[发明专利]用于阀系统的传感器以及相关组件、系统和方法

说明书

本发明公开了一种阀系统，包括：至少一个部件，该部件包括导电材料件；以及至少一个电感数字转换器（LDC），该电感数字转换器被构造成无线地感测导电材料件的至少一个属性并且将与该至少一个属性相关联的值转发至阀系统的控制系统。感测阀系统的部件的位置的方法包括利用至少一个电感数字转换器（LDC）传感器来无线地感测阀系统的部件的导电材料件的至少一个属性。

技术领域

本公开内容一般涉及用于与包括阀和阀动器中的一个或多个的阀系统一起使用的传感器，并且更具体地涉及用于检测阀系统的一个或多个部件的特性的传感器以及相关系统、组件和方法。

背景技术

阀包括用于液体和气体的装置。用于使阀元件在阀内移动的阀动器可以被机械地操作。阀动器被用于操作阀并且被制造成多种形状、大小、形式并具有多种用途。阀动器可以被手动驱动、电驱动、通过流体压力进行操作，其中，轴直接地或者间接地连接至流体操作活塞或其它液压系统。例如，阀动器可以被手动地驱动、通过流体压力进行操作，其中，轴直接地或间接地连接至流体操作活塞，或者由电液压构件或电流体机构驱动。常规的阀动器包括电驱动的输入轴，该电驱动的输入轴能够在相对低转矩的情况下以相对高的速度旋转。通过减少诸如蜗轮或螺旋螺纹和螺母等齿轮，该输入轴可以使相对高转矩、低速度的输出轴旋转。

为了操作并监测阀系统，一个或多个传感器可以被实施以便监测阀系统的各种部件的位置。例如，传感器可以用于测量各种阀部件（诸如，阀、阀杆）的位置以及用于操作该阀的阀动器的各种部件的位置。另外的传感器可以用于监测阀动器的各种部件以便确定由致动器控制的致动器或阀中的一个或多个的位置。

用于测量阀构件（例如，旋转阀构件）的位置的一个常规方案涉及旋转编码器。旋转编码器包括增量式编码器和绝对式编码器。

增量式编码器用于测量轴的旋转变化。基本的增量式编码器包括具有大量径向绘制的线的盘。当绘制的线被感测时光电二极管或其他传感器产生电脉冲。计算机（或其他处理器）追踪该脉冲以便确定盘的位置，并且进而确定盘附接至该盘的轴的位置。利用增量式编码器，如果计算机失去电力，则当电力恢复时通常会丢失位置信息，除非该位置信息在断电期间已经以其他方式被备份和/或没有更改。

绝对式编码器不需要电源来保持位置信息。绝对式编码器为旋转轴的每一个不同角度产生唯一的数字代码。绝对式编码器能够是单个轮或多个轮，其每一个具有机械加工至轮中的复杂图案。一个或多个轮通过所讨论的轴的移动而旋转并且多个不同角度位置能够被在一个或多个轮上的图案所识别。

在阀系统中，甚至可以使用另外的位置传感器来监测用户向控制系统中的输入。这样的控制系统（或其至少一部分）通常定位在阀动器的外部壳体上以用于通过人机界面（HMI）控制通过连接至该阀动器的阀的流动。这样的控制系统使得用户能够控制阀动器的各种功能和构造，在阀动器上运行诊断程序，并且检查阀动器的状态。

发明内容

在一些实施例中，本公开内容包括阀系统，该阀系统包括：至少一个部件，该至少一个部件包括导电材料件；以及至少一个电感数字转换器（LDC）传感器，该至少一个电感数字转换器（LDC）传感器与至少一个部件的导电材料件隔开。电感数字转换器（LDC）传感器包括由控制系统供电的线圈并且被构造成无线地感测导电材料件的至少一个属性并且将与该至少一个属性相关联的值转发至控制系统。

在额外的实施例中，本公开内容包括感测阀系统的部件的位置的方法。该方法包括：将包括由控制系统供电的线圈的至少一个电感数字转换器（LDC）传感器定位成靠近阀系统的部件的导电材料件；利用至少一个电感数字转换器（LDC）传感器来无线地感测导电材料件的至少一个属性；将与导电材料件的至少一个属性相关联的值转发至控制系统；以及将该值与部件的预定位置的相关存储值进行比较以便确定部件的当前位置。

对于本领域的技术人员而言，通过考虑结合附图进行的下列详细描述，本公开内容的特征、优点及各种方面将是明显的。

附图说明