具有磁式角度传感器的阀致动器和包括该传感器的系统技术方案

本发明专利技术提出了一种包括磁式角度传感器的阀致动器。所述磁式角度传感器可作为绝对位置编码器使用。所述磁式角度传感器也可作为增量位置编码器使用。所述磁式角度传感器可产生角速度数据。所述磁式角度传感器可用于直角回转和单回转的旋转阀致动器。所述磁式角度传感器也可用于多回转的旋转阀致动器，以及可用于线性阀致动器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例总体而言涉及阀致动器，尤其涉及具有磁式角度传感器的阀致动 器，使用磁式角度传感器的方法，以及包括磁式角度传感器的系统。
技术介绍
阀致动器用于操作阀，其被制成多种形状、尺寸和结构，并且具有各种广泛的用 途。通常，阀致动器的操作者需要了解阀的确切位置。绝对式编码器和增量式编码器已经 被应用于阀致动器，以确定阀的位置。所述编码器通过监测阀致动器的位置来确定阀的对 应位置。绝对式编码器为阀致动器的每个位置使用唯一的标识。绝对式编码器通常使用 单个码盘或者多个码盘，所述码盘随着阀致动器移动到不同的位置而转动。绝对式编码器 的单个或多个码盘上具有记号，这些记号的不同组合为阀致动器的每个位置提供了唯一标 识。所述唯一标识随时被分析，用于确定阀致动器的位置。另一方面，增量式编码器则不具有对应于阀致动器每个位置的唯一标识。相反，增 量式编码器监测阀致动器中相对于某个随机起始点(例如阀的全闭合位置)的变化。增量 式编码器也称作相对式编码器，通常是单个码盘，码盘边缘环绕着一系列相同的记号。随着 码盘转动，每当其中一个记号经过一点时，位置上的一个变化就被记录下来。由于这些记号 记录在计算机的存储器中，因此就可以知道阀致动器的位置。绝对式编码器的优点在于，如果断电，位置信息也不会随之丢失。重新上电后，可 以分析所述的唯一标识来确定位置信息。如果增量式编码器的计算机存储器断电，则位置 信息会丢失。然而，绝对式编码器相对于增量式编码器而言更容易受损，不耐用且难以对 准。
技术实现思路
本专利技术的一个示例性实施例涉及一种阀致动器，包括至少一个可转动部件和构造 成与所述至少一个可转动部件一起使用的磁式角度传感器。本专利技术的另一个示例性实施例涉及一种确定阀致动器位置的方法。所述方法包括 使安装在阀致动器中的磁式角度传感器的电输出与阀致动器输出轴的位置相关联。所述传 感器被赋能以从其产生电输出。所述输出轴的位置通过所述传感器的电输出来确定。本专利技术的又一个示例性实施例涉及一种阀系统。所述阀系统包括阀和可操作地与 所述阀耦接的阀致动器。所述阀致动器包括至少一个可转动部件和可操作地与所述至少一个可转动部件耦接的磁式角度传感器。 附图说明虽然本说明书所附的 权利要求书已特别指出并清楚地声明了本专利技术的范围，然而 通过以下结合附图对本专利技术进行的描述，将使本专利技术的实施例更为明确。附图中图1示出了磁式角度传感器的一个实施例；图2示出了包括磁式角度传感器实施例的阀致动器的一个实施例；并且图3示出了包括磁式角度传感器实施例的阀致动器的一个实施例。具体实施例方式本专利技术的实施例总体涉及一种阀致动器。更特别地，本专利技术的实施例涉及具有磁 式角度传感器的阀致动器，使用磁式角度传感器的方法，以及包括磁式角度传感器的系统。以下将参考附图，所述附图不必是成比例的。图1示出了磁式角度传感器100的一个示例性图示。磁式角度传感器100可以是 本领域已知的任一种磁式角度传感器。磁式角度传感器100可以包括磁体10、电路20和印 刷电路板30 (PCB 30)。磁体10可以是双极圆柱磁体。磁体10可以实际上不和电路20接 触。磁体10可以和电路20集成在单一的封装中；或者替代性地，磁体10也可以在电路20 的任何封装之外。电路20可以通过惯用方式安装在PCB30上。PCB 30也可以是任选的。 磁式角度传感器100还可以包括磁式角度传感器所通常包括有的其他部件。磁体10产生磁场12且可以围绕轴线15转动。电路20可用于监测磁场12并根 据磁场12的位置确定磁体10的转动位置。电路(传感器芯片)20可以包括霍尔传感器阵列，这些传感器在其水平面内对着 磁场的径向。磁体10布置为使其南/北轴线平行于传感器的水平面。所述传感器将所受 磁场的角度和内置参考角度进行对比，并且以数字的方式给出360度方位上的角度差。磁 场角度传感器芯片实际上是一组极小的霍尔传感器，这些霍尔传感器沿径向排列，从而使 得电路20中的电子元件能够分析来自每个传感器的信号的相对强度以确定其所在磁场的 方向和大小。在典型的操作中，和磁场一致的霍尔传感器将具有最强的信号。垂直于磁场 的霍尔传感器将具有最弱的信号。知道每个霍尔传感器摆放的物理角度，就能够确定磁场 的角度。对于低分辨率的结果，可以简单地确定哪个传感器提供了最强信号，并将该传感器 的物理角度位置作为磁场的角度而报告。在一个特定实施例中，为了更高的精度，可以将来 自所有传感器的信号进行矢量相加，这样就允许对磁场的方向进行插值以得到位于传感器 实际物理摆放位置之间的值。当磁场强度高于给定的阈值水平时，所报告的角度将和磁场 强度不会有实质性的差别，因为它只对所受磁场的相对角度敏感。在另外的实施例中，磁场 12可以在电路20的每个传感器中产生电压，称为霍尔电压。因此，电路20可以绝对地指示 磁体10的位置。以下将要讨论的阀致动器可以进而转动磁体10。因此，磁体10的位置可 以用于指示阀致动器的位置。电路20可以包括磁致电阻传感器。在该实施例中，电路20可以测量电阻效应。 磁场12的角度可改变电路20中导体的电阻。于是阻值的变化将和磁场的角度相关联。电 路20所受的磁场12的角度可根据磁体10的转动位置而改变。因此，阻值可用于确定磁体10的转动位置。不过，电阻也可不受磁场12方向的影响。因此，可以测量180度角或者磁 体10的半周旋转，每个角度具有一个唯一阻值。所述的唯一阻值可用作为磁体10位置的 唯一标识。如果磁体10的转动被限制为旋转半周，那么就可以知道磁体10的位置，进而， 磁体10的位置就可以用来指示阀致动器的位置。如图2所示，阀致动器200可以包含磁式角度传感器100。阀致动器200可以包括 一个或多个可转动部件。磁式角度传感器100可以和任意的可转动部件一起使用。如图2 所示，磁式角度传感器100可以和输出轴270 —起使用。 阀致动器200可以包括本领域已知的任一种阀致动器。图2示出了简化的示例性 阀致动器200。图2没有示出完整的阀致动器。为简化叙述，本领域已知的部件，例如外壳、 原动机、控制器、显示器、离合器等都没有表示出来。阀致动器200可以设计为手动操作、电 动操作、气动操作或液压操作。阀致动器200可以包括输入轴240。输入轴240的一端可以 外接小齿轮250。小齿轮250可以设置为和齿轮260配合。齿轮260进而可以外接输出轴 270。输入轴240可以连接本领域已知的任一种阀致动器驱动机构。输入轴240可以包 括本领域已知的任一种阀致动器输入装置。输入轴240可以设计为转动或直线运动。例如， 输入轴240可以和手轮或者电动机连接。图2示出了单根输入轴240 ；然而，也可以具有多 根输入轴240。例如，当阀致动器200包括允许电动机或手轮都能够驱动阀致动器200的离 合器时，就可具有两根输入轴240。输入轴240可以垂直于或平行于输出轴270，或者可以 与输出轴270在同一直线上或与输出轴270是同一根轴。在一个替换实施例中，输出轴可 以驱动单个编码器轴，不论其是否由电动机或手轮驱动。小齿轮250和齿轮260可以包括已知用于阀致动器的任意类型的齿轮布置结构。 小齿轮250和齿轮260可以包括多个齿轮、轴、带轮、皮带或任何把机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阀致动器，包括：　　至少一个可转动部件；和　　与所述至少一个可转动部件相联系的磁式角度传感器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：WT迪伦蒂，BA弗洛伊里，
申请(专利权)人：芙罗服务管理公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]