閥操作和診斷的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及用于測(cè)試閥組件的設(shè)備和方法。更特別地，本公開涉及用于檢測(cè)閥組件中的泄漏和輸入壓力狀態(tài)的設(shè)備和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]閥和閥組件經(jīng)常與流體流量的調(diào)節(jié)連同使用。通常的裝置是燃?xì)庋b置，其中燃?xì)獾饺紵一蛘咧寥紵鞯牧髁勘徽{(diào)節(jié)。燃?xì)庋b置的示例包括但不限于熱水器、鍋爐、火爐、烘干機(jī)、油炸鍋、壁爐。
[0003]閥組件通常提供一個(gè)或多個(gè)閥構(gòu)件。這些閥構(gòu)件設(shè)置在流動(dòng)通道中，流動(dòng)通道將閥組件的入口連接至它的出口。為了打開或關(guān)閉氣體閥，一個(gè)或幾個(gè)致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)閥構(gòu)件進(jìn)入流動(dòng)通道或從流動(dòng)通道出來(lái)。
[0004]某些應(yīng)用要求調(diào)節(jié)氣體閥。通過(guò)調(diào)節(jié)閥構(gòu)件，調(diào)節(jié)氣體閥允許精確地控制氣體的質(zhì)量流量。由于被調(diào)節(jié)的閥的閥構(gòu)件的位置可以是介于完全打開和完全關(guān)閉之間的任何地方，氣體流量可以相應(yīng)地改變。
[0005]氣體閥組件可以實(shí)際上提供按順序設(shè)置的幾個(gè)閥構(gòu)件。每個(gè)閥構(gòu)件適于完全關(guān)閉流動(dòng)通道，具有兩個(gè)閥構(gòu)件的解決方案實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上的冗余。即，兩個(gè)閥構(gòu)件都需要發(fā)生故障，以使整個(gè)組件經(jīng)歷失靈。
[0006]閥診斷可產(chǎn)生更可靠的解決方案，尤其是在氣體閥的(災(zāi)難性)失靈是不可接受的情況下。為此目的，氣體閥門可提供多個(gè)傳感器和控制單元，以檢測(cè)泄漏和/或即將發(fā)生的失靈。
[0007]德國(guó)專利DE102011000113B4在2013年8月14日被授權(quán)，且公開了一種閥組件10，其具有兩個(gè)閥構(gòu)件15、16。根據(jù)DE102011000113B4的閥組件還提供了壓力傳感器18。壓力傳感器18被構(gòu)造成測(cè)量位于閥構(gòu)件15、16之間的中間部分17中的氣體壓力?？梢詮闹虚g體積17中的壓力測(cè)量得到關(guān)于閥的診斷信息。
[0008]DE102011000113B4的閥組件的壓力傳感器18連接到控制器11。在診斷檢查期間，控制器11打開或關(guān)閉第一閥構(gòu)件15，然后打開或關(guān)閉第二閥構(gòu)件16。在隨后的檢查中，控制器11倒轉(zhuǎn)打開或關(guān)閉閥構(gòu)件15、16的順序?？刂破鲗⒁虼耸紫却蜷_或關(guān)閉第二閥構(gòu)件16，然后對(duì)第一閥構(gòu)件15執(zhí)行相同的操作。倒轉(zhuǎn)順序的目的在于延長(zhǎng)組件10的使用壽命。
[0009]專利EP1236957B1在2006年11月2日被授權(quán)，且公開了一種燃燒器操作設(shè)備。該設(shè)備包括閥19和壓力傳感器28。閥19和壓力傳感器28兩者都被連接到控制單元30?？刂茊卧?0將可燃?xì)怏w流量與空氣流量相匹配，以用于使燃燒器操作設(shè)備的性能最佳。
[0010]專利EP1236957B1教導(dǎo)了一種壓力傳感器28，壓力傳感器28在替代的實(shí)施例中也是質(zhì)量流量傳感器。與壓力傳感器28相對(duì)比，質(zhì)量流量傳感器將允許直接確定氣體流量。
[0011]上述文獻(xiàn)EP1236957B1和DE102011000113B4不注重利用流量傳感器來(lái)執(zhí)行閥診斷。相反，它們處理較長(zhǎng)的使用壽命或最佳的氣體與空氣比率。特別地，EP1236957B1和DE102011000113B4未教導(dǎo)如何提出響應(yīng)于流率的快速變化的診斷設(shè)備。而且，EP1236957B1和DE102011000113B4的公開不注重能夠測(cè)量使用中的氣體流量和執(zhí)行閥診斷的裝備。即，準(zhǔn)確的流量測(cè)量和可靠的診斷的組合沒(méi)有被詳細(xì)處理。
[0012]對(duì)于可燃?xì)怏w的不可用來(lái)說(shuō)是不必要的燃燒器的啟動(dòng)操作會(huì)被避免。在點(diǎn)火控制單元運(yùn)行啟動(dòng)時(shí)序之前，氣體輸入壓力通常由氣體壓力傳感器或氣體壓力開關(guān)檢查。特別地，打開兩個(gè)氣閥門之前，執(zhí)行氣體輸入壓力的檢查。
[0013]此外，輸入氣體壓力由壓力傳感器檢查，以避免過(guò)大的輸入壓力。過(guò)大的輸入壓力的情況可以，例如，由于失靈的壓力調(diào)節(jié)器而發(fā)生。
[0014]本公開的目的是利用質(zhì)量流量傳感器來(lái)執(zhí)行閥診斷。本公開的目的還在于提供一種滿足上述要求的用于氣體閥的診斷的設(shè)備和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本公開是基于新的質(zhì)量流量傳感器的出現(xiàn)，尤其是新的熱質(zhì)量流量傳感器的出現(xiàn)。這些傳感器允許特別寬的范圍上的測(cè)量以及小于100 ms的非常短的響應(yīng)時(shí)間。這些質(zhì)量流量傳感器的較寬測(cè)量范圍利于對(duì)小流率的測(cè)量，該小流率由例如泄漏引起。容積為0.21的閥組件可以作為示例被構(gòu)造成檢測(cè)501/h的泄漏。501/h的泄漏通常對(duì)應(yīng)于介于
0.0lm/s和0.lm/s之間的流速。同時(shí)，新的傳感器允許測(cè)量大流率，例如在操作中與燃?xì)庋b置連同的流率。此流率的典型值是介于0.5m/s和5m/s、10m/s、15m/s、20m/s或甚至100m/s之間的流率范圍的子集。適合于在本文聲明的目的的質(zhì)量流量傳感器可以是0MR0N?D6F-W類型或SENSOR TECHNICS?WBA傳感器類型。這個(gè)列表并不是詳盡的。這些傳感器的使用范圍通常始于介于0.01m/s和0.lm/s之間的任何速度，結(jié)束于5m/s、10m/s、15m/s、20m/s或甚至100m/s的任何速度。即，0.lm/s的下限可與5m/s、10m/s、15m/s、20m/s或甚至100m/s的任何上限進(jìn)行組合。
[0016]優(yōu)選地，適合于在本文聲明的目的質(zhì)量流量傳感器包括單個(gè)傳感器元件。與此相對(duì)比，具有多個(gè)傳感器元件的質(zhì)量流量傳感器包括兩個(gè)或更多個(gè)傳感器元件。這些傳感器元件中的每一個(gè)用于在有限的范圍內(nèi)測(cè)量流速。(電子)開關(guān)隨后可以被用于將多個(gè)傳感器元件并入到一個(gè)傳感器中。為此目的，根據(jù)待測(cè)量的流速，開關(guān)選擇特定的傳感器元件。
[0017]上述問(wèn)題是通過(guò)根據(jù)此公開的獨(dú)立權(quán)利要求的用于閥診斷的設(shè)備和方法來(lái)解決的。本公開的優(yōu)選實(shí)施例由從屬權(quán)利要求涵蓋。
[0018]本公開的相關(guān)目的是提供一種用于閥診斷的設(shè)備和方法，其中質(zhì)量流量傳感器安裝在閥組件上游。本公開的另一個(gè)相關(guān)目的是提供用于閥診斷的設(shè)備和方法，其中質(zhì)量流量傳感器安裝在閥組件的下游。
[0019]本公開的另一個(gè)相關(guān)目的是提供一種用于閥診斷的設(shè)備和方法，其中質(zhì)量流量傳感器被安裝在閥組件的兩個(gè)閥構(gòu)件之間的流動(dòng)通道中。
[0020]本公開的相關(guān)目的還在于提供一種用于閥診斷的設(shè)備和方法，其中來(lái)自質(zhì)量流量傳感器的信號(hào)被積分(integrated)以提供泄漏的準(zhǔn)確表示。
[0021]本公開的相關(guān)目的是提供一種用于閥診斷的設(shè)備和方法，其中來(lái)自質(zhì)量流量傳感器的信號(hào)的峰準(zhǔn)確地表示泄漏。
[0022]本公開的相關(guān)目的還在于提供一種用于閥診斷的設(shè)備和方法，所述設(shè)備和方法利用裝置的設(shè)計(jì)參數(shù)，以增強(qiáng)診斷表示的質(zhì)量。
[0023]本公開的相關(guān)目的是提供一種用于閥診斷的設(shè)備和方法，所述設(shè)備和方法為泄漏的檢測(cè)和/或識(shí)別而使用時(shí)間序列的測(cè)量。
[0024]本公開的相關(guān)目的還在于提供一種用于閥診斷的設(shè)備和方法，其中在閥構(gòu)件打開或關(guān)閉之后或之前獲得傳感器信號(hào)，且傳感器信號(hào)被處理以得到氣體泄漏的表示。
[0025]本公開的相關(guān)目的是提供一種用于閥診斷的設(shè)備和方法，其中在閥構(gòu)件的打開和關(guān)閉期間獲得傳感器信號(hào)，且傳感器信號(hào)被處理以得到氣體泄漏的表示。
[0026]本公開的目的還在于提供一種燃?xì)庋b置，其具有用于閥診斷和流量測(cè)量的單元。
[0027]本公開的相關(guān)目的是提供一種設(shè)備和方法，如果閥診斷表示泄漏高于預(yù)定的警告閾值，則產(chǎn)生維護(hù)信號(hào)。
[0028]本公開的相關(guān)目的是提供一種設(shè)備和方法，如果閥診斷表示泄漏高于預(yù)定的閉鎖(lock-out)閾值，則永久地中斷通過(guò)所有閥構(gòu)件的氣體流量。
[0029]本公開的另一目的是提供一種用于輸入壓力診斷的設(shè)備和方法，其中在閥構(gòu)件的打開和關(guān)閉期間獲得傳感器信號(hào)，且傳感器信號(hào)被處理以得到氣體輸入壓力的表示。
[0030]本公開的相關(guān)目的還在于提供一種設(shè)備和方法，如果輸入壓力低于預(yù)定的最小壓力閾值，則暫時(shí)中斷通過(guò)所有閥構(gòu)件的氣體流量。
[0031]本公開的相關(guān)目的還在于提供一種設(shè)備和方法，當(dāng)輸入壓力超過(guò)預(yù)定的最大壓力閾值時(shí)，則暫時(shí)停止通過(guò)所有閥構(gòu)件的氣體流量。
[0032]本公開的相關(guān)目的是提供一種設(shè)備和方法，如果輸入壓力下降低于預(yù)定的最小壓力閾值或上升高于預(yù)定的最大壓力閾值，則產(chǎn)生維護(hù)信號(hào)。
【附圖說(shuō)明】
[0033]從所公開非限制性實(shí)施例的下文詳細(xì)描述中，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，各種特征將變得明顯。伴隨詳細(xì)描述的附圖可簡(jiǎn)要描述如下:
圖1示出了根據(jù)本公開的閥組件。
[0034]圖2提供了未泄漏的閥組件的幾個(gè)圖。
[0035]圖3提供了下游的閥構(gòu)件泄漏的閥組件的幾個(gè)圖。
[0036]圖4提供了上游的閥構(gòu)件泄漏的閥組件的幾個(gè)圖。
[0037]圖5是質(zhì)量流量傳感器的峰值電壓關(guān)于閥組件的入口處的壓力的圖。
[0038]圖6提供了在打開或關(guān)閉閥構(gòu)件時(shí)測(cè)量的細(xì)節(jié)的幾個(gè)圖。圖6假定沒(méi)有滲漏。
[0039]圖7示出了與圖6相同的測(cè)量時(shí)序，除了下游的閥構(gòu)件現(xiàn)在出現(xiàn)故障(泄漏)。
[0040]圖8示出了與圖6相同的測(cè)量時(shí)序，除了上游的閥構(gòu)件現(xiàn)在出現(xiàn)故障(泄漏)。
[0041]圖9示出了正常的停止(shut down)步驟之后的泄漏測(cè)試。
[0042]圖10示出了正常的停止步驟之后的另一個(gè)泄漏測(cè)試。