執(zhí)行機(jī)構(gòu)之閥門定位器的設(shè)計(jì)
閥門定位器是一種與改變流體流量的調(diào)節(jié)閥配套使用的輔助儀表,目前，廣泛使用的定位器是采用模擬信號和力平衡原理生產(chǎn)的，執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門定位器的設(shè)計(jì)必須一起考慮。這兩個(gè)設(shè)備的組合會(huì)在很大程度上影響調(diào)節(jié)閥（控制閥）組件的靜態(tài)性能（死區(qū)）和動(dòng)態(tài)響應(yīng)、以及閥門這個(gè)儀表的總的空氣消耗量。今天，閥門定位器用于大部分指定的調(diào)節(jié)閥（控制閥）應(yīng)用場合。與普通的數(shù)字式控制系統(tǒng)一起使用時(shí)，閥門定位器可以提供很高的定位精度以及對過程干擾的更加快速的響應(yīng)。隨著人們越來越把重點(diǎn)放在過程控制的經(jīng)濟(jì)效果上，在過程優(yōu)化重要的每一個(gè)閥門應(yīng)用場合都應(yīng)該考慮使用閥門定位器。
一個(gè)好的閥門定位器在降低過程偏差度方面的最重要特性是它是一個(gè)高增益裝置。閥門定位器的增益由兩部分組成：靜態(tài)增益和動(dòng)態(tài)增益。靜態(tài)增益是一個(gè)裝置能感測到輸入信號的微小改變（0.125% 或更�。┑拿舾行�。除非這個(gè)裝置對這些小信號改變敏感，否則它不可能對過程變量的干擾作出響應(yīng)。閥門定位器的高靜態(tài)增益是通過一個(gè)前置放大器而取得的。這個(gè)放大器在功能上類似于包含在高保真音響系統(tǒng)里的前置放大器。在很多氣動(dòng)閥門定位器里，一個(gè)噴嘴－檔板或類似裝置具有與這種高靜態(tài)增益前置放大器一樣的作用。
（圖中所示：YT1000閥門定位器）
一旦過程變量的改變被高靜態(tài)增益前置放大器所感測到，閥門定位器必須能使得截流元件快速地運(yùn)動(dòng)，以提供一個(gè)對于過程變量的及時(shí)的糾正動(dòng)作。這需要很大的動(dòng)力來使得執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門組件快速地運(yùn)動(dòng)到一個(gè)新的位置。換言之，定位器必須迅速提供大量的空氣給執(zhí)行機(jī)構(gòu)以使得它作出快速的響應(yīng)。這種能力來自定位器的高動(dòng)態(tài)增益。盡管前置放大器能夠提供高靜態(tài)增益，但是它典型地沒有足夠的能力來提供所需要的動(dòng)力。這樣，前置放大器的功能必須通過一個(gè)高動(dòng)態(tài)增益動(dòng)力放大器來進(jìn)行補(bǔ)償。而這個(gè)高動(dòng)態(tài)增益動(dòng)力放大器能夠根據(jù)需要快速地提供要求的空氣流量。這種動(dòng)力放大器的功能一般是由一個(gè)放大器或滑閥提供的。
滑閥閥門定位器由于其簡單性而相對比較常用。不幸的是，很多滑閥閥門定位器是通過在設(shè)計(jì)時(shí)取消高增益前置放大器而取得這種簡單性的。這些閥門定位器的輸入階段通常是一個(gè)低靜態(tài)增益電氣轉(zhuǎn)換器模塊。這個(gè)電氣轉(zhuǎn)換器模塊把輸入信號（電氣或氣動(dòng)）轉(zhuǎn)換成滑閥的移動(dòng)，但是這種裝置通常對于小信號改變的敏感性很低。其結(jié)果是很大的時(shí)滯時(shí)間和很慢的調(diào)節(jié)閥（控制閥）組件總體響應(yīng)時(shí)間。有些制造商試圖通過使用口徑較大且通道重疊較少的滑閥來補(bǔ)償這些裝置較差的性能。這的確增加了裝置的動(dòng)態(tài)動(dòng)力增益。如果與執(zhí)行機(jī)構(gòu)非常匹配，這個(gè)方法會(huì)在一定程度上改善性能，但是它大大地增加了這些高增益滑閥的空氣消耗量。很多高增益滑閥定位器比典型的高性能二級定位器有大于5 倍的靜態(tài)儀表空氣消耗量。典型的二級定位器在動(dòng)力放大階段使用氣動(dòng)放大器。放大器受到偏愛，因?yàn)樗鼈兡芴峁└邉?dòng)力增益。這種高動(dòng)力增益用最小的穩(wěn)態(tài)空氣消耗量產(chǎn)生最好的動(dòng)態(tài)性能。另外，它們不易受到流體污染。
（圖中所示：EPC電氣轉(zhuǎn)換器）
隨著微處理器裝置越來越普及，定位器的設(shè)計(jì)正在發(fā)生巨大的變化。這些基于微處理器的閥門定位器提供與最好的普通二級定位器一樣的動(dòng)態(tài)性能。它們也提供閥門監(jiān)視和診斷能力，有助于確保最初的優(yōu)良性能不會(huì)隨著使用而下降。概括地說，同時(shí)具有高靜態(tài)和高動(dòng)態(tài)增益的高性能閥門定位器能為任何一個(gè)給定的閥門組件提供降低過程偏差度方面的最佳總體性能。
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