CN110686586A - 检测由螺线管线性致动器驱动的阀门位置的***和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“检测由螺线管线性致动器驱动的阀门位置的***和方法”。本发明公开了一种阀门组件，所述阀门组件包括可在允许液压流体流动的打开位置与阻止液压流体流动的闭合位置之间移动的阀门。控制器包括磁力仪，所述磁力仪适于测量通过移动所述阀门的螺线管线性致动器的至少一部分的磁通量。由所述磁力仪测量的磁通量值对应于所述调节构件相对于所述端口的线性位置。

Description

检测由螺线管线性致动器驱动的阀门位置的***和方法
背景技术
许多机械***，诸如液压***，包括调节流体流动的阀门。在液压***的情况下，阀门用于调节液压流体的流量。阀门包括流量或压力调节构件，其相对于流体流动通道中的端口移动，以调节流体流动。一些液压***包括阀芯或提升阀式阀，其中调节构件是在流动通道内移动的阀芯或提升阀的一个或多个基体。在一些***中，调节构件由螺线管线性致动器驱动。了解调节构件相对于其对应的一个端口或多个端口的位置对于根据需要控制整个***以及检测***中的机械问题或故障是重要的。在典型的液压滑阀组件中，使用直接耦接到阀芯的线性可变差动变压器(LVDT)检测阀芯位置。然而，LVDT是昂贵的，并且可能通过在它们所处的流动通道中经受高压液压流体而随时间损坏。
发明内容
一般来讲，本公开涉及提供成本有效和/或以其他方式改善的阀门组件的***和方法。更具体地，本公开的***和方法提供了检测由螺线管线性致动器驱动的阀门的流量调节构件或压力调节构件的位置的改善。在一些示例中，检测到的调节构件的位置可用于诊断可能需要维护的***中的可能故障。在其他示例中，检测到的位置可以用作指示器，其必须增加或减少到螺线管的电流，以实现流量控制构件或压力控制构件的期望位置。在一些实施方案中，阀门组件是调节液压流体的流量或压力的液压阀门组件。然而，本公开的原理不限于液压阀门或液压***；相反，这些原理可以容易地应用于任何阀门组件和对应的***，其中阀门的流量或压力控制构件由螺线管线性致动器或另一种类型的电磁驱动的线性致动器驱动。可适于包括根据本公开的原理的阀门组件和控制器的液压***的非限制性示例包括沥青喷涂器、反铲装载机、轮式装载机、拖拉机、伸缩臂叉装车、高空作业平台等。
根据本公开的某些方面，阀门组件包括：调节构件，该调节构件安装在阀壳的孔内，该调节构件可在通过阀壳的端口允许流体流动的多个打开位置与通过端口阻止流体流动的闭合位置之间移动，该阀门组件还包括螺线管线性致动器，该螺线管线性致动器适于在闭合位置与多个打开位置之间线性驱动调节构件；该阀门组件还包括磁力仪，该磁力仪适于测量穿过螺线管线性致动器的至少一部分的磁通量；其中由磁力仪测量的磁通量值对应于调节构件相对于端口的线性位置。
在一些示例中，调节构件是流量调节构件或压力调节构件中的一个或两个。在一些示例中，阀门组件还包括测量螺线管线性致动器中的电流的电流计，其中由电流计测量的螺线管线性致动器中的电流的值在查找表中被映射到由磁力仪测量的期望磁通量值。在一些示例中，电流值被映射到螺线管线圈中的期望磁通量值和期望电感值，或者映射到期望磁通量-电感对值。在一些示例中，生成查找表并存储在存储器中，该查找表将螺线管线性致动器中的多个电流值中的每一个电流值映射到其对应的期望磁通量值或磁通电感对值，其中磁通量值或磁通电感对值对应于调节构件相对于端口的独特线性位置。在一些示例中，在阀门组件的操作期间，对于提供给螺线管的给定电流值，测量磁通量或磁通电感对并用作反馈，该反馈与存储的期望磁通量值或对应于该给定电流值的期望磁通电感对值进行比较，以确定是否执行纠正措施，该纠正措施包括调节螺线管中的电流，直到达到对应于调节构件的期望位置的磁通量或磁通量和电感组合，并且/或者关闭包括阀门组件的***。在一些示例中，当调节构件处于打开位置之一时，流动通过端口的流体为液体。在一些示例中，当调节构件处于打开位置之一时，流动通过端口的流体为气体。在一些示例中，调节构件为阀芯。在一些示例中，调节构件为阀芯的计量基体。在一些示例中，调节构件为提升阀门组件的提升阀。在一些示例中，磁力仪是控制通过端口的计量流动的控制单元的集成部件。在一些示例中，磁力仪适于测量相对于空间中的三个互相垂直的轴中的每一个轴的磁通量矢量。在一些示例中，控制单元包括印刷电路板，该印刷电路板可操作地耦接到磁力仪、陀螺仪和加速度计。在一些示例中，磁力仪未定位在阀门组件或包括阀门组件的***的流道中。在一些示例中，控制单元未定位在阀门组件或包括阀门组件的***的流道中。在一些示例中，控制单元包括存储器和/或可操作地耦接到存储器以及适于执行存储在存储器中的计算机可读指令的一个或多个处理器。在一些示例中，控制单元可操作地耦接到操作员界面，该操作员界面适于接收命令，以控制调节构件的位置。在一些示例中，控制单元对应于2018年6月29日提交的美国临时专利申请号62/692,173、2018年6月29日提交的美国临时专利申请号62/692,120、2018年6月29日提交的美国临时专利申请号62/692,072和/或2018年6月29日提交的美国临时专利申请号62/691,975中描述的任何控制单元和/或控制器，所有这些申请的内容在此以引用的方式全部并入本文。
根据本公开的其他方面，一种检测机械***中阀门组件的调节构件的期望位置的偏差的方法包括：对于由阀门组件的螺线管接收的驱动调节构件的线性运动的第一电流值，利用磁力仪测量通过螺线管的第一磁通量值；将第一磁通量值与对应于第一电流值的预先确定的期望磁通量值进行比较；以及基于该比较，确定是否存在与调节构件的期望位置的偏差。
在一些示例中，该方法还包括：对于由螺线管接收的第一电流值，测量螺线管中的第一电感值；以及将第一电感值与对应于第一电流值的预先确定的期望电感值进行比较，其中确定是否存在偏差也是基于将第一电感值与预先确定的期望电感值进行比较。在一些示例中，该方法还包括调节由螺线管接收的电流，直到由磁力仪测量到期望的磁通量值。在一些示例中，该方法还包括调节由螺线管接收的电流，直到测量到期望的电感值。在一些示例中，期望磁通量值是多个期望磁通量值中的一个，并且第一电流值是多个电流值中的一个，其中该方法还包括生成查找表，该查找表将电流值中的每一个映射到预期磁通量值中的一个。在一些示例中，期望电感值是多个期望电感值中的一个，其中生成查找表包括将电流值中的每一个映射到期望磁通量值中的一个和期望电感值中的一个。在一些示例中，流体为液体。在一些示例中，流体为气体。在一些示例中，调节构件为阀芯的计量基体或阀芯。在一些示例中，磁力仪是控制通过端口的计量流动的控制单元的集成部件。在一些示例中，磁力仪适于测量相对于空间中的三个互相垂直的轴中的每一个轴的磁通量矢量。
附图说明
图1是包括根据本公开的阀门组件的示例***的示意图。
图2是在图1的***中使用的查找表的示意图。
图3描绘了配备有根据本公开原理的控制模块的比例阀。
图4是示出用于确定阀芯的位置是否偏离期望位置的操作序列的流程图。
图5是用于为挖掘机的液压致动器提供动力的液压***的示意图。
图6描绘了配备有根据本公开原理的控制模块的另一个比例阀。
具体实施方式
将参考附图详细描述各种实施方案。对各种实施方案的参考不限制所附权利要求书的范围。另外，本说明书中阐述的任何示例不旨在限制并且仅仅阐述所附权利要求书的许多可能实施方案中的一些。
操作员通过向***发出各种操作指令(例如，经由操纵杆或其他命令界面)来控制机械***内的阀门的流量或压力调节构件的位置。当阀门恶化或磨损时，这些阀门的流量或压力调节构件的位置可能会偏离给定操作指令所期望的位置，从而导致例如流量太大或太小、阀门上的不希望的压差等。因此，有利的是在***运行期间检测此类偏差，从而可以调节指令输入，以实现期望的流量/压力，并且还防止***故障及其后果，诸如机器/设备的故障。
图1表示机械***10，其至少部分地通过使用液压装置进行操作。液压装置包括用于说明本发明原理的阀门组件100的非限制性实施方案。在一些示例中，阀门组件是流量计量阀门。阀门组件100包括外壳103，该外壳容纳了安装在由外壳103限定的阀芯孔114中的阀芯112。在该示例中，滑阀是三通滑阀。然而，本公开的原理容易应用于其他滑阀(例如，双通滑阀)和其他流量控制阀，诸如提升阀。阀芯112包括轴126，该轴耦接到轴126的任一端上的一对计量基体122和124，每个基体是阀门组件100的调节构件(例如，流体流动和/或流体压力调节构件)。螺线管线性致动器130(螺线管)耦接到阀芯112并且适于驱动阀芯112在孔114内的轴向线性运动，该线性运动沿着孔114的中心轴线A。
流体供应器101(例如，泵)经由供应管线102通过供应端口105将液压流体供应到工作端口104。工作端口104连接到液压缸106，该液压缸驱动负载，例如一件液压设备或机器的负载。来自工作端口104的流体经由罐端口107和罐线110倒空到罐108。
在某些示例中，***10在阀门上保持恒定或受控的压差。在其他示例中，阀芯112的位置结合感测的压差可用于估计通过端口的流体流速。
控制单元170可操作地且固定地机械地耦接到螺线管130，并且被配置为提供控制信号，该控制信号在螺线管130中产生电流，以驱动调节构件122和124沿轴线A的轴向线性运动。控制单元170相对于螺线管130的一个线圈或多个线圈132处于固定位置。控制单元170位于孔114和任何液压流动通道的外部，因此不暴露于***10生成的液压。
控制单元170包括PCB或其他电路，其具有可操作地耦接到其上的磁力仪172。PCB还包括控制电子器件，以及任选的加速度计和/或陀螺仪。由于螺线管130与控制单元170的固定机械耦接，在磁力仪172与螺线管130的一个线圈或多个线圈132之间存在固定或基本固定的距离。在一些示例中，磁力仪172适于沿三个互相垂直的轴测量磁通量矢量。
控制单元170还包括电流计173，例如电表，适于测量螺线管130的一个线圈或多个线圈132中的电流。电感传感器175可以包括在控制单元170中或者任选地远离控制单元170定位，适于测量螺线管130的一个线圈或多个线圈132中的电感。在某些具体实施中，通过将抖动信号施加到电流(该电流施加到螺线管130)并监测电流的变化范围来感测电感。在一个示例中，当阀芯112保持在给定位置时，施加抖动信号。在一个示例中，在稳态电流值上施加小幅度方波，并且当测量电流接近命令电流时通过查看上升或衰减速率来确定电感。
将来自电流计173、电感传感器175和磁力仪172的测量结果馈送到***10的操作子***174，操作子***174可操作地耦接到控制单元170。操作子***174包括一个或多个处理器180，其适于执行计算机可读指令并处理从控制单元170处接收的信号。操作子***174还包括存储器178和命令界面176，两者都可操作地耦接到一个或多个处理器180。除了存储计算机可读指令之外，存储器178还存储查找表200。
当螺线管130接收电流以驱动阀芯112沿轴线A相对于供应端口105的轴向线性运动时，阀芯112的一部分113或包括阀芯112的阀芯组件的一部分，并且固定地耦接到阀芯112相对于螺线管130的一个线圈或多个线圈132移动，使得通过一个线圈或多个线圈132的磁通量改变，这同样在一个线圈或多个线圈132中产生电感。
当初始化和校准***10时，这些不同的磁通量部分地取决于阀芯112或阀芯组件相对于供应端口105的位置，由磁力仪172测量为三维矢量。这些不同的磁通量也被映射到由电流计173读取的电流值，其对应于螺线管130被充电的电流量，以使阀芯112占据与测量的磁通量对应的位置，从而提供由螺线管130接收的不同电流的期望磁通量值的指数。
一旦查找表200填充了所有期望的磁通量值和对应的电流值，查找表200就可用作***工作基线，以在输入对应于由螺线管130接收的给定电流的操作指令时，检查与期望磁通量值的偏差。偏差或超出预定义容差的偏差表示阀芯112不在期望位置，即，不在给定操作指令所期望的位置。
参考图2，查找表200包括具有电流值210的电流值列204，这些电流值被映射到期望磁通量列202的对应期望磁通量值208。当螺线管130(图1)接收对应的电流值210时，每个期望磁通量值208对应于阀门组件的调节构件112(图1)相对于供应端口105(图1)的期望线性位置。
参考图1至图2，在某些示例中，查找表200不仅将电流值210映射到对应的期望磁通量值208，还可以映射到对应的期望电感值或期望的磁通量-电感对值，其中螺线管130中的电感由电感传感器175测量。由电感和磁通量提供的组合信息表示阀芯112相对于供应端口105的线性位置。应当理解，在一些示例中，对于由螺线管130接收的给定电流，分别比较测量的磁通量和测量的电感与期望的磁通量和期望的电感两者可以提供比仅将测量的磁通量与期望的磁通量进行比较更大的精确度来确定阀芯112相对于供应端口105的线性位置。
仍然参考图1至图2，在***10的示例操作序列中，一旦查找表200已经完全填充，就经由命令界面176输入命令以驱动阀芯112经由螺线管130沿轴线A线性移动。对应于该命令的信号由处理器180处理并输出到控制单元170，该控制单元利用对应于该命令的已知电流对螺线管130充电。带电螺线管130使阀芯112沿轴线A移动。来自磁力仪172的磁通量反馈或来自磁力仪172的磁通量反馈和来自电感传感器175的电感反馈使用处理器180与期望磁通量值或在查找表200中提供的已知电流的期望磁通量和电感值进行比较。处理器180由此确定阀芯112的位置是否偏离对应于输入命令的期望位置。如果感测的和期望的值匹配或在预定义容差内匹配，则检测到阀芯112的期望位置与阀芯112的测量位置之间的偏差。如果感测的和期望的值不匹配或在预定义的容差内不匹配，则检测到期望位置与测量位置之间的偏差，并且任选地，发生一个或多个纠正措施。此类纠正措施包括，例如，经由界面176自动调节或提示操作员调节由螺线管130接收的电流，经由界面176提供可能的***故障警报，自动地关闭，或经由界面176提示操作员关闭***10等。
来自磁力仪172和/或电感传感器175的反馈可以在***10的操作期间以预定义间隔或在预定义时间(例如，每次接收到不同值的命令输入)时连续或重复，以提供有效的实时诊断，监控，并在需要时提供纠正措施。
图3描绘了配备有根据本公开原理的电子控制单元302的比例滑阀300形式的阀门组件100的一个示例具体实施。阀门300包括阀体304，该阀体适于安装(例如，螺纹连接)在阀块的端口(例如，阀歧管)中。将阀芯306安装成在由阀体304限定的阀芯孔308内轴向移动。通过使阀芯306在阀芯孔308内的不同轴向位置之间轴向移动，可以在由阀体304限定的各个端口310a至310d之间选择性地打开和关闭流体连通。阀门300包括用于控制阀芯306的轴向移动的螺线管312。螺线管312包括定位在螺线管线圈316内的电枢314。电枢314轴向移动一段距离，该距离与通过螺线管线圈316的电流大小成比例。因此，电枢314的位置可以通过改变穿过螺线管线圈316的电流来改变。电枢314可操作地耦接到线轴306，使得线轴306与电枢314一起轴向移动。在端口之间限定的阀门流动通道尺寸因此通过端口之间的阀门的流速随着阀芯306的位置而变化，该阀芯的位置由引导通过螺线管线圈316的电流的量值控制。
控制单元302电连接到螺线管线圈316(例如，经由双触点电连接器)，并且适于将电流引导到线圈316以控制阀门300的操作。响应于操作员通过控制界面317输入到中央控制器315的控制命令，控制单元302能够改变提供给线圈316的电流的量值。
电子控制单元302包括模块外壳303，其包含诸如磁力仪307(例如，三轴磁力仪)的结构和可操作地连接到其上的电流计309。在某些具体实施中，电子控制单元302还包括电感传感器301。控制单元302安装在磁力仪307可以具有螺线管线圈316的磁通量的位置处。例如，控制单元302可以安装到螺线管312(例如，安装到螺线管外壳)或其他地方，诸如安装在阀歧管(例如，阀块)上。在一个示例中，控制单元302通过电连接器诸如两触点(例如，2针)连接器机械地和电气地连接到螺线管线圈316，该连接器容纳在对应于螺线管线圈316的插座内。由于螺线管312与模块外壳303的固定机械耦接，在磁力仪307与螺线管312的一个线圈或多个线圈316之间存在固定或基本固定的距离。
在某些具体实施中，电子控制单元302包括将传感器301、307、309耦接到一个或多个控制处理器和可由一个或多个控制处理器访问的存储器的电子电路。在所示的示例中，控制处理器305和存储器311设置在模块外壳303内，以直接控制传感器301、307、309。在某些具体实施中，电子控制单元302可以集成为实现通信协议(例如，控制器区域网络总线(CAN总线))的***的一部分，用于协调多个电子控制单元302的操作。控制单元302可以通过电线313(例如，其可以包括电线束)电连接到中央控制器315。这样，可以向控制单元302提供电功率和监督控制。控制界面317(例如，操纵杆、拨盘、来回切换或用于允许操作员将控制命令输入到中央控制器315的其他装置)连接到中央控制器315。另选地，传感器301、307、309可以由中央控制器315直接控制。
控制处理器305和/或中央控制器315可以适于执行计算机可读指令(例如，存储在存储器311上的指令)，这允许电子控制单元302监测来自磁力仪307的磁通反馈，或来自磁力仪307的磁通反馈和来自电感传感器301的电感反馈，并将测量值发送到中央控制器315。控制处理器305和/或中央控制器315还可以适于测量螺线管312的一个线圈或多个线圈316中的电流并将测量值发送到中央控制器315。
图4是示出用于包括阀门组件300和控制单元302的***的示例操作序列400的流程图。操作序列400在校准步骤402处开始，其中电流值被映射到给定阀芯306和螺线管312的磁通量值。在某些示例中，这些映射值存储在数据库(例如，图2的查找表200)中。例如，对于在校准期间施加到螺线管312的每一个或一部分电流值，测量堆应的磁通量值。
在接收命令步骤404中，从用户处接收移动阀芯306的指令。例如，该指令可以由用户经由控制界面317提供。在某些示例中，该指令表示移动阀芯306的方向。在某些示例中，该指令表示移动阀芯306的距离或者阀芯306将移动到的位置。控制处理器305和/或中央控制器315确定需要施加到螺线管312以根据接收的指令移动阀芯306的电流量。控制单元302在施加步骤406中将确定量的电流施加到螺线管312。
在获得步骤408中，控制处理器305和/或中央控制器315访问存储器(例如，存储器311)，以获得针对施加到螺线管312的确定的电流值的期望磁通量反馈。在某些具体实施中，控制处理器305和/或中央控制器315访问查询表，诸如图2的查找表200，以获得映射到确定的电流量的值的磁通量值。在获得步骤408的某些具体实施中，控制处理器305和/或中央控制器315访问存储器(例如，存储器311)，以同样获得确定的电流值的期望感应通量反馈。在某些具体实施中，控制处理器305和/或中央控制器315访问查找表，诸如图2的查找表200，以获得映射到确定的电流值的感应通量值。
控制处理器305和/或中央控制器315在测量步骤410中监测在移动期间或在阀芯306的移动结束时从磁力仪307处获得的磁通量反馈。在某些具体实施中，控制处理器305和/或中央控制器315监测在测量步骤408的移动期间或在阀芯306的移动结束时从电感传感器301获得的感应通量反馈。
在评估步骤412中比较期望磁通量值和测量的磁通量值，以确定这些值是否匹配或在预先确定的容差内匹配。如果这些值匹配或在预先确定的容差内匹配，则操作序列在模块414处分支回到接收命令404。如果这些值不匹配或在预先确定的容差内不匹配，则操作序列在模块414处分支到纠正措施步骤416。不匹配的值表示阀芯306的位置偏离了预期。
在一些示例中，纠正措施步骤416记录***的错误消息。在一些示例中，纠正措施步骤416发出指示可能的***故障的警报(例如，发送到用户界面317)。在一些示例中，纠正措施步骤416提示操作员调节施加到螺线管312的电流。在一些示例中，纠正措施步骤416自动调节施加到螺线管312的电流。在一些示例中，纠正措施步骤416自动关闭阀门组件300或整个***。在一些示例中，纠正措施步骤416提示用户(例如，经由用户界面317)关闭阀门组件300或整个***。
图5示出了用于挖掘机的液压***400，其包括根据本发明原理的控制单元302。液压***400包括分布在整个***中的液压致动器402(例如，液压缸、液压马达等)。致动器包括用于控制挖掘机的吊杆、臂和铲斗的运动的液压缸402a至402c，以及用于控制挖掘机驾驶室相对于轨道的旋转的液压马达402d。液压致动器402由阀门404控制，该阀门由螺线管406控制。控制单元302每个分配给给定螺线管406中的一个，因此分布在整个***中以提供分布式控制***。控制单元302显示为安装到每个螺线管406，但也可以安装到阀块或其他地方，相对靠近它们指定的螺线管。通信协议(例如，以太网、CAN总线)可以用作网络的一部分(例如，具有有线和任选的无线通信能力)，以通过中央控制408协调控制单元302的操作。布线可用于向控制单元302和螺线管406提供功率，并允许***的各种电子部件之间的通信。布线可包括从中心线缆或线缆分支的线束410。
图6示出了耦接到提升阀式比例阀500的控制单元302中的一个，其控制第一端口和第二端口502a、502b之间的液压流体流动。阀门500的提升阀504由螺线管506移动。控制单元302控制提供给螺线管506的电流，并在提升阀504的移动期间或移动结束时感测磁通量反馈。在某些示例中，控制单元302还在提升阀504的移动期间或移动结束时感测电感通量反馈。控制单元302或中央控制器508查找或以其他方式获得对于提供给螺线管506的电流所期望的磁通量和/或电感通量值。可以与上述相同的方式使用感测值与期望值之间的比较来确定是否需要纠正措施。控制单元302与中央控制器508交接，并基于从控制界面510处接收的操作员命令控制提供给螺线管506的电流。
公开的示例方面
方面1。一种阀门组件，包括：
调节构件，该调节构件安装在阀壳的孔内，该调节构件可在通过阀壳的端口允许流体流动的多个打开位置与通过端口阻止流体流动的闭合位置之间移动；
螺线管线性致动器，该螺线管线性致动器适于在闭合位置与多个打开位置之间线性驱动调节构件；和
磁力仪，该磁力仪适于测量穿过螺线管线性致动器的至少一部分的磁通量，
其中由磁力仪测量的磁通量值对应于调节构件相对于端口的线性位置。
方面2。根据方面1所述的阀门组件，其中调节构件是流量调节构件或压力调节构件中的一个。
方面3。根据任何前述方面所述的阀门组件，还包括测量螺线管线性致动器中的电流的电流计，其中由电流计测量的螺线管线性致动器中的电流的值映射到由磁力仪测量的期望磁通量值。
方面4。根据方面3所述的阀门组件，其中电流值还映射到螺线管线性致动器中的期望电感值。
方面5。根据方面1至2所述的阀门组件，其中生成查找表并存储在存储器中，该查找表将螺线管线性致动器中的多个电流值中的每一个电流值映射到对应的期望磁通量值或对应的磁通电感对值，其中磁通量值或磁通电感对值对应于调节构件相对于端口的独特线性位置。
方面6。根据方面5所述的阀门组件，其中，对于提供给螺线管的给定电流值，测量磁通量或磁通电感对并用作反馈，该反馈与存储的期望磁通量值或对应于给定电流值的期望磁通电感对值进行比较，以确定是否执行纠正措施。
方面7。根据方面6所述的阀门组件，其中纠正措施包括调节螺线管中的电流。
方面8。根据方面7所述的阀门组件，其中纠正措施包括关闭包括阀门组件的***。
方面9。根据任何前述方面所述的阀门组件，其中当调节构件处于打开位置之一时，流动通过端口的流体为液体或气体。
方面10。根据任何前述方面所述的阀门组件，其中调节构件为阀芯或提升阀。
方面11。根据任何前述方面所述的阀门组件，其中调节构件为阀芯的基体。
方面12。根据任何前述方面所述的阀门组件，其中磁力仪是控制通过端口的计量流动的控制单元的集成部件。
方面13。根据任何前述方面所述的阀门组件，其中磁力仪适于测量相对于空间中的三个互相垂直的轴中的每一个轴的磁通量矢量。
方面14。根据方面12所述的阀门组件，其中控制单元包括印刷电路板，该印刷电路板可操作地耦接到磁力仪、陀螺仪和加速度计。
方面15。根据任何前述方面所述的阀门组件，其中磁力仪未定位在阀门组件或包括阀门组件的***的流道中。
方面16。根据方面12所述的阀门组件，控制单元未定位在阀门组件或包括阀门组件的***的流道中，并且/或者其中控制单元不暴露于液压。
方面17。一种检测机械***中阀门组件的调节构件的期望位置的偏差的方法，包括：
对于由阀门组件的螺线管接收的驱动调节构件的线性运动的第一电流值，利用磁力仪测量通过螺线管的第一磁通量值；
将第一磁通量值与对应于第一电流值的预先确定的期望磁通量值进行比较；以及，
基于该比较，确定是否存在与调节构件的期望位置的偏差。
方面18。根据方面17所述的方法，还包括：对于由螺线管接收的第一电流值，测量螺线管中的第一电感值；以及将第一电感值与对应于第一电流值的预先确定的期望电感值进行比较，其中确定是否存在偏差也是基于将第一电感值与预先确定的期望电感值进行比较。
方面19。根据方面17或18所述的方法，还包括调节由螺线管接收的电流，直到由磁力仪测量到期望的磁通量值。
方面20。根据方面18或19所述的方法，还包括调节由螺线管接收的电流，直到测量到期望的电感值。
方面21。根据方面17至20中任一项所述的方法，其中期望磁通量值是多个期望磁通量值中的一个，并且第一电流值是多个电流值中的一个，其中该方法还包括生成查找表，该查找表将电流值中的每一个映射到预期磁通量值中的一个。
方面22。根据方面21所述的方法，其中期望电感值是多个期望电感值中的一个，其中生成查找表包括将电流值中的每一个映射到期望磁通量值中的一个和期望电感值中的一个。
方面23。根据方面17至23中任一项所述的方法，其中流体为液体。
方面24。根据方面17至23中任一项所述的方法，其中流体为气体。
方面25。根据方面17至24中任一项所述的方法，其中调节构件为阀芯的计量基体。
方面26。根据方面17至25中任一项所述的方法，其中磁力仪是控制通过端口的计量流动的控制单元的集成部件。
方面27。根据方面17至26中任一项所述的方法，其中磁力仪适于测量相对于空间中的三个互相垂直的轴中的每一个轴的磁通量矢量。
以上描述的各种实施方案仅以说明的方式提供，并且不应当被解释为限制所附的权利要求书。本领域技术人员将容易地认识到可以在不遵循本文示出和描述的示例实施方案和应用的情况下进行的各种修改和改变，并且不脱离所附权利要求书的真实精神和范围。

Claims (27)

1.一种阀门组件，包括：
调节构件，所述调节构件安装在阀壳的孔内，所述调节构件可在通过所述阀壳的端口允许流体流动的多个打开位置与通过所述端口阻止流体流动的闭合位置之间移动；
螺线管线性致动器，所述螺线管线性致动器适于在所述闭合位置与所述多个打开位置之间线性驱动所述调节构件；和
磁力仪，所述磁力仪适于测量穿过所述螺线管线性致动器的至少一部分的磁通量，
其中由所述磁力仪测量的磁通量值对应于所述调节构件相对于所述端口的线性位置。
2.根据权利要求1所述的阀门组件，其中所述调节构件是流量调节构件或压力调节构件中的一个。
3.根据权利要求1所述的阀门组件，还包括测量所述螺线管线性致动器中的电流的电流计，其中由所述电流计测量的所述螺线管线性致动器中的电流的值映射到由所述磁力仪测量的期望磁通量值。
4.根据权利要求3所述的阀门组件，其中所述电流值还映射到所述螺线管线性致动器中的期望电感值。
5.根据权利要求1所述的阀门组件，其中生成查找表并存储在存储器中，所述查找表将所述螺线管线性致动器中的多个电流值中的每一个电流值映射到对应的期望磁通量值或对应的磁通电感对值，其中所述磁通量值或磁通电感对值对应于所述调节构件相对于所述端口的独特线性位置。
6.根据权利要求5所述的阀门组件，其中，对于提供给所述螺线管的给定电流值，测量所述磁通量或磁通电感对并用作反馈，所述反馈与所述存储的期望磁通量值或对应于所述给定电流值的所述期望磁通电感对值进行比较，以确定是否执行纠正措施。
7.根据权利要求6所述的阀门组件，其中所述纠正措施包括调节所述螺线管中的电流。
8.根据权利要求7所述的阀门组件，其中所述纠正措施包括关闭包括所述阀门组件的***。
9.根据权利要求1所述的阀门组件，其中当所述调节构件处于所述打开位置中的一个时，流动通过所述端口的所述流体为液体或气体。
10.根据权利要求1所述的阀门组件，其中所述调节构件为阀芯或提升阀。
11.根据权利要求1所述的阀门组件，其中所述调节构件为阀芯的基体。
12.根据权利要求1所述的阀门组件，其中所述磁力仪是控制通过所述端口的计量流动的控制单元的集成部件。
13.根据权利要求1所述的阀门组件，其中所述磁力仪适于测量相对于空间中的三个互相垂直的轴中的每一个轴的磁通量矢量。
14.根据权利要求12所述的阀门组件，其中所述控制单元包括印刷电路板，所述印刷电路板可操作地耦接到所述磁力仪、陀螺仪和加速度计。
15.根据权利要求1所述的阀门组件，其中所述磁力仪未定位在所述阀门组件或包括所述阀门组件的***的流道中。
16.根据权利要求12所述的阀门组件，所述控制单元未定位在所述阀门组件或包括所述阀门组件的***的流道中，并且/或者其中所述控制单元不暴露于液压。
17.一种检测机械***中阀门组件的调节构件的期望位置的偏差的方法，包括：
对于由所述阀门组件的螺线管接收的驱动所述调节构件的线性运动的第一电流值，利用磁力仪测量通过所述螺线管的第一磁通量值；
将所述第一磁通量值与对应于所述第一电流值的预先确定的期望磁通量值进行比较；以及，
基于所述比较，确定是否存在与所述调节构件的所述期望位置的偏差。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：对于由所述螺线管接收的所述第一电流值，测量所述螺线管中的第一电感值；以及将所述第一电感值与对应于所述第一电流值的预先确定的期望电感值进行比较，其中所述确定是否存在偏差也是基于将所述第一电感值与所述预先确定的期望电感值进行所述比较。
19.根据权利要求17所述的方法，还包括调节由所述螺线管接收的所述电流，直到由所述磁力仪测量到所述期望的磁通量值。
20.根据权利要求18所述的方法，还包括调节由所述螺线管接收的所述电流，直到测量到所述期望的电感值。
21.根据权利要求17所述的方法，其中所述期望磁通量值是多个期望磁通量值中的一个，并且所述第一电流值是多个电流值中的一个，其中所述方法还包括生成查找表，所述查找表将所述电流值中的每一个映射到所述预期磁通量值中的一个。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述期望电感值是多个期望电感值中的一个，其中所述生成查找表包括将所述电流值中的每一个映射到所述期望磁通量值中的一个和所述期望电感值中的一个。
23.根据权利要求17所述的方法，其中所述流体为液体。
24.根据权利要求17所述的方法，其中所述流体为气体。
25.根据权利要求17所述的方法，其中所述调节构件为阀芯的计量基体。
26.根据权利要求17所述的方法，其中所述磁力仪是控制通过所述端口的计量流动的控制单元的集成部件。
27.根据权利要求17所述的方法，其中所述磁力仪适于测量相对于空间中的三个互相垂直的轴中的每一个轴的磁通量矢量。
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