一种电动执行机构与阀门连接状态检测装置及方法制造方法及图纸

本申请提出了一种电动执行机构与阀门连接状态检测装置及方法，其中，装置包括：多个信号采集传感器、信号调理电路、信号转换电路以及控制模块；每个所述信号采集传感器分别与所述信号调理电路、所述信号转换电路以及所述控制模块依次连接。方法包括：获取所述电动执行机构中的多种电信号；将所述多种电信号输入通过预先训练获得的神经网络模型，获得瞬时转矩输出值；根据所述瞬时转矩输出值与预先设置的转矩范围进行比较，判断所述电动执行机构与对应阀门的连接状态。本申请利用电流信号、电压信号以及转速信号与神经网络模型获得了电动执行机构输出轴上的瞬时转矩，基于对瞬时转矩的精确检测，实现了对电动执行机构与阀门连接状态的准确判断。

【技术实现步骤摘要】
一种电动执行机构与阀门连接状态检测装置及方法
本申请涉及信号处理及自动化控制领域，具体涉及了一种电动执行机构与阀门连接状态检测装置及方法，用于实现对电动执行机构与阀门连接状态的准确检测。
技术介绍
随着工业智能化的发展，工业生产过程的设备的自动连锁、顺控功能越来越多，在连锁启动泵、风机等设备时都需要提前连锁开启进出口电动门，例如在顺控启动湿式脱硫浆液泵时需要提前关闭浆液排放门，打开浆液泵进口电动门，在实际生产过程中，发现浆液泵进口电动门执行机构的已反馈开到位，浆液泵联启之后振动大造成碱液泵损坏，事故分析发现，浆液泵的进口电动门执行机构工作正常，但电动执行机构与阀门之间的减速机构脱开，虽然电动执行机构工作正常，但是阀门没有开启，造成重要设备的损坏，在工业生产过程中这类问题比较多，存在同样的隐患。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中的问题，本申请提出了一种电动执行机构与阀门连接状态检测装置，包括：多个信号采集传感器，被配置为采集所述电动执行机构中的多种电信号；信号调理电路，被配置为接收来自所述多个信号采集传感器的多种电信号，以进行信号预处理；信号转换电路，被配置为接收来自所述信号调理电路预处理后的多种电信号，以对所述多种电信号进行模数转换；以及控制模块，被配置为接收来自所述信号转换电路的多种电信号，以根据所述多种电信号检测所述电动执行机构与对应阀门的连接状态。在一个或多个实施例中，所述多个信号采集传感器包括：电流采集传感器、电压采集传感器以及转速采集传感器；相应的，所述多种电信号包括：电流信号、电压信号以及转速信号。在一个或多个实施例中，所述控制模块根据接收到的电流信号、电压信号以及转速信号获得瞬时转矩输出值。在一个或多个实施例中，所述控制模块还根据获得的瞬时转矩输出值与预设的转矩范围进行比较，获得所述电动执行机构与对应阀门的连接状态；其中，若所述瞬时转矩输出值大于等于所述转矩范围的上限，则确定所述电动执行机构与其对应阀门为过力矩连接；若所述瞬时转矩输出值小于等于所述转矩范围的下限，则确定所述电动执行机构与其对应阀门脱连。在一个或多个实施例中，所述信号调理电路包括：一阶低通滤波子电路、被配置为接收来自所述多个信号采集传感器的多种电信号，以滤除来自外界电场或者磁场感应出的高频噪声；电源滤波子电路，被配置为接收来自所述一阶低通滤波子电路的多种电信号，以滤除来自电源的高频噪声；量程适配子电路，被配置为接收来自所述电源滤波子电路的多种电信号，以对所述多种电信号进行量程适配；一阶有源滤波子电路，被配置为接收来自所述量程适配子电路的多种电信号，以进行再次滤波；以及缓冲子电路，被配置为接收来自所述一阶有源滤波子电路的多种电信号，以对所述多种电信号进行缓冲以及隔离下级信号转换电路。在一个或多个实施例中，所述信号转换电路包括：多路模拟信号输入通道，被配置为接收来自上级信号调理电路的多种电信号，以对所述多种电信号进行滤波；以及模数转换芯片，被配置为接收来自所述多路模拟信号输入通道的多种电信号，以对所述多种电信号进行模数转换。此外，本申请还提出了一种电动执行机构与阀门连接状态检测方法，所述检测方法包括：获取所述电动执行机构中的多种电信号；将所述多种电信号输入通过预先训练获得的神经网络模型，获得瞬时转矩输出值；将所述瞬时转矩输出值与预先设置的转矩范围进行比较，判断所述电动执行机构与其对应阀门的连接状态。在一个或多个实施例中，所述神经网络模型为BP神经网络模型；所述多种电信号包括：电流信号、电压信号以及转速信号。在一个或多个实施例中，所述将所述瞬时转矩输出值与预先设置的转矩范围进行比较，判断所述电动执行机构与其对应阀门的连接状态，包括：若所述瞬时转矩输出值大于等于所述转矩范围的上限，则确定所述电动执行机构与其对应阀门为过力矩连接；若所述瞬时转矩输出值小于等于所述转矩范围的下限，则确定所述电动执行机构与其对应阀门脱连。在一个或多个实施例中，所述检测方法还包括：当所述电动执行机构与其对应阀门为过力矩连接或脱连时，所述控制模块向所述电动执行机构发出停机信号。本申请的有益效果包括：本申请利用经预处理后的电流信号、电压信号以及转速信号输入神经网络模型，以获得瞬时转矩输出值，不但避免了直接使用力矩传感器的诸多问题，如造价高、易损坏，检测值受震动影响较大；且有稳定性好，转矩检测精度高等优点，从实现了对电动执行机构与阀门连接状态的准确判断。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。图1为本申请的一种电动执行机构与阀门连接状态检测装置的结构示意图；图2为本申请的比例分配器的电路原理图；图3为本申请的信号调理电路的电路原理图；图4为本申请的信号转换电路的电路原理图；图5为本申请的电动执行机构与阀门连接状态检测方法的工作流程图；图6为本申请的利用BP神经网络模型给出瞬时转矩输出值并做出相应判断的示意图。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请实施例进一步详细说明。需要说明的是，本申请实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本申请实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。为了解决
技术介绍
中提到的技术问题，本申请设计了一种电动执行机构与阀门连接状态检测装置及方法，具体是通过对电动执行机构输出轴上的转矩进行检测，进而将转矩与预设的转矩范围进行比较，从而实现对电动执行机构与阀门连接状态的检测。在获得电动执行机构输出轴上的转矩的过程中，本申请并申请并未采用转矩传感器，而是利用了电动执行机构中电流、电压以及转速与转矩的关系，通过采集的电流信号、电压信号以及转速信号获得了较为准确的转矩信号。以下将结合具体实施例和附图对本申请进行更加详细的说明。如图1所示，为本申请的一种电动执行机构与阀门连接状态检测装置的结构示意图。在本申请的一个实施例中，检测装置包括：多个信号采集传感器，被配置为采集所述电动执行机构中的多种电信号；信号调理电路，被配置为接收来自所述多个信号采集传感器的多种电信号，以进行信号预处理；信号转换电路，被配置为接收来自所述信号调理电路预处理后的多种电信号，以对所述多种电信号进行模数转换；以及控制模块，被配置为接收来自所述信号转换电路的多种电信号，以根据所述多种电信号检测所述电动执行机构与对应阀门的连接状态。进一步的，多个信号采集传感器包括：电流采集传感器、电压采集传感器以及转速采集传感器；相应的，多种电信号包括：电流信号、电压信号以及转速信号。具体的，每个所述信号采集传感器还分别连接有信号比例分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动执行机构与阀门连接状态检测装置，其特征在于，包括：/n多个信号采集传感器，被配置为采集所述电动执行机构中的多种电信号；/n信号调理电路，被配置为接收来自所述多个信号采集传感器的多种电信号，以进行信号预处理；/n信号转换电路，被配置为接收来自所述信号调理电路预处理后的多种电信号，以对所述多种电信号进行模数转换；以及/n控制模块，被配置为接收来自所述信号转换电路的多种电信号，以根据所述多种电信号检测所述电动执行机构与对应阀门的连接状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种电动执行机构与阀门连接状态检测装置，其特征在于，包括：
多个信号采集传感器，被配置为采集所述电动执行机构中的多种电信号；
信号调理电路，被配置为接收来自所述多个信号采集传感器的多种电信号，以进行信号预处理；
信号转换电路，被配置为接收来自所述信号调理电路预处理后的多种电信号，以对所述多种电信号进行模数转换；以及
控制模块，被配置为接收来自所述信号转换电路的多种电信号，以根据所述多种电信号检测所述电动执行机构与对应阀门的连接状态。


2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述多个信号采集传感器包括：电流采集传感器、电压采集传感器以及转速采集传感器；相应的，所述多种电信号包括：电流信号、电压信号以及转速信号。


3.如权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述控制模块根据接收到的电流信号、电压信号以及转速信号获得瞬时转矩输出值。


4.如权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述控制模块还根据获得的瞬时转矩输出值与预设的转矩范围进行比较，获得所述电动执行机构与对应阀门的连接状态；其中，
若所述瞬时转矩输出值大于等于所述转矩范围的上限，则确定所述电动执行机构与其对应阀门为过力矩连接；
若所述瞬时转矩输出值小于等于所述转矩范围的下限，则确定所述电动执行机构与其对应阀门脱连。


5.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述信号调理电路包括：
一阶低通滤波子电路、被配置为接收来自所述多个信号采集传感器的多种电信号，以滤除来自外界电场或者磁场感应出的高频噪声；
电源滤波子电路，被配置为接收来自所述一阶低通滤波子电路的多种电信号，以滤除来自电源的高频噪声；
量程适配子电路，被配置为接收来自所述电源滤波子电路的多种电信号，以对所述多种...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建松，张庆军，刘怡琳，甘良清，
申请(专利权)人：刘建松，瑞基测控设备太仓有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41