專利名稱：智能化閥位電流變送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種電流變送器，特別是涉及一種用于閥門電動(dòng)裝置開度指示， 提高工作效率的智能化閥位電流變送器。
背景技術(shù)：
目前，普通型閥門電動(dòng)裝置開度指示有兩種類型，一種是只給現(xiàn)場(chǎng)DCS系統(tǒng)提供 行程全開和行程全關(guān)信號(hào)，在現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程操作閥門電動(dòng)裝置的時(shí)候，中間開關(guān)過程無法在 組態(tài)界面中顯示出來；另一種是不僅給現(xiàn)場(chǎng)DCS系統(tǒng)提供行程全開和行程全關(guān)信號(hào)，還提 供一個(gè)DC 4 20mA電流信號(hào)，使現(xiàn)場(chǎng)人員可以在組態(tài)界面中查看閥門電動(dòng)裝置的實(shí)時(shí)開 度，并利用遠(yuǎn)程操作對(duì)閥門進(jìn)行比較精確的控制。閥位電流變送器就是提供DC 4 20mA電 流信號(hào)的電子設(shè)備。閥位電流變送器要求適應(yīng)高、低溫以及有震動(dòng)的環(huán)境，體積相對(duì)較小、 性能穩(wěn)定、易于操作。在公知的技術(shù)中，與閥門電動(dòng)裝置的主傳動(dòng)軸相連接的行程指示機(jī)構(gòu)上的電位器 隨著主傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度變化其連入閥門電流變送器的阻值也發(fā)生變化，通過閥門電流變 送器內(nèi)部電路的一系列轉(zhuǎn)換，最終獲得反映閥門具體位置的電流信號(hào)。此電位器的三個(gè)出 線端需要連接在閥位電流變送器的接線端子上的P1、P2、P3，而且還需要區(qū)分電位器固定阻 值的兩端，否則將不能得到準(zhǔn)確的輸出電流信號(hào)。對(duì)于一般的閥位電流變送器，每次調(diào)整行程之后，如果行程全開和行程全關(guān)位置 所對(duì)應(yīng)的電流值有偏差的時(shí)候，還需要調(diào)節(jié)閥門電流變送器上面的高端調(diào)節(jié)電位器和低端 調(diào)節(jié)電位器，以保證輸出準(zhǔn)確的電流值。操作過程比較繁瑣。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種體積相對(duì)較小、安裝使 用方便、提高工作效率的智能化閥位電流變送器。本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種智能化 閥位電流變送器，包括供電電源，還設(shè)置有與供電電源相連的中央處理器，以及分別與中央 處理器相連的電壓檢測(cè)單元、輸入設(shè)定單元和電流輸出單元。所述的中央處理器采用單片機(jī)，所述的單片機(jī)的腳2與電壓檢測(cè)單元相連，腳3與 輸入設(shè)定單元，腳12依次通過第三電阻、發(fā)光二極管接地，腳13連接電流輸出單元，腳20 連接供電電源。所述的電壓檢測(cè)單元包括有功率放大器，所述的功率放大器的同相輸入端分別依 次通過第四電阻、第一電容接地；依次通過第四電阻、電位器和第一電感接地；依次通過 第四電阻、電位器、第二電感和第二十一電容接地；所述的功率放大器的反相輸入端和該放 大器的輸出端共同連接中央處理器的腳2。所述的輸入設(shè)定單元包括有與中央處理器的腳3相連的標(biāo)定按鍵。所述的電流輸出單元包括有芯片，所述的芯片的腳3通過第十五電阻連接中央處理器的腳13 ；所述的芯片的腳1和腳2相連，腳4通過第五電阻接地，腳5和腳6依次通過 第十電阻、第二滑動(dòng)電阻和第五電阻接地，腳14接地，腳8連接三極管的基極，腳9連接三 極管的集電極，腳10和腳11連接12V電源，該兩個(gè)腳還通過第九電容接地，三極管的發(fā)射 極依次通過二極管、第九電阻和第三電感至輸出端，三極管的集電極通過第八電阻連接12V 電源，該集電極還依次通過第八電阻和第九電容接地，腳15通過第八電容接地，該腳還依 次通過第三滑動(dòng)電阻、第六電阻和第七電阻接地，腳16通過第七電阻接地。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本實(shí)用新型的智能化閥位電流變送器具有 以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果1、只要明確電位器的滑動(dòng)端正確接入即可，固定阻值的兩端無需區(qū)分，接入相應(yīng) 接線端子即可。標(biāo)定時(shí)，行程上限和行程下限沒有先后順序。2、只使用一個(gè)標(biāo)定鍵即可完成對(duì)行程上限和行程下限電流值的標(biāo)定。無需進(jìn)行任 何其他現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，真正實(shí)現(xiàn)“一鍵標(biāo)定”智能化操作。3、一鍵標(biāo)定式閥位電流變送器適應(yīng)高、低溫以及有震動(dòng)等惡劣環(huán)境，性能可靠、安 裝方便。

圖1是本實(shí)用新型電路框圖；圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖；圖3是本實(shí)用新型的外部殼體示意圖。圖中的標(biāo)號(hào)分別是1-供電電源；2-中央處理器；3-電壓檢測(cè)單元；4-輸入設(shè)定單元；5-電流輸出單 元；6-閥位電流變送器外殼；8-接線端子；S1標(biāo)定按鈕；L-指示燈；7-安裝固定孔。
具體實(shí)施方式
為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲列舉以下實(shí)施例，并配合 附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的智能化閥位電流變送器如下本實(shí)用新型的智能化閥位電流變送器，通過對(duì)標(biāo)定按鍵的操作和指示燈的觀察， 達(dá)到智能化標(biāo)定操作。其基本原理是在需要標(biāo)定的位置按下標(biāo)定按鍵，單片機(jī)采集此時(shí)電 阻值相應(yīng)的電壓值，并記憶住該電壓值。再通過一個(gè)電壓轉(zhuǎn)電流的芯片，將該電壓值轉(zhuǎn)換為 電流值，輸出到相應(yīng)設(shè)備。如圖1所示，本實(shí)用新型的智能化閥位電流變送器，包括供電電源1，還設(shè)置有與 供電電源1相連的中央處理器2，以及分別與中央處理器2相連的電壓檢測(cè)單元3、輸入設(shè) 定單元4和電流輸出單元5。如圖2所示，所述的中央處理器2，是本實(shí)用新型的核心部分，通過編制程序，控 制各個(gè)單元，完成變送器的功能。本實(shí)用新型的中央處理器2采用單片機(jī)IC1，型號(hào)為 P89V51RD2。所述的單片機(jī)IC1的腳2與電壓檢測(cè)單元3相連，腳3與輸入設(shè)定單元4，腳 12依次通過第三電阻R3、發(fā)光二極管L接地，腳13連接電流輸出單元5，腳20連接供電電 源1。所述的供電電源1主要包括變壓器，橋式整流電路，穩(wěn)壓芯片，采取多級(jí)降壓的方式，作用主要是為整個(gè)中央處理器和其他部分提供電源。電壓檢測(cè)單元主要是芯片IC4及一些附加的電阻電容，其目的是將外部信號(hào)轉(zhuǎn)成 電壓信號(hào)，同時(shí)濾掉可能存在的干擾信號(hào)，以便中央處理單元可以準(zhǔn)確的進(jìn)行A/D采樣，進(jìn) 行相應(yīng)的電力輸出。所述的電壓檢測(cè)單元3包括有功率放大器IC4，型號(hào)為L(zhǎng)M385。所述的功率放大器 IC4的同相輸入端分別依次通過第四電阻R4、第一電容C1接地；依次通過第四電阻R4、電 位器VR0和第一電感L1接地；依次通過第四電阻R4、電位器VR0、第二電感L2和第二十一 電容接地；所述的功率放大器IC4的反相輸入端和該放大器的輸出端共同連接中央處理器 2的腳2。所述的電壓檢測(cè)單元3目的是將外部信號(hào)轉(zhuǎn)成電壓信號(hào)，同時(shí)濾掉可能存在的干 擾信號(hào)，以便中央處理器2可以準(zhǔn)確的進(jìn)行A/D采樣，進(jìn)行相應(yīng)的電力輸出。所述的輸入設(shè)定單元4包括有與中央處理器2的腳3相連的標(biāo)定按鍵S1。其作用 就是區(qū)分按壓按鍵時(shí)間來區(qū)分目前狀態(tài)為4mA輸出或10mA輸出。所述的電流輸出單元5包括有芯片IC2，型號(hào)為MAX472。所述的芯片IC2的腳3通 過第十五電阻R15連接中央處理器2的腳13 ；所述的芯片IC2的腳1和腳2相連，腳4通過 第五電阻R5接地，腳5和腳6依次通過第十電阻R10、第二滑動(dòng)電阻VR2和第五電阻R5接 地，腳14接地，腳8連接三極管Q2的基極，腳9連接三極管Q2的集電極，腳10和腳11連 接12V電源，該兩個(gè)腳還通過第九電容C9接地，三極管Q2的發(fā)射極依次通過二極管D6、第 九電阻R9和第三電感L3至輸出端，三極管Q2的集電極通過第八電阻R8連接12V電源，該 集電極還依次通過第八電阻R8和第九電容C9接地，腳15通過第八電容C8接地，該腳還依 次通過第三滑動(dòng)電阻VR3、第六電阻R6和第七電阻R7接地，腳16通過第七電阻R7接地。 所述的電流輸出單元5作用主要是接受中央處理器2輸出的電壓信號(hào)，并按相應(yīng)的值轉(zhuǎn)化 成電流信號(hào)。如圖3所示，是本實(shí)用新型的智能化閥位電流變送器的外型圖，智能化閥位電流 變送器的電路板安裝在外殼1中。當(dāng)給智能化閥位電流變送器供給220V電壓后，通過內(nèi)部的變壓器降壓，再通過橋 式電路轉(zhuǎn)換成直流電壓，然后進(jìn)行穩(wěn)壓，為系統(tǒng)提供工作電源，由于功率放大器IC4對(duì)外圍 輸入信號(hào)進(jìn)行濾波，從而提供一個(gè)良好的信號(hào)輸入給單片機(jī)IC1進(jìn)行A/D采樣，通過標(biāo)定按 鍵S1可以設(shè)定目前閥門位置所對(duì)應(yīng)的電流值。設(shè)定后，單片機(jī)IC1將輸出相應(yīng)的電壓信號(hào)， 經(jīng)過分壓，將處理后電壓信號(hào)傳遞給芯片IC2，芯片IC2則將相應(yīng)的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信 號(hào)。本實(shí)用新型的智能化閥位電流變送器實(shí)際操作為操作智能化閥位電流變送器到 行程全關(guān)位置，按下標(biāo)定按鍵S1，直至工作指示燈L緩慢閃爍放手，通過以上電路原理的說 明可知，此時(shí)智能化閥位電流變送器輸出4mA電流信號(hào)；同理，操作智能化閥位電流變送器 到行程全開位置，按下標(biāo)定按鍵S1，直至工作指示燈L快速閃爍放手，此時(shí)智能化閥位電流 變送器輸出20mA電流信號(hào)。然后智能化閥位電流變送器由全開到全關(guān)，輸出電流在4 20mA之間連續(xù)變化，則此標(biāo)定過程結(jié)束。
權(quán)利要求一種智能化閥位電流變送器，包括供電電源(1)，其特征是還設(shè)置有與供電電源(1)相連的中央處理器(2)，以及分別與中央處理器(2)相連的電壓檢測(cè)單元(3)、輸入設(shè)定單元(4)和電流輸出單元(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化閥位電流變送器，其特征是所述的中央處理器(2) 采用單片機(jī)(ICl)，所述的單片機(jī)(ICl)的腳2與電壓檢測(cè)單元(3)相連，腳3與輸入設(shè)定 單元(4)，腳12依次通過第三電阻(R3)、發(fā)光二極管(L)接地，腳13連接電流輸出單元(5)， 腳20連接供電電源(I)0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化閥位電流變送器，其特征是所述的電壓檢測(cè)單元(3) 包括有功率放大器(IC4)，所述的功率放大器(IC4)的同相輸入端分別依次通過第四電阻 (R4)、第一電容(Cl)接地；依次通過第四電阻(R4)、電位器(VRO)和第一電感(Li)接地； 依次通過第四電阻(R4)、電位器(VRO)、第二電感(L2)和第二十一電容接地；所述的功率放 大器(IC4)的反相輸入端和該放大器的輸出端共同連接中央處理器(2)的腳2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化閥位電流變送器，其特征是所述的輸入設(shè)定單元(4) 包括有與中央處理器(2)的腳3相連的標(biāo)定按鍵(Si)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化閥位電流變送器，其特征是所述的電流輸出單元(5) 包括有芯片(IC2)，所述的芯片(IC2)的腳3通過第十五電阻(R15)連接中央處理器(2)的 腳13 ；所述的芯片(IC2)的腳1和腳2相連，腳4通過第五電阻(R5)接地，腳5和腳6依 次通過第十電阻(R10)、第二滑動(dòng)電阻(VR2)和第五電阻(R5)接地，腳14接地，腳8連接三 極管(Q2)的基極，腳9連接三極管(Q2)的集電極，腳10和腳11連接12V電源，該兩個(gè)腳 還通過第九電容(C9)接地，三極管(Q2)的發(fā)射極依次通過二極管(D6)、第九電阻(R9)和 第三電感(L3)至輸出端，三極管(Q2)的集電極通過第八電阻(R8)連接12V電源，該集電 極還依次通過第八電阻(R8)和第九電容(C9)接地，腳15通過第八電容(C8)接地，該腳還 依次通過第三滑動(dòng)電阻(VR3)、第六電阻(R6)和第七電阻(R7)接地，腳16通過第七電阻 (R7)接地。
專利摘要一種智能化閥位電流變送器，設(shè)置有與供電電源相連的中央處理器，分別與中央處理器相連的電壓檢測(cè)單元、輸入設(shè)定單元和電流輸出單元。中央處理器采用單片機(jī)。電壓檢測(cè)單元包括有功率放大器。輸入設(shè)定單元包括有與中央處理器的腳3相連的標(biāo)定按鍵。電流輸出單元包括有芯片。本實(shí)用新型，適應(yīng)高、低溫以及有震動(dòng)等惡劣環(huán)境，性能可靠、安裝方便。只要明確電位器的滑動(dòng)端正確接入即可，只使用一個(gè)標(biāo)定鍵即可完成對(duì)行程上限和行程下限電流值的標(biāo)定，標(biāo)定時(shí)，行程上限和行程下限沒有先后順序。
文檔編號(hào)H02M7/30GK201611852SQ20092025116
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者劉君, 楊雅靜 申請(qǐng)人:天津百利二通機(jī)械有限公司