本技术涉及电磁阀的,尤其是涉及一种电磁阀状态监测电路、监测方法及监测系统。
背景技术:
1、目前电磁阀的常规原理主要是通过线圈带动电磁铁,通过通断电控制电磁铁运动,实现电磁阀的启闭。对于常用到电磁阀的客户来说,客户需要知道电磁阀最终是处于开状态还是关状态。
2、当前电磁阀通常会有手动控制和电控两个控制方式同时进行,若是在控制电磁阀关闭或打开后,工作人员再手动将电磁阀打开或关闭,则往往控制系统无法知晓,为了能够确定电磁阀当前实际的状态,通常是内置微动开关,并增加输出导线,将该位置反馈给其他电气设备。但这需要重新设计加工阀门,比较复杂。
技术实现思路
1、为了便于实现对电磁阀最终状态的监测,本技术提供一种电磁阀状态监测电路、监测方法及监测系统;无需对电磁阀做任何改变,方法简单,易于实现,适用于电磁式紧急切断阀。
2、第一方面,本技术提供的一种电磁阀状态监测电路,采用如下技术方案:
3、一种电磁阀状态监测电路,包括电磁阀驱动电路和电磁阀状态检测电路:
4、所述电磁阀驱动电路包括:
5、充能模块,输入端外接电源,电源电压在可燃气体探测器电源电压范围内;
6、第一分压模块,输入端与所述充能模块的第一输出端连接;
7、第一开关管n1,发射极与所述充能模块的第二输出端、所述第一分压模块的第二输出端连接且接地,基极外接控制器;在所述控制器为基极提供高电平时,所述第一开关管n1导通;
8、电磁阀接口,并联有二极管d1,一端与所述第一分压模块的第一输出端连接,另一端与所述第一开关管n1的集电极连接;
9、第二分压模块,输入端与所述第一开关管n1的集电极连接,输出端接地;
10、所述电磁阀状态检测电路包括:
11、比较器u1a,同向输入端与所述第一分压模块连接,反向输入端与所述第二分压模块连接;
12、第二开关管n2,基极与所述比较器u1a的输出端连接,发射极接地,集电极与控制器连接;在所述比较器u1a输出高电平时,所述第二开关管n2导通;
13、上拉电阻r1,一端与所述第二开关管n2的集电极连接,另一端连接电源vcc。
14、通过采用上述技术方案,在可燃气体探测器检测到可燃气体浓度大于浓度阈值时,第一开关管n1基极施加高电平,充能模块释放能量,电磁驱动电路环路导通,电磁阀闭合;比较器比较同向输入端与反向输入端电压;比较器输出高电平时,第二开关管n2导通,控制器检测到集电极为低电平;比较器输出低电平时,第二开关管n2截止,控制器检测到集电极为高电平;控制器通过检测集电极管脚脉宽长度,判断电磁阀是开启还是关闭状态,电磁阀开启时的脉宽长度要长于电磁阀关闭时的脉宽长度;从而能够便于实现对电磁阀状态的监测,无需对电磁阀做任何改变,方法简单,易于实现。
15、可选的,所述电磁阀驱动电路还包括:
16、充能电阻r2,一端与电源连接;
17、所述充能模块包括:
18、第一电解电容c1;
19、第二电解电容c2,与所述第一电解电容c1并联;所述第一电解电容c1与所述第二电解电容c2的正极均与所述充能电阻r2的另一端连接,且与所述第一分压模块的输入端连接;所述第一电解电容c1和所述第二电解电容c2的负极均与所述第一分压模块的输出端连接。
20、通过采用上述技术方案,正常状态下,第一开关管n1处于截止状态,电源通过充能电阻r2给第一电解电容c1和第二电解电容c2充电储能;第一开关管n1导通时,第一电解电容c1和第二电解电容c2释放能量。
21、可选的,所述第一分压模块包括:
22、第一分压电阻r3,一端与所述第二电解电容c2的正极连接,且与所述电磁阀接口的一端连接;
23、第二分压电阻r4,一端与所述第一分压电阻r3的另一端串联,另一端接地;所述比较器u1a的同向输入端与所述第一分压电阻r3的另一端和所述第二分压电阻r4的一端连接。
24、可选的,所述第二分压模块包括:
25、第三开关管n3,基极与控制器连接,发射极接地,集电极与所述电磁阀接口的另一端连接;
26、第三分压电阻r5,一端与所述第三开关管n3的集电极连接;
27、第四分压电阻r6,一端与所述第三分压电阻r5的另一端串联;另一端接地;所述比较器的反向输入端与所述第三分压电阻r5的另一端和所述第四分压电阻r6的一端连接。
28、通过采用上述技术方案,在对电磁阀状态检测时,给到第三开关管n3基极高电平,第三开关管n3导通,使得电磁阀检测电路环路导通。
29、可选的,所述第二分压模块还包括:
30、限流与采样电阻r7,一端与所述第三开关管n3的集电极连接,另一端与第三分压电阻r5的一端连接。
31、通过采用上述技术方案,限制流过电磁阀线圈的电流,防止电磁阀误动作,以及采集电磁阀负端电压变化趋势。
32、可选的,所述电磁阀驱动电路还包括:
33、备用充能模块;
34、第四开关管n4,基极与控制器连接,集电极与所述充能电阻r2的另一端连接,发射极与所述备用充能模块的输入端连接;
35、第五开关管n5,基极与控制器连接,集电极与所述充能电阻r2的另一端连接,发射极与所述充能模块的输入端连接;
36、备用二极管d2,正极与所述备用充能模块的第一输出端连接,负极与所述第一分压模块输入端连接;所述备用充能模块的第二输出端接地。
37、通过采用上述技术方案,在充能模块损坏后,可以及时的采用备用充能模块,从而不影响电磁阀的使用,延长电磁阀的使用寿命。
38、可选的,所述备用充能模块包括:
39、第一备用电解电容c3;
40、第二备用电解电容c4,与所述第一备用电解电容c3并联;所述第一备用电解电容c3和所述第二备用电解电容c4的正极与所述第四开关管n4的发射极连接以及所述备用二极管d2的正极连接;所述第一备用电解电容c3和所述第二备用电解电容c4的负极接地。
41、可选的,所述备用充能模块还包括:
42、第六开关管n6,基极与控制器连接,集电极与所述第五开关管n5的发射极,发射极与所述第一电解电容c1的正极连接;
43、第七开关管n7,基极与控制器连接,集电极与所述第五开关管n5的发射极连接,发射极与所述第二电解电容c2的正极连接;
44、第八开关管n8,基极与控制器连接,集电极与所述第四开关管n4的集电极连接,发射极与所述第一备用电解电容c3的正极连接;
45、第九开关管n9,基极与控制器连接,集电极与所述第四开关管n4的集电极连接,发射极与所述第二备用电解电容c4的正极连接。
46、通过采用上述技术方案,当某一电解电容损坏后,可以通过控制另一相同电解电容对应的开关管导通,使得充能模块和备用充能模块能够结合使用,进一步延长电磁阀的使用寿命。
47、第二方面,本技术提供了一种电磁阀状态监测方法,采用如下技术方案:
48、一种电磁阀状态监测方法,包括:
49、获取可燃气体的检测浓度值;
50、判断所述检测浓度值是否大于预设的浓度阈值;
51、若是,则给电磁阀驱动电路中第一开关管n1的基极高电平,所述第一开关管n1导通,电磁阀关闭;
52、在电磁阀关闭后,给到电磁阀状态检测电路中第三开关管n3基极高电平,所述第三开关管n3导通;
53、获取所述电磁阀状态检测电路中第二开关管n2集电极管脚的脉宽;
54、基于脉宽长度,确定电磁阀的最终状态;
55、判断所述电磁阀的最终状态是否为关闭状态;
56、若否,则输出警示信息。
57、通过采用上述技术方案,由于可以直接根据获取到的第二开关管n2集电极管脚的脉宽长度,确定电磁阀的最终状态,从而当在最终状态与应处于状态不匹配时,输出警示信息,及时提醒工作人员,较为方便的实现了对电磁阀状态的监测,无需对电磁阀做任何改变,方法简单,易于实现。
58、第三方面,本技术提供了一种电磁阀状态监测系统,采用如下技术方案:
59、一种电磁阀状态监测系统,包括:
60、探测器,用于检测可燃气体的浓度,并发送检测浓度值;
61、单片机,用于获取可燃气体的检测浓度值,并判断所述检测浓度值是否大于预设的浓度阈值;
62、电磁阀驱动电路,用于驱动电磁阀的启闭;所述单片机若判断检测浓度值大于所述浓度阈值,则给所述电磁阀驱动电路中第一开关管n1的基极高电平,所述第一开关管n1导通,电磁阀关闭;
63、电磁阀状态检测电路,用于检测电磁阀启闭状态;
64、在电磁阀关闭后,所述单片机给到电磁阀状态检测电路中第三开关管n3基极高电平,所述第三开关管n3导通;所述单片机获取所述电磁阀状态检测电路中第二开关管n2集电极管脚的脉宽,并基于脉宽长度,确定电磁阀的最终状态,以及判断所述电磁阀的最终状态是否为关闭状态;若否,则输出警示信息;
65、警示器,用于接收并响应于所述警示信息,执行警示动作。
66、综上所述,本技术存在至少以下有益效果:
67、1、由于电磁阀位置不一样,对外呈现出的电感量也不一样,瞬态给到电磁阀一个充电过程,由于充电过渡过程时间长短不一样,因此通过设置比较器u1a、第二开关管n2和上拉电阻r1,整形成脉冲,使得控制器能够检测第二开关管n2集电极管脚的脉宽长度,进而直接通过脉宽长度判断电磁阀的最终状态是开启还是关闭,从而无需对电磁阀做任何改变,方法简单,易于实现,便于实现对电磁阀状态的监测。
68、 2、设置备用充能模块的目的是,在充能模块受损后,可以及时替换充能模块,从而不影响电磁阀的使用,延长电磁阀的使用寿命。
1.一种电磁阀状态监测电路,其特征在于,包括电磁阀驱动电路(100)和电磁阀状态检测电路(200);
2.根据权利要求1所述的一种电磁阀状态监测电路,其特征在于,所述电磁阀驱动电路(100)还包括:
3.根据权利要求2所述的一种电磁阀状态监测电路,其特征在于,所述第一分压模块(120)包括:
4.根据权利要求3所述的一种电磁阀状态监测电路,其特征在于,所述第二分压模块(130)包括:
5.根据权利要求4所述的一种电磁阀状态监测电路,其特征在于,所述第二分压模块(130)还包括:
6.根据权利要求2所述的一种电磁阀状态监测电路,其特征在于,所述电磁阀驱动电路(100)还包括:
7.根据权利要求6所述的一种电磁阀状态监测电路,其特征在于,所述备用充能模块(140)包括:
8.根据权利要求7所述的一种电磁阀状态监测电路,其特征在于,所述备用充能模块(140)还包括:
9.一种电磁阀状态监测方法,其特征在于,基于权利要求1-8任一所述电磁阀状态监测电路;所述监测方法包括:
10.一种电磁阀状态监测系统,其特征在于,用于实现权利要求9所述电磁阀状态监测方法;所述监测系统包括:
