具有防雷功能的阀门定位器制造技术

一种阀门定位器，在阀门定位电路的基础上，增加前置的防雷放电电路，实现防雷放电和阀门定位双重功能。在防护设备免受雷电流和过电压破坏的同时，也保证了定位的效果。防雷放电电路包括防雷放电模块和从模块中接出的接地端子。防雷放电模块为放电管、限流电阻和钳位二极管组成的π形电路。防雷放电模块对通过导线侵入的雷电流和浪涌冲击进行快速泄流，并实现线－线间电压或线－地间电压的钳位，在保护该阀门定位器的同时，也吸收了部分干扰信号。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

具有防雷功能的阀门定位器
本技术涉及工业过程自动化设备，尤其是涉及控制阀的保护。适用于代替自控系统现场中传统的阀门定位器，同时能有效的对设备防雷保护和过电压保护。
技术介绍
在自动控制系统中，阀门定位器是调节阀、气动执行器最重要的附件之一，几乎所有的控制阀都使用了阀门定位器。 传统的阀门定位器主要包括输入，信号处理，输出和电源四个部分，其原理框图如图l所示。 通过对阀位设定信号进行的模数转换，得到数字设定值变量；阀位变化通过电位器转化为电信号，进行模数转换得到数字阀位值变量。两个变量经过计算处理，得到阀位控制信号，控制电气转换器，从而使阀位到达设定点。它是依靠数字平衡实现定位。 传统的阀门定位器的缺陷是 对通过导线侵入的雷电流不具有防护作用，设备易遭受雷击破坏； 对大电流和过电压不具有消除或抑制功能，甚至造成器件损坏。
技术实现思路
为了弥补上述缺陷，本技术提供一种阀门定位器，在实现阀门定位的同时，将雷电流泄放掉，既保证了定位的效果，也达到了对相关电子设备防雷保护和过电压保护的目的。 为达到上述目的，本技术采用如下的技术方案 采用在阀门定位电路的信号输入端，增加前置有防雷放电电路，构成具有防雷功能的阀门定位器，实现防雷放电和阀门定位双重功能。 所述阀门定位电路包括依次连接的输入模块、信号处理模块、输出模块和给前述模块供电的电源模块。所述防雷放电电路包括防雷放电模块和从模块中接出的接地端子。所述防雷放电模块为含有放电管、限流电阻和钳位二极管的n形电路。防雷放电模块对通过导线侵入的雷电流和浪涌冲击进行快速泄流，并实现线_线间电压或线_地间电压的钳位，在保护该定位器和后续设备的同时，也吸收了部分干扰信号。 所述输入模块包括采样滤波电路和放大电路。所述放大电路包括阀位控制信号的反向放大器和阀位变化信号的正向放大器。所述信号处理模块包括模数转换电路和计算处理电路。所述输出模块为减压阀、压电阀和开关阀联成的电气转换器。所述电源模块包括电压基准源，电压放大器和电荷泵。 使用本技术的技术方案优点如下 防止电子设备被雷电流冲击遭到的破坏； 防止过电压对定位器的破坏； 消除现有技术中无法消除的大电流或过电压对信号的干扰。附图说明本技术的附图说明如下 图1为现有技术的阀门定位器原理方框图。图2为本技术具有防雷功能的阀门定位器原理方框图。 图3为本技术具有防雷功能的阀门定位器实施例的电路原理方框图。 图4为防雷放电电路原理图。 图5为采样滤波和放大电路原理图。 图6为采用集成了模数转换器的单片机电路原理图。 图7为电气转换器的气动原理图。 图8为电源电路原理图。具体实施方式具有防雷功能的阀门定位器的电路原理方框图如图2所示，包括前置的防雷放电电路，及依次连接的输入模块、信号处理模块、输出模块和给输入模块、信号处理模块、输出模块供电的电源模块。 具有防雷功能的阀门定位器，在已有阀门定位器技术的基础上，增加防雷模块和接地端子的方法。在防护设备免受雷电流和过电压破坏的同时，也增强了阀门定位器抑制和消除干扰的能力。 以下结合附图，对本技术的实施例，进行详细说明。 图3是本技术具有防雷功能的阀门定位器的一个应用实施例的原理方框图。该定位器包括顺序连接的防雷放电电路、采样滤波电路、电位器、放大电路、模数转换电路、计算处理电路和电气转换器，以及对整个电路供电的电源电路。 模数转换电路对阀位设定信号和阀位变化信号进行模数转换，得到数字变量送到计算处理电路进行比较和智能计算处理，输出阀位控制信号给电气转换器，电气转换器是把控制信号转换成对应的气压输出，控制气动执行器的动作。 该定位器在实现阀门定位的同时，将雷电流泄放掉，既保证了阀门定位的效果，也达到对相关电子设备防雷保护和过电压保护的目的，同时还能抑制或消除多种干扰。 防雷放电电路 由气体放电管D8、限流电阻R17和齐纳二极管DZ2组成，电路原理如图4所示。4 20滅工业标准信号通过输入端111+/111-输入，当无雷电流和过电压时，信号直接通过防雷放电电路，进入模数转换电路；当受雷电流或过电压冲击时，放电管D8和齐纳二极管DZ2快速导通，几乎相当于短路，实现快速放电，并迅速恢复到正常状态。 采样滤波电路、电位器和放大电路 经过防雷放电后的阀位设定信号(4 20mA标准电流信号)，通过采样电阻R305和滤波电容C300，经过运算放大器U301A的反向放大，送到模数转换器；阀位变化信号通过电位器转换为电信号，通过运算放大器U301B的正向放大，也送到模数转换器中。电路原理如图5所示。 模数转换电路和计算处理电路 由集成了模数转换器的单片机U651组成，电路原理如图6所示。模数转换器把两路数字信号进行高精确度的模数转换，得到数字量信号送给微处理器进行比较并处理，计算出阀位控制信号Y0和Yl，用于控制电气转换器的输出，从而控制气动执行器。 电气转换器 主要包括一个减压阀J，两个压电阀D1、D2，四个开关阀A、B、C、D。气动原理如图7所示。来自单片机的Y0和Yl信号加在压电阀上，其电压使压电阀内的压电材料发生形变。 当来自减压阀J的压縮空气经由压电阀Dl加到开关阀A的膜片上，A阀导通时，其输出一路经过单向阀后由E 口输出到气动执行器，而另一路则直接加在开关阀D的膜片上，使D阀也处于导通状态，从F 口流出的气体经由D阀和消音器排出，此时，气动执行器推动阀杆下行。同样的，当B阀和C阀处于导通状态时，气动执行器推动阀杆上行。 由于阀A和阀B主管进气，而阀C和阀D主管排气，所以，阀A和阀B称为进气阀，阀C和阀D称为排气阀。任何时候，阀A和阀D与阀B和阀C不会同时导通。 电源电路 电源由4 20mA标准电流信号提供，电路原理如图8所示，对定位器中的放大器、单片机等需要供电的器件进行供电。电流通过电压基准源U4，产生2. 5V的基准电压，再经过运算放大器U2A的放大，产生一个6V的电压，最后通过电荷泵U1输出AVCC电源和VCC电源。 具有防雷功能的阀门定位器的主要技术指标 线性度士O. 5%F*S 放电响应时间lns 最大放电电流5KA 限制电压〈40V 放电开始电压〉30V 绝缘电阻100MQ/500VDC本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有防雷功能的阀门定位器，其特征是：包括阀门定位电路；在所述阀门定位电路的信号输入端，前置有防雷放电电路。

【技术特征摘要】
具有防雷功能的阀门定位器，其特征是包括阀门定位电路；在所述阀门定位电路的信号输入端，前置有防雷放电电路。2. 根据权利要求1所述的阀门定位器，其特征是所述阀门定位电路包括依次连接的输入模块、信号处理模块、输出模块和给前述模块供电的电源模块。3. 根据权利要求1所述的阀门定位器，其特征是所述防雷放电电路包括防雷放电模块和从模块中接出的接地端子。4. 根据权利要求3所述的阀门定位器，其特征是所述防雷放电模块为含有放电管、限流电阻和钳位二极管的n形电路。5. 根据权利要求2所述的阀门定位器，其特征是所述输入模块包括采样滤波...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅宇晨，袁敏勋，谢晓辉，
申请(专利权)人：深圳万讯自控股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]