霍尔元件在阀门阀位监测中的运用

汪洋 谢宗宝（西南油气田分公司输气管理处，四川成都610213）

霍尔元件在阀门阀位监测中的运用

汪洋 谢宗宝（西南油气田分公司输气管理处，四川成都610213）

天然气输气干线非RTU阀室数量较多，由于其地理位置偏僻，电力接入受限，其工况参数、干线球阀阀位状态大都未实现自动采集远传。干线球阀是输气干线关键控制阀门，特殊工况或设备故障引起的球阀异常动作会严重影响输气干线的安全平稳运行。本文利用霍尔传感器检测球阀阀位变化状态，通过移动网络报告球阀动作时间及状态，对于我们在阀门阀位状态发生异常变化时及时获知信息，准确定位，有效提出处置方案，快速处理突发状况，确保安全平稳输供气有着重要作用。

1 霍尔效应传感器的工作原理及应用

1.1 霍尔效应

霍尔效应是指当电流垂直于磁场通过导体时，在导体的磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，如图1所示，在半导体两端通以控制电流，并在垂直方向施加匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，产生电势差。

图1 霍尔效应

1.2 霍尔传感器

根据霍尔效应，用半导体材料制成霍尔元件。将霍尔元件与放大器电路、稳压电源电路、温度补偿电路等集成在一个芯片上，称之为霍尔传感器。

霍尔传感器以磁场为载体，通过它将位移、速度、转速、力、力矩、以及工作状态发生变化的时间转变为数字电压，实现信号检测、传输的功能。

2 霍尔传感器作为阀门阀位监测装置的结构及工作原理

2.1 结构

由磁钢及开关型霍尔传感器、短信报警器、太阳能电池板等部分组成。

2.2 工作原理

(1)由太阳能电池板供电，输出电压24v。

(2)在阀门阀位指示器边上“开”和“关”位置各粘一块磁钢，霍尔传感器放在圆盘边缘处，两者靠近。如图2所示：

图2 霍尔传感器

(3)阀门处于开启状态时，磁钢靠近霍尔传感器，传感器感受工作点“开”的磁感应强度，传感器输出高电平。当阀门开始关闭，阀位指示器跟随转动，霍尔传感器磁感应强度逐渐降低；当阀门到达关闭位置，传感器感受工作点“关”的磁感应强度，传感器输出低电平。

(4)短信报警控制器有采集数字信号量的功能，其输入通道上的电平由正常状态转为非正常状态，内置监测仪检测到这种变化，触发数字通道高电平或低电平报警，发送报警短信给存储的手机号码。报警信息为：阀位状态和动作时间。高电平对应“阀开”状态，低电平对应“阀关”状态。

3 试验效果

(1)能及时实现短信报警功能，准确度高，无漏报、错报。

(2)可向多个手机发送短信，报警手机号码及报警短信内容可自定义。可对报警手机号码进行添加或删除。(3)模块简单，集成度高，安装简便，成本低廉。运行维护费用极低。

(4)不与介质接触，不破坏阀门本体，安全可靠。

(5)采用光伏低压供电，满足安全要求，使用寿命长。

4 结语

(1)在阀门周期活动时，阀室管理人、生产运行部门能及时得到短信提示，掌握阀门活动时间和阀位状态。辅助相关部门对阀室的管理。

(2)在干线出现异常情况或设备出现故障导致的阀门异常关闭时能及时发现和处置，准确获得故障阀门位置，缩短处置时间。

(3)在工程施工中作为截断阀室阀门阀位动作的辅助监视。

(4)可运用于无人值守站场非自控重要球阀的监控。

汪洋（1977-）男，汉族，四川南充人，技师，主要从事天然气管输工作。