一种实验室气流系统变风量通风柜控制阀电机反馈装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种实验室气流系统变风量通风柜控制阀电机反馈装置，电机设置于用于驱动控制阀的执行器内，电机反馈装置包括：装设于电机转轴上可随电机转轴一起转动的永磁体；与永磁体相对设置，在永磁体接近时产生相应的反馈脉冲信号的第一霍尔传感器和第二霍尔传感器；分别与第一霍尔传感器和第二霍尔传感器相连，用于检测第一霍尔传感器和第二霍尔传感器输出的反馈脉冲信号并根据反馈脉冲信号输出控制电机运行的控制信号从而使执行器达到预定的位置的MCU微控制器；与MCU微控制器相连根据MCU微控制器输出的控制信号驱动电机运行的电机驱动电路。本实用新型具有检测控制精度高，可靠性高的优势，而且可以自由设定通风柜所需的风量。
【专利说明】一种实验室气流系统变风量通风柜控制阀电机反馈装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及控制阀领域，特别是涉及一种实验室气流系统变风量通风柜控制阀电机反馈装置。
【背景技术】
[0002]实验室通风是实验室设计中不可缺少的一个组成部分。为了使实验室工作人员不吸入或咽入一些有毒的、可致病的或毒性不明的化学物质和有机体、实验室中应有良好的通风。为阻止一些蒸气、气体和微粒(烟雾、煤烟、灰尘和气悬体)的吸收，污染物质须用通风柜、通风罩或局部通风的方法除去。通风柜是实验室中最常用的一种局部排风设备，种类繁多，由于其结构不同，使用的条件不同，其排风效果也不相同。通风柜的性能好环，主要取决于通过通风柜空气移动的速度。使用通风柜的最大目的是排出实验中产生的有害气体，保护实验人员的健康，也就是说要有高度的安全性和优越的操作性。由于通风柜在生化实验室中占有非常重要的位置，从改善实验室环境、改善劳动卫生条件，提高工作效率等方面考虑，通风柜的使用台数飞跃地增加。随之而来的是通风管道，配管、配线、排风等都成为实验室建设的重要课题。
[0003]控制阀是实验室气流系统变风量通风柜中的重要部件，通过控制阀可以控制调节实验室气流系统变风量通风柜的通风量。控制阀由执行器进行反馈驱动，通常驱动控制阀的驱动器多数采用电位计反馈进行控制，这种驱动方式原理简单可靠，但是存在着精度差，长期运行有可能损坏或者电位反馈出现偏差。
实用新型内容
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种实验室气流系统变风量通风柜控制阀电机反馈装置，用于解决现有技术中的控制阀的驱动反馈精度差和易损坏的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种实验室气流系统变风量通风柜控制阀电机反馈装置，其中，电机设置于用于驱动控制阀的执行器内，所述电机反馈装置包括:装设于电机转轴上可随电机转轴一起转动的永磁体；与所述永磁体相对设置，在永磁体接近时产生相应的反馈脉冲信号的第一霍尔传感器和第二霍尔传感器；分别与所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器相连，用于检测所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器输出的反馈脉冲信号并根据所述反馈脉冲信号输出控制电机运行的控制信号从而使执行器达到预定的位置的MCU微控制器；与所述MCU微控制器相连根据所述MCU微控制器输出的控制信号驱动电机运行的电机驱动电路。
[0006]优选地，所述电机转轴上安装有一个电机转盘，所述永磁体装设于所述电机转盘上。
[0007]优选地，所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器安装于霍尔电路板上。
[0008]优选地，所述霍尔电路板与所述电机转盘相对设置。[0009]优选地，所述霍尔电路板的形状和大小与所述电机转盘的形状和大小匹配。
[0010]优选地，所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器在所述霍尔电路板上的位置非对称。
[0011 ] 优选地，所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器位于所述霍尔电路板的边沿且紧邻。
[0012]优选地，所述MCU微控制器内设有根据所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器输出的反馈脉冲信号进行计时的计时器和计数的计数器。
[0013]如上所述，本实用新型的一种实验室气流系统变风量通风柜控制阀电机反馈装置，具有以下有益效果:
[0014]本实用新型的电机反馈装置通过在电机转轴位置安装一个永磁体，在永磁体相对位置装设两个霍尔传感器，在永磁体接近时两个霍尔传感器产生相应的反馈脉冲信号来检测电机正转，反转或停止，并通过MCU微控制器控制电机正转、反转或停止而使执行器达到预定的位置，本实用新型具有检测控制精度高，可靠性高的优势，此外，本实用新型控制简单，成本低，而且用户可以根据需要自由设定通风柜所需的风量。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1显示为本实用新型的一种实验室气流系统变风量通风柜控制阀电机反馈装置的原理结构图。
[0016]图2显示为本实用新型的一种实验室气流系统变风量通风柜控制阀电机反馈装置的中电机转动方向判定图。
[0017]元件标号说明
[0018]I 电机反馈装置
[0019]11 电机转盘
[0020]12 永磁体
[0021]13 霍尔电路板
[0022]14 第一霍尔传感器
[0023]15 第二霍尔传感器
[0024]16 MCU微控制器
[0025]17 电机驱动电路
[0026]2 电机
【具体实施方式】
[0027]以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0028]需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0029]本实用新型的目的在于提供一种实验室气流系统变风量通风柜控制阀电机反馈装置，用于解决现有技术中的控制阀的驱动反馈精度差和易损坏的问题。以下将详细描述本实用新型的一种实验室气流系统变风量通风柜控制阀电机反馈装置的原理和实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本实用新型的一种实验室气流系统变风量通风柜控制阀电机反馈装置。
[0030]请参阅图1，显示为本实用新型的一种实验室气流系统变风量通风柜控制阀电机反馈装置的原理结构图。如图1所示，本实用新型提供一种实验室气流系统变风量通风柜控制阀电机反馈装置，其中，所述电机2为直流电机，所述直流电机设置于用于驱动控制阀的执行器内，所述电机反馈装置I包括:电机转盘11、永磁体12、霍尔电路板13、第一霍尔传感器14、第二霍尔传感器15、MCU微控制器16以及电机驱动电路17。
[0031]以下对本实用新型的电机反馈装置I进行详细说明。
[0032]永磁体12装设于电机转轴上可随电机转轴一起转动；具体地，在本实施例中，所述电机转轴上安装有一个电机转盘11，如图1所示，所述永磁体12装设于所述电机转盘11上。
[0033]第一霍尔传感器14和第二霍尔传感器15与所述永磁体12相对设置,在永磁体12接近时产生相应的反馈脉冲信号。霍尔传感器利用霍尔效应来测试磁场的存在，即当固体导体竖向有恒定的电流通过时，如放置在磁场中，则由于洛仑兹力的影响，导体中的电子会发生偏转，则会产生固体导体横向的电压。所以当永磁体12接近第一霍尔传感器14和第二霍尔传感器15时，第一霍尔传感器14和第二霍尔传感器15会产生相应的反馈脉冲信号。
[0034]具体地，在实施例中，所述第一霍尔传感器14和所述第二霍尔传感器15安装于霍尔电路板13上，同时所述霍尔电路板13与所述电机转盘11相对(面对面)设置。
[0035]更进一步地，如图1所示，所述霍尔电路板13的形状和大小与所述电机转盘11的形状和大小匹配。
[0036]此外，在本实施例中，所述第一霍尔传感器14和所述第二霍尔传感器15在所述霍尔电路板13上的位置非对称，即所述第一霍尔传感器14和所述第二霍尔传感器15在所述霍尔电路板13上的安装采取非对称结构，所述第一霍尔传感器14和所述第二霍尔传感器15紧挨在一起安装，在本实施例中，具体地，所述第一霍尔传感器14和所述第二霍尔传感器15位于所述霍尔电路板13的边沿且紧邻。
[0037]MCU微控制器16分别与所述第一霍尔传感器14和所述第二霍尔传感器15相连，用于检测所述第一霍尔传感器14和所述第二霍尔传感器15输出的反馈脉冲信号并根据所述反馈脉冲信号输出控制电机2运行的控制信号从而使执行器达到预定的位置。
[0038]具体地，在本实施例中，所述MCU微控制器16内设有根据所述第一霍尔传感器14和所述第二霍尔传感器15输出的反馈脉冲信号进行计时的计时器和计数的计数器。
[0039]电机驱动电路17与所述MCU微控制器16相连根据所述MCU微控制器16输出的控制信号驱动电机2运行。
[0040]计时器的工作过程为:如图2所示，当第一霍尔传感器14信号输入为上升沿时，计时器开始计时，直到第二霍尔传感器15信号出现上升沿，此段计时为Tl，同时计时器再次计时，直到第二霍尔传感器15信号出现上升沿，此段计时为T2，则电机2顺时针转动时必有Τ1?Τ2,电机2逆时针转动时必有Τ1〈〈Τ2，则由此判断电机2转动方向，完成电机2转动方向的判定。
[0041]计数器的工作过程为:电机驱动电路17通电后，则驱动电机2正向转动直至执行器到达最大机械限位，则此时出现电机2堵转，则第一霍尔传感器14和第二霍尔传感器15按照预计的周期无法出现反馈脉冲信号，则可判定电机2堵转即到达最大位置，此时进行计数器清零，同时开始对第一霍尔传感器14和第二霍尔传感器15的反馈脉冲信号进行检测并计数，然后电机驱动电路17驱动电机2反向转动直至执行器到达最小机械限位，则出现电机2堵转，第一霍尔传感器14和第二霍尔传感器15停止出现反馈脉冲信号，此时判定电机2堵转并到达最小位置，此时对第一霍尔传感器14的计数及对第二霍尔传感器15的计数即可作为执行器全行程的参考计数Cf，完成执行器行程测定。
[0042]当获取了执行器全行程的参考计数Cf后，即可按照计数比例以及最大最小位置为基点推断执行器位置。具体地，
[0043]电机2 正向转动时:Pos=(Cr/Cf)*100% ；
[0044]电机2 反向转动时:Pos=100%-(Cr/Cf)*100% ；
[0045]其中，Pos为执行器位置，Cr为当前的霍尔传感器计数，Cf为参考计数。
[0046]综上所述，本实用新型的一种实验室气流系统变风量通风柜控制阀电机反馈装置，达到了以下有益效果:本实用新型的电机反馈装置通过在电机转轴位置安装一个永磁体，在永磁体相对位置 装设两个霍尔传感器，在永磁体接近时两个霍尔传感器产生相应的反馈脉冲信号来检测电机正转，反转或停止，并通过MCU微控制器控制电机正转、反转或停止而使执行器达到预定的位置，本实用新型具有检测控制精度高，可靠性高的优势，此外，本实用新型控制简单，成本低，而且用户可以根据需要自由设定通风柜所需的风量。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0047]上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种实验室气流系统变风量通风柜控制阀电机反馈装置，其中，电机设置于用于驱动控制阀的执行器内，其特征在于，所述电机反馈装置包括: 装设于电机转轴上可随电机转轴一起转动的永磁体； 与所述永磁体相对设置，在永磁体接近时产生相应的反馈脉冲信号的第一霍尔传感器和第二霍尔传感器； 分别与所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器相连，用于检测所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器输出的反馈脉冲信号并根据所述反馈脉冲信号输出控制电机运行的控制信号从而使执行器达到预定的位置的MCU微控制器； 与所述MCU微控制器相连根据所述MCU微控制器输出的控制信号驱动电机运行的电机驱动电路。
2.根据权利要求1所述的实验室气流系统变风量通风柜控制阀电机反馈装置，其特征在于，所述电机转轴上安装有一个电机转盘，所述永磁体装设于所述电机转盘上。
3.根据权利要求2所述的实验室气流系统变风量通风柜控制阀电机反馈装置，其特征在于，所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器安装于霍尔电路板上。
4.根据权利要求3所述的实验室气流系统变风量通风柜控制阀电机反馈装置，其特征在于，所述霍尔电路板与所述电机转盘相对设置。
5.根据权利要求3或4所述的实验室气流系统变风量通风柜控制阀电机反馈装置，其特征在于，所述霍尔电路板的形状和大小与所述电机转盘的形状和大小匹配。
6.根据权利要求3所述的实验室气流系统变风量通风柜控制阀电机反馈装置，其特征在于，所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器在所述霍尔电路板上的位置非对称。
7.根据权利要求6所述的实验室气流系统变风量通风柜控制阀电机反馈装置，其特征在于，所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器位于所述霍尔电路板的边沿且紧邻。
8.根据权利要求1所述的实验室气流系统变风量通风柜控制阀电机反馈装置，其特征在于，所述MCU微控制器内设有根据所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器输出的反馈脉冲信号进行计时的计时器和计数的计数器。
【文档编号】G05B19/042GK203745842SQ201420106548
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年3月10日 优先权日:2014年3月10日
【发明者】孔鹏, 王来军 申请人:上海卓思控制技术有限公司