CN100462886C - 行程控制器 - Google Patents
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Abstract
一种行程控制器，包括行程输入轴、行程输入齿轮、底座，还包括由光电传感器取码电路和电平转换电路组成的控制电路，采用光电转换原理，由光电传感器取码电路连续读出与码盘旋转位置相对应的二进制16位绝对编码，并送至电平转换电路，通过光耦器将电平信号整形，转换成0～30V电压输出到本行程控制器外的控制系统，将行程输出轴的角位移转换成相应的数字量，以此确认阀门的绝对位置；光电传感器取码电路的输出端连接电平转换电路的输入端，光电传感器取码电路、电平转换电路分别为16组，一个光电传感器与一个电平转换电路组成一组。本发明具有断电记忆功能、精度高、体积小，环境温度为-25～70℃。广泛用于电力、冶金、石油等领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种行程控制器，尤其是涉及一种采用光电转换的原理，由16位绝对编码控制驱动闸阀及各种调节阀的高精度行程控制装置。
背景技术
传统的行程控制器大多为纯机械式，采用多级计数器齿轮进位原理，由末级齿轮带动微动开关或硬触点开关来控制。其结构复杂、体积和质量都较庞大，只能向机外的控制系统输出极限位置的接点信号，而无中间位置信号的输出，则无法控制其中间位置。另有一种增量式电子行程控制器，通过霍尔原件产生脉冲来确定位置。其结构简单，成本低廉。上述行程控制器有的不具备断电记忆功能，必须用电池来记忆行程，给维护带来麻烦；有的精度较低，或者需要在闸阀或多种调节阀的阀门上调整行程，工作效率低、环境差，劳动强度大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种采用光电转换原理，由16位绝对编码来控制驱动各种调节阀的高精度行程控制器。
为解决上述技术问题，本发明的一种行程控制器，包括行程输入轴、行程输入齿轮、底座，还包括由光电传感器取码电路和电平转换电路组成的控制电路，在行程输出轴上固接着行程输入齿轮、第一底层计数齿轮，在所述第一底层计数齿轮上固定着第1～4位码盘，与该第一底层计数齿轮相啮合的齿轮带动第二底层计数齿轮转动，在所述第二底层计数齿轮上固定着第5～8位码盘，与所述第二底层计数齿轮相啮合的第二中间齿轮带动第一顶层计数齿轮转动，在该第一顶层计数齿轮上固定着第9～12位码盘，与该第一顶层计数齿轮相啮合的第一中间齿轮带动第二顶层计数齿轮转动，第13～16位码盘固定在所述第二顶层计数齿轮上，当行程输出轴带动码盘转动时，通过所述光电传感器取码电路连续读出与码盘旋转位置相对应的二进制16位绝对编码，并送至电平转换电路，通过光耦器将电平信号整形，转换成0～30V电压输出到本行程控制器外的控制系统，从而将行程输出轴的角位移转换成相应的数字量，以此确认阀门的绝对位置。
作为本发明的一种改进，所述光电传感器取码电路包括光电传感器、第一电阻、第二电阻，其中，第一电阻连接在光电传感器的发光端，第二电阻连接在光电传感器的光敏端，光电传感器的输出端通过第一接线端子或第二接线端子、反向器连接到电平转换电路的输入端；所述电平转换电路包括光耦器和第三电阻，所述第三电阻连接在光耦器的发光端。
作为本发明的另一种改进，所述光电传感器取码电路、电平转换电路分别为16组，一个光电传感器与一个电平转换电路组成一组。
作为本发明的进一步改进，屏蔽罩与底座相固接，两个电路板分别通过立柱与底座相固接。
本发明采用光电转换原理，由格雷码码盘通过齿轮进位实现16位绝对编码，当行程输出轴带动码盘转动时，16只光电传感器可连续输出与码盘旋转位置相对应的一组二进制16位绝对编码，将行程输出轴的角位移转换成相应的数字量，即“0”为低电平，表示数字量“0”；5～30V直流电压为高电平，表示数字量“1”，将0～30V直流电压输出到本控制器外的控制系统中，以此来控制阀门的绝对位置。本发明具有断电记忆功能，不需使用电池，免维修，其中间位置以及极限位置均有信号输出，控制精度高。这种四进位绝对编码式的电子行程控制器具有控制可靠、体积小、重量轻、成本低的显著特点。可在-25℃～70℃的环境温度下使用。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1为本发明的一种行程控制器的结构示意图。
图2为本发明的一种行程控制器的电气原理图。
具体实施方式
参见图1，本发明的一种行程控制器包括行程输入轴30、行程输入齿轮32、底座1，还包括由光电传感器取码电路和电平转换电路组成的控制电路，在行程输出轴30上固接着行程输入齿轮32、底层计数齿轮5，在所述底层计数齿轮5上固定着第1～4位码盘26，与底层计数齿轮5相啮合的齿轮带动底层计数齿轮20转动，在底层计数齿轮20上固定着第5～8位码盘27，与所述底层计数齿轮20相啮合的齿轮18带动顶层计数齿轮14转动，在顶层计数齿轮14上固定着第9～12位码盘28，与顶层计数齿轮14相啮合的齿轮17带动顶层计数齿轮21转动，第13～16位码盘29固定在顶层计数齿轮21上，当行程输出轴30带动码盘转动时，通过所述光电传感器取码电路连续读出与码盘旋转位置相对应的二进制16位绝对编码，并送至电平转换电路，通过光耦器将电平信号整形，转换成0～30V电压输出到本行程控制器外的控制系统，从而将行程输出轴的角位移转换成相应的数字量，以此确认阀门的绝对位置。
参见图2，所述光电传感器取码电路包括光电传感器G、第一电阻R1、第二电阻R2，其中，第一电阻R1连接在光电传感器G的发光端，第二电阻R2连接在光电传感器G的光敏端，光电传感器G的输出端通过第一接线端子J1或第二接线端子J2连接到电平转换电路的输入端；所述电平转换电路包括光耦器P和第三电阻R3，所述第三电阻R3连接在光耦器P的发光端。
所述光电传感器取码电路、电平转换电路分别为16组，一个光电传感器与一个电平转换电路相连成为一组。所述码盘以采用四片独立的格雷码盘为佳。所述光电传感器为16只，分别采用反射式光电传感器为宜。
屏蔽罩11与底座1相固接，电路板12、24分别通过立柱与底座1相固接。
本发明采用16位绝对编码，将行程输出轴的角位移转换成0～30V直流电压输出，从而控制阀门的绝对位置，与传统的行程控制器相比，其精度显著提高，性能可靠，体积小，成本低。广泛用于电力、石油、化工、冶金、水利和污水处理等领域。
Claims (5)
1.一种行程控制器，包括行程输入轴(30)、行程输入齿轮(32)、底座(1)，其特征在于：还包括由光电传感器取码电路和电平转换电路组成的控制电路，在所述行程输出轴(30)上固接着行程输入齿轮(32)、第一底层计数齿轮(5)，在所述第一底层计数齿轮(5)上固定着第1～4位码盘(26)，与第一底层计数齿轮(5)相啮合的齿轮带动第二底层计数齿轮(20)转动，在所述第二底层计数齿轮(20)上固定着第5～8位码盘(27)，与所述第二底层计数齿轮(20)相啮合的第二中间齿轮(18)带动第一顶层计数齿轮(14)转动，在第一顶层计数齿轮(14)上固定着第9～12位码盘(28)，与所述第一顶层计数齿轮(14)相啮合的第一中间齿轮(17)带动第二顶层计数齿轮(21)转动，第13～16位码盘(29)固定在第二顶层计数齿轮(21)上，当行程输出轴(30)带动码盘转动时，通过所述光电传感器取码电路连续读出与码盘旋转位置相对应的二进制16位绝对编码，并送至电平转换电路，通过光耦器将电平信号整形，转换成0～30V电压输出到本行程控制器外的控制系统，从而将行程输出轴的角位移转换成相应的数字量，以此确认阀门的绝对位置。
2.根据权利要求1所述的行程控制器，其特征在于：所述光电传感器取码电路包括光电传感器(G)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)，其中，第一电阻(R1)连接在光电传感器(G)的发光端，第二电阻(R2)连接在光电传感器(G)的光敏端，光电传感器(G)的输出端通过第一接线端子(J1)或第二接线端子(J2)、反向器(A)连接到电平转换电路的输入端。
3.根据权利要求1所述的行程控制器，其特征在于：所述电平转换电路包括光耦器(P)和第三电阻(R3)，所述第三电阻(R3)连接在光耦器(P)的发光端。
4.根据权利要求1～2中任一项权利要求所述的行程控制器，其特征在于：所述光电传感器取码电路、电平转换电路分别为16组，一个光电传感器与一个电平转换电路组成一组。
5.根据权利要求1所述的行程控制器，其特征在于：屏蔽罩(11)与底座(1)相固接，电路板(12、24)分别通过立柱与底座(1)相固接。
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