門102位於本體101上形成的一中空腔室1011內，用以開啟和關閉腔室1011藉以控制流經中空腔室1011的流體流量。心軸103裝設於本體101內，連接至閥門102，和閥門102連動。驅動器104裝設於本體101上，連接至心軸103，可為電動或氣動的動力輸出裝置，用以驅動心軸103轉動。此外，閥10還可進一步包含一調壓閥105，其連接至驅動器104，用以調節輸入驅動器104的源壓力。第一感測組件107具有一個或一個以上裝設於本體101、閥門102、心軸103或本體101所連接的一管路109的感測器。
請參照圖1至圖4，一實施例中，第一感測器組件107具有裝設於心軸103上的感測器，用以輸出關連於心軸103的第一參數A1在閥門102的各個開關行程中隨著時間變化而變化的第一參數的依時間感測信號SA1(圖3中以黑點表示)。或者，第一感測器組件107具有裝設於閥門102上的感測器，用以輸出關連於閥門102的第二參數A2在閥門102的各個開關行程中隨著時間變化而變化的第二參數的依時間感測信號SA2(圖4中以黑點表示)。所稱的閥門102的各個開關行程是閥門102的從完全開啟到完全關閉腔室1011的每個行程(stroke)。通常情況下，以旋轉行程的閥來說，閥門102於完全開啟腔室1011的位置是閥門102的軸向中心線和腔室1011的軸向中心線呈90度相交，而閥門102於完全關閉腔室1011的位置是閥門102的軸向中心線和腔室1011的軸向中心線呈平行或重合。當閥10的失效和心軸103的遭受軸向應力或遭受扭力相關時，前述的第一參數A1可以是心軸103的遭受軸向應力或遭受扭力，而第一感測器組件107包含應變感測器(如應變規)、應力感測器或扭力感測器。所稱的遭受軸向應力是心軸103在閥門102的各個開關行程中所遭受的軸向應力。所稱的遭受扭力是心軸103在閥門102的各個開關行程中所遭受的扭力。當閥10的失效和閥門102的開關行程的運作相關時，前述的第二參數A2包含閥門102的各個開關行程中的開關行程時間、閥門102的各個開關行程中的開關行程速率、閥門102的各個開關行程中的關斷時間及閥門102的各個開關行程中的關斷速率其中之一，而第一感測器組件107包含計時器。所稱的閥門102的各個開關行程中的開關行程時間是閥門102在各個從完全開啟到完全關閉腔室1011的行程中的花費時間。所稱的閥門102的各個開關行程中的開關行程速率是閥門102在各個從完全開啟到完全關閉腔室1011的行程中的行進速率。所稱的閥門102的各個開關行程中的關斷時間是閥門102在各個從完全開啟到完全關閉腔室1011的行程中，從即將關閉腔室1011到完全關閉腔室1011的過程中的花費時間。所稱的閥門102的各個開關行程中的關斷速率是閥門 102在各個從完全開啟到完全關閉腔室1011的行程中，從即將關閉腔室1011到完全關閉腔室1011的過程中的行進速率。
如圖1至圖4所示，一實施例中，控制器106裝設於本體101附近，和驅動器104、調壓閥105及第一感測器組件107彼此間電連接，用以對驅動器104、調壓閥105及第一感測器組件107進行控制，藉以對閥10進行操作監控及發出通知。儲存單元1061用以即時接收並儲存第一參數的依時間感測信號SA1或第二參數的依時間感測信號SA2。計算單元1062和儲存單元1061電連接，用以即時計算出儲存單元1061所儲存的最後複數個第一參數的依時間感測信號(或稱第一參數的最後複數個依時間感測信號)SA1的第一參數趨勢線201(見圖3)或儲存單元1061所儲存的最後複數個第二參數的依時間感測信號SA2的第二參數趨勢線202(見圖4)。圖3中，所稱的最後複數個第一參數的依時間感測信號SA1是在時間tN1-K1至tN1所對應的第一參數的依時間感測信號SA1，其中時間tN1所對應的第一參數的依時間感測信號SA1為儲存單元1061所儲存的最後一個第一參數的依時間感測信號SA1，時間tN1-K1所對應的第一參數的依時間感測信號SA1為儲存單元1061所儲存的自最後一個往前算第K1個的第一參數的依時間感測信號SA1，N1及K1均為整數，K1小於N1。一實施例中，N1至少為30，K1至少為1。圖4中，所稱的最後複數個第二參數的依時間感測信號SA2是在時間tN2-K2至tN2所對應的第二參數的依時間感測信號SA2，其中時間tN2所對應的第二參數的依時間感測信號SA2為儲存單元1061所儲存的最後一個第二參數的依時間感測信號SA2，時間tN2-K2所對應的第二參數的依時間感測信號SA2為儲存單元1061所儲存的自最後一個往前算第K2個的第二參數的依時間感測信號SA2，N2及K2均為整數，K2小於N2。一實施例中，N2至少為30，K2至少為1。如圖3所示，當計算單元1062係用以計算出儲存單元1061所儲存的最後複數個第一參數的依時間感測信號SA1的第一參數趨勢線201時，計算單元1062還用以計算出第一參數A1的臨 界值Amax和第一參數趨勢線201的交點所對應的閥10的第一時間臨界值tL1。如圖4所示，當計算單元1062係用以計算出儲存單元1061所儲存的最後複數個第二參數的依時間感測信號SA2的第二參數趨勢線202時，計算單元1062還用以計算出第二參數A2的臨界值Bmax和第二參數趨勢線202的交點所對應的閥10的第二時間臨界值tL2。如圖2所示，通知單元1063用以傳送第一時間臨界值tL1或第二時間臨界值tL2至閥10的遠端，例如遠離閥10的遠端控制系統或工作人員。第一時間臨界值tL1或第二時間臨界值tL2可以是閥門102的累計開關行程次數，例如閥門102的開關行程的第10000次，也可以是閥門102的開關行程的累計時間，例如第50000小時。
如圖1至圖4所示，一實施例中，儲存單元1061還用以即時儲存第一參數的依時間感測信號SA1和第一參數A1的臨界值Amax之間的差距大小|Amax-SA1|或者第二參數的依時間感測信號SA2和第二參數A2的臨界值Bmax之間的差距大小|Bmax-SA2|，控制單元1064還用以依據這些差距大小即時控制調壓閥105以調節輸入驅動器104的輸入壓力。舉例而言，當這些差距大小開始低於一設定值時，代表心軸103的遭受軸向應力或遭受扭力或閥門102的各個開關行程中的開關行程時間逐漸到達臨界值，為了避免心軸103受到損壞，這時閥10可以透過控制單元1064控制調壓閥105來降低輸入驅動器104的輸入壓力。
如圖1至圖3所示，一實施例中，當第一參數A1是心軸103的遭受軸向應力時，第一參數A1的臨界值Amax可以是心軸103的容許應力Smax。此情況下，計算單元1062還用以依據心軸103的降伏強度隨心軸103的溫度變化而變化的結果即時校正心軸103的容許應力Smax，而心軸103的溫度變化係利用第一感測器組件107中所包含的溫度感測器來得到。因應於此，儲存單元1061還用以即時接收並儲存隨著溫度變化而變化的心軸103的降伏強度。另一方面，計算單元1062還用以即時判斷儲存單元1061所儲存的第一參數的依時間感測信號SA1的 大小是否超出第一參數A1的一設定值Ath，第一參數A1的設定值Ath小於第一參數的臨界值Amax。如圖3所示，計算單元1062還用以即時判斷所儲存的心軸103的遭受軸向應力的依時間感測信號的大小是否到達心軸103的一設定應力Sth。這裡的設定應力Sth小於心軸103的容許應力Smax。此外，計算單元1062還用以即時計算出心軸103的設定應力Sth和第一參數趨勢線201的交點所對應的閥10的一第一時間目標值tG1，且通知單元1063還傳送此第一時間目標值tG1至遠離閥10所在位置的遠端控制系統或工作人員，以即時掌握閥10的運作狀況及提早更換有問題的閥10。另一方面，當心軸103的遭受軸向應力小於設定應力Sth時，心軸103仍處於堪用狀態，為了讓心軸103可以維持轉動且讓閥門102的運作保持順暢，這時閥10可以透過控制單元1064控制調壓閥105來適時增加輸入驅動器104的輸入壓力；當心軸103的遭受軸向應力大於設定應力Sth但小於容許應力Smax且未發生失效時，為了保護心軸103免於損壞，這時閥10可以透過控制單元1064控制調壓閥105來降低輸入驅動器104的輸入壓力。
如圖1至圖3所示，一實施例中，當第一參數A1是心軸103的遭受扭力時，第一參數A1的臨界值Amax可以是驅動器104的最大輸出扭力Tmax。在此情況下，計算單元1062還用以即時判斷所儲存的心軸103的遭受扭力的依時間感測信號SA1的大小是否超出心軸103的一設定扭力Tth，此設定扭力Tth小於驅動器104的最大輸出扭力Tmax。圖3中，第一時間臨界值tL1為驅動器104的最大輸出扭力Tmax和第一參數趨勢線201的交點所對應的閥門102的開關行程次數。進一步地，如圖3所示，計算單元1062還用以即時計算出心軸103的設定扭力Tth和第一參數趨勢線201的交點所對應的閥10的一第一時間目標值tG1，且通知單元1063還輸出此第一時間目標值tG1至閥10的遠端或閥10所在位置附近的工作人員，以即時掌握閥10的運作狀況及提早更換有問題的閥10。另一方面，當心軸103的遭受扭力小於設定扭力Tth時，心軸103仍處於堪用狀態，為了讓心軸103可以維持轉 動且讓閥門102的運作保持順暢，這時閥10可以透過控制單元1064控制調壓閥105來適時增加驅動器104的輸入壓力；當心軸103的遭受扭力大於設定扭力Tth但小於最大輸出扭力Tmax時，為了保護心軸103免於損壞，這時閥10可以透過控制單元1064控制調壓閥105來降低輸入驅動器104的輸入壓力。
如圖1及5所示，一實施例中，第一感測器組件107還用以輸出關連於心軸103的遭受扭力在閥門102的各個開關行程中隨著閥門102的位置變化而變化的遭受扭力的依位置感測信號ST，這些感測信號ST並由儲存單元1061即時儲存。此情況下，第一感測器組件107除了包含扭力感測器或應變感測器外，還包含了閥門位置感測器，用以偵測相關於閥門102在每個開關行程中的位置的資訊。圖5中僅顯示三組心軸遭受扭力的依位置感測信號ST，但本發明不以此為限。圖5中，以旋轉行程的閥為例，就每組心軸遭受扭力的依位置感測信號ST而言，在閥門開啟角度Φ為0度，即閥門關閉狀態下，心軸遭受扭力為最大，而在閥門開啟角度Φ為0至60度狀態下，心軸遭受扭力為最小。另外，比較各組的心軸遭受扭力的依位置感測信號ST，心軸103的遭受扭力會隨著閥門102的開關行程次數的增加而增大，圖5中的曲線301至303分別代表閥門開關次數為2000次、4000次及6000次的心軸遭受扭力的依位置感測信號ST的連線。這些曲線還反映出了閥10的故障造成原因，例如曲線302接近閥座被異物卡住時的心軸扭力表現，而曲線303接近閥座磨耗時的心軸扭力表現。此情況下，可以利用圖2中的儲存單元1061即時接收並儲存心軸103的遭受扭力的依位置感測信號ST，並利用圖2中的計算單元1062即時判斷所儲存的心軸103的遭受扭力的依位置感測信號ST的大小是否超出心軸103的設定扭力Tth。如果沒有超出，代表心軸仍處於堪用狀態，這時閥10可以透過控制單元1064控制調壓閥105來增加輸入驅動器104的輸入壓力，以維持心軸103的轉動和保持閥門102的順暢運作；如果超出，通知 單元1063可以依據計算單元1062的判斷結果傳送閥10的故障造成原因，包含閥座被異物卡住及閥座磨耗等，至遠離閥10所在位置的遠端控制系統或工作人員。
如圖1、2及4所示，一實施例中，計算單元1062也可以單獨或同時計算出儲存單元1061所儲存的最後複數個第二參數的依時間感測信號SA2的第二參數趨勢線202，以及單獨或同時計算出第二參數A2的臨界值Bmax和第二參數趨勢線202的交點所對應的閥10的第二時間臨界值tL2時，計算單元1062還用以單獨或同時即時判斷儲存單元1061所儲存的第二參數的依時間感測信號SA2的大小是否超出第二參數A2的一設定值Bth，第二參數A2的設定值Bth小於第二參數的臨界值Bmax。此外，計算單元1062還用以單獨或同時即時計算出第二參數A2的設定值Bth和第二參數趨勢線202的交點所對應的閥10的一第二時間目標值tG2，且通知單元1063還傳送此第二時間目標值tG2至遠離閥10所在位置的遠端控制系統或工作人員，以即時掌握閥10的運作狀況及提早更換有問題的閥10。另一方面，當閥門102的開關行程時間增加但小於一設定值(例如通常行程時間的30%)時，為了讓閥門102的運作保持順暢，這時閥10可以透過控制單元1064控制調壓閥105來適時增加輸入驅動器104的輸入壓力；當閥門102的開關行程時間大於設定值時，為了保護心軸103免於損壞，這時閥10可以透過控制單元1064控制調壓閥105來降低輸入驅動器104的輸入壓力。
如圖1、2及6所示，一實施例中，第一感測器組件107還具有裝設於本體101上的感測器，用以輸出關連於本體101的至少一第三參數A3在閥門102的各個開關行程中隨著時間變化而變化的第三參數的依時間感測信號SA3。當閥10的失效和本體101內部的流體洩漏相關時，所稱的第三參數A3包含本體101在閥門102的各個開關行程中的內部流體洩漏量，而第一感測器組件107還包含一流量計。本實施例中，儲存單元1061還用以即時接收並儲存第三參數的依時間感測信號SA3，計算單元1062還用以單獨或同時即時判斷所儲存的最後複數個的 第三參數的依時間感測信號SA3的第三參數趨勢線203(見圖6)。圖6中，所稱的最後複數個第三參數的依時間感測信號SA3是在時間tN3-K3至tN3所對應的第三參數的依時間感測信號SA3，其中時間tN3所對應的第三參數的依時間感測信號SA3為儲存單元1061所儲存的最後一個第三參數的依時間感測信號SA3，時間tN3-K3所對應的第三參數的依時間感測信號SA3為儲存單元1061所儲存的自最後一個往前算第K3個的第三參數的依時間感測信號SA3，N3及K3均為整數，K3小於N3。一實施例中，N3至少為30，K3至少為1。此外，計算單元1062還用以單獨或同時即時計算出第三參數A3的臨界值Cmax和第三參數趨勢線203的交點所對應的閥10的第三時間臨界值tL3，且通知單元1063還用以傳送第三時間臨界值tL3至閥10的遠端，例如遠離閥10的遠端控制系統或工作人員。又，計算單元1062還用以單獨或同時即時計算出第三參數A3的一設定值Cth和第三參數趨勢線203的交點所對應的閥的一第三時間目標值tG3，且通知單元1063還用以傳送第三時間目標值tG3，第三參數A3的設定值Cth小於第三參數的臨界值Cmax。這裡的第三時間目標值tG3可以是閥門102的開關行程次數，例如是閥門102的第50000次開關行程。一實施例中，控制器106可以先判斷當前的閥門開關行程的累計時間是否到達第三時間目標值tG3，若否，通知單元1063將當前的閥門開關行程的累計時間和第三時間目標值tG3之間的差距傳送至閥10的遠端，若是，通知單元1063將當前的閥門開關行程的累計時間和第三時間臨界值tL3之間的差距傳送至閥10的遠端。此外，計算單元1062還用以單獨或同時即時判斷儲存單元1061所儲存的第三參數的依時間感測信號SA3的大小是否超出第三參數A3的設定值Cth。
如圖1、2及7所示，一實施例中，第一感測器組件107還具有裝設於管路109上的感測器，用以輸出關連於管路109的至少一第四參數A4在閥門102的各個開關行程中隨著時間變化而變化的第四參數的依時間感測信號SA4。當閥10的失效和受到閥10所控制的管路109內部的流體壓力有關時，所稱的第四參數 A4包含管路109及本體101連接處1091在閥門102的各個開關行程中的關閉壓力，即連接處1091在閥門102關閉中空腔室1011時的壓力表現，而所稱的第一感測器組件107還包含一流體壓力感測器。本實施例中，儲存單元1061還用以即時接收並儲存第四參數的依時間感測信號SA4，計算單元1062還用以即時判斷所儲存的最後複數個的第四參數的依時間感測信號SA4的第四參數趨勢線204(見圖7)。如圖7所示，所稱的最後複數個第四參數的依時間感測信號SA4是在時間tN4-K4至tN4所對應的第四參數的依時間感測信號SA4，其中時間tN4所對應的第四參數的依時間感測信號SA4為儲存單元1061所儲存的最後一個第四參數的依時間感測信號SA4，時間tN4-K4所對應的第四參數的依時間感測信號SA4為儲存單元1061所儲存的自最後一個往前算第K4個的第四參數的依時間感測信號SA4，N4及K4均為整數，K4小於N4。一實施例中，N4至少為30，K4至少為1。此外，計算單元1062還用以單獨或同時即時計算出第四參數A4的臨界值Dmax和第四參數趨勢線204的交點所對應的閥10的第四時間臨界值tL4，且通知單元1063還用以輸出第四時間臨界值tL4至閥10的遠端。又，計算單元1062還用以單獨或同時即時計算出第四參數A4的一設定值Dth和第四參數趨勢線204的交點所對應的閥的一第四時間目標值tG4，且通知單元1063還用以傳送第四時間目標值tG4至閥10的遠端，第四參數A4的設定值Dth小於第四參數的臨界值Dmax。這裡的時間目標值tG4可以是閥門102的開關行程次數，例如是閥門102的第50000次開關行程。一實施例中，控制器106可以先判斷當前的閥門開關行程的累計時間是否到達第四時間目標值tG4，若否，通知單元1063將當前的閥門開關行程的累計時間和第四時間目標值tG4之間的差距傳送至閥10的遠端，若是，通知單元1063將當前的閥門開關行程的累計時間和第四時間臨界值tL4之間的差距傳送至閥10的遠端。此外，計算單元1062還用以單獨或同時即時判斷儲存單元1061所儲存的第四參數的依時間感測信號SA4的大小是否超出第四參數A4的設定值Dth。
如圖1、2及8所示，一實施例中，本發明所揭露的閥10還可以包含一第二感測器組件108，具有裝設於驅動器104上的感測器，和控制器106電連接，用以輸出關連於驅動器104的至少一第五參數A5在閥門102的各個開關行程中隨著時間變化而變化的第五參數感測信號SA5。驅動器104可以是氣動式或電動式。當閥10尚未失效但驅動器104失效時，閥10的失效即和驅動器104相關。第五參數A5包含驅動器104的扭力T和輸出氣壓P，而第二感測器組件108包含扭力感測器、應力感測器、應變感測器或壓力感測器。本實施例中，儲存單元1061還用以即時接收並儲存第五參數的依時間感測信號SA5，計算單元1062還用以單獨或同時即時判斷所儲存的最後複數個的第五參數的依時間感測信號SA5的第五參數趨勢線205(見圖8)。如圖8所示，所稱的最後複數個第五參數的依時間感測信號SA5是在時間tN5-K5至tN5所對應的第五參數的依時間感測信號SA5，其中時間tN5所對應的第五參數的依時間感測信號SA5為儲存單元1061所儲存的最後一個第五參數的依時間感測信號SA5，時間tN5-K5所對應的第五參數的依時間感測信號SA5為儲存單元1061所儲存的自最後一個往前算第K5個的第五參數的依時間感測信號SA5，N5及K5均為整數，K5小於N5。一實施例中，N5至少為30，K5至少為1。此外，計算單元1062還用以單獨或同時即時計算出第五參數A5的最小臨界值Emin和第五參數趨勢線205的交點所對應的閥10的第五時間臨界值tL5，且通知單元1063還用以輸出第五時間臨界值tL5至閥10的遠端。又，計算單元1062還用以單獨或同時即時計算出第五參數A5的一設定值Eth和第五參數趨勢線205的交點所對應的閥的一第五時間目標值tG5，且通知單元1063還用以傳送第五時間目標值tG5至閥10的遠端，第五參數A5的設定值Eth大於第五參數的最小臨界值Emin。這裡的第五時間目標值tG5可以用驅動器104的累計作動時間或次數來表示，或者轉換成用閥門102的累計開關行程時間或次數來表示。一實施例中，控制器106可以先判斷當前的驅動器104的累計作動時間或次數或閥門開關行程的 累計時間或次數是否到達第五時間目標值tG5，若否，通知單元1063將當前的驅動器104的累計作動時間或次數或閥門開關行程的累計時間或次數和第五時間目標值tG5之間的差距傳送至閥10的遠端，以提醒遠端控制系統或工作人員發生即將到達第五時間目標值tG5的狀況；若是，通知單元1063將當前的驅動器104的累計作動時間或次數或閥門開關行程的累計時間或次數和第五時間臨界值tL5之間的差距傳送至閥10的遠端，以提醒遠端控制系統或工作人員發生即將到達第五時間臨界值的狀況。此外，計算單元1062還用以單獨或同時即時判斷儲存單元1061所儲存的第五參數的依時間感測信號SA5的大小是否低於第五參數A5的設定值Eth。
一實施例中，如圖9所示，當驅動器104的第五參數A5是輸出氣壓P時，第二感測器組件108所測得的感測信號是輸出氣壓P的感測信號SP，輸出氣壓的最大臨界值為Pmax。這時，儲存單元1061還用以即時接收並儲存此一輸出氣壓P的感測信號SP，計算單元1062還用以單獨或同時即時判斷此一輸出氣壓P的變化是否為正常。如圖9所示，驅動器的輸出氣壓P隨著閥門102的開關行程時間的增加而遞減，曲線401至403分別表示驅動器的正常氣壓輸出表現、排氣不良表現及洩漏發生表現。因此，本實施例中，在第二感測器組件108的幫助下，控制器106可以依據第二感測器組件108輸出的輸出氣壓P的感測信號SP，判斷驅動器的輸出氣壓P是否落在正常氣壓輸出曲線401，若否，可以進一步判斷輸出氣壓P及曲線402或403的關係，得到驅動器104的將來故障造成原因，例如排氣不良或洩漏發生(例如驅動器活塞封環損壞引起)，並利用通知單元1063將這些將來故障造成原因傳送至閥10的遠端，例如遠端的控制系統或工作人員(圖未示)，讓遠端的控制系統或工作人員可以提早對驅動器104的損壞零件進行維修或更換整個驅動器104，以早期避免驅動器104的失效造成閥10運作上的失效。
上述各實施例中的第一參數A1、第二參數A2、第三參數A3、第四參數A4及第五參數A5分別關聯於閥10的心軸103、閥門102、本體101、管路109及驅動器104等零組件，由於心軸103及閥門102直接關聯於閥10的運作，因此第一參數A1及第二參數A2在具失效自我預知功能的閥的時間臨界值的預知上的重要性大於其他參數，但這並非意味著其他參數在具失效自我預知功能的閥的時間臨界值的預知上可被忽略。此外，分別依據第一參數A1、第二參數A2、第三參數A3、第四參數A4及第五參數A5所得到的第一時間臨界值tL1、第二時間臨界值tL2、第三時間臨界值tL3、第四時間臨界值tL4、第五時間臨界值tL5彼此間或有差異，遠離閥10的遠端控制系統和工作人員可以個別利用這些時間臨界值或綜合比較這些時間臨界值後做出對閥10進行後續更換或維修的決策，或者直接由控制器106比較這些時間臨界值並基於較大安全係數的考量傳送最小的時間臨界值至遠離閥10的遠端控制系統和工作人員。
其他實施例中，如圖10所示，可以將第一參數A1、第二參數A2、第三參數A3、第四參數A4及第五參數A5其中任兩個以上的參數分別和一權重值(weighting value)相乘後加總視為一綜效參數A6。此一綜效參數(synergistic parameter)A6為第一參數A1、第二參數A2、第三參數A3、第四參數A4及第五參數A5其中任兩個以上的參數的綜合效應的對應參數。而第一參數A1、第二參數A2、第三參數A3、第四參數A4及第五參數A5中各個參數的匹配權重值依各個參數在閥的運作過程中的重要性來衡量，可經由實驗及經驗法則得到，本發明不再此設限。此外，可利用計算單元1062即時計算所儲存的最後複數個的綜效參數的隨時間變化的計算值SA6的綜效參數趨勢線206。綜效參數的隨時間變化的計算值SA6並非是感測得到的，而是計算單元1062將所要進行綜效效應計算的參數例如第一參數A1、第二參數A2、第三參數A3、第四參數A4及第五參數A5的時間感測信號SA1、SA2、SA3、SA4及SA5經上述加權計算後得到的。因此，儲 存單元1061還用以即時儲存綜效參數的隨時間變化的計算值SA6。如圖10所示，所稱的最後複數個綜效參數的隨時間變化的計算值SA6是在時間tN6-K6至tN6所對應的綜效參數的隨時間變化的計算值SA6，其中時間tN6所對應的綜效參數的隨時間變化的計算值SA6為儲存單元1061所儲存的最後一個綜效參數的隨時間變化的計算值SA6，時間tN6-K6所對應的綜效參數的隨時間變化的計算值SA6為儲存單元1061所儲存的自最後一個往前算第K6個的綜效參數的隨時間變化的計算值SA6，N6及K6均為整數，K6小於N6。一實施例中，N6至少為30，K6至少為1。此外，計算單元1062還用以單獨或同時即時計算出綜效參數A6的臨界值Σmax和綜效參數趨勢線206的交點所對應的閥10的綜效時間臨界值tL6，且通知單元1063還用以輸出綜效時間臨界值tL6至閥10的遠端。又，計算單元1062還用以單獨或同時即時計算出綜效參數A6的一設定值Σth和綜效參數趨勢線206的交點所對應的閥的一綜效時間目標值tG6，且通知單元1063還用以傳送綜效時間目標值tG6至閥10的遠端，綜效參數A6的設定值Σth小於綜效參數A6的臨界值Σmax。這裡的綜效時間目標值tG6可以用閥門102的累計開關行程時間或次數來表示。一實施例中，控制器106可以先判斷當前的閥門開關行程的累計時間或次數是否到達綜效時間目標值tG6，若否，通知單元1063將當前的閥門開關行程的累計時間或次數和第綜效時間目標值tG6之間的差距傳送至閥10的遠端，以提醒遠端控制系統或工作人員發生即將到達綜效時間目標值tG6的狀況；若是，通知單元1063將當前的閥門開關行程的累計時間或次數和綜效時間臨界值tL6之間的差距傳送至閥10的遠端，以提醒遠端控制系統或工作人員發生即將到達綜效時間臨界值tL6的狀況。相較於僅以單一參數所得到的時間目標值及時間臨界值，以綜效參數所得到的時間目標值及時間臨界值可以更為精確，讓具失效自我預知功能的閥的預知效果更好。其他實施例中，計算單元1062還可用以單獨或同時判斷所儲存的綜效參數A6隨時間變化的計算值SA6的大小是否超出綜效參數的設定值Σth。
上述各實施例中，計算單元1062所計算出的第一參數趨勢線201、第二參數趨勢線202、第三參數趨勢線203、第四參數趨勢線204、第五參數趨勢線205及綜效參數趨勢線206係分別利用儲存單元1061所儲存的最後複數個第一參數的依時間感測信號SA1、第二參數的依時間感測信號SA2、第三參數的依時間感測信號SA3、第四參數的依時間感測信號SA4、第五參數的依時間感測信號SA5及綜效參數的隨時間變化的計算值SA6進行多項式迴歸所得到。在圖3、圖4、圖6、圖7、圖8及圖10中，採用最後複數個第一參數的依時間感測信號SA1、第二參數的依時間感測信號SA2、第三參數的依時間感測信號SA3、第四參數的依時間感測信號SA4、第五參數的依時間感測信號SA5及綜合參數隨時間變化的計算值SA6的理由是，隨著閥門開關行程時間的累計，最後複數個的這些參數的依時間感測信號或隨時間變化的計算值最貼近閥10的當下運作狀態，依據這些感測信號及計算值所計算出的趨勢線更能準確反映出閥10的未來失效時間。另一方面，圖3、圖4、圖6、圖7、圖8及圖10中的第一參數趨勢線201、第二參數趨勢線202、第三參數趨勢線203、第四參數趨勢線204、第五參數趨勢線205及綜效參數趨勢線206及其線型僅是例示，這些趨勢線的真實線型取決於儲存單元1061所儲存的最後複數個這些參數的依時間感測信號或隨時間變化的計算值的分佈狀況以及計算單元1062計算出這些趨勢線時所利用的迴歸模型，本發明不在此設限。再一方面，隨著儲存單元1061所儲存的這些參數的依時間感測信號或隨時間變化的計算值的累計個數變多，計算單元1062所計算得到的第一時間臨界值、第二時間臨界值、第三時間臨界值、第四時間臨界值、第五時間臨界值及綜效時間臨界值對於閥的失效自我預知的參考性提升。此外，所提出的閥10除了包含心軸103、閥門102、本體101、管路109及驅動器104外，可能還包含其他零組件，本發明不在此設限，而和這些零組件相關聯的參數也不限於所揭示的第一參數A1、第二參數A2、第三參數A3、第四參數A4、第五參數 A5及這些參數其中任兩個以上的參數的綜效參數，亦可能包含其他參數及所有參數中任兩個以上的參數的綜效參數。無論如何，只要是對於閥的所有零組件的相關聯參數進行感測，並進一步以閥的控制器計算出感測信號的趨勢線和基於趨勢線得到時間臨界值以做出閥的失效時間預知，均應為本發明的精神和範圍內的應用。
綜上所述，本案提出的閥具有失效自我預知功能，符合包含閥的整體系統的實際控制需求。所提方案具體改進了現有閥無法進行失效的自我預知及發出即將失效通知的缺失，相較於既有技術明顯具有突破性之進步優點，確實具有功效之增進。本案所揭示的內容未曾於國內或國外公開或揭露，所提出的閥利用了控制器中的計算單元計算出閥於使用一段時間後將失效的時間點，並預先通知遠離閥的工作人員或遠端控制系統，讓工作人員可以提早更換即將失效的閥，避免單一閥的失效影響整個閥系統的運作。
本發明的各種實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故只要未脫離本發明所揭示的發明精神下所完成的等效變化例或修飾例或替換例均應包含於本發明中，本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
201:第一參數趨勢線
SA1:第一參數的依時間感測信號
Amax:第一參數的臨界值
Smax:心軸的容許應力
Tmax:驅動器的最大輸出扭力
Ath:第一參數的設定值
Sth:心軸的設定應力
Tth:心軸的設定扭力
tN1-K1:時間
tN1:時間
tG1:第一時間目標值
tL1:第一時間臨界值

Claims (15)

  1. 一種具失效自我預知功能的閥，包含：一本體；一閥門，位於該本體上形成的一中空腔室內，用以開啟和關閉該中空腔室；一心軸，裝設於該本體內，連接至該閥門，和該閥門連動；一驅動器，裝設於該本體上，用以驅動該心軸轉動；一第一感測器組件，具有裝設於該心軸、該閥門、該本體或該本體所連接之一管路上的感測器，用以輸出關連於該心軸的一第一參數、該閥門的一第二參數、該本體的一第三參數或該管路的一第四參數在該閥門的各個開關行程中隨著時間變化而變化的第一參數的依時間感測信號、第二參數的依時間感測信號、第三參數的依時間感測信號或第四參數的依時間感測信號；及一控制器，裝設於該本體附近，和該驅動器及該第一感測器組件彼此間電連接，該控制器具有：一儲存單元，用以即時接收並儲存該第一參數的依時間感測信號、該第二參數的依時間感測信號、該第三參數的依時間感測信號及該第四參數的依時間感測信號其中之一，或者用以儲存對應該第一參數、該第二參數、該第三參數及該第四參數的綜合效應的一綜效參數的隨時間變化的計算值，該計算值為該第一參數的依時間感測信號、該第二參數的依時間感測信號、該第三參數的依時間感測信號及該第四參數的依時間感測信號分別和一權重值相乘後的加總； 一計算單元，和該儲存單元電連接，用以即時計算出所儲存的最後複數個的該第一參數的依時間感測信號的第一參數趨勢線、所儲存的最後複數個的該第二參數的依時間感測信號的第二參數趨勢線、所儲存的最後複數個的該第三參數的依時間感測信號的第三參數趨勢線、所儲存的最後複數個的該第四參數的依時間感測信號的第四參數趨勢線、或所儲存的最後複數個的該綜效參數的隨時間變化的計算值的綜效參數趨勢線，以及計算出該第一參數的臨界值和該第一參數趨勢線的交點所對應的一第一時間臨界值、該第二參數的臨界值和該第二參數趨勢線的交點所對應的一第二時間臨界值、該第三參數的臨界值和該第三參數趨勢線的交點所對應的一第三時間臨界值、該第四參數的臨界值和該第四參數趨勢線的交點所對應的一第四時間臨界值、或該綜效參數的臨界值和該綜效參數趨勢線的交點所對應的一綜效時間臨界值；及一通知單元，和該計算單元電連接，用以傳送該第一時間臨界值、該第二時間臨界值、該第三時間臨界值、該第四時間臨界值及該綜效時間臨界值其中之一至該閥的遠端。
  2. 如請求項1之閥，還包含：一調壓閥，連接至該驅動器且和該控制器電連接，用以調節輸入該驅動器的輸入壓力。
  3. 如請求項2之閥，其中該控制器還具有一控制單元，該控制單元和該計算單元電連接，該儲存單元還用以即時儲存該第一參數的依時間感測信號和該第一參數的該臨界值之間的差距大小或該第二參數的依時間感測信號和 該第二參數的該臨界值之間的差距大小，該控制單元用以依據該差距大小即時控制該調壓閥以調節輸入該驅動器的該輸入壓力。
  4. 如請求項1之閥，其中該計算單元還用以即時計算出該第一參數的一設定值和該第一參數趨勢線的交點所對應的一第一時間目標值、該第二參數的一設定值和該第二參數趨勢線的交點所對應的一第二時間目標值、該第三參數的一設定值和該第三參數趨勢線的交點所對應的一第三時間目標值、該第四參數的一設定值和該第四參數趨勢線的交點所對應的一第四時間目標值、或該綜效參數的一設定值和該綜效參數趨勢線的交點所對應的一綜效時間目標值，且該通知單元還用以傳送該第一時間目標值、該第二時間目標值、該第三時間目標值、該第四時間目標值及該綜效時間目標值其中之一至該閥的遠端，該第一參數的該設定值小於該第一參數的該臨界值，該第二參數的該設定值小於該第二參數的該臨界值，該第三參數的該設定值小於該第三參數的該臨界值，該第四參數的該設定值小於該第四參數的該臨界值，該綜效參數的該設定值小於該綜效參數的該臨界值。
  5. 如請求項4之閥，其中該計算單元還用以即時判斷儲存的該第一參數的依時間感測信號的大小是否超出該第一參數的該設定值、判斷儲存的該第二參數的依時間感測信號的大小是否超出該第二參數的該設定值、判斷儲存的該第三參數的依時間感測信號的大小是否超出該第三參數的該設定值、判斷儲存的該第四參數的依時間感測信號的大小是否超出該第四參數的該設定值、或判斷儲存的該綜效參數的隨時間變化的該計算值的大小是否超出該綜效參數的該設定值。
  6. 如請求項4之閥，其中該第一參數是該心軸的遭受扭力且該第一參數的該臨界值包含該驅動器的最大輸出扭力。
  7. 如請求項1之閥，其中該第一參數是該心軸的遭受扭力且該第一參數的該臨界值包含該驅動器的最大輸出扭力。
  8. 如請求項7之閥，其中該第一感測器組件還用以輸出關連於該心軸的該遭受扭力在該閥門的各個開關行程中隨著該閥門的位置變化而變化的依位置感測信號；該儲存單元還用以即時接收並儲存該心軸的該遭受扭力的依位置感測信號；該計算單元還用以即時判斷所儲存的該心軸的該遭受扭力的依位置感測信號的大小是否超出該心軸的一設定扭力。
  9. 如請求項8之閥，其中該通知單元還用以依據該計算單元的判斷結果傳送該閥的故障造成原因至該閥的遠端。
  10. 如請求項1之閥，其中該第一參數是該心軸的遭受軸向應力且該第一參數的該臨界值包含該心軸的容許應力。
  11. 如請求項10之閥，其中該計算單元還用以依據該心軸的降伏強度隨該心軸的溫度變化而變化的結果即時校正該心軸的該容許應力，且該儲存單元還用以即時接收並儲存隨著溫度變化而變化的該心軸的該降伏強度。
  12. 如請求項10之閥，其中該計算單元還用以即時判斷所儲存的該心軸的該遭受軸向應力的依時間感測信號的大小是否超出該心軸的一設定應力，該設定應力小於該心軸的該容許應力。
  13. 如請求項1之閥，更包含： 一第二感測器組件，具有裝設於該驅動器上的感測器，和該控制器電連接，用以輸出關連於該驅動器的一第五參數在該閥門的各個開關行程中隨著時間變化而變化的第五參數的依時間感測信號；其中，該儲存單元還用以即時接收並儲存該第五參數的依時間感測信號；該計算單元還用以即時計算出所儲存最後複數個的該第五參數的依時間感測信號對應的第五參數趨勢線，以及即時計算出該第五參數的臨界值和該第五參數趨勢線的交點所對應的第五時間臨界值，該第五參數包含該驅動器的扭力及該驅動器的輸入氣壓其中之一；且該通知單元還用以傳送該第五時間臨界值至該閥的遠端。
  14. 如請求項13之閥，其中該通知單元還用以傳送該驅動器的故障造成原因至該閥的遠端。
  15. 如請求項1至14中任一項之閥，其中該第一時間臨界值、該第二時間臨界值、該第三時間臨界值、該第四時間臨界值及該綜效時間臨界值其中之一為該閥門的累計開關行程次數。
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