电气转换器及电气阀门定位器结构原理.docVIP

在实际系统中。电与气两种信号常是混合使用的，这样可以取长补短。因而有各种电-气转换器及气-电转换器把电信号(0~10mADC或4~20 mA DC)与气信号((0.02~0.1MPa)进行转换.电-气转换器可以把电动变送器来的电信号变为气信号。送到气动调节器或气动显示仪表;也可把电动调节器的输出信号变为气信号去驱动气动调节阀，此时常用电-气阀门定位器，它具有电-气转换器和气动阀门定位器两种作用。 一、电-气转换器 电-气转换器的结构原理如图9-22所示，它按力矩平衡原理工作。当0~10 mA直流 电流信号通人置于恒定磁场里的测星线圈中时，所产生的磁通与磁钢在空气隙中的磁通相互作用而产生一个向上的电磁力(即测最力)。由于线圈固定在杠杆上，使杠杆绕十字簧片偏转，于是装在杠杆另一端的挡板靠近喷嘴，使其背压升高，经过放大器功率放大后，一方面输出，一方面反馈到正负两个波纹管，建立起与测量力矩相平衡的反馈力矩。于是输出信号(0.02~0. 1 MPa)就与线圈电流成一一对应的关系。 由于负反馈力矩比线圈产生的测量力矩大得多，因而设置了正反馈波纹管，负反馈力矩减去正反馈力矩后的差就是反馈力矩。调零弹簧用来调节输出气压的初始值。如果输出气压变化的范围不对，可调永久磁钢的分磁螺钉。 二、电-气阀门定位器 1)电-气阀门定位器 配薄膜执行机构的电-气阀门定位器的动作原理如图9-23所示，它是按力矩平衡原理工作的。当信号电流通人力矩马达I的线圈时，它与永久磁钢作用后，对主杠杆产生一个力矩，于是挡板靠近喷嘴，经放大器放大后，送人薄膜气室使推杆向下移动，并带动反馈杆绕其支点4转动，连在同一轴上的反馈凸轮也作逆时针方向转动，通过滚轮使副杠杆绕其支点偏转，拉伸反馈弹簧.当反馈弹簧对主杠杆的拉力与力矩马达作用在主杠杆上的力两者力矩平衡时，仪表达到平衡状态，此时，一定的信号电流就对应一定的阀门位置。 2)智能阀门定位器 智能阀门定位器是新一代钾能化、气动执行机构不可缺少的配套产品。它内装高集成度的微控制器，采用电平衡(数字平衡)原理代替传统的力平衡原理，将电控命令转换成气动定位增量来实现阀位控制;利用数字式开、停、关的信号来驱动气动执行机构的动作;阀位反馈直接通过高精度位置传感器，实现电一气转换功能，因而具有提高输出力、提高动作速度和调节精度(最小行程分辨率可达0. 05%)、克服阀杆摩擦力、实现精确定位等特点。 智能阀门定位器具备许多符合现代过程控制技术要求的功能:对所有控制参数都可组态的功能(如死区、正反作用、报警上下限、行程零点、行程范围、执行机构类型选择等)，实现分程控制功能，实现上行、下行速度调节功能，实现线性、等百分比、快开等特性修正功能，自校正功能、自诊断功能，故障报瞥及故障处理功能，多种通信支持功能等。 由于智能阀门定位器的功能完善，对降低投资、节约能源、提高过程控制水平能带来极大益处。同时，它与智能变送器一起将彻底改变现场仪表的状况，促使过程控制早日进人现场总线控制系统的新时代。 3)阀门定位器的作用 在以下情况下需要采川阀门定位器: (1)需要对阀门作精确的调整的场合。 (2)管道口径较大或阀门前后压差较大等会产生较大不平衡力的场合。 (3)为防止泄漏而需要将填料压得很紧，例如高压、高温或低温等场合。 (4)调节介质粘滞较高等情况. 电-气阀门定位器一方面具有电-气转换器的作用，可用电动调节器输出的0~10mA DC或4~20 mA DC信号去操纵气动执行机构;另一方面还具有气动阀门定位器的作用，可以使阀门位置按调节器送来的信号准确定位(即输人信号与阀门位置呈一一对应的关系)。同时，改变图9-23中反馈凸轮5的形状或安装位置，还可以改变调节阀的流最特性和实现正反作用的改变(即输出信号可以随输人信号的增加而增加，也可以随输人信号的增加而减少)。