CN201673413U - 一种智能阀门***位置反馈装置 - Google Patents

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周欢喜
李雪丹
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Abstract

本实用新型涉及一种智能阀门***位置反馈装置，阀位反馈精确、抗干扰能力强、能够将阀位信息实时传送到DCS工业集散控制***。技术方案：一种智能阀门***位置反馈装置，阀门位移传感器信号输出端接信号调理电路，信号调理电路信号输出端接A/D转换电路，A/D转换电路信号输出端接微处理器，其特征在于：微处理器PWM信号输出端接电气隔离电路，电气隔离电路信号输出端接触发器，触发器信号输出端接滤波隔离电路，滤波隔离电路信号输出端接电流环电路，电流环电路信号输出端接控制单元。

Description

一种智能阀门***位置反馈装置
技术领域
本实用新型涉及一种智能阀门***位置反馈装置。
背景技术
现有技术中，智能阀门***的阀位反馈主要有以下几种方式：一是调整滑动块，干簧管或接近开关实现阀位的反馈，该方法精度低，在微小行程时难于测量；二是采用电容式位置反馈，通过测量电容值的变化，确定阀位，该方法抗干扰性差，且生产中调试复杂。三是电动阀位变送器，它通过凸轮杠杆机构带动磁芯在两检测线圈中运动，两线圈电流变化，差分放大后作为反馈信号，该方法易受电磁干扰，受磁滞特性影响重复性不好。四是电子式阀位信号反馈装置，利用电子技术实现阀门开、关的二极管显示及其开、关位置的存储，它不能准确反馈阀位，不能输出4-20mA信号，因此不能用于DCS工业集散控制***。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于提供一种智能阀门***位置反馈装置，阀位反馈精确、抗干扰能力强、能够将阀位信息实时传送到DCS工业集散控制***。
实现本实用新型发明目的的技术方案：
一种智能阀门***位置反馈装置，阀门位移传感器信号输出端接信号调理电路，信号调理电路信号输出端接A/D转换电路，A/D转换电路信号输出端接微处理器，其特征在于：微处理器PWM信号输出端接电气隔离电路，电气隔离电路信号输出端接触发器，触发器信号输出端接滤波隔离电路，滤波隔离电路信号输出端接电流环电路，电流环电路信号输出端接控制单元。
电气隔离电路具有电容(C1)、光电隔离器(U1)、(U2)，电容(C1)的信号输出端与光电隔离器(U1)中发光二极管的正向端和光电隔离器(U2)中发光二极管的负向端相接，光电隔离器(U1)、(U2)的信号输出端接触发器。
电气隔离电路还具有电容(C2)、光电隔离器(U3)，复位信号输出端接电容(C2)，电容(C2)的信号输出端与光电隔离器(U3)中发光二极管的负向端相接，光电隔离器(U3)的信号输出端接触发器。
滤波隔离电路具有低通滤波电路和电压跟随芯片(U5)，低通滤波电路由电阻(R1)和电容(C3)连接构成，低通滤波电路的信号输出端接电压跟随芯片(U5)，电压跟随芯片(U5)的信号输出端接电流环电路。
电流环电路具有电流环芯片(U6)和三极管(V1)，电流环芯片的信号输出端接三极管(V1)的信号输入端，三极管(V1)的信号输出端接控制单元。
控制单元可以为工业集散DCS控制***。
触发器可以为上升沿D触发器。
本实用新型具有的有益效果：
本实用新型能够实时反馈阀位状态，无延时滞后，调校简单。本实用新型通过电气隔离电路，进一步增强了阀位反馈装置的抗干扰能力，受温度电磁等环境影响小；通过电流环电路，进一步保证了阀位反馈的高灵敏度、高精度和高可靠性，阀位与输出电流之间的线性关系好。
附图说明
图1为本实用新型电气隔离电路和触发器部分的电路原理图；
图2为滤波隔离电路和电流环电路部分的电路原理图。
具体实施方式
阀门位移传感器信号输出端接信号调理电路，信号调理电路信号输出端接A/D转换电路，A/D转换电路信号输出端接微处理器，此为现有技术，与智能阀门***共用。
如图1所示，微处理器PWM信号输出端(PWM-in)接电气隔离电路，电气隔离电路信号输出端接触发器U4，触发器U4为上升沿D触发器，如图2所示，触发器U4信号输出端(PWM-out)接滤波隔离电路，滤波隔离电路信号输出端接电流环电路，电流环电路信号输出端接控制单元U7，控制单元U7为工业集散DCS控制***。
如图1所示，电气隔离电路具有电容C1、光电隔离器U1、U2，电容C1的信号输出端与光电隔离器U1中发光二极管的正向端和光电隔离器U2中发光二极管的负向端相接，光电隔离器U1、U2的信号输出端接触发器U4。电气隔离电路还具有电容C2、光电隔离器U3，复位信号输出端(REST)接电容C2，电容C2的信号输出端与光电隔离器U3中发光二极管的负向端相接，光电隔离器U3的信号输出端接触发器U4。
如图2所示，滤波隔离电路具有低通滤波电路和电压跟随芯片U5，低通滤波电路由电阻R1和电容C3连接构成，低通滤波电路的信号输出端接电压跟随芯片U5，电压跟随芯片U5的信号输出端接电流环电路。电流环电路具有电流环芯片U6和三极管V1，电流环芯片的信号输出端接三极管V1的信号输入端，三极管V1的信号输出端接控制单元U7。
PWM信号通过电容C1后，在上升沿产生正尖脉冲，下降沿产生负尖脉冲。正尖脉冲使光电隔离器U1工作，使触发器U4输出高电平；负尖脉冲使光电隔离器U2工作，使触发器U4输出低电平，从而触发器U4的输出端还原出PWM信号。复位信号通过电容C2产生负尖脉冲，使光电隔离器U3工作，使触发器U4强制置位，即使触发器U4输出端清零复位。
由触发器U4输出的PWM信号经过由电阻R1和电容C3组成的低通滤波电路产生直流电压信号，该直流电压信号进入电压跟随芯片U5，使电压值不变，提高驱动能力，减小对前级电路的影响。电压跟随芯片U5输出的信号进入电流环芯片U6，三极管V1向控制单元U7输出与阀位相对应的4MA-20MA电流。稳压管V2能够起到对电流环芯片U6稳压保护的作用，二极管V3对电流环芯片U6进行反向电压保护。

Claims (7)

1.一种智能阀门***位置反馈装置，阀门位移传感器信号输出端接信号调理电路，信号调理电路信号输出端接A/D转换电路，A/D转换电路信号输出端接微处理器，其特征在于：微处理器PWM信号输出端接电气隔离电路，电气隔离电路信号输出端接触发器，触发器信号输出端接滤波隔离电路，滤波隔离电路信号输出端接电流环电路，电流环电路信号输出端接控制单元。
2.根据权利要求1所述的智能阀门***位置反馈装置，其特征在于：电气隔离电路具有电容(C1)、光电隔离器(U1、U2)，电容(C1)的信号输出端与光电隔离器(U1)中发光二极管的正向端和光电隔离器(U2)中发光二极管的负向端相接，光电隔离器(U1、U2)的信号输出端接触发器。
3.根据权利要求2所述的智能阀门***位置反馈装置，其特征在于：电气隔离电路还具有电容(C2)、光电隔离器(U3)，复位信号输出端接电容(C2)，电容(C2)的信号输出端与光电隔离器(U3)中发光二极管的负向端相接，光电隔离器(U3)的信号输出端接触发器。
4.根据权利要求3所述的智能阀门***位置反馈装置，其特征在于：滤波隔离电路具有低通滤波电路和电压跟随芯片(U5)，低通滤波电路由电阻(R1)和电容(C3)连接构成，低通滤波电路的信号输出端接电压跟随芯片(U5)，电压跟随芯片(U5)的信号输出端接电流环电路。 
5.根据权利要求4所述的智能阀门***位置反馈装置，其特征在于：电流环电路具有电流环芯片(U6)和三极管(V1)，电流环芯片的信号输出端接三极管(V1)的信号输入端，三极管(V1)的信号输出端接控制单元。
6.根据权利要求1-5任何一项所述的智能阀门***位置反馈装置，其特征在于：控制单元可以为工业集散DCS控制***。
7.根据权利要求1-5任何一项所述的智能阀门***位置反馈装置，其特征在于：触发器可以为上升沿D触发器。 
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