過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表-第2版-課件-第4章第1節(jié)

第4章執(zhí)行器及安全柵4.1執(zhí)行器執(zhí)行器是過(guò)程控制系統(tǒng)重要組成部分，它將控制器的控制(指令)信號(hào)轉(zhuǎn)換成執(zhí)行動(dòng)作，通過(guò)對(duì)進(jìn)、出過(guò)程設(shè)備/系統(tǒng)的能量、物料流量控制操作，將被控參數(shù)維持在要求的設(shè)定值(范圍內(nèi))

、或按工藝要求變化。過(guò)程控制系統(tǒng)的執(zhí)行器主要有自動(dòng)調(diào)節(jié)閥、電壓調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器、控制電機(jī)等。其中自動(dòng)調(diào)節(jié)閥是過(guò)程控制應(yīng)用最多、最常見(jiàn)的執(zhí)行器。過(guò)程控制中的被控參數(shù)、工作介質(zhì)與操作方式多種多樣，因此，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥種類較多。自動(dòng)調(diào)節(jié)閥按照工作所用能源形式可分為：電動(dòng)調(diào)節(jié)閥：電源配備方便，信號(hào)傳輸快、損失小，可遠(yuǎn)距離傳輸；不易實(shí)現(xiàn)本安防爆。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠，維護(hù)方便，（本質(zhì)）防火防爆；傳輸滯后大、氣源配備不方便。液動(dòng)調(diào)節(jié)閥：用液壓傳遞動(dòng)力，推力最大，但安裝、維護(hù)麻煩；只在大壓力、大口徑場(chǎng)合使用。工業(yè)過(guò)程應(yīng)用最多的是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。在石油、化工等存在易燃、易爆等危險(xiǎn)因素的過(guò)程工業(yè)中，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥占主導(dǎo)地位。4.1.1氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥是由氣壓信號(hào)控制的調(diào)節(jié)閥門，如下圖所示。氣動(dòng)薄膜室推桿閥門閥位指示標(biāo)尺閥桿連接件4.1.1.1氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)與分類氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行（驅(qū)動(dòng)）機(jī)構(gòu)和控制/調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（閥門）兩部分組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是驅(qū)動(dòng)裝置，它將信號(hào)壓力(變化)轉(zhuǎn)換為閥桿位移(變化)的裝置?？刂?調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是閥門，它將閥桿位移轉(zhuǎn)換為流通面積（大?。┳兓?。1.執(zhí)行機(jī)構(gòu)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)按控制器輸出的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)作。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出方式主要有角行程和直行程兩種輸出形式。

常見(jiàn)直行程輸出的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有兩類：氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)壓力信號(hào)正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)（1）直通單座閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、泄漏量小。流體對(duì)閥芯的附加不平衡作用力大。一般在小口徑、低壓差的場(chǎng)合使用。2.控制/調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制/調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)即閥門，是一個(gè)局部阻力可以改變的節(jié)流元件。根據(jù)不同的使用要求、使用條件，閥門的結(jié)構(gòu)型式有多種。正裝閥閥芯下移時(shí)，閥芯與閥座之間間隙增大，流通截面積增大。閥門中的柱式閥芯可以正裝，也可以反裝。反裝閥閥芯下移時(shí)，閥芯與閥座之間間隙減小，流通截面積減小。（2）直通雙座閥

閥體內(nèi)有兩個(gè)閥芯和閥座。流體流過(guò)調(diào)節(jié)閥時(shí)，作用在上、下兩個(gè)閥芯上的附加不平衡推力大小相近、方向相反，可以互相抵消，所以作用在閥桿上的不平衡（合）力很小，適用于大口徑、大壓差場(chǎng)合使用。由于加工精度的限制，很難保證閥門關(guān)閉時(shí)，上下兩個(gè)閥芯與閥座同時(shí)密閉，因此閥門關(guān)閉時(shí)雙座閥的泄漏量較大。（3）角形控制閥兩個(gè)接管呈直角形，一般為底進(jìn)側(cè)出，閥內(nèi)流體流路簡(jiǎn)單、對(duì)流體的阻力較小。適用于現(xiàn)場(chǎng)管道要求直角連接，介質(zhì)為高粘度、高壓差和含有少量懸浮物和固體顆粒狀的場(chǎng)合。

（4）三通調(diào)節(jié)閥

有三個(gè)出/入口與工藝管道連接。流通方式有分流型（一種流入介質(zhì)分成兩路輸出）和合流型（二種流入介質(zhì)混合成一路流出）兩種。適用于(入流恒流)

旁路控制與(合流)

配比控制。分流型三通閥合流型三通閥（5）隔膜控制閥采用耐腐蝕材料作隔膜，將閥芯與流體介質(zhì)隔開(kāi)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、流阻小、流通能力比同口徑的其它閥大。用隔膜將流體與閥芯、閥體隔離，泄漏非常小。（6）蝶閥又名翻板閥。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、流阻極小，但關(guān)閉時(shí)泄漏量大。適用于大口徑、大流量、低壓差的場(chǎng)合，大多用于開(kāi)斷控制。（7）球閥閥芯（球體）與閥體（球形腔體）都呈球形，閥芯內(nèi)開(kāi)孔。轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯使之與閥體處于不同的相對(duì)位置時(shí)，流通孔道口的流通面積不同。控制過(guò)程流量變化較快，可起切斷閥作用，常用于雙位式（通/斷）控制。球閥閥芯形狀V型球閥O型球閥（8）籠式(套筒)閥

閥內(nèi)有一個(gè)圓柱形（籠狀）套筒。套筒壁上有一個(gè)或幾個(gè)不同形狀的孔（窗口），利用套筒導(dǎo)向，閥芯在套筒內(nèi)上下移動(dòng)，改變閥的節(jié)流面積?？烧{(diào)比大，不平衡力小，更換開(kāi)孔不同的套筒，就可得到不同的流量特性。不適用于高粘度或帶有懸浮物(容易造成堵塞)的介質(zhì)流量控制。（9）凸輪撓曲閥又名偏心旋轉(zhuǎn)閥。其閥芯呈球面狀，與撓曲臂及軸套一起鑄成，固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上（此閥屬快開(kāi)型、球閥屬快關(guān)型）。閥芯球面與閥座密封圈緊密接觸，密封性好，適用于高粘度或帶有懸浮物的介質(zhì)流量控制。

調(diào)節(jié)閥除了結(jié)構(gòu)類型的不同外，主要技術(shù)參數(shù)是流量特性和口徑。4.1.1.2調(diào)節(jié)閥的流量特性調(diào)節(jié)閥閥芯位移與流量之間的關(guān)系，對(duì)控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)有很大影響。流量特性的定義：被控介質(zhì)流過(guò)閥門的相對(duì)流量Q/Qmax與閥門的相對(duì)開(kāi)度（相對(duì)位移）l/L之間的關(guān)系稱為調(diào)節(jié)閥的流量特性。Q/Qmax—相對(duì)流量

l/L

—

相對(duì)開(kāi)度

相對(duì)流量Q/Qmax是控制閥實(shí)際流量Q與全開(kāi)時(shí)流量Qmax之比；相對(duì)開(kāi)度l/L是調(diào)節(jié)閥實(shí)際行程l與全開(kāi)行程L之比。

調(diào)節(jié)閥流量特性不僅與閥門結(jié)構(gòu)和開(kāi)度有關(guān)，還與閥前后的壓差有關(guān)，下面分二種情況進(jìn)行討論。LQ為了工程上分析方便，先在閥前后壓差固定情況下，確定調(diào)節(jié)閥的固有流量特性；然后再延伸到閥前后壓差變化的實(shí)際工況，確定調(diào)節(jié)閥工作流量特性。1.調(diào)節(jié)閥固有（理想）流量特性在將控制閥前后壓差固定時(shí)得到的流量特性稱為固有流量特性，它取決于閥芯的形狀。常用流量特性：直線特性等百分比特性快開(kāi)特性（1）直線流量特性調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量Q/Qmax與相對(duì)開(kāi)度l/L成直線關(guān)系，即單位位移變化所引起的流量變化是常數(shù)。用數(shù)學(xué)式表示為：R—

調(diào)節(jié)閥可調(diào)比

可調(diào)比R為調(diào)節(jié)閥所能控制的最大流量與最小流量的比值。

其中Qmin不是指閥門全關(guān)時(shí)的泄漏量，而是指閥門按照流量特性能進(jìn)行連續(xù)平穩(wěn)控制的最小流量，一般約為最大流量Qmax的2~4%，國(guó)產(chǎn)閥門的可調(diào)比一般為R=30?？刂屏Γ洪y門開(kāi)度改變時(shí)，相對(duì)流量的改變比值（%）。

例如直線閥，在不同開(kāi)度（點(diǎn)）上，再分別增加10%開(kāi)度，相對(duì)流量的變化為開(kāi)度10％時(shí)：[(20-10)/10]×100%=100%開(kāi)度50％時(shí)：[(60-50)/50]×100%=20%開(kāi)度80％時(shí)：[(90-80)/80]×100%=12.5%Q/Q100L/LmaxS=1

直線閥的流量放大系數(shù)在任何一點(diǎn)上都是相同的，但其對(duì)流量的控制力卻是不同的。（2）等百分比（對(duì)數(shù)）流量特性單位相對(duì)行程變化l/L所引起的相對(duì)流量變化Q/Qmax與此點(diǎn)的相對(duì)流量成正比關(guān)系：

曲線斜率（放大系數(shù)）隨行程的增大而增大。流量小時(shí)，流量變化小；流量大時(shí)，流量變化大。

等百分比閥在各流量點(diǎn)的放大系數(shù)不同，但對(duì)流量的控制力卻是相同的。開(kāi)度10%處：（6.58%-4.68%）/4.68%≈41%開(kāi)度50%處：（25.7%-18.2%）/18.2%≈41%開(kāi)度80%處：（71.2%-50.6%）/50.6%≈41%

同樣以10％、50％及80％三點(diǎn)為例，分別增加10%開(kāi)度，相對(duì)流量變化的比值為：Q/Q100L/LmaxS=1（4）其它流量特性其它針對(duì)特殊需求的流量特性，如拋物線特性（圖中藍(lán)色虛線），介于直線和對(duì)數(shù)曲線之間，實(shí)際工程使用較少（只在特殊情況下使用）。（3）快開(kāi)特性開(kāi)度較小時(shí)，隨開(kāi)度的增大，流量迅速增大，很快就達(dá)到最大，故稱為快開(kāi)特性。適用于迅速啟閉的切斷閥或雙位控制系統(tǒng)。2、調(diào)節(jié)閥工作流量特性調(diào)節(jié)閥裝在具有阻力的實(shí)際管道中，管道對(duì)流體的阻力隨流量大小變化，閥前后（剩余）壓（力）差也會(huì)發(fā)生變化，使調(diào)節(jié)閥固有流量特性發(fā)生畸變。（1）與管道串聯(lián)時(shí)調(diào)節(jié)閥工作流量特性如圖，管道系統(tǒng)總壓力ΔP等于管路系統(tǒng)的壓降ΔPG與調(diào)節(jié)閥的壓降ΔPT之和。P△PGQ△PT管路及設(shè)備管道△PG△PT調(diào)節(jié)閥△P△P從串聯(lián)管道中調(diào)節(jié)閥兩端壓差ΔPT的變化曲線可看出，調(diào)節(jié)閥全關(guān)時(shí)，閥前后（剩余）壓（力）差最大，基本等于系統(tǒng)總壓力ΔP；調(diào)節(jié)閥全開(kāi)時(shí)閥前后（剩余）壓（力）差降至最小。為了表示調(diào)節(jié)閥兩端壓差ΔPT的變化范圍，以閥權(quán)度S表示調(diào)節(jié)閥全開(kāi)時(shí)，閥前后最小壓差ΔPTmin與總壓力ΔP之比。S=PTmin

/ΔPP△PGQ△PT管路及設(shè)備管道△PG△PT調(diào)節(jié)閥△P△P理想流量特性的畸變以Qmax表示串聯(lián)管道阻力為零時(shí)(S=1)，閥全開(kāi)時(shí)達(dá)到的最大流量?？傻么?lián)管道在不同S值時(shí)，以自身Qmax作參照的工作流量特性。對(duì)數(shù)閥畸變?yōu)橹本€閥直線閥畸變?yōu)榭扉_(kāi)閥S

↓理想直線特性的畸變理想等百分比特性的畸變結(jié)論串聯(lián)管道使調(diào)節(jié)閥的流量特性發(fā)生畸變；串聯(lián)管道使調(diào)節(jié)閥的流量可調(diào)范圍降低，最大流量減??；串聯(lián)管道會(huì)使調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)減小，調(diào)節(jié)能力降低，S值低于0.1時(shí)，調(diào)節(jié)能力基本喪失。理想直線特性畸變?yōu)榭扉_(kāi)特性理想等百分比特性畸變?yōu)橹本€特性（2）與管道并聯(lián)時(shí)調(diào)節(jié)閥的工作流量特性

實(shí)際工程系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥除了與管道串聯(lián)工作之外，還可能與管道或其他閥門（調(diào)節(jié)閥、閘閥等）并聯(lián)安裝。當(dāng)并聯(lián)管道上的閥門打開(kāi)（全開(kāi)或部分打開(kāi)）時(shí)，調(diào)節(jié)閥的（總管道）流量特性曲線如圖4-8所示。

在圖4-8中，當(dāng)S=1，即旁通管道（閥門）關(guān)閉時(shí)，調(diào)節(jié)閥總流量特性與理想流量特性一致。隨著旁通閥逐漸打開(kāi)，旁通流量逐步增大，S持續(xù)減小，調(diào)節(jié)閥可調(diào)范圍不斷下降。這將導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥所能控制的流量越來(lái)越小，直至失去流量控制作用。另外，總管道的串聯(lián)管阻（力）會(huì)使調(diào)節(jié)閥特性發(fā)生畸變，導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥流量控制能力進(jìn)一步下降。

旁路流量占總流量比例不能太大。這樣并聯(lián)調(diào)節(jié)閥才能發(fā)揮流量調(diào)節(jié)作用，否則，并聯(lián)調(diào)節(jié)閥流量的有效調(diào)節(jié)范圍變得很小，失去流量調(diào)節(jié)作用。4.1.1.2調(diào)節(jié)閥的選擇選用調(diào)節(jié)閥時(shí)，一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面。1.調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)選擇通常根據(jù)工藝需要和使用條件，如介質(zhì)溫度、壓力，介質(zhì)物理、化學(xué)特性（如粘度、腐蝕性等），以及對(duì)介質(zhì)流量的控制要求等，選擇調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)形式。一般介質(zhì)條件下，可選用直通單座閥或直通雙座閥；高壓介質(zhì)選用高壓閥；強(qiáng)腐蝕介質(zhì)采用隔膜閥等。氣動(dòng)薄膜雙座調(diào)節(jié)閥氣動(dòng)薄膜套筒調(diào)節(jié)閥氣動(dòng)薄膜單座調(diào)節(jié)閥氣動(dòng)薄膜三通調(diào)節(jié)閥氣動(dòng)薄膜精小型調(diào)節(jié)閥氣動(dòng)薄膜隔膜閥V型法蘭蝶閥氣動(dòng)蝶閥對(duì)夾蝶閥O型氣動(dòng)球閥2．氣開(kāi)與氣關(guān)工作方式選擇

一般氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥在氣壓信號(hào)中斷后閥門會(huì)自動(dòng)復(fù)位。無(wú)壓力信號(hào)時(shí)閥門全開(kāi)，隨著信號(hào)增大，閥門逐漸關(guān)小的稱為氣關(guān)式；反之，無(wú)壓力信號(hào)時(shí)閥全閉，隨著信號(hào)增大，閥門逐漸開(kāi)大的稱為氣開(kāi)式。氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥氣開(kāi)與氣關(guān)方式工作原理下圖所示：氣關(guān)式氣關(guān)式氣開(kāi)式氣開(kāi)式給水閥燃?xì)忾y蒸汽

例如在選擇蒸氣鍋爐調(diào)節(jié)閥時(shí)，為保證失控狀態(tài)下鍋爐安全：給水調(diào)節(jié)閥應(yīng)選氣關(guān)式

氣壓信號(hào)喪失時(shí)，供水閥打開(kāi)，避免鍋爐缺水、過(guò)熱。燃?xì)庹{(diào)節(jié)應(yīng)選氣開(kāi)式

氣壓信號(hào)喪失時(shí)，燃?xì)忾y關(guān)閉，避免鍋爐干燒、過(guò)熱。調(diào)節(jié)閥氣開(kāi)/氣關(guān)方式的選擇原則：當(dāng)控制信號(hào)中斷時(shí)，閥門的復(fù)位位置使生產(chǎn)過(guò)程、工藝設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境處于安全狀態(tài)。3.調(diào)節(jié)閥流量特性選擇控制系統(tǒng)總(穩(wěn)態(tài))放大倍數(shù)(增益)在工作范圍內(nèi)應(yīng)盡可能恒定，保證控制系統(tǒng)為線性系統(tǒng)的基本條件，也是(古典控制理論)保障控制系統(tǒng)品質(zhì)的基本條件。對(duì)如下控制系統(tǒng)給定值被控參數(shù)擾動(dòng)f

控制器傳感器執(zhí)行器被控對(duì)象+eG

c(s)－G3(s)G1(s)G2(s)即要求K1K2K3Kc

≈常數(shù)

下面通過(guò)一個(gè)熱交換器實(shí)例（圖4-10），說(shuō)明如何根據(jù)被控過(guò)程（對(duì)象）工藝、特性（圖4-11）分析，正確選擇調(diào)節(jié)閥流量特性。TQ/Qmax050%100%TmaxK圖4-10換熱器出口溫度控制系統(tǒng)一般實(shí)際被控過(guò)程的(穩(wěn)態(tài))放大倍數(shù)(增益)在不同的工作(況)點(diǎn)是不同的。MTTTC熱水冷物料入口熱物料出口換熱器圖4-11換熱負(fù)荷恒定時(shí)換熱溫度靜態(tài)性

對(duì)圖4-10所示換熱器，設(shè)定溫度值不變。如冷物料流量（換熱器負(fù)荷）增大；或冷物料流量不變，熱物料出口溫度（設(shè)定值）提高，都要增大熱水流量。熱水流量加大、流速加快，對(duì)冷物料加熱（升溫）效果降低——由于流量大、流速快，熱水在換熱器內(nèi)滯留（換熱）時(shí)間縮短所致。在設(shè)定溫度值提高時(shí)，被加熱物料溫度升高，換熱溫差變小，也會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱效率降低；總之都使換熱系統(tǒng)放大倍數(shù)（特性曲線的斜率）隨著熱水流量增大不斷減小，換熱器的靜特性如圖4-11所示。換熱器的溫度靜特性（放大倍數(shù)）呈非線性。針對(duì)換熱器靜態(tài)特性的非線性，調(diào)節(jié)閥可選擇等百分比流量特性對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償，使執(zhí)行器和換熱器總體特性接近線性，如圖4-12所示。

很多對(duì)象在工作區(qū)間的穩(wěn)態(tài)放大倍數(shù)K不是常數(shù)，在不同工況（負(fù)荷）點(diǎn)K不相同。因此希望調(diào)節(jié)閥的流量特性能補(bǔ)償被控（過(guò)程）對(duì)象的非線性特性，使控制系統(tǒng)總體靜特性接近線性。若調(diào)節(jié)對(duì)象靜特性是如圖4-11所示的非線性，工藝負(fù)荷變化又大，用等百分比調(diào)節(jié)閥性補(bǔ)償，如圖4-13所示；若調(diào)節(jié)對(duì)象的靜特性為線性，或工藝負(fù)荷變化不大，用直線閥。如圖4-10的換熱溫度控制；

若采用蒸氣加熱，冷凝放熱很快，系統(tǒng)特性接近直線，則應(yīng)選用直線特性調(diào)節(jié)閥。

按上述原則選擇調(diào)節(jié)閥特性是實(shí)際需要的工作流量特性，還要考慮理想特性與實(shí)際流量特性的關(guān)系：如配管阻力大、S值低，調(diào)節(jié)閥理想特性的畸變問(wèn)題。4.調(diào)節(jié)閥口徑選擇

為保證工藝操作正常進(jìn)行，必須合理選擇調(diào)節(jié)閥尺寸。如果調(diào)節(jié)閥口徑選得太大，閥門經(jīng)常工作在小開(kāi)度位置，則調(diào)節(jié)質(zhì)量不好。如果口徑選得太小，閥門完全打開(kāi)也不能滿足最大流量需要，則無(wú)法保證生產(chǎn)過(guò)程正常進(jìn)行。

調(diào)節(jié)閥的口徑?jīng)Q定了調(diào)節(jié)閥的流通能力。調(diào)節(jié)閥的流通能力用流量系數(shù)C值表示。CDg

調(diào)節(jié)閥技術(shù)手冊(cè)給出了各種閥門的口徑、流通能力C，供用戶查閱。流量系數(shù)C的定義：在調(diào)節(jié)閥兩端壓為100kPa，流體為水（密度為1000kg/m3）的條件下，閥門全開(kāi)時(shí)每小時(shí)流過(guò)調(diào)節(jié)閥的體積流量（m3/h）。例如某一調(diào)節(jié)閥全開(kāi)、閥門兩端壓為100kPa時(shí)，流過(guò)閥門的水流量為20m3/h，則調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)為：C=20。將流量系數(shù)定義(參數(shù))條件代入基本流量公式：

實(shí)際應(yīng)用中閥門兩端壓差不一定是100kPa，流經(jīng)閥門的流體也不一定是水，因此必須進(jìn)行換算。（1）液體調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)C值的計(jì)算根據(jù)基本流量公式兩式相除，整理可得QDg?P

根據(jù)實(shí)際的工藝流量和管道壓力換算出C值后，查閥門手冊(cè)確定口徑。QDg?P（2）氣體、蒸汽調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)C值計(jì)算氣體、蒸汽都具有可壓縮性，對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)閥C值的必須考慮氣體可壓縮性和（氣液）二相流問(wèn)題，計(jì)算時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的修正（k為修正系數(shù)）。例

某供暖系統(tǒng)，流過(guò)加熱盤(pán)管水流量為Q=31m3/h，水溫為80℃，Pm-Pr=1.7×100kPa，所裝閥門流量系數(shù)C取多大？解Pm-Pr為管網(wǎng)入口壓差，設(shè)配管S=0.5～0.7，?P=（0.5～0.7）×1.7×100kPa≈100kPa80℃熱水的密度ρ

=971kg/m3代入給水泵熱水鍋爐盤(pán)管PmPrM得C≈31，取標(biāo)準(zhǔn)C=32在此檔中，選取和管道直徑相配的閥門口徑。將DC4～20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成20～100kPa的標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號(hào)。4.1.2電/氣轉(zhuǎn)換器

為了使氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥能夠接收電動(dòng)調(diào)節(jié)器輸出的控制信號(hào)，必須把標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠接收的標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號(hào)。電/氣轉(zhuǎn)換器的作用：力平衡式電氣轉(zhuǎn)換器工作原理力平衡式電氣轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)原理如下圖所示。其工作原理如下：

電磁鐵吸力Fi↑杠桿下偏轉(zhuǎn)

擋板與噴嘴間隙↓

背壓↑氣動(dòng)放大器輸入↑輸出壓力P

↑

杠桿的反饋力Ff

↑杠桿平衡P∝II↑負(fù)反饋調(diào)零FiFf背壓室電磁鐵I↑P4.1.3閥門定位器氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥桿位移由氣壓推力與閥桿反作用力(彈簧與閥芯反作業(yè)力、摩擦力之和)平衡、最終確定。為了防止閥桿處泄漏，要壓緊填料。填料壓緊程度不可能完全相同，導(dǎo)致閥桿移動(dòng)摩擦力存在差異，這會(huì)影響輸入信號(hào)Pi對(duì)閥芯位置的執(zhí)行精度。Pi解決途徑

在自動(dòng)調(diào)節(jié)閥上加裝閥門定位器，通過(guò)引入閥桿位移負(fù)反饋，使閥桿能按輸入氣壓信號(hào)Pi精確地定位開(kāi)度（閥芯位置）。氣動(dòng)閥門定位器工作原理閥門定位器原理框圖PiPi4.1.4電/氣閥門定位器實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常把電/氣轉(zhuǎn)換器和閥門定位器結(jié)合成一體，組成電/氣閥門定位器。工作原理如下I↑杠桿偏轉(zhuǎn)上端右移擋板靠近噴嘴

P壓力↑閥桿下移反饋凸輪右轉(zhuǎn)反饋彈簧右拉杠桿平衡，精確定位調(diào)節(jié)閥開(kāi)度(閥芯位置)。IP各種閥門定位器電/氣轉(zhuǎn)換器電/氣閥門定位器4.1.5電動(dòng)調(diào)節(jié)閥

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥接受來(lái)自控制器的控制信號(hào)，閥門開(kāi)度連續(xù)可調(diào)。

電磁閥接收來(lái)自控制器的（位式/開(kāi)關(guān)）控制信號(hào)，但閥門開(kāi)度是位式（開(kāi)關(guān)）變化。。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥電磁閥電動(dòng)調(diào)節(jié)閥也由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門兩部分組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的驅(qū)動(dòng)裝置，它將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)動(dòng)作。閥門是調(diào)節(jié)