近场RF供电的电子阀致动器制造技术

一种近场供能的电子阀致动器，包括功率接收器，当致动器无法获得常规电源时，该功率接收器能够使用从(诸如膝上型计算机或智能蜂窝电话手机)外部装置接收的无线射频能量来为控制电子器件供电，从而能够在外部装置和控制电子器件之间交换数据。实施例还使得能够在无线供能期间在控制电子器件和非易失性存储器之间进行数据交换。例如，在向客户交付之前的致动器的初始配置期间，在无电维护期间，可以交换数据，以检索由控制电子器件存储的运行日志信息，和/或检索由位置传感器测量的阀位置信息和/或当由于致动器或阀故障而导致电力中断时来自致动器的故障相关数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】近场RF供电的电子阀致动器相关申请本申请要求2018年10月19日递交的美国专利申请No.16/165,040的优先权，该专利申请的全部内容通过引用并入本文以用于所有目的。
本专利技术涉及控制诸如阀致动器的位置控制装置，更具体地，涉及电驱动的阀致动器。
技术介绍
控制阀和控制阀致动器在许多工业中得到广泛应用，例如所有类型的发电、石油和石化、纺织、造纸和食品加工。控制阀通常被用于直接和/或间接控制开环或闭环系统内的温度、压力和流量。控制阀的运行通常涉及相对于阀内的固定阀座定位阀塞，由此经由用于将阀塞移动到期望的控制位置的杆，致动器直接被联接到阀塞。阀杆的动作可以是线性的或旋转的，这取决于阀是线性阀还是旋转阀。应当注意，这里经常提到由致动器施加到阀杆的“扭矩”。然而，应当理解，除非上下文另有要求，否则根据阀致动器的实施方式是旋转的还是线性的，本文所用的术语“扭矩”也指线性位移力。类似地，根据阀杆和致动器的构造，阀致动“速度”可以指线性速度或旋转速度。此外，应当理解，本文所用的术语“阀杆”并不限于旋转运行的阀杆，而是一般地是指阀的任何机械元件。该阀由阀致动器操纵以调节阀打开或关闭的程度。在最简单的情况下，阀致动器可以是纯机械的。然而，通常方便的是，气动地或电力地控制阀致动器，以便提供远程控制和/或监测。这可以允许阀被置于远程的、危险的、易燃的和/或有毒的环境中，和/或位于不方便或难以到达的位置中。由于它们在远程和/或恶劣环境中的潜在的实施以及总体来说长期可靠性考虑，许多远程控制的致动器仅包括它们的壳体的一些良好密封的穿孔，通常用于主电力输入、远程数据通信和对阀的机械连接。阀致动器的远程控制可以是“手动的”，例如通过调节电位计。在其它情况下，阀致动器的功能包括车载控制电子器件，其使得致动器能够执行更复杂的任务，而不需要立即的、本地的、人为干预，例如过程控制、调节、速度/扭矩曲线的实施，和/或紧急切断。通常，在这种致动器中的控制电子器件能够与远程便携计算机和/或其它这种装置通信并由其控制。电子控制的致动器通常需要在运行之前将应用设置、速度/扭矩曲线和/或其它数据输入到它们的控制电子器件中，使得致动器可以正确地工作。该数据列举而言可包括打开位置、关闭位置、扭矩跳闸极限(以防止向阀施加超过其运行极限的扭矩)、运行速度或速度曲线、和/或用于通信和用于数据输入和输出的选项设置。通常，电控致动器由在安装地点提供给致动器的外部电源供电，例如三相交流(AC)电力线、单相交流(AC)电力线或24-250V直流(DC)电力系统。一旦控制电子器件被上电和通电，致动器就准备好经由本地控制站或诸如便携计算机的外部设备输入配置信息和/或检索存储的数据。除了配置信息之外，例如当对系统故障进行故障检修时，可以从致动器控制电子器件检索状态和警报信息。一旦致动器被供电，则这种状态和警报信息可以被显示在本地控制显示器上，如果可能，或者远程地被捕获到诸如便携计算机的装置上。在这些数据交换功能中的任何一个可以发生之前，必须向控制电子器件供电。然而，可能存在将数据输入到所需的电子致动器中或从所需的电子致动器检索数据的情况，但将电源连接到致动器是不方便的或不可能的。这种情况可能发生的一些实例是：·在准备新购买的致动器以递送给用户期间。·在致动器的维护周期期间。·在用户提供的电源在终端用户安装处发生故障的情况下。在本地电源不可用于为致动器供电的这些情况下，可能难以或不可能与电致动器的控制电子器件交换数据。因此，需要一种用于在不方便或不可能将致动器连接到常规电源时与电子阀致动器的控制电子器件交换数据的设备(apparatus)和方法。
技术实现思路
本专利技术是一种用于在不方便或不可能将致动器连接到常规电源时与阀致动器的控制电子器件交换数据的设备和方法。根据本专利技术，致动器包括射频(RF)功率接收器，其被配置为从外部通信装置接收射频能量，并将能量传递到致动器控制电子设备，从而使控制电子设备能够与外部通信装置无线地交换状态信息，例如阀位置和/或当前施加的扭矩。致动器还能够从外部通信设备接收命令，将数据存储在致动器的非易失性存储器中，并且向外部通信装置报告先前已经存储在非易失性存储器中的数据。在实施例中，外部通信装置是诸如便携计算机或蜂窝电话手机之类的被配置用于“近场”通信的装置。在这些实施例的一些中，外部通信装置可以用作阀致动器的临时的本地诊断和控制面板。在实施例中，致动器被封闭在非导电外壳内(诸如塑料外壳)，或者非导电板被提供靠近功率接收器的能量接收部分。例如，铝外壳可以设置有用于RF磁导率的非导电窗。在各种实施例中，控制电子器件被配置为接收和存储配置指令和/或参数(例如在递送给用户之前的初始配置期间)。在其它实施例中，控制电子器件被配置成维护包含反映致动器和/或相关联的阀的运行健康的运行数据的日志，并且在常规电源不可用于致动器的维护周期期间从日志检索数据并与外部通信装置交换数据。在其它实施例中，控制电子器件被配置成报告当前状态，和/或存储和报告状态历史和/或其它故障相关数据，该数据可有助于在致动器和/或相关联的装置的故障已经发生并且供电因此已经被切断时确定状态和诊断问题。本专利技术的第一总体方面是近场射频(RF)供电的电子阀致动器。该阀致动器包括壳体、包含在该壳体内的控制电子器件、以及位于该壳体内与该控制电子器件进行数据和电力通信的近场功率接收器。所述近场功率接收器包括天线，当电能未被施加到所述阀致动器的电力输入端口时，所述天线被配置成从外部装置接收射频能量，该外部装置位于所述近场功率接收器附近但在所述壳体的外部。所述近场功率接收器被配置为将所述接收的功率传送到所述控制电子器件，与所述控制电子器件交换数据，以及与所述外部部装置无线地交换数据。实施例还包括阀位置传感器，其被配置成向控制电子器件提供与阀位置相关的信息，控制电子器件由此能够将与阀位置相关的信息无线地传送到外部装置。上述实施例中的任何一个还可以包括与所述控制电子器件进行数据通信的非易失性存储器，所述控制电子器件由此能够在非易失性存储器和外部装置之间无线地交换数据。在上述实施例的任何一个中，壳体可由不导电材料制成。在这些实施例的一些中，壳体是塑料壳体。在上述实施例中的任一者中，所述壳体可为金属壳体，且所述壳体可进一步包括不导电区段，该区段不导通电，所述不导电区段位于所述近场功率接收器的所述天线附近，借此使得所述天线能够从所述外部装置接收所述射频能量。在上述实施例中的任何一个中，近场功率接收器可以被配置为经由近场通信接收功率并且与外部装置交换数据。在上述实施例的任一个中，当电能被施加到阀致动器的电力输入端口时，致动器能够与外部装置无线地交换数据。本专利技术的第二总的方面是一种当电能未施加到阀致动器的电力输入端口时与阀致动器的控制电子器件交换数据的方法。该方法包括：a.将外部装置放置在所述致动器的近场功率接收器附近，由此所述外部装置和所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由近场RF供能的电子阀致动器，包括：/n壳体；/n控制电子器件，包含在所述壳体内；以及/n近场功率接收器，位于所述壳体内与所述控制电子器件进行数据和功率通信，/n所述近场功率接收器包括天线，所述天线被配置成当电能未被施加到所述阀致动器的电力输入端口时，从位于所述近场功率接收器附近但在所述壳体外的外部装置接收射频能量，/n所述近场功率接收器被配置为将所述接收的功率传送到所述控制电子器件，与所述控制电子器件交换数据，以及与所述外部装置无线地交换数据。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181019 US 16/165,0401.一种由近场RF供能的电子阀致动器，包括：
壳体；
控制电子器件，包含在所述壳体内；以及
近场功率接收器，位于所述壳体内与所述控制电子器件进行数据和功率通信，
所述近场功率接收器包括天线，所述天线被配置成当电能未被施加到所述阀致动器的电力输入端口时，从位于所述近场功率接收器附近但在所述壳体外的外部装置接收射频能量，
所述近场功率接收器被配置为将所述接收的功率传送到所述控制电子器件，与所述控制电子器件交换数据，以及与所述外部装置无线地交换数据。


2.根据权利要求1所述的致动器，还包括阀位置传感器，所述阀位置传感器被配置成向所述控制电子器件提供与所述阀位置相关的信息，所述控制电子器件由此能够将与所述阀位置相关的所述信息无线地传送到所述外部装置。


3.根据权利要求1或2所述的致动器，还包括与所述控制电子器件进行数据通信的非易失性存储器，所述控制电子器件由此能够在所述非易失性存储器与所述外部装置之间无线地交换数据。


4.根据前述权利要求中任一项所述的致动器，其中所述壳体由不导电材料制成。


5.根据权利要求4所述的致动器，其中所述壳体是塑料壳体。


6.根据权利要求1到3中任一项所述的致动器，其中所述壳体是金属壳体，且所述壳体进一步包括不导电区段，所述不导电区段位于所述近场功率接收器的所述天线附近，借此使得所述天线能够从所述外部装置接收所述射频能量。


7.根据前述权利要求中任一项所述的致动器，其中所述近场功率接收器被配置为经由近场通信接收功率并与所述外部装置交换数据。


8.根据前述权利要求中任一项所述的致动器，其中，当电能被施加到所述阀致动器的所述电力输入端口时，所述致动器能够与所述外部装置无线地交换数据。


9.一种在电能未施加到阀致动器的电力输入端口时与所述阀致动器的控制电子器件交换数据的方法，所述方法包括：
将外部装置放置在所述致动器的近场功率接收器附近，由此所述外部装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·D·奥兰德，D·E·卡尔森，M·A·鲁莫尔，P·R·卡彭特，
申请(专利权)人：福斯管理公司，
类型：发明
国别省市：美国;US