一种电子膨胀阀的驱动器的故障检测系统的制作方法

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1.本技术涉及电子膨胀阀技术领域，尤其是一种电子膨胀阀的驱动器的故障检测系统。

背景技术：

2.电子膨胀阀作为一种新型的控制元件，具有调节范围大、动作迅速灵敏、调节准确、性能稳定可靠、无污染等优点，可以使制冷剂在膨胀阀内作顺时针和逆时针流动，弥补了热力膨胀阀单向流动的缺点，目前已应用到多数空调系统中。
3.请参考图1所示的工作示意图，电子膨胀阀的驱动器的控制端连接控制器，控制器连接驱动器的vcc引脚提供vcc电源、连接en引脚提供脱机信号、连接cw引脚提供方向信号、连接clk引脚提供脉冲信号。驱动器的驱动端连接并控制两相混合式步进电机m，从而控制膨胀阀本体正反转、启停，实现对电子膨胀阀本体的有效控制。同时为了避免步进电机工作时对控制器产生干扰，在设计驱动器时，一般将驱动器的控制端和驱动端分开供电，故图中的控制电源vcc和驱动电源vdd之间电气隔离。但是驱动器在加工完成后，运行可靠性难以保证，这直接影响了后续整个电子膨胀阀的运行可靠性。

技术实现要素：

4.本技术人针对上述问题及技术需求，提出了一种电子膨胀阀的驱动器的故障检测系统，本技术的技术方案如下：
5.一种电子膨胀阀的驱动器的故障检测系统，包括电子膨胀阀中的待检测驱动器，其特征在于，故障检测系统包括上位机、模拟控制器和信号采集器，上位机连接模拟控制器和信号采集器，模拟控制器连接待检测驱动器的控制端的各个引脚，信号采集器连接待检测驱动器的驱动端的各个引脚；
6.上位机向模拟控制器和信号采集器发送检测开始指令；
7.模拟控制器响应于检测开始指令向待检测驱动器的en引脚发送有效电平的使能信号、向cw引脚发送高电平并向clk引脚持续输出脉冲信号；
8.信号采集器响应于检测开始指令，通过内置的隔离电源给待检测驱动器的电源引脚提供驱动电源，并采集待检测驱动器的所有电机驱动通道的脉冲信号；当检测到至少一个电机驱动通道的脉冲信号存在信号异常时生成指示待检测驱动器故障的检测结果，当检测到所有电机驱动通道的脉冲信号均正常时生成指示待检测驱动器正常的检测结果；
9.信号采集器断开给待检测驱动器的电源引脚提供的驱动电源并将检测结果发送给上位机，上位机接收到检测结果后向模拟控制器发送检测结束指令，模拟控制器响应于检测结束指令向待检测驱动器的en引脚发送无效电平的使能信号并停止向clk引脚输出脉冲信号。
10.其进一步的技术方案为，当信号采集器检测到每个电机驱动通道的脉冲信号在预定时长内的脉冲个数达到数量阈值时，确定电机驱动通道的脉冲信号正常，否则确定电机
驱动通道的脉冲信号存在信号异常。
11.其进一步的技术方案为，待检测驱动器带有产品编码，则故障检测系统还包括扫描器，扫描器连接上位机，扫描器用于扫描获取待检测驱动器的产品编码并发送给上位机，上位机检测产品编码是否有效，当检测到产品编码有效时，向模拟控制器和信号采集器发送检测开始指令。
12.其进一步的技术方案为，故障检测系统还包括云服务器，云服务器连接上位机，上位机将产品编码和检测结果对应存储，且上位机将产品编码及其对应的检测结果发送给云服务器进行存储。
13.其进一步的技术方案为，信号采集器内部包括核心电路、通信模块、电源开关、隔离电源以及多条采集通道，核心电路连接通信模块以及各条采集通道，通信模块通过信号采集器的通信端口连接上位机，每条采集通道分别通过信号采集器的一个数据采集端口连接待检测驱动器的一个电机驱动通道，隔离电源通过电源开关经由信号采集器的电源端口连接待检测驱动器的电源引脚；隔离电源与信号采集器内部其他电路结构的供电电源相互隔离；
14.核心电路控制电源开关的通断，当电源开关闭合时，信号采集器给待检测驱动器的电源引脚提供驱动电源；当电源开关断开时，信号采集器断开给待检测驱动器的电源引脚提供的驱动电源。
15.其进一步的技术方案为，每条采集通道包括从对应的数据采集端口至核心电路的数据传输方向依次连接的整流桥、低通滤波器、限幅器、差分放大器和整形器。
16.其进一步的技术方案为，整流桥用于将采集到的对应电机驱动通道的脉冲信号进行整流、将下降沿信号转换为上升沿信号；整形器用于将信号的波形调整为矩形波；核心电路用于通过检测矩形波的上升沿的数量以检测脉冲信号是否正常。
17.本技术的有益技术效果是：
18.本技术公开了一种电子膨胀阀的驱动器的故障检测系统，利用该故障检测系统可以检测电子膨胀阀的驱动器的故障，实现对驱动器功能完好性的快速检测，从而及时筛选出故障的驱动器，大大提高了驱动器的出厂合格率，进一步提高电子膨胀阀的合格率以及运行可靠性。
附图说明
19.图1是电子膨胀阀中的驱动器的工作示意图。
20.图2是本技术一个实施例中的故障检测系统与待检测驱动器的连接示意图。
21.图3是本技术一个实施例中的故障检测系统对待检测驱动器的故障检测方法的方法流程图。
22.图4是本技术一个实施例中的信号采集器的内部电路结构图。
23.图5是本技术另一个实施例中的故障检测系统对待检测驱动器的故障检测方法的方法流程图。
具体实施方式
24.下面结合附图对本技术的具体实施方式做进一步说明。
25.本技术公开了一种电子膨胀阀的驱动器的故障检测系统，请参考图2，该故障检测系统包括上位机、模拟控制器和信号采集器，上位机连接模拟控制器和信号采集器。模拟控制器连接待检测驱动器的控制端的各个引脚，包括vcc引脚、en引脚、cw引脚和clk引脚。信号采集器连接待检测驱动器的驱动端的各个引脚，包括电源引脚l、n以及各个电机驱动通道的引脚，本技术以待检测驱动器包括两个电机驱动通道为例，a相电机驱动通道包括1a、2a引脚，b相电机驱动通道包括1b、2b引脚。
26.该故障检测系统对电子膨胀阀中的待检测驱动器的故障检测方法包括如下步骤，请参考图3所示的流程图：
27.步骤s1，上位机向模拟控制器和信号采集器发送检测开始指令。
28.步骤s2，模拟控制器响应于检测开始指令向待检测驱动器的en引脚发送有效电平的使能信号、向cw引脚发送高电平并向clk引脚持续输出脉冲信号。
29.步骤s3，信号采集器响应于检测开始指令，通过内置的隔离电源给待检测驱动器的电源引脚提供驱动电源，并采集待检测驱动器的所有电机驱动通道的脉冲信号。
30.步骤s4，信号采集器在检测到至少一个电机驱动通道的脉冲信号存在信号异常时生成指示待检测驱动器故障的检测结果，信号采集器在检测到所有电机驱动通道的脉冲信号均正常时生成指示待检测驱动器正常的检测结果。
31.在一个实施例中，信号采集器检测各个脉冲信号是否正常的方法是：当信号采集器检测到每个电机驱动通道的脉冲信号在预定时长内的脉冲个数达到数量阈值时，确定电机驱动通道的脉冲信号正常，否则确定电机驱动通道的脉冲信号存在信号异常。
32.步骤s5，信号采集器断开给待检测驱动器的电源引脚提供的驱动电源并将检测结果发送给上位机。
33.步骤s6，上位机接收到检测结果后向模拟控制器发送检测结束指令。
34.步骤s7，模拟控制器响应于检测结束指令向待检测驱动器的en引脚发送无效电平的使能信号使得待检测驱动器停止工作，且模拟控制器停止向clk引脚输出脉冲信号。
35.模拟控制器可以由计算机设备来实现，信号采集器是该故障检测系统的核心结构，在一个实施例中，请参考图4所示的电路结构：
36.信号采集器内部包括核心电路、通信模块、电源开关、隔离电源以及多条采集通道。核心电路连接通信模块以及各条采集通道，通信模块通过信号采集器的通信端口连接上位机。在一个实施例中，通信模块采用以太网通信模块，则对应的通信端口为以太网端口，图4以此为例。
37.每条采集通道分别通过信号采集器的一个数据采集端口连接待检测驱动器的一个电机驱动通道，适应于待检测驱动器包含两个电机驱动通道的情况，图4以信号采集器内部包含两条采集通道为例。
38.隔离电源通过电源开关k经由信号采集器的电源端口连接待检测驱动器的电源引脚，隔离电源与信号采集器内部其他电路结构的供电电源相互隔离，以防止隔离电源给待检测驱动器供电使得待检测驱动器工作时对信号采集器内部的其他电路结构产生干扰。
39.核心电路控制电源开关的通断，当电源开关闭合时，信号采集器给待检测驱动器的电源引脚提供驱动电源。当电源开关断开时，信号采集器断开给待检测驱动器的电源引脚提供的驱动电源。
40.其中，每条采集通道包括从对应的数据采集端口至核心电路的数据传输方向依次连接的整流桥、低通滤波器、限幅器、差分放大器和整形器：
41.(1)整流桥用于将采集到的对应电机驱动通道的脉冲信号进行整流、将下降沿信号转换为上升沿信号，提高上升沿数量，从而缩短核心电路采集上升沿个数到达数量阈值的时间。
42.(2)低通滤波器用于滤除整流后的脉冲信号中的高频干扰信号。
43.(3)限幅器用于将滤波后的脉冲信号的信号幅值的最大值进行限幅处理、以限制在幅值阈值内。
44.(4)差分放大器用于将限幅处理后的脉冲信号进行差分放大。
45.(5)整形器用于将差分放大后的脉冲信号的波形调整为固定幅值的矩形波。
46.则每个采集通道最终传输给核心电路的是对采集到的原始的脉冲信号按上述处理方式进行信号处理后得到的矩形波，继而核心电路基于矩形波检测脉冲信号是否正常，具体的通过检测预定时长内的脉冲个数是否达到数量阈值来确定脉冲信号是否正常，更进一步的，通过检测矩形波在预定时长内的上升样的数量来检测脉冲信号是否正常。由于整流桥将下降沿信号转换为上升沿信号，因此检测缩短了检测时长。
47.可选的，待检测驱动器带有产品编码，则请参考图2所示的结构图，该故障检测系统还包括扫描器，扫描器连接上位机。则请参考图5，该故障检测系统对电子膨胀阀中的待检测驱动器进行故障检测时，首先由扫描器扫描获取待检测驱动器的产品编码并发送给上位机。上位机检测产品编码是否有效，当检测到产品编码有效时，向模拟控制器和信号采集器发送检测开始指令，否则不执行检测流程。上位机内预先存储有效的产品编码，上位机在接收到扫描器上传的产品编码后，通过匹配是否存储该产品编码即可确定该产品编码是否有效，当检测到产品编码无效时，还可以进行故障报警。另外可选的，上位机在接收到检测结果后，还将产品编码和检测结果对应存储。
48.可选的，请参考图2，该故障检测系统还包括云服务器，云服务器连接上位机，则上位机还将产品编码及其对应的检测结果发送给云服务器进行存储，从而将检测结果保存在云端。
49.以上所述的仅是本技术的优选实施方式，本技术不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本技术的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：

1.一种电子膨胀阀的驱动器的故障检测系统，包括电子膨胀阀中的待检测驱动器，其特征在于，所述故障检测系统包括上位机、模拟控制器和信号采集器，所述上位机连接所述模拟控制器和所述信号采集器，所述模拟控制器连接所述待检测驱动器的控制端的各个引脚，所述信号采集器连接所述待检测驱动器的驱动端的各个引脚；所述上位机向所述模拟控制器和所述信号采集器发送检测开始指令；所述模拟控制器响应于所述检测开始指令向所述待检测驱动器的en引脚发送有效电平的使能信号、向cw引脚发送高电平并向clk引脚持续输出脉冲信号；所述信号采集器响应于所述检测开始指令，通过内置的隔离电源给所述待检测驱动器的电源引脚提供驱动电源，并采集所述待检测驱动器的所有电机驱动通道的脉冲信号；当检测到至少一个电机驱动通道的脉冲信号存在信号异常时生成指示所述待检测驱动器故障的检测结果，当检测到所有电机驱动通道的脉冲信号均正常时生成指示所述待检测驱动器正常的检测结果；所述信号采集器断开给所述待检测驱动器的电源引脚提供的驱动电源并将所述检测结果发送给所述上位机，所述上位机接收到所述检测结果后向所述模拟控制器发送检测结束指令，所述模拟控制器响应于所述检测结束指令向所述待检测驱动器的en引脚发送无效电平的使能信号并停止向clk引脚输出脉冲信号。2.根据权利要求1所述的故障检测系统，其特征在于，当所述信号采集器检测到每个电机驱动通道的脉冲信号在预定时长内的脉冲个数达到数量阈值时，确定所述电机驱动通道的脉冲信号正常，否则确定所述电机驱动通道的脉冲信号存在信号异常。3.根据权利要求1所述的故障检测系统，其特征在于，所述待检测驱动器带有产品编码，则所述故障检测系统还包括扫描器，所述扫描器连接所述上位机，所述扫描器用于扫描获取所述待检测驱动器的产品编码并发送给所述上位机，所述上位机检测所述产品编码是否有效，当检测到所述产品编码有效时，向所述模拟控制器和所述信号采集器发送所述检测开始指令。4.根据权利要求3所述的故障检测系统，其特征在于，所述故障检测系统还包括云服务器，所述云服务器连接所述上位机，所述上位机将所述产品编码和所述检测结果对应存储，且所述上位机将所述产品编码及其对应的所述检测结果发送给所述云服务器进行存储。5.根据权利要求1所述的故障检测系统，其特征在于，所述信号采集器内部包括核心电路、通信模块、电源开关、隔离电源以及多条采集通道，所述核心电路连接所述通信模块以及各条采集通道，所述通信模块通过所述信号采集器的通信端口连接所述上位机，每条采集通道分别通过所述信号采集器的一个数据采集端口连接所述待检测驱动器的一个电机驱动通道，所述隔离电源通过所述电源开关经由所述信号采集器的电源端口连接所述待检测驱动器的电源引脚；所述隔离电源与所述信号采集器内部其他电路结构的供电电源相互隔离；所述核心电路控制所述电源开关的通断，当所述电源开关闭合时，所述信号采集器给所述待检测驱动器的电源引脚提供驱动电源；当所述电源开关断开时，所述信号采集器断开给所述待检测驱动器的电源引脚提供的驱动电源。6.根据权利要求5所述的故障检测系统，其特征在于，每条采集通道包括从对应的数据采集端口至所述核心电路的数据传输方向依次连接的整流桥、低通滤波器、限幅器、差分放
大器和整形器。7.根据权利要求6所述的故障检测系统，其特征在于，所述整流桥用于将采集到的对应电机驱动通道的脉冲信号进行整流、将下降沿信号转换为上升沿信号；所述整形器用于将信号的波形调整为矩形波；所述核心电路用于通过检测矩形波的上升沿的数量以检测脉冲信号是否正常。

技术总结

本申请公开了一种电子膨胀阀的驱动器的故障检测系统，涉及电子膨胀阀技术领域，该故障检测系统包括上位机、模拟控制器和信号采集器，模拟控制器响应于上位机发送的检测开始指令向待检测驱动器的控制端发出控制信号使其工作，信号采集器响应于上位机发送的检测开始指令通过内置的隔离电源给待检测驱动器的电源引脚提供驱动电源，并采集待检测驱动器的所有电机驱动通道的脉冲信号，继而根据电机驱动通道的脉冲信号生成用于指示检测驱动器是否正常的检测结果。利用该故障检测系统可以实现对驱动器功能完好性的快速检测，提高了驱动器的出厂合格率，进一步提高电子膨胀阀的合格率以及运行可靠性。以及运行可靠性。以及运行可靠性。