阅读说明：本技术 一种状态可监控的电磁阀 (Electromagnetic valve with monitorable state ) 是由 缴锡云 吴天傲 卢健 顾哲 郭维华 李江 于 2019-10-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种状态可监控的电磁阀,包括电磁阀阀体,电磁阀阀体的上方固定安装有上腔室,上腔室的中心放置有静铁芯,静铁芯上缠绕有以上腔室中心为轴的电磁铁线圈,静铁芯的底部与复位弹簧的一端固定连接,复位弹簧的另一端伸入动铁芯顶部的圆孔内,动铁芯的底部与密封件固定连接,密封件用于将电磁阀阀体的出水腔室阀口密封,静铁芯的底部还设有关于复位弹簧对称设置的两个工况监测传感器,工况监测传感器与信号处理模块电连接。本发明通过信号处理模块接收处理静铁芯底部的工况监测传感器的压力信号,准确判断电磁阀实时工况,有效解决了传统电磁阀工作状态不能监测的问题,为日常使用和维护提供了可靠的依据。(The invention discloses a state-monitorable electromagnetic valve which comprises an electromagnetic valve body, wherein an upper cavity is fixedly arranged above the electromagnetic valve body, a static iron core is arranged in the center of the upper cavity, an electromagnet coil taking the center of the upper cavity as an axis is wound on the static iron core, the bottom of the static iron core is fixedly connected with one end of a reset spring, the other end of the reset spring extends into a round hole in the top of a movable iron core, the bottom of the movable iron core is fixedly connected with a sealing element, the sealing element is used for sealing a valve port of a water outlet cavity of the electromagnetic valve body, two working condition monitoring sensors symmetrically arranged relative to the reset spring are further arranged at the bottom of the static iron core, and the working condition monitoring sensors. According to the invention, the signal processing module is used for receiving and processing the pressure signal of the working condition monitoring sensor at the bottom of the static iron core, so that the real-time working condition of the electromagnetic valve is accurately judged, the problem that the working state of the traditional electromagnetic valve cannot be monitored is effectively solved, and a reliable basis is provided for daily use and maintenance.)

一种状态可监控的电磁阀

技术领域

本发明属于电磁阀技术领域，具体涉及一种状态可监控的电磁阀。

背景技术

随着世界经济与人口的高速增长，淡水资源的消耗速度也在以惊人地增长，如何节约用水、实现淡水资源的高效利用已成为人类刻不容缓需要解决的难题。从农业生产(管道输水控制)自动化的角度看，减少输水过程中的废弃水，进行精确的输水控制，寻找价格低廉、控制可靠的控制设备显得尤为重要。

电磁阀是利用电磁控制流体通路导通与关闭的自动化基础元件，具有调节介质流动方向、流量等其他功能。由于其体积小，开关速度快，接线简单，功耗低，性价比高，经济实用等显著优点，电磁阀已被广泛应用于管道输水的各个控制环节。

传统的电磁阀结构比较单一，只能对流体通路实现导通和关闭两个动作，在日常使用中，铁芯常出现卡阻，导致电磁阀通电后不能正常开启的问题，为管道输水系统精确控制和稳定使用带来了很大的不便。在保持电磁阀价格低廉，控制便捷的优势条件下，亟须研制具有工况反馈功能的电磁阀满足解决目前使用中遇到的难题。

发明目的：本发明目的是提供一种状态可监控的电磁阀，解决了传统电磁阀工作状态不能监测的问题。本发明通过信号处理模块接收处理静铁芯底部的工况监测传感器的压力信号，能够实时反馈电磁阀工况，准确判定电磁阀的启闭状态。

技术方案：本发明一种状态可监控的电磁阀，包括电磁阀阀体，所述电磁阀阀体的上方固定安装有上腔室，所述上腔室的中心放置有静铁芯，所述静铁芯上缠绕有以上腔室中心为轴的电磁铁线圈，静铁芯的底部与复位弹簧的一端固定连接，所述复位弹簧的另一端伸入动铁芯顶部的圆孔内，所述动铁芯的底部与密封件固定连接，所述密封件用于将电磁阀阀体的出水腔室阀口密封，所述静铁芯的底部还设有关于复位弹簧对称设置的两个工况监测传感器，所述工况监测传感器与信号处理模块电连接；

所述电磁铁线圈通电时，动铁芯被静铁芯吸合，所述复位弹簧被压缩，密封件脱离出水腔室阀口则电磁阀导通，所述工况监测传感器用于采集受到动铁芯压力而产生的压力信号，并将压力信号发送至所述信号处理模块，所述信号处理模块对压力信号进行处理，获得电磁阀的状态信息。

进一步的，所述工况监测传感器为电阻应变式传感器，其电阻阻值随外界压力的大小变化；所述信号处理模块根据电阻应变式传感器电阻阻值的变化所传递的压力信号获得电磁阀的状态信息。当动铁芯撞击工况监测传感器时使应变片发生形变，电阻值变大；当动铁芯发生卡阻而不能向上运动时，电阻应变式传感器的应变片不产生形变，其电阻值不产生变化。

进一步的，所述电磁阀阀体的出水腔室内还设有工况校核传感器，所述工况校核传感器与信号处理模块电连接，所述信号处理模块根据所述工况校核传感器传递的水流压力信号，并结合工况监测传感器的压力信号，判断电磁阀的状态信息。

进一步的，所述信号处理模块根据工况监测传感器的压力信号和工况校核传感器的水流压力信号判断电磁阀状态信息，其过程如下：当所述工况监测传感器有压力信号且所述工况校核传感器有水流压力信号并达到正常工况所对应的最大值时，所述信号处理模块则对两种信号进行判定处理，判定电磁阀正常开启；当工况监测传感器有压力信号且所述工况校核传感器无水流压力信号或水流压力信号小于正常工况所对应的最大值时，信号处理模块则判定电磁阀阀体的出水腔室存在堵塞；当工况监测传感器无压力信号且所述工况校核传感器有水流压力信号时，信号处理模块则判定所述动铁芯发生卡阻而使电磁阀无法完全开启或电磁阀存在渗漏无法完全关断；当所述工况监测传感器无压力信号且所述工况校核传感器无水流压力信号时，信号处理模块则判定电磁阀正常关断。

进一步的，所述工况校核传感器为电阻应变式传感器，其电阻阻值随外界压力的大小变化；当电磁阀正常开启时，所述电磁阀阀体的出水腔室内部通过的水流压力使所述工况校核传感器的电阻值达到对应工况下的最大值；当所述电磁阀阀体的出水腔室发生堵塞时，所述工况校核传感器的电阻值低于正常工况下的最大值。

进一步的，所述上腔室的一侧固定安装有接线盒，所述接线盒内设有电源，所述电源对电磁铁线圈、工况监测传感器、信号处理模块和工况校核传感器供电。

进一步的，所述信号处理模块为单片机。

进一步的，所述信号处理模块还与显示器电连接，所述显示器与接线盒的电源通过电源连接线连接。

有益效果，本发明具有以下优点：

(1)根据信号处理模块接收到的布置在静铁芯底部的工况监测传感器产生的压力信号，可以准确可靠地判断动铁芯是否被吸起，反馈电磁阀启闭状态，避免了由于电磁阀阀门无法正常开启导致不能完成预定的控制效果，为及时检修提供了依据；

(2)根据信号处理模块接收到的布置在电磁阀阀体的出水腔室内部的工况校核传感器产生的水流压力信号，结合工况监测传感器的压力信号，进行校核电磁阀工况，联合判断电磁阀正常开启、正常关断、动铁芯卡阻，出水腔室堵塞等工况，使监控结果更加准确详细，方便使用者掌握电磁阀实时工况，为日常使用和维护提供了可靠的依据。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述：

如图1所示，本发明一种状态可监控的电磁阀，包括电磁阀阀体1，电磁阀阀体1的上方固定安装有上腔室2，上腔室2的一侧固定安装有接线盒9，接线盒9内设有电源，上腔室2的中心放置有静铁芯3，静铁芯3上缠绕有以上腔室2中心为轴的电磁铁线圈4，静铁芯3的底部与复位弹簧5的一端固定连接，复位弹簧5的另一端伸入动铁芯6顶部的圆孔内，动铁芯6的底部与密封件7固定连接，密封件7用于将电磁阀阀体1的出水腔室8阀口密封，出水腔室8为电磁阀阀体1的出水口，静铁芯3的底部还设有关于复位弹簧5对称设置的两个工况监测传感器10，工况监测传感器10与信号处理模块11电连接；

当电磁铁线圈4通电时，动铁芯6被静铁芯3吸合，使得复位弹簧5被压缩，工况监测传感器10受到动铁芯6压力而产生压力信号，密封件7脱离出水腔室8阀口则电磁阀导通；反之，电磁铁线圈4失电后，动铁芯6在复位弹簧5弹力作用下复位，工况监测传感器10不再受到动铁芯6的压力，密封件7压紧出水腔室8阀口，电磁阀关闭；此过程中，工况监测传感器10用于采集受到动铁芯6压力而产生的压力信号，并将压力信号发送至信号处理模块11，信号处理模块11对压力信号进行处理，获得电磁阀的状态信息，包括电磁阀的开启关闭；信号处理模块11接收到的布置在静铁芯3底部的工况监测传感器10产生的压力信号，可以准确可靠地判断动铁芯6是否被吸起，反馈电磁阀启闭状态，避免了由于电磁阀阀门无法正常开启导致不能完成预定的控制效果，为及时检修提供了依据；

电磁阀阀体1的出水腔室8内还设有工况校核传感器12，工况校核传感器12与信号处理模块11电连接，工况校核传感器12的信号可用于校核电磁阀工况，信号处理模块11根据工况校核传感器12传递的水流压力信号，并结合工况监测传感器11的压力信号，进行校核电磁阀工况，判断电磁阀的状态信息，包括电磁阀正常开启、正常关断、动铁芯卡阻，出水腔室堵塞等工况，使监控结果更加准确详细；

工况监测传感器10和工况校核传感器12均为电阻应变式传感器，电阻应变式传感器的电阻阻值随外界压力的大小变化，原理为：电阻应变式传感器受到外界压力时，电阻应变式传感器的应变片被压缩发生形变，截面积变小，阻值增大产生压力信号；外界压力消失时，电阻应变式传感器的应变片恢复原状，阻值减小到原值，压力信号消失；而信号处理模块11则根据电阻应变式传感器电阻阻值的变化所传递的压力信号获得电磁阀的状态信息；

当电磁阀正常开启时，电磁阀阀体1的出水腔室8内部的工况校核传感器12受水流冲击而产生压力信号，通过的水流压力使工况校核传感器12的电阻值达到对应工况下的最大值，即此时的压力信号为正常工况所对应的最大值；当电磁阀阀体1的出水腔室8发生堵塞时，水流不能通过或不能按正常工况通过出水腔室8，工况校核传感器12的电阻值低于正常工况下的最大值，即工况校核传感器12不再受到水流的冲击或收到水流冲击所产生的压力信号小于正常工况所对应的最大值；

信号处理模块11根据工况监测传感器10的压力信号和工况校核传感器12的水流压力信号判断电磁阀状态信息，其过程如下：

使用时，通过接线盒9内的电源对电磁铁线圈4、工况监测传感器10、信号处理模块11和工况校核传感器12供电，信号处理模块11为单片机，单片机型号可为STC15W4K56S4，其位于上腔室2顶部；电磁铁线圈4通电后使静铁芯3磁化，吸附动铁芯6向上运动，位于动铁芯6底部的密封件7脱离出水腔室8阀口，动铁芯6向上撞击工况监测传感器10中时应变片发生形变，使得电阻截面积变小，电阻值变大从而产生压力信号；电磁阀阀门正常开启后，位于出水腔室8内部通过的水流冲击工况校核传感器12使应变片发生形变，使得电阻截面积变小，电阻值变大并使产生的水流压力信号达到正常工况所对应的最大值，工况监测传感器10，工况校核传感器12的电阻应变式传感器通过信号线将变化的压力信号传送至信号处理模块11；

信号处理模块11根据接收到的两组信号，准确可靠地做出判断，判定电磁阀的实时工况：当工况监测传感器有10压力信号且工况校核传感器12有水流压力信号并达到正常工况所对应的最大值时，信号处理模块11则对两种信号进行判定处理，判定电磁阀正常开启；当工况监测传感器10有压力信号且工况校核传感器12无水流压力信号或水流压力信号小于正常工况所对应的最大值时，信号处理模块11则判定电磁阀阀体1的出水腔室8存在堵塞；当工况监测传感器10无压力信号且工况校核传感器12有水流压力信号时，信号处理模块11则判定动铁芯6发生卡阻而使电磁阀无法完全开启或电磁阀存在渗漏无法完全关断；当工况监测传感器10无压力信号且工况校核传感器12无水流压力信号时，信号处理模块11则判定电磁阀正常关断；

信号处理模块11还与显示器电连接，显示器与接线盒9的电源通过电源连接线连接，显示器为LED显示屏，用于显示电磁阀的实时工况信息；

综上所述，该状态可监控的电磁阀通过信号处理模块11接收固定连接在静铁芯3底部的工况监测传感器10和固定连接在出水腔室8内部的工况校核传感器12产生的压力信号变化，准确判断电磁阀实时工况，有效解决了传统电磁阀工作状态不能监测的问题，同时方便使用者掌握电磁阀实时工况，为日常使用和维护提供了可靠的依据。