霍爾元件在閥門閥位監測中的運用

汪洋 謝宗寶（西南油氣田分公司輸氣管理處，四川成都610213）

霍爾元件在閥門閥位監測中的運用

汪洋 謝宗寶（西南油氣田分公司輸氣管理處，四川成都610213）

天然氣輸氣干線非RTU閥室數量較多，由于其地理位置偏僻，電力接入受限，其工況參數、干線球閥閥位狀態大都未實現自動采集遠傳。干線球閥是輸氣干線關鍵控制閥門，特殊工況或設備故障引起的球閥異常動作會嚴重影響輸氣干線的安全平穩運行。本文利用霍爾傳感器檢測球閥閥位變化狀態，通過移動網絡報告球閥動作時間及狀態，對于我們在閥門閥位狀態發生異常變化時及時獲知信息，準確定位，有效提出處置方案，快速處理突發狀況，確保安全平穩輸供氣有著重要作用。

1 霍爾效應傳感器的工作原理及應用

1.1 霍爾效應

霍爾效應是指當電流垂直于磁場通過導體時，在導體的磁場和電流方向的兩個端面之間會出現電勢差，如圖1所示，在半導體兩端通以控制電流，并在垂直方向施加勻強磁場，則在垂直于電流和磁場的方向上，產生電勢差。

圖1 霍爾效應

1.2 霍爾傳感器

根據霍爾效應，用半導體材料制成霍爾元件。將霍爾元件與放大器電路、穩壓電源電路、溫度補償電路等集成在一個芯片上，稱之為霍爾傳感器。

霍爾傳感器以磁場為載體，通過它將位移、速度、轉速、力、力矩、以及工作狀態發生變化的時間轉變為數字電壓，實現信號檢測、傳輸的功能。

2 霍爾傳感器作為閥門閥位監測裝置的結構及工作原理

2.1 結構

由磁鋼及開關型霍爾傳感器、短信報警器、太陽能電池板等部分組成。

2.2 工作原理

(1)由太陽能電池板供電，輸出電壓24v。

(2)在閥門閥位指示器邊上“開”和“關”位置各粘一塊磁鋼，霍爾傳感器放在圓盤邊緣處，兩者靠近。如圖2所示：

圖2 霍爾傳感器

(3)閥門處于開啟狀態時，磁鋼靠近霍爾傳感器，傳感器感受工作點“開”的磁感應強度，傳感器輸出高電平。當閥門開始關閉，閥位指示器跟隨轉動，霍爾傳感器磁感應強度逐漸降低；當閥門到達關閉位置，傳感器感受工作點“關”的磁感應強度，傳感器輸出低電平。

(4)短信報警控制器有采集數字信號量的功能，其輸入通道上的電平由正常狀態轉為非正常狀態，內置監測儀檢測到這種變化，觸發數字通道高電平或低電平報警，發送報警短信給存儲的手機號碼。報警信息為：閥位狀態和動作時間。高電平對應“閥開”狀態，低電平對應“閥關”狀態。

3 試驗效果

(1)能及時實現短信報警功能，準確度高，無漏報、錯報。

(2)可向多個手機發送短信，報警手機號碼及報警短信內容可自定義。可對報警手機號碼進行添加或刪除。(3)模塊簡單，集成度高，安裝簡便，成本低廉。運行維護費用極低。

(4)不與介質接觸，不破壞閥門本體，安全可靠。

(5)采用光伏低壓供電，滿足安全要求，使用壽命長。

4 結語

(1)在閥門周期活動時，閥室管理人、生產運行部門能及時得到短信提示，掌握閥門活動時間和閥位狀態。輔助相關部門對閥室的管理。

(2)在干線出現異常情況或設備出現故障導致的閥門異常關閉時能及時發現和處置，準確獲得故障閥門位置，縮短處置時間。

(3)在工程施工中作為截斷閥室閥門閥位動作的輔助監視。

(4)可運用于無人值守站場非自控重要球閥的監控。

汪洋（1977-）男，漢族，四川南充人，技師，主要從事天然氣管輸工作。