一种轨道阀阀门阀位定位监测装置和监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种轨道阀阀门阀位定位监测装置和监测方法，解决现有阀门开度信息无法可靠远程反馈的技术问题。装置包括：物理信号转接装置，用于将与阀门开度正相关的位移变化信号转换为倾斜角度信号；角度传感器，用于受控采集所述物理信号转接装置的角度信号；加速度传感器，用于采集控制手轮运动平面内的加速度信号；处理器，用于根据所述加速度信号激活或休眠，激活后根据预置控制策略将所述角度信号形成阀门开度数据，并控制数据的发送和接收；远程通信装置，用于受控建立数据发送和接收的传输链路。将现有的阀门开度对应的有限长度量程以物理方式映射到较大的角度量程，实现采用高级传感器技术进行精确测量同时提高轨道阀运维阶段的可靠性。

A Location Monitoring Device and Method for Valve Position of Track Valve

The invention provides a positioning monitoring device and a monitoring method for the valve position of a rail valve, which solves the technical problem that the existing valve opening information can not be reliably and remotely fed back. The device includes: a physical signal transfer device for converting the displacement change signal positively related to the opening of the valve into a tilt angle signal; an angle sensor for controlled acquisition of the angle signal of the physical signal transfer device; an acceleration sensor for acquisition of the acceleration signal in the motion plane of the control handwheel; and a processor for activating or resting according to the acceleration signal. Sleeping, after activation, according to the preset control strategy, the angle signal is formed into valve opening data, and the transmission and reception of the data are controlled. The remote communication device is used to establish the transmission link of data transmission and reception under control. The limited length range corresponding to the opening of the existing valve is physically mapped to a larger angle range to achieve accurate measurement using advanced sensor technology and improve the reliability of the operation and maintenance stage of the rail valve.

【技术实现步骤摘要】
一种轨道阀阀门阀位定位监测装置和监测方法
本专利技术涉及信号检测
，具体涉及一种轨道阀阀门阀位定位监测装置。
技术介绍
现有技术中，轨道阀作为单阀座双向密封的球阀综合了闸阀、球阀、截止阀和旋塞阀的优点，在输气管道上广泛应用。轨道阀通常配置有反馈阀门阀位的反馈器。例如一种指示杆反馈器，控制手轮控制轨道阀的阀杆转动，在阀杆顶部设置有联动的阀门开度指示杆和作为刻度基准的顶部基座(保持位置固定)，阀门开度指示杆上设置有开度刻度。随着控制手轮的转动带动控制阀杆作轴向位移，阀门开度指示杆随控制阀杆运动而(轴向)移动，阀门开度指示杆上的刻度相对顶部基座发生变化。反馈器配合现场PLC(可编程逻辑电路)系统可实现阀门开关状态的远程反馈，为监控系统提供相应的阀门位置信号输出。但受现有轨道阀结构限制，集成的反馈器主要用于现场操作人员观察，直接与PLC系统结合采样精度有限，而且现场PLC系统与传感器间的线缆敷设受到控制手轮操作干扰，会对管道上附属设施的装卸造成不良影响。采用其他非接触式传感器进行信号采集存在恶劣工况中的运行可靠性问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术实施例提供一种轨道阀阀门阀位定位监测装置和监测方法，解决现有阀门开度信息无法可靠远程反馈的技术问题。本专利技术实施例的轨道阀阀门阀位定位监测装置，包括：物理信号转接装置，用于将与阀门开度正相关的位移变化信号转换为倾斜角度信号；角度传感器，用于受控采集所述物理信号转接装置的角度信号；加速度传感器，用于采集控制手轮运动导致的加速度信号；处理器，用于根据所述加速度信号激活或休眠，激活后根据预置控制策略将所述角度信号形成阀门开度数据，并控制数据的发送和接收。远程通信装置，用于受控建立数据发送和接收的传输链路本专利技术一实施例中，所述处理器中部署：用户侧请求响应模块，用于响应上位系统的请求，接收配置数据、发送采集数据。本专利技术一实施例中，所述角度传感器包括第一角度传感器和第二角度传感器，所述第一角度传感器在所述物理信号转接装置的刚性结构与水平面夹角最小夹角时进行调零，同时所述第二角度传感器在所述物理信号转接装置的所述刚性结构与水平面为最大夹角时进行调零。本专利技术一实施例中，所述沿所述物理信号转接装置的刚性结构延伸方向间隔设置一组加速度传感器。本专利技术一实施例中，所述物理信号转接装置包括支撑架、第一铰接基座、第二铰接基座和伸缩导杆，所述支撑架沿顶部基座径向方向延伸，所述支撑架一端固定在所述顶部基座侧壁上，所述支撑架另一端固定所述第一铰接基座，阀门开度指示杆的顶部固定所述第二铰接基座，所述伸缩导杆的一端与所述第一铰接基座铰接，所述伸缩导杆的另一端与所述第二铰接基座铰接。本专利技术一实施例中，所述靠近所述伸缩导杆的一端设置所述第一角度传感器，靠近所述伸缩导杆的另一端设置所述第二角度传感器，在所述伸缩导杆的套管外壁上沿轴向间隔设置第一加速度传感器和第二加速度传感器。本专利技术一实施例中，所述物理信号转接装置包括支撑架、第一铰接基座、第二铰接基座、延长导板和放大导板，所述支撑架沿顶部基座径向方向延伸，支撑架一端固定在所述顶部基座侧壁上，所述支撑架另一端固定所述第一铰接基座，阀门开度指示杆的顶部固定所述第二铰接基座，所述延长导板和所述放大导板位于同一平面且相互间近端铰接，所述延长导板的远端与所述第二铰接基座铰接，所述放大导板在靠近近端的位置与所述第一铰接基座铰接。本专利技术一实施例中，靠近所述延长导板的远端设置所述第一角度传感器，靠近所述放大导板的远端设置所述第二角度传感器，在所述延长导板上沿延伸方向间隔设置第一加速度传感器和第二加速度传感器。本专利技术一实施例中，利用所述的轨道阀阀门阀位定位监测装置的监测方法，包括：加电初始化所述轨道阀阀门阀位定位监测装置，所述处理器进入休眠模式并等待所述加速度传感器输入的触发信号。所述处理器根据所述触发信号切换至工作模式，接收所述角度传感器输入的实时角度信号。所述处理器根据所述预置控制策略处理实时将所述角度信号形成所述阀门开度数据。所述处理器控制所述远程通信装置建立所述传输链路上传所述阀门开度数据。所述处理器根据所述预置控制策略判断控制手轮导致的加速特征，择机切换至所述休眠模式。本专利技术一实施例中，所述所述处理器根据所述预置控制策略判断控制手轮导致的加速特征，择机切换至所述休眠模式包括：所述处理器接收上位系统状态确认数据，判断所述上位系统是否确认轨道阀阀位控制到位；当所述上位系统确认所述轨道阀阀位控制到位时，所述处理器根据所述预置控制策略形成的所述阀门开度数据校验所述轨道阀阀位是否控制到位；当所述处理器校验判断所述轨道阀阀位控制到位时，设定所述工作模式的持续时长，当所述持续时长内收到所述加速度传感器输入的所述触发信号时，加倍延长所述工作模式的所述持续时长，当所述持续时长内未收到所述加速度传感器输入的所述触发信号时，所述处理器切换至所述休眠模式并等待所述加速度传感器输入的所述触发信号。本专利技术实施例的轨道阀阀门阀位定位监测装置和监测方法将现有的阀门开度对应的有限长度量程以物理方式映射到较大的角度量程，实现采用高级传感器技术进行精确测量同时提高轨道阀运维阶段的可靠性。通过处理器与传感器的配合可以适时切换工作模式，有效控制采集通道和通信链路的系统开销和功率，节省集成电池的电力避免消耗电池寿命，延长装置整体的无故障工作时长，有效延长运维阶段的巡检周期，降低人力成本。附图说明图1所示为本专利技术一实施例轨道阀阀门阀位定位监测装置的架构示意图。图2所示为本专利技术一实施例轨道阀阀门阀位定位监测装置中物理信号转接装置的结构示意图。图3所示为本专利技术一实施例轨道阀阀门阀位定位监测装置中物理信号转接装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明白，以下结合附图及具体实施方式对本专利技术作进一步说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术一实施例轨道阀阀门阀位定位监测装置如图1所示。在图1中，本实施例包括：物理信号转接装置10，用于将与阀门开度正相关的位移变化信号转换为倾斜角度信号。物理信号转接装置通过在阀门开度指示杆和顶部基座间建立可调节角度的刚性结构将阀门开度指示杆的行程转换为刚性结构的倾斜角度，利用倾斜角度测量的较宽量程对应阀门开度指示杆行程的较小量程，以反映行程的细微变化。角度传感器20，用于受控采集物理信号转接装置的角度信号。角度传感器可以采用集成模数转换输出的倾斜仪、测斜仪、水平仪或倾角计。角度信号是指在确定方向上与水平面的夹角。加速度传感器30，用于采集控制手轮运动导致的加速度信号。加速度传感器可以采用MEMS工艺的单轴或三轴加速度传感器。控制手轮运动会导致反馈器作出动作。处理器40，用于根据加速度信号激活或休眠，激活后根据预置控制策略将角度信号形成阀门开度数据，并控制数据的发送和接收。处理器可以采用DSP(DigitalSignalProcessing)数字信号处理器、FPGA(Field-ProgrammableGateArray)现场可编程门阵列、MCU(MicrocontrollerUnit)系统板、So本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道阀阀门阀位定位监测装置，其特征在于，包括：物理信号转接装置，用于将与阀门开度正相关的位移变化信号转换为倾斜角度信号；角度传感器，用于受控采集所述物理信号转接装置的角度信号；加速度传感器，用于采集控制手轮运动导致的加速度信号；处理器，用于根据所述加速度信号激活或休眠，激活后根据预置控制策略将所述角度信号形成阀门开度数据，并控制数据的发送和接收；远程通信装置，用于受控建立数据发送和接收的传输链路。

【技术特征摘要】
1.一种轨道阀阀门阀位定位监测装置，其特征在于，包括：物理信号转接装置，用于将与阀门开度正相关的位移变化信号转换为倾斜角度信号；角度传感器，用于受控采集所述物理信号转接装置的角度信号；加速度传感器，用于采集控制手轮运动导致的加速度信号；处理器，用于根据所述加速度信号激活或休眠，激活后根据预置控制策略将所述角度信号形成阀门开度数据，并控制数据的发送和接收；远程通信装置，用于受控建立数据发送和接收的传输链路。2.如权利要求1所述的轨道阀阀门阀位定位监测装置，其特征在于，所述处理器中部署：用户侧请求响应模块，用于响应上位系统的请求，接收配置数据、发送采集数据。3.如权利要求1所述的轨道阀阀门阀位定位监测装置，其特征在于，所述角度传感器包括第一角度传感器和第二角度传感器，所述第一角度传感器在所述物理信号转接装置的刚性结构与水平面夹角最小夹角时进行调零，同时所述第二角度传感器在所述物理信号转接装置的所述刚性结构与水平面为最大夹角时进行调零。4.如权利要求1所述的轨道阀阀门阀位定位监测装置，其特征在于，所述沿所述物理信号转接装置的刚性结构延伸方向间隔设置一组加速度传感器。5.如权利要求1所述的轨道阀阀门阀位定位监测装置，其特征在于，所述物理信号转接装置包括支撑架、第一铰接基座、第二铰接基座和伸缩导杆，所述支撑架沿顶部基座径向方向延伸，所述支撑架一端固定在所述顶部基座侧壁上，所述支撑架另一端固定所述第一铰接基座，阀门开度指示杆的顶部固定所述第二铰接基座，所述伸缩导杆的一端与所述第一铰接基座铰接，所述伸缩导杆的另一端与所述第二铰接基座铰接。6.如权利要求5所述的轨道阀阀门阀位定位监测装置，其特征在于，所述靠近所述伸缩导杆的一端设置所述第一角度传感器，靠近所述伸缩导杆的另一端设置所述第二角度传感器，在所述伸缩导杆的套管外壁上沿轴向间隔设置第一加速度传感器和第二加速度传感器。7.如权利要求1所述的轨道阀阀门阀位定位监测装置，其特征在于，所述物理信号转接装置包括支撑架、第一铰接基座、第二铰接基座、延长...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑶，谭松玲，陈涛涛，王庆余，钱迪，苏峥，
申请(专利权)人：北京市燃气集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11