阀门状态检测系统的制作方法

本实用新型涉及阀门状态检测设备领域，具体而言，涉及一种阀门状态检测系统。

背景技术：

电厂、石油、化工等企业使用大量的各种类型阀门，用于各种系统的管路上，切断或接通管路介质。阀门以机械设备为主，其打开或关闭的状态需要靠人工确认，增加了管理的难度和成本。

现有技术以在阀门上增加传感检测装置的方式，将阀门的打开或关闭状态上送到后台系统，以实现后台系统对阀门状态的统一管理。但在现有技术应用中，外加的传感检测装置多以检测阀门完全打开或完全关闭的状态为主，无法实现阀门过程状态的检测，存在检测的缺陷和漏洞。

因此，现有技术中存在阀门状态检测装置无法实现阀门过程状态的检测的问题。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种阀门状态检测系统，以解决现有技术中阀门状态检测装置无法实现阀门过程状态的检测的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种阀门状态检测系统，包括：壳体，壳体具有容纳腔，阀门转轴的一端由壳体的一端伸入容纳腔并由壳体的另一端伸出；传动组件，传动组件的至少一部分套设在阀门转轴上并随阀门转轴转动；检测部，检测部与传动组件连接，检测部用于通过检测传动组件的转动信息进而检测阀门转轴的转动信息，并将转动信息转换为检测信号；检测电路板，检测电路板与检测部电连接，根据检测信号以确定阀门的开度。

进一步地，传动组件为齿轮组，检测部和阀门转轴分别与齿轮组中不同的齿轮连接。

进一步地，阀门状态检测系统还包括感应元件和与感应元件感应的检测件，齿轮组包括：第一齿轮，第一齿轮与检测部驱动连接，感应元件设置在第一齿轮上并随第一齿轮转动，检测件设置在检测电路板上；第二齿轮，第二齿轮套设在阀门转轴上并随阀门转轴转动，且第一齿轮与第二齿轮啮合。

进一步地，阀门状态检测系统还包括感应元件(60)和与感应元件(60)感应的检测件(80)，齿轮组包括：齿形段，齿形段沿阀门转轴(20)的周向设置并随阀门转轴(20)转动，感应元件(60)设置在阀门转轴(20)靠近齿形段的一端并随阀门转轴(20)转动，检测件(80)设置在检测电路板(50)上；第一传动齿轮，第一传动齿轮具有第一大齿段和第二小齿段，第一大齿段与齿形段啮合；第二传动齿轮，第二传动齿轮具有第二大齿段和第二小齿段，第一小齿段与第二大齿段啮合；第三传动齿轮，第二小齿段与第三传动齿轮啮合，第三传动齿轮与检测部(40)驱动连接，且阀门状态检测系统还包括齿轮支架，齿轮支架设置在容纳腔的内部，第一传动齿轮、第二传动齿轮、第三传动齿轮分别设置在齿轮支架上。

进一步地，第一小齿段与第二大齿段的传动比为20：1；和/或第二小齿段与第三传动齿轮的传动比为4:1。

进一步地，传动组件(30)为蜗轮蜗杆结构，检测部(40)与蜗轮蜗杆结构的蜗轮连接，阀门转轴(20)与蜗轮蜗杆结构的蜗杆连接，且蜗杆与蜗轮的传动比大于等于20:1。

进一步地，检测电路板包括：测量电路，测量电路与检测部电连接，用于接收检测部的检测信号；控制电路，控制电路与检测件和测量电路电连接，用于控制测量电路启动并确定阀门的开度。

进一步地，检测电路板还包括控制面板，控制面板与控制电路电连接。

进一步地，控制面板包括与控制电路电连接的：定时模块，用于对控制电路进行定时唤醒和/或休眠；和/或按键模块，用于对控制电路进行控制；和/或存储模块，用于记录阀门状态检测系统的状态信息；和/或射频电路，用于将阀门状态检测系统的状态信息向外发送；和/或指示灯，用于指示阀门状态检测系统的工作状态。

进一步地，按键模块包括：开关按键，用于根据指令控制阀门状态检测系统的开启或关闭；标定按键，用于根据指令记录控制电路计算得出的当前的阀门的开度。

进一步地，检测部是电位器或变阻器；和/或检测件是干簧管，感应元件是磁钢。

进一步地，壳体包括：本体结构，本体结构具有容纳腔，且本体结构具有与容纳腔连通的第一安装孔；盖体，盖体盖设在本体结构远离第一安装孔的一端，且盖体上设置有第二安装孔，阀门转轴依次穿过第一安装孔和第二安装孔。

进一步地，本体结构远离盖体的一侧还具有凸起部，阀门状态检测系统还包括电池，电池设置在凸起部的内部并与检测电路板电连接。

应用本实用新型的技术方案，本申请中的阀门状态检测系统包括壳体、传动组件、检测部以及检测电路板。壳体具有容纳腔，阀门转轴的一端由壳体的一端伸入容纳腔并由壳体的另一端伸出；传动组件的至少一部分套设在阀门转轴上并随阀门转轴转动；检测部与传动组件连接，检测部用于通过检测传动组件的转动信息进而检测阀门转轴的转动信息，并将转动信息转换为检测信号；检测电路板与检测部电连接，根据检测信号以确定阀门的开度。

使用上述结构的阀门状态检测系统时，阀门状态检测系统能够通过壳体套设在需要检测状态的阀门的阀门转轴上，同时使阀门转轴穿过传动组件并在阀门转轴转动的过程中带动传动组件一同转动，从而使传动组件带动检测部的部分转动，进而使检测部能够对阀门转轴的转动信息进行检测。而检测部在检测到阀门转轴的转动信息后，能够向电路板发送检测信号，从而使电路板根据接收到的检测信号确定阀门的开度，进而实现对阀门的过程状态的检测。因此，本申请中的阀门状态检测系统有效地解决了现有技术中阀门状态检测装置无法实现阀门过程状态的检测的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的一个具体实施例的阀门状态检测系统的结构示意图；

图2示出了阀门处于完全关闭状态时阀门状态检测系统与阀门的位置关系示意图；

图3示出了阀门处于完全打开状态时阀门状态检测系统与阀门的位置关系示意图；

图4示出了本申请中的阀门状态检测系统的安装标定流程图；

图5示出了本申请中的阀门状态检测系统的工作流程图；

图6示出了本申请中的阀门状态检测系统的系统电路图；

图7示出了本申请的另一具体实施例中阀门状态检测系统的爆炸图；

图8示出了图7中的阀门状态检测系统的感应元件与阀门转轴的位置关系示意图；

图9示出了图7中的阀门状态检测系统的剖视图；

图10示出了图7中的阀门状态检测系统安装在阀门上时的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、壳体；11、本体结构；111、第一安装孔；12、盖体；121、第二安装孔；13、凸起部；20、阀门转轴；30、传动组件；31、第一齿轮；32、第二齿轮；33、齿形段；34、第一传动齿轮；35、第二传动齿轮；36、第三传动齿轮；40、检测部；50、检测电路板；51、定时模块；52、按键模块；521、开关按键；522、标定按键；53、存储模块；54、射频电路；55、指示灯；60、感应元件；70、电池；80、检测件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

为了解决现有技术中阀门状态检测装置无法实现阀门过程状态的检测的问题，本申请提供了一种阀门状态检测系统。

需要说明的是，本申请中的阀门为球阀。

如图1所示，本申请中的阀门状态检测系统包括壳体10、传动组件30、检测部40以及检测电路板50。壳体10具有容纳腔，阀门转轴20的一端由壳体10的一端伸入容纳腔并由壳体10的另一端伸出；传动组件30的至少一部分套设在阀门转轴20上并随阀门转轴20转动；检测部40与传动组件30连接，检测部40用于通过检测传动组件30的转动信息进而检测阀门转轴20的转动信息，并将转动信息转换为检测信号；检测电路板50与检测部40电连接，接收检测部发送的检测信号，并根据检测信号以确定阀门的开度。

使用上述结构的阀门状态检测系统时，阀门状态检测系统能够通过壳体10套设在需要检测状态的阀门的阀门转轴20上，同时使阀门转轴20穿过传动组件30并在阀门转轴20转动的过程中带动传动组件30一同转动，从而使传动组件30带动检测部40的部分转动，进而使检测部40能够对阀门转轴20的转动信息进行检测。而检测部40在检测到阀门转轴20的转动信息后，能够向电路板发送检测信号，从而使电路板根据接收到的检测信号确定阀门的开度，进而实现对阀门的过程状态的检测。因此，本申请中的阀门状态检测系统有效地解决了现有技术中阀门状态检测装置无法实现阀门过程状态的检测的问题。

在本申请的一个具体实施例中，传动组件30为齿轮组，检测部40和阀门转轴20分别与齿轮组中不同的齿轮连接。

具体地，阀门状态检测系统还包括感应元件60和与感应元件60感应的检测件80，齿轮组包括：第一齿轮31和第二齿轮32。第一齿轮31与检测部40驱动连接，感应元件60设置在第一齿轮31上并随第一齿轮31转动，检测件80设置在检测电路板50上；第二齿轮32套设在阀门转轴20上并随阀门转轴20转动，且第一齿轮31与第二齿轮32啮合。通过设置感应元件60和检测件80，当阀门转轴20转动时，第二齿轮32会随阀门转轴20一同转动，并带动第一齿轮31转动，而在第一齿轮31转动时，感应元件60会与检测件80产生感应，并且检测件80在与感应元件60产生感应后会向检测电路板50发送信号，唤醒检测电路板50，从而使检测电路板50能够接收到检测部40发送的检测信号，进而对阀门的过程状态进行检测。

需要说明的是，在本申请的一个具体实施例中，第一齿轮31和第二齿轮32的齿数比为1比1。

具体地，检测电路板50包括测量电路和控制电路。测量电路与检测部40电连接，用于接收检测部40的检测信号；控制电路与检测件80和测量电路电连接，用于控制测量电路启动并确定阀门的开度。

优选地，检测电路板50还包括控制面板，控制面板与控制电路电连接。

在本申请的一个具体实施例中，控制面板包括与控制电路电连接的定时模块51，用于对控制电路进行定时唤醒和/或休眠；按键模块52，用于对控制电路进行控制；存储模块53，用于记录阀门状态检测系统的状态信息；射频电路54，用于将阀门状态检测系统的状态信息向外发送；指示灯55，用于指示阀门状态检测系统的工作状态。

需要说明的是，在本申请中控制电路的唤醒方式有两种，一种是通过感应元件60与检测件80的触发闭合唤醒，另一种是通过定时模块51的定时唤醒。

具体地，按键模块52包括：开关按键521，用于根据指令控制阀门状态检测系统的开启或关闭；标定按键522，用于根据指令记录控制电路计算得出的当前的阀门的开度。

在本申请的一个具体实施例中，检测部40是电位器或变阻器，检测件80是干簧管，感应元件60是磁钢。

需要说明的是，如图2至图4所示，在使用本申请中的阀门状态检测系统对待检测的球阀进行检测前，需要对阀门状态检测系统进行安装标定，在将阀门状态检测系统安装到阀门转轴20上之后，将阀门操作至完全关闭位置，按下按键模块52中的调试按钮，此时检测电路板50记录检测部两端的电压为a，操作阀门至完全打开位置，再次按下调试按钮，检测电路板50记录检测部两端的电压为b。

如图5所示，为球阀的过程状态的检测流程示意图，如阀门当前打开位置对应状态检测装置输出检测部两端的电压为a，则有：

a)当a＝a，阀门状态为“完全关闭”；

b)当a＝b，阀门状态为“完全打开”；

c)当a＜a＜b，阀门状态为“打开(a-a)/(b-a)”。

如图6所示，为本申请的一个具体实施例中电池70、检测部40与检测电路板50连接的电路图。

a1)当球阀关闭位置发生变化时，阀门动作触发干簧管sr1闭合或断开，唤醒控制电路工作；

b1)控制电路唤醒后，通过内部ad采集模块和测量电路采集检测部的两端电压，通过上述的逻辑计算，得出(a-a)/(b-a)的数值，即可获得电位器旋转的位置，从而判断阀门位置状态，并通过射频电路54上送给后台系统；

c1)当上述操作完成并停止操作后，控制电路在设定时间点控制切断测量电路，控制电路进入睡眠状态；

d1)使用现有成熟技术的超低功耗看门狗对控制电路进行定时唤醒，唤醒后通过上述b1方法检测阀门状态并上送后台系统，完成后控制电路进入睡眠状态。

需要说明的是，在图6所示的电路图中，测量电路包括：g1mos管，u1电压基准源，电阻r1，电阻r2，电阻r3，电阻r4；控制电路包括mcu，并且mcu具有io1接口，ad结构以及io2接口。并且在本实施例中检测部40是电位器rp，且定时模块51是看门狗；按键模块52，包括开关按键521和标定按键522；存储模块53，用于存储阀门状态检测的相关信息。

具体地，壳体10包括本体结构11和盖体12。本体结构11具有容纳腔，且本体结构11具有与容纳腔连通的第一安装孔111；盖体12盖设在本体结构11远离第一安装孔111的一端，且盖体12上设置有第二安装孔121，阀门转轴20依次穿过第一安装孔111和第二安装孔121。通过这样设置，可以保证阀门状态检测系统能够更加容易地安装到待检测的球阀的阀门转轴20上。并且，通过这样设置还能够对设置在壳体10内部的传动组件30、检测部40以及检测电路板50等起到保护作用，从而减少外部的工作环境对传动组件30、检测部40以及检测电路板50等产生影响。从另一方面来看，通过这样设置还能够使本申请中的阀门状态检测系统更加容易携带，并使阀门状态检测系统的内部结构更加紧凑。

可选地，本体结构11远离盖体12的一侧还具有凸起部13，阀门状态检测系统还包括电池70，电池70设置在凸起部13的内部并与检测电路板50电连接。通过这样设置，能够为整个阀门状态检测系统的运行提供电源，从而保证阀门状态检测系统的使用性能。

如图7至图10所示，在本申请的另一实施例中，阀门状态检测系统还包括感应元件60和与感应元件60感应的检测件80，齿轮组包括：齿形段33，齿形段33沿阀门转轴20的周向设置并随阀门转轴20转动，感应元件60设置在阀门转轴20靠近齿形段33的一端并随阀门转轴20转动，检测件80设置在检测电路板50上；第一传动齿轮34，第一传动齿轮34具有第一大齿段和第一小齿段，第一大齿段与齿形段33啮合；第二传动齿轮35，第二传动齿轮35具有第二大齿段和第二小齿段，第一小齿段与第二大齿段啮合；第三传动齿轮36，第二小齿段与第三传动齿轮36啮合，第三传动齿轮36与检测部40驱动连接，且阀门状态检测系统还包括齿轮支架，齿轮支架设置在容纳腔的内部，第一传动齿轮34、第二传动齿轮35、第三传动齿轮36分别设置在齿轮支架上。

具体地，第一小齿段与第二大齿段的传动比为6：1；第二小齿段与第三传动齿轮36的传动比为4:1。

在本实施例中，这样设置的目的是当阀门的把手需要转动5-20圈才能完成闭合或打开时，可以通过增加第一传动齿轮34、第二传动齿轮35、第三传动齿轮36来实现检测部40对阀门把手的开度状态的检测。也就是说，当阀门的把手需要转动多圈才能完全打开或者关闭时，可以通过改变第一传动齿轮34、第二传动齿轮35以及第三传动齿轮36之间的传动比，使阀门在完全打开和完全关闭之间切换时，保证检测部40并不需要随阀门的把手转动多圈。从而保证检测部40能够更加准确地对阀门的状态进行检测。

需要说明的是，在本申请中第一传动齿轮34、第二传动齿轮35以及第三传动齿轮36之间的传动比并不限定于上述的数值，可以根据实际的使用情况进行调节。

在本申请的一个未图示的实施例中，传动组件为蜗轮蜗杆结构，检测部与蜗轮蜗杆结构的蜗轮连接，阀门转轴与蜗轮蜗杆结构的蜗杆连接，且所述蜗杆与所述蜗轮的传动比大于等于20:1。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1、有效地解决了现有技术中阀门状态检测装置无法实现阀门过程状态的检测的问题；

2、结构简单，性能稳定；

3、检测精度高。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。