[发明专利]一种基于扭矩对阀门使用状态监测方法

说明书

本发明公开了一种基于扭矩对阀门使用状态监测方法，涉及执行器阀门监测技术领域，先获取正常情况下不同阀门转角下对应的阀门扭矩值，并绘制成阀门扭矩参照曲线图；然后再实时获取使用过程中阀门不同转角下对应的阀门使用扭矩值，并将所述阀门使用扭矩值与步骤一中所述阀门扭矩参照曲线图进行实时比对，得出阀门的当前状态。该方法可以第一时间获取阀门故障信息，便于管理部门及时进行故障排除，能有效将损失降到最低，可以避免发生安全隐患，及时挽救生命与财产。

技术领域

本发明涉及执行器阀门监测技术领域，尤其是一种基于扭矩对阀门使用状态监测方法。

背景技术

执行器是自动控制系统中必不可少的一个重要组成部分。它的作用是接受控制器送来的控制信号，改变被控介质的大小，从而将被控变量维持在所要求的数值上或一定的范围内，被控介质的大小是通过阀门的转角来实现的。按其能源形式可分为气动、液动、电动三大类。

阀门是承受内压的机械产品，因而必须具有足够的强度和刚度，以保证长期使用而不发生破裂或产生变形。起闭力和启闭力矩是指阀门开启或关闭所必须施加的作用力或力矩。阀门启闭扭矩是体现阀门综合水平的一项重要性能指标。目前所有的阀门检测装置大多数根据国家的相关标准以压力表显示其试验强度和密封性能，这一简单的试验方法并不能完全反映出一种阀门在设计与加工中存在的诸多问题。

由于无法了解阀门在实际工况下的启闭扭矩值和该值与阀门开度的对应关系，给阀门的设计、制造工艺、使用带来了盲目性，严重制约了阀门产品的技术进步和质量提升，不能满足产品的使用要求；另外，因缺乏扭矩实际数据，所以在驱动装置选型配套方面也经常出现问题，往往不是扭矩选择过剩，造成浪费，就是扭矩选择不足，无法驱动。

此外，执行器在长时间的使用过程中也会发生不同的故障，及时获取故障信息可以有效的将损失降到最低，甚至可以避免发生安全隐患。因此急需一种易于实施的监测方案。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种基于扭矩对阀门使用状态监测方法，通过绘制一张正常状态下阀门扭矩曲线图，然后再实施获取使用状态下的阀门使用扭矩值，并实时将该阀门使用扭矩值与对应的阀门扭矩曲线图进行比对，将比对的差异作为监测的结果。该方法可以第一时间获取阀门故障信息，便于管理部门及时进行故障排除，能有效将损失降到最低，甚至可以避免发生安全隐患，及时挽救生命与财产。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种基于扭矩对阀门使用状态监测方法，包括如下步骤：

步骤一：获取正常情况下不同阀门转角下对应的阀门扭矩值，并绘制成阀门扭矩参照曲线图；

步骤二：实时获取使用过程中阀门不同转角下对应的阀门使用扭矩值，并将所述阀门使用扭矩值与步骤一中所述阀门扭矩参照曲线图进行实时比对，状态监测如下：

(1)当所述阀门使用扭矩值大于所述阀门扭矩值时，则阀门内部发生卡涩；

(2)当所述阀门使用扭矩值等于所述阀门扭矩值时，则阀门内部运行正常；

(3)当所述阀门使用扭矩值小于所述阀门扭矩值时，则阀门内部发生磨损。

优选的，所述阀门扭矩值或所述阀门使用扭矩值通过如下步骤获得：

a.通过阀门油缸参数值获取不同阀门转角下对应的阀门推力F，公式如下：

F ＝ P * S (1)

其中，F表示阀门推力，P表示实时油压，S表示受压面积；

b.测量活塞杆与输出轴圆心之间的距离L，利用步骤a中得到的所述阀门推力F，求得对应的阀门扭矩T，公式如下：

T ＝ F * L * β (2)