專利名稱：一種智能電氣閥門定位器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于工業自動化儀表領域，特別涉及一種壓電閥式工作原理的智能電氣定位器。
背景技術：
電氣閥門定位器廣泛用于電力、冶金、鋼鐵、造紙、環保、化工、煉油等流程工業行業的自動化控制系統中。傳統的電氣閥門定位器是一種機械式儀表，結構復雜功能單一品種型號多樣，控制精度、穩定性、死區和回差很大，安裝調試與使用維護不便。目前雖有一些如美國的FISHERDVC5000、日本的YAMATAKE SVP300等智能型電氣閥門定位器，由于仍然采用力矩馬達—噴嘴檔板工作原理，所以耗氣量大并且耐振動性差。
發明內容
本實用新型的目的就是克服原有技術缺陷，提供一種利用壓電閥式工作原理的智能電氣閥門定位器。
本實用新型包括閥位反饋機構、測控電路板、壓電閥氣動放大組件、外殼及固定在外殼上的安裝支架。所述的閥位反饋機構包括閥桿，連桿垂直固定在閥桿上，L型反饋連桿的一端通過彈簧壓緊在連桿的限位槽內，另一端與傳動軸垂直固定連接；主動齒輪和從動齒輪配合成齒輪組設置在外殼內，主動齒輪與傳動軸配合連接，從動齒輪與電位器配合連接。所述的測控電路板固定在外殼內，其輸入端與外部控制系統信號輸出端和電位器導線連接，輸出端與壓電閥氣動放大組件和外部控制系統信號輸入端導線連接。所述的測控電路板包括兩路信號濾波及放大，其一端分別與外部控制系統信號輸出端和電位器電連接，另一端分別電連接在模數轉換A/D輸入端上；模數轉換A/D的輸出端、按鍵、液晶顯示LCD、脈寬調制PWM1和脈寬調制PWM2的輸入端電連接到微處理器MPU上；濾波電路一端與脈寬調制PWM1電連接，另一端與電壓電流轉換V/I電連接，脈寬調制PWM2的輸出端與驅動電路電連接。
本實用新型中微處理器MPU采用MSP430F149型，壓電閥氣動放大組件為成熟產品，都可通過購買取得。
本實用新型采用壓電閥式工作原理，設計了一種智能電氣閥門定位器，克服了原有技術的缺陷，并具備安裝自動調試功能、手動操作、參數組態、故障診斷處理與報警和HART通訊等功能。
圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為圖1中閥位反饋機構結構示意圖；圖3為圖1中的測控電路板結構圖。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，該智能電氣閥門定位器包括閥位反饋機構、測控電路板3、壓電閥氣動放大組件2、外殼4及固定在外殼4上的安裝支架1。閥位反饋機構包括閥桿9，連桿7垂直固定在閥桿9上，L型反饋連桿6的一端通過彈簧壓緊在連桿7的限位槽8內，另一端與傳動軸5垂直固定連接。主動齒輪10和從動齒輪11配合成齒輪組設置在外殼4內，主動齒輪10與傳動軸5連接，從動齒輪11與電位器12連接。閥桿9的直線位移帶動與其固定連接的連桿7做上下直線運動，連接在傳動軸5上并以其作為支點的L型反饋連桿6的一端靠彈簧壓緊在連桿7的限位槽8內左右活動，并隨連桿7的直線運動而做的旋轉運動，通過傳動軸5帶動主動齒輪10旋轉，依靠齒輪嚙合帶動從動齒輪11和固定在其上的電位器12旋轉，從而將直行程氣動執行機構的閥位轉換為電位器12的阻值變化。
如圖3所示，測控電路板3包括兩路信號濾波及放大13，其一端分別與外部控制系統信號輸出端和電位器12電連接，另一端分別電連接在模數轉換A/D 14輸入端上；模數轉換A/D 14的輸出端、按鍵15、液晶顯示LCD 16、脈寬調制PWM1 18和脈寬調制PWM2 22的輸入端電連接到微處理器MPU 17上；濾波電路19一端與脈寬調制PWM1 18電連接，另一端與電壓電流轉換V/I 20電連接，脈寬調制PWM2 22的輸出端與驅動電路21電連接。
閥位反饋電位器的阻值變化通過加在其上的基準電源轉化為電壓變化，由自動化控制系統中調節器或DCS系統發出的控制電流信號經取樣電阻轉化為給定電壓，這二者分別通過其信號濾波及放大環節去除干擾，送入A/D轉化為數字量，再送給MPU，經過信號處理流程進行運算、處理并產生的脈寬調制PWM2信號，通過驅動電路控制壓電閥打開與關閉；MPU將采樣處理后的實際閥位通過脈寬調制PWM1脈沖信號經濾波得到的電壓并通過V/I獲得遠程閥位輸出信號和診斷故障的遠程報警。按鍵和LCD構成人機交互用監控界面。
權利要求1.一種智能電氣閥門定位器，包括閥位反饋機構、測控電路板(3)、壓電閥氣動放大組件(2)、外殼(4)及固定在外殼(4)上的安裝支架(1)，其特征在于所述的閥位反饋機構包括閥桿(9)，連桿(7)垂直固定在閥桿(9)上，L型反饋連桿(6)的一端通過彈簧壓緊在連桿(7)的限位槽(8)內，另一端與傳動軸(5)垂直固定連接，主動齒輪(10)和從動齒輪(11)配合成齒輪組設置在外殼(4)內，主動齒輪(10)與傳動軸(5)配合連接，從動齒輪(11)與電位器(12)配合連接；所述的測控電路板(3)固定在外殼(4)內，其輸入端與外部控制系統信號輸出端和電位器(12)導線連接，輸出端與壓電閥氣動放大組件(2)和外部控制系統信號輸入端導線連接。
2.如權利要求1所述的一種智能電氣閥門定位器，其特征在于所述的測控電路板(3)包括兩路信號濾波及放大(13)，其一端分別與外部控制系統信號輸出端和電位器(12)電連接，另一端分別電連接在模數轉換A/D(14)輸入端上；模數轉換A/D(14)的輸出端、按鍵(15)、液晶顯示LCD(16)、脈寬調制PWM1(18)和脈寬調制PWM2(22)的輸入端電連接到微處理器MPU(17)上；濾波電路(19)一端與脈寬調制PWM1(18)電連接，另一端與電壓電流轉換V/I(20)電連接，脈寬調制PWM2(22)的輸出端與驅動電路(21)電連接。
專利摘要本實用新型屬于工業自動化儀表領域，特別涉及一種壓電閥式工作原理的智能電氣定位器。傳統的電氣閥門定位器是一種機械式儀表，結構復雜、耗氣量大并且耐振動性差。本實用新型包括閥位反饋機構、測控電路板、壓電閥氣動放大組件。閥位反饋機構包括閥桿、連桿、L型反饋連桿傳動軸、齒輪組以及電位器。測控電路板的輸入端與外部控制系統信號輸出端和電位器導線連接，輸出端與壓電閥氣動放大組件和外部控制系統信號輸入端導線連接。本實用新型采用壓電閥式工作原理，克服了原有技術的缺陷，并具備安裝自動調試功能、手動操作、參數組態、故障診斷處理與報警和HART通訊等功能。
文檔編號F16K31/00GK2783387SQ20052010186
公開日2006年5月24日 申請日期2005年4月27日 優先權日2005年4月27日
發明者尚群立 申請人:杭州電子科技大學