電氣閥門定位器是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的關(guān)鍵附件之一,其作用是把調(diào)節(jié)裝置輸出的電信號(hào)變成驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作的氣信號(hào)。它具有閥門定位功能,既克服閥桿摩擦力,又可以克服因介質(zhì)壓力變化而引起的不平衡力,從而能夠使閥門快速的跟隨,并對(duì)應(yīng)于調(diào)節(jié)器輸出的控制信號(hào),實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥快速定位,提升其調(diào)節(jié)品質(zhì)。隨著智能儀表技術(shù)的發(fā)展,微電子技術(shù)廣泛應(yīng)用在傳統(tǒng)儀表中,大大提高了儀表的功能與性能。其在電氣閥門定位器中的應(yīng)用使智能定位器的性能和功能有了一個(gè)大的飛躍。
閥門定位器工作原理:
閥門定位器的工作原理,它是以力矩平衡原理設(shè)計(jì)和工作的。從電動(dòng)調(diào)節(jié)儀表來的4-20mA電流信號(hào),輸入到力矩馬達(dá)組件線圈6后,可動(dòng)鐵芯9被磁化,它與永久磁場(chǎng)10作用(疊加磁場(chǎng)),使鐵芯9繞支點(diǎn)5產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,擋板8靠近噴咀7,氣動(dòng)放大器1的背壓?jiǎn)荩糯笃?的輸出也隨之嗇,此壓力輸出到氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)13,推桿14向下位移,由擋桿15帶動(dòng)反饋桿16,使懊輪2轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)4向左擺,反饋被拉伸,由于作用力,使鐵芯9產(chǎn)生一個(gè)反向的轉(zhuǎn)矩,此時(shí)如果輸入倍在鐵芯9上產(chǎn)生的反饋力矩處于平衡時(shí),執(zhí)行機(jī)構(gòu)就按輸入信號(hào)的數(shù)值儀在相應(yīng)的行程位置上,實(shí)現(xiàn)了輸入信號(hào)與行程關(guān)系的比例我一。當(dāng)輸入信號(hào)養(yǎng)活時(shí)則定位器的工作過程哦上述動(dòng)作逆動(dòng)作。圖中11用來調(diào)節(jié)定位的"零們位"(ZERO)。12哦分流器用來調(diào)節(jié)定位器的比例范圍(SPAN).
傳統(tǒng)電氣閥門定位器的工作原理
反饋桿反饋閥門的開度位置發(fā)生變化,當(dāng)輸入信號(hào)產(chǎn)生的電磁力矩與定位器的反饋系統(tǒng)產(chǎn)生的力矩相等,定位器力平衡系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),定位器處于穩(wěn)定狀態(tài),此時(shí)輸入信號(hào)與閥位成對(duì)應(yīng)比例關(guān)系。當(dāng)輸入信號(hào)變化或介質(zhì)流體作用力等發(fā)生變化時(shí),力平衡系統(tǒng)的平衡狀態(tài)被打破,磁電組件的作用力與因閥桿位置變化引起的反饋回路產(chǎn)生的作用力就處于不平衡狀態(tài),由于噴嘴和擋板作用,使定位器氣源輸出壓力發(fā)生變化,執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣室壓力的變化推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng),使閥桿定位到新位置,重新與輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng),達(dá)到新的平衡狀態(tài)。 在使用中改變定位器的反饋桿的結(jié)構(gòu)(如凸輪曲線),可以改變調(diào)節(jié)閥的正、反作用,流量特性等,實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)節(jié)閥性能的提升。
智能電氣閥門定位器工作原理:
由閥桿位置傳感器拾取閥門的實(shí)際開度信號(hào),通過A/D轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字編碼信號(hào),與定位器的輸入(設(shè)定)信號(hào)的數(shù)字編碼在CPU中進(jìn)行對(duì)比,計(jì)算二者偏差值。如偏差值超出定位精度,則CPU輸出指令使相應(yīng)的開/關(guān)壓電閥動(dòng)作,即:當(dāng)設(shè)定信號(hào)大于閥位反饋時(shí),升壓壓電閥V一l打開,輸出氣源壓力P1增大,執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣室壓力增加是閥門開度增加,減小二者偏差;如設(shè)定信號(hào)小于閥位反饋則排氣壓電閥V-2打開,通過消音器排氣減小輸出氣源壓力P1,執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣室壓力減小是閥門開度減小,二者偏差減小。正是通過CPU控制壓電閥來調(diào)節(jié)輸出氣源壓力的大小使輸入信號(hào)與閥位達(dá)到新的平衡。
定位器根據(jù)工作原理可分為:氣動(dòng)定位器、電氣式定位器、智能式定位器
氣動(dòng)定位器:通過氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制閥門的執(zhí)行機(jī)構(gòu),也是最早的定位器,屬于機(jī)械式(力平衡原理:通過氣動(dòng)滑閥來實(shí)現(xiàn)氣壓平衡),優(yōu)點(diǎn)是:控制比較精確 缺點(diǎn)是:因?yàn)槭菤鈩?dòng)控制,如果需要反饋至控制中心,就需要做電氣轉(zhuǎn)換
電氣式定位器:此種在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用最廣,就是在氣動(dòng)定位器的基礎(chǔ)上將電氣轉(zhuǎn)換元件集成到定位器上,方便了控制(相比氣動(dòng)定位器:用戶只需要給標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)即可,而氣動(dòng)定位器的控制信號(hào)也是氣源信號(hào),在和系統(tǒng)的電流聯(lián)系過程中,需要電氣轉(zhuǎn)換器),同時(shí)改進(jìn)了滑閥的設(shè)計(jì),采用了噴嘴擋板的設(shè)計(jì)。 優(yōu)點(diǎn)是:控制筆記哦方便 缺點(diǎn)是:噴嘴擋板的結(jié)構(gòu),使得該類型定位器對(duì)環(huán)境震動(dòng)比較敏感
智能式定位器:類似于電腦的發(fā)展,此時(shí)所有控制部分和比較部分準(zhǔn)通過電器部分實(shí)現(xiàn),噴嘴擋板也給成了壓電閥的結(jié)構(gòu),可以進(jìn)行自我調(diào)試、診斷、反饋、記錄、總線通信等功能
定位器從所配閥門來分,有可以