本發(fā)明涉及的機(jī)械閥門回關(guān)，尤其涉及一種機(jī)械閥門回關(guān)檢測(cè)系統(tǒng)、方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、機(jī)械閥門工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管路中必不可少的設(shè)備，在油、氣、水輸送管道中，存在大量的機(jī)械閥門，這些機(jī)械閥門主要用于控制管道中油、氣、水的流量、流向、壓力等；機(jī)械閥門長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后容易發(fā)生閥門回關(guān)現(xiàn)象，并且閥門回關(guān)的速度非常緩慢，肉眼無(wú)法觀察到。對(duì)于一些重要的設(shè)備，當(dāng)閥門回關(guān)到一定位置時(shí)，閥門無(wú)法自動(dòng)回開，導(dǎo)致管道中的油、氣、水的流量、壓力可能不滿足工業(yè)設(shè)計(jì)要求，影響設(shè)備安全生產(chǎn)，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致一些不可逆故障的發(fā)生。

2、目前機(jī)械閥門無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)閥門開度；閥門長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后容易發(fā)生緩慢回關(guān)，且肉眼不容易發(fā)現(xiàn)；閥門回關(guān)后無(wú)法自動(dòng)打開，影響管道中油、氣、水的流量和壓力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述現(xiàn)有機(jī)械閥門回關(guān)檢測(cè)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，提出了本發(fā)明。

2、因此，本發(fā)明目的是提供一種機(jī)械閥門回關(guān)檢測(cè)系統(tǒng)，其目的在于：開度變化超過(guò)設(shè)定值時(shí)發(fā)出報(bào)警，以便運(yùn)維人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

3、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：包括于機(jī)械閥門設(shè)置電阻絲，并將所述機(jī)械閥門開關(guān)處設(shè)置接觸桿；通過(guò)所述接觸桿搭于所述電阻絲的一端，利用所述機(jī)械閥門開關(guān)旋轉(zhuǎn)使得所述接觸桿利用電阻絲電阻判斷電壓信號(hào)，檢測(cè)回轉(zhuǎn)度。

4、作為本發(fā)明所述機(jī)械閥門回關(guān)檢測(cè)系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：?jiǎn)纹瑱C(jī)、上位機(jī)、電壓參考電路、電池、電源開關(guān)、穩(wěn)壓電路和報(bào)警電路；所述單片機(jī)通過(guò)引腳連接所述接觸桿檢測(cè)的電壓信號(hào)與所述電阻絲兩端的電壓，計(jì)算閥門當(dāng)前開度并利用電壓參考電路參考數(shù)值，通過(guò)所述報(bào)警電路實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能；所述電池通過(guò)電源開關(guān)連接到系統(tǒng)，并通過(guò)穩(wěn)壓電路為單片機(jī)和報(bào)警電路提供工作電壓；通過(guò)部署的wifi將信息傳至所述上位機(jī)進(jìn)行監(jiān)視和分析處理，當(dāng)所述電池低于設(shè)定值，單片機(jī)報(bào)警。

5、作為本發(fā)明所述機(jī)械閥門回關(guān)檢測(cè)系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：所述電阻絲的兩端通過(guò)電壓參考電路連接至所述機(jī)械閥門的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，所述接觸桿的一端搭接在電阻絲上，另一端連接至單片機(jī)的adc引腳上；當(dāng)閥門處于全關(guān)位置，所述接觸桿與電阻絲之間的電阻接近于0，所述單片機(jī)adc引腳檢測(cè)到的電壓信號(hào)也接近于0，當(dāng)閥門處于全開位置時(shí)，所述接觸桿與電阻絲之間的電阻最大，單片機(jī)adc引腳檢測(cè)到的電壓信號(hào)也接近于加在電阻絲兩端的電壓，檢測(cè)回轉(zhuǎn)度。

6、鑒于上述現(xiàn)有機(jī)械閥門回關(guān)檢測(cè)方法存在的問(wèn)題，提出了本發(fā)明。

7、因此，本發(fā)明目的是提供一種機(jī)械閥門回關(guān)檢測(cè)方法，其目的在于：利用歐姆定律原理將閥門開度轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)實(shí)現(xiàn)閥門開度檢測(cè)。

8、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：包括所述單片機(jī)adc引腳檢測(cè)到的電壓信號(hào)也接近于加在電阻絲兩端的電壓，具體為電池電壓檢測(cè)采用第一電阻r1、第二r2串聯(lián)分壓的形式采集電池電壓，將電阻r2兩端的電壓接至單片機(jī)，于電阻為0及最大之間的位置回轉(zhuǎn)開度計(jì)算為：

9、

10、其中，ui為電池電壓；adc_ch5為單片機(jī)adc模塊通道采樣時(shí)的量化編碼值；212表示單片機(jī)的adc為12bit，即adc通道的最大編碼值為4095；uo2為單片機(jī)adc基準(zhǔn)電壓。

11、作為本發(fā)明所述機(jī)械閥門回關(guān)檢測(cè)方法的一種優(yōu)選方案，其中：通過(guò)監(jiān)測(cè)電池電壓，當(dāng)檢測(cè)到電池電壓低于設(shè)定值時(shí)，通過(guò)單片機(jī)輸出高電平信號(hào)，點(diǎn)亮指示燈進(jìn)行警示；

12、使用基準(zhǔn)電壓生成電路提供穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓，將該基準(zhǔn)電壓連接到單片機(jī)的adc參考電壓引腳以及閥門開度檢測(cè)電路，確保adc采樣和閥門開度檢測(cè)的測(cè)量精度；

13、通過(guò)采集電阻絲兩端的電壓信號(hào)，使用運(yùn)算放大器處理差分信號(hào)，進(jìn)行比例運(yùn)算以計(jì)算閥門開度，同時(shí)通過(guò)電阻保護(hù)基準(zhǔn)電壓源免受過(guò)流損壞；

14、當(dāng)閥門回關(guān)值大于設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)輸出特定頻率的方波信號(hào)控制三極管通斷，從而驅(qū)動(dòng)報(bào)警。

15、作為本發(fā)明所述機(jī)械閥門回關(guān)檢測(cè)方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述運(yùn)算放大器分別為運(yùn)算放大器u1和運(yùn)算放大器u2，選用高共模抑制比的opa系列集成運(yùn)放，通過(guò)第七電阻防止電壓基準(zhǔn)源uo2芯片損壞，串聯(lián)在第十一電阻回路中；

16、在沒(méi)有第七電阻限流，第十一電阻滑動(dòng)到最小值，此時(shí)阻值接近于0，電壓基準(zhǔn)源uo2等效于直接接地；

17、采用差分運(yùn)算放大器u1測(cè)量第七電阻兩端的電壓：

18、ur7＝u1-u2

19、差分運(yùn)算放大器u1的輸出電壓uo3為：

20、

21、其中，r10為第十電阻；r9為第九電阻，由于差分運(yùn)算放大器u1的輸出電壓uo3可以用esp32單片機(jī)adc采集得到；

22、即差分運(yùn)算放大器u1的輸出電壓uo3的實(shí)際電壓值為：

23、

24、式中，adc_ch6為單片機(jī)adc模塊通道6采樣時(shí)的量化編碼值；

25、所述第七電阻兩端的電壓u2：

26、

27、為此所述第十一電阻兩端的電壓u2：

28、

29、當(dāng)閥門全關(guān)時(shí)，接觸桿處于第十一電阻的最末端，即接觸桿對(duì)地電壓u3為0v，當(dāng)閥門全開時(shí)，接觸桿處于第十一電阻的最頂端，即接觸桿對(duì)地電壓u3為第十一電阻兩端的電壓u2，所述第十一電阻為系統(tǒng)的電阻絲。

30、作為本發(fā)明所述機(jī)械閥門回關(guān)檢測(cè)方法的一種優(yōu)選方案，其中：當(dāng)閥門轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述第十一電阻上的接觸桿將隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，即接觸桿對(duì)地電壓u3也將隨之變化，采用差分運(yùn)算放大器u2測(cè)量接觸桿對(duì)地電壓u3；

31、差分運(yùn)算放大器u2的輸出電壓uo4為：

32、

33、其中，r13為第十三電阻；r12為第十二電阻；

34、由于差分運(yùn)算放大器u2的輸出電壓uo4可以用esp32單片機(jī)adc采集得到，即差分運(yùn)算放大器u2的輸出電壓uo4的實(shí)際電壓值為：

35、

36、式中，adc_ch7為單片機(jī)adc模塊通道7采樣時(shí)的量化編碼值。

37、作為本發(fā)明所述機(jī)械閥門回關(guān)檢測(cè)方法的一種優(yōu)選方案，其中：通過(guò)和計(jì)算接觸桿對(duì)地電壓u3：

38、

39、作為本發(fā)明所述機(jī)械閥門回關(guān)檢測(cè)方法的一種優(yōu)選方案，其中：閥門實(shí)時(shí)開度值為：

40、

41、將和代入上述公式即可計(jì)算出閥門實(shí)時(shí)開度值；

42、當(dāng)閥門出現(xiàn)回關(guān)時(shí)，第十一電阻上的接觸桿也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，接觸桿對(duì)地電壓u3將減小，此時(shí)閥門的回關(guān)值為：

43、

44、其中，uset為閥門設(shè)定開度對(duì)應(yīng)的接觸桿對(duì)地電壓值，當(dāng)設(shè)定開度為50％時(shí)，uset＝0.5*u2。

45、鑒于上述現(xiàn)有機(jī)械閥門回關(guān)檢測(cè)裝置存在的問(wèn)題，提出了本發(fā)明。

46、因此，本發(fā)明目的是提供一種機(jī)械閥門回關(guān)檢測(cè)裝置，其目的在于：利用歐姆定律原理將閥門開度轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)實(shí)現(xiàn)閥門開度檢測(cè)。

47、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：包括閥門機(jī)構(gòu)，其包括閥門主體、設(shè)置在所述閥門主體上的單片機(jī)、設(shè)置在所述閥門主體開關(guān)處的接觸桿，以及設(shè)置在所述閥門主體上的電阻絲；所述接觸桿與所述電阻絲相接觸。

48、本發(fā)明的有益效果：采用在閥門本體上安裝電阻絲，并將單片機(jī)和接觸桿安裝在閥盤指示機(jī)構(gòu)上，在電阻絲兩端加參考電壓，利用單片機(jī)adc引腳檢測(cè)電阻絲上的電壓實(shí)現(xiàn)閥門開度檢測(cè)，當(dāng)閥門回關(guān)值大于設(shè)定值時(shí)單片機(jī)啟動(dòng)報(bào)警電路，電路還設(shè)計(jì)了電池電壓監(jiān)視，當(dāng)電池電壓低于設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)輸出引腳輸出高電平，點(diǎn)亮紅色led燈，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并為電池充電。