氣動調(diào)節(jié)閥定位器簡介：
氣動調(diào)節(jié)閥定位器是一種將電氣信號轉(zhuǎn)換成壓力信號的轉(zhuǎn)換裝置，以壓縮空氣或氮氣為工作氣源來控制工業(yè)爐調(diào)節(jié)閥的開度大小。它能夠增大調(diào)節(jié)閥的輸出功率，減少調(diào)節(jié)信號的傳遞滯后，加快閥桿的移動速度，能夠提高調(diào)節(jié)閥的線性度，克服閥桿的磨擦力并消除不平衡力的影響，從而保證調(diào)節(jié)閥的正確定位。

氣動調(diào)節(jié)閥定位器與氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)共同構(gòu)成自控單元和各種調(diào)節(jié)閥連接經(jīng)過調(diào)試安裝后，組合成氣動調(diào)節(jié)閥。 用于各種工業(yè)自動化過程控制領(lǐng)域當(dāng)中。

氣動調(diào)節(jié)閥定位器與氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)閥或活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)閥配套使用，是氣動調(diào)節(jié)閥的一個只要配件。從氣動調(diào)節(jié)器輸出的氣壓標(biāo)準(zhǔn)信號，經(jīng)過氣動調(diào)節(jié)閥定位器將輸出一個氣動操作信號驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，以此控制氣動調(diào)節(jié)閥的行程，通過調(diào)節(jié)閥位置反饋，從而使氣動調(diào)節(jié)器輸出的控制信號與調(diào)節(jié)閥的行程比例的相對應(yīng)，實現(xiàn)準(zhǔn)確的定位。目前這種定位器已經(jīng)廣泛應(yīng)用石化、電力和輕工等行業(yè)的自控系統(tǒng)，尤其普遍應(yīng)用于工業(yè)爐溫度自動控制系統(tǒng)中對氣動調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連續(xù)控制。

同樣，氣動調(diào)節(jié)閥定位器配用直行程氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以克服閥桿的磨擦力，消除調(diào)節(jié)閥的不平衡力影響，提高閥的動作速度、提高閥桿的位移精度和實現(xiàn)分程控制，因此廣泛用于石油、化工、冶金、電站和輕紡等工業(yè)部門的自控系統(tǒng)中。

氣動調(diào)節(jié)閥定位器工作原理：
氣動調(diào)節(jié)閥定位器是控制閥的主要附件.它將閥桿位移信號作為輸入的反饋測量信號,以控制器輸 出信號作為設(shè)定信號，進(jìn)行比較，當(dāng)兩者有偏差時，改變其到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出信號，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，建立了閥桿位移倍與控制器輸出信號之間的一一對應(yīng)關(guān)系。因此，調(diào)節(jié)閥定位器組成以閥桿位移為測量信號，以控制器輸出為設(shè)定信號的反饋控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)的操縱變量是調(diào)節(jié)閥定位器去執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出信號。

氣動調(diào)節(jié)閥定位器接收來自控制器或控制系統(tǒng)中4～20mA等弱電信號，并向氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸送空氣信號來控制調(diào)節(jié)閥位置的裝置。 其與氣動調(diào)節(jié)閥配套使用，構(gòu)成閉環(huán)控制回路。把控制系統(tǒng)給出的直流電流信號轉(zhuǎn)換成驅(qū)動調(diào)節(jié)閥的氣信號，控制調(diào)節(jié)閥的動作。同時根據(jù)調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行反饋，使調(diào)節(jié)閥位置能夠按系統(tǒng)輸出的控制信號進(jìn)行正確定位。
氣動調(diào)節(jié)閥定位器是按力矩平衡原理工作的，當(dāng)通入波紋管2的信號壓力P1增加時，使主杠桿3繞支點轉(zhuǎn)動，使噴嘴擋板9靠近噴嘴，噴嘴背壓經(jīng)單向放大器8放大后，通入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)薄膜室的壓力增加，使閥桿向下移動。并帶動反饋桿繞支點轉(zhuǎn)動，反饋凸輪也隨之作逆時針方向轉(zhuǎn)動，通過滾輪使副杠桿4繞支點轉(zhuǎn)動，并將反饋彈簧拉伸，彈簧對主杠桿3的拉力與信號壓力用在波紋管上的力達(dá)到力矩平衡時，儀表達(dá)到平衡狀態(tài)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥位維持在一定的開度上，一定的信號壓力就對應(yīng)于一定的閥位開度。以上作用方式為正作用，若要改變作用方式，只要將凸輪翻轉(zhuǎn)，A向變成B向等，即可。所謂正作用定位器，就是信號壓力增加，輸出壓力亦增加;所謂反作用定位器，就是信號壓力增加，輸出壓力則減少。一臺正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)只要裝上反作用定位器，就能實現(xiàn)反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作;相反，一臺反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)只要裝上反作用定位器，就能實現(xiàn)正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作。其工作原理如下(見圖1)。

當(dāng)需要增加調(diào)節(jié)閥開啟度，計算機(jī)控制系統(tǒng)的輸出電流信號就會上升，力矩馬達(dá)①產(chǎn)生電磁場，擋板②受電磁場力遠(yuǎn)離噴嘴③。噴嘴③和擋板②間距變大，排出放大器④內(nèi)部的線軸⑤上方氣壓。受其影響線軸⑤向右邊移動，推動擋住底座⑦的閥芯⑧，氣壓通過底座⑦輸入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)⑩。隨著執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣室輥輯訛內(nèi)部壓力增加，執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿輥輰訛下降，通過反饋桿輥輱訛把執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿輥輰訛的位移變化傳達(dá)到滑板輥輲訛。這個位移變化又傳達(dá)到量程輥輳訛反饋桿，拉動量程彈簧16。當(dāng)量程彈簧16和力矩馬達(dá)①的力保持平衡時，擋板②回到原位，減小與噴嘴③間距。隨著通過噴嘴③排出空氣量的減小，線軸⑤上方氣壓增加。線軸⑤回到原位，閥芯⑧重新堵住底座⑦，停止氣壓輸入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)⑩。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)⑩的運動停止時，定位器保持穩(wěn)定狀態(tài)。

氣動調(diào)節(jié)閥定位器分類：
調(diào)節(jié)閥定位器按輸入信號分為氣動調(diào)節(jié)閥定位器、電氣調(diào)節(jié)閥定位器和智能調(diào)節(jié)閥定位器。氣動調(diào)節(jié)閥定位器的輸入信號是標(biāo)準(zhǔn)氣信號，例如，20~100kPa氣信號，其輸出信號也是標(biāo)準(zhǔn)的氣信號。電氣調(diào)節(jié)閥定位器的輸入信號是標(biāo)準(zhǔn)電流或電壓信號，例如，4~20mA電流信號或1~5V電壓信號等，在電氣調(diào)節(jié)閥定位器內(nèi)部將電信號轉(zhuǎn)換為電磁力，然后輸出氣信號到撥動控制閥。臺臣智能電氣調(diào)節(jié)閥定位器它將控制室輸出的電流信號轉(zhuǎn)換成驅(qū)動調(diào)節(jié)閥的氣信號，根據(jù)調(diào)節(jié)閥工作時閥桿摩擦力，抵消介質(zhì)壓力波動而產(chǎn)生的不平衡力，使調(diào)節(jié)閥開度對應(yīng)于控制室輸出的電流信號。并且可以進(jìn)行智能組態(tài)設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，達(dá)到改善控制閥性能的目的。

按動作的方向可分為單向調(diào)節(jié)閥定位器和雙向調(diào)節(jié)閥定位器。單向調(diào)節(jié)閥定位器用于活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)時，調(diào)節(jié)閥定位器只有一個方向起作用，雙向調(diào)節(jié)閥定位器作用在活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣缸的兩側(cè)，在兩個方向起作用。

按調(diào)節(jié)閥定位器輸出和輸入信號的增益符號分為正作用調(diào)節(jié)閥定位器和反作用調(diào)節(jié)閥定位器。正作用調(diào)節(jié)閥定位器的輸入信號增加時，輸出信號也增加，因此，增益為正。反作用調(diào)節(jié)閥定位器的輸入信號增加時，輸出信號減小，因此，增益為負(fù)。

按調(diào)節(jié)閥定位器輸入信號是模擬信號或數(shù)字信號，可分為普通調(diào)節(jié)閥定位器和現(xiàn)場總線電氣調(diào)節(jié)閥定位器。普通調(diào)節(jié)閥定位器的輸入信號是模擬氣壓或電流、電壓信號，現(xiàn)場總線電氣調(diào)節(jié)閥定位器的輸入信號是現(xiàn)場總線的數(shù)字信號。

按調(diào)節(jié)閥定位器是否帶CPU可分為普通電氣調(diào)節(jié)閥定位器和智能電氣調(diào)節(jié)閥定位器。普通電氣調(diào)節(jié)閥定位器沒有CPU，因此，不具有智能，不能處理有關(guān)的智能運算。上海臺臣智能電氣調(diào)節(jié)閥定位器帶CPU，可處理有關(guān)智能運算，例如，可進(jìn)行前向通道的非線性補(bǔ)償?shù)龋F(xiàn)場總線電氣調(diào)節(jié)閥定位器還可帶PID等功能模塊，實現(xiàn)相應(yīng)的運算。

按反饋信號的檢測方法也可進(jìn)行分類。

例如，用機(jī)械連桿方式檢測閥位信號的調(diào)節(jié)閥定位器：用霍樂效應(yīng)檢測位移的方法檢測閥桿位移的調(diào)節(jié)閥定位器：用電磁感應(yīng)方法檢測閥桿位移的調(diào)節(jié)閥定位器等。

氣動調(diào)節(jié)閥定位器特點：
◆大口徑先導(dǎo)式繼動器消除了氣路堵塞，使調(diào)節(jié)閥動作速度很快。
◆可以克服閥內(nèi)零件的磨損阻力和由于被調(diào)介質(zhì)壓力變換引起的閥芯不平衡力，從而改善調(diào)節(jié)閥工作特性
◆改變作用方式不要更換零件，只要改變繼動器的安裝位置。
◆更換凸輪就可以改變調(diào)節(jié)閥的流量特性，有線性、等百分比和快開3種特性。
◆靈敏可靠，即使工作條件經(jīng)常變化，調(diào)節(jié)閥性能仍穩(wěn)定。
◆可操作各種彈簧壓力范圍的氣動調(diào)節(jié)閥
◆可適用于10～100mm各類直行程和0～(50°～90°)等各類角行程氣動薄膜調(diào)節(jié)閥和氣動活塞調(diào)節(jié)閥
◆ 可實現(xiàn)分程控制，用控制回路中需要分程控制(段幅操作)的場合。用于一個控制信號控制多個調(diào)節(jié)閥定位器，每個定位器信號范圍為整個控制信號范圍的一部分。例如：控制信號為20-100KPa控制兩臺調(diào)節(jié)閥上的定位器，第一個定位器控制信號范圍為：20-60KPa;第二個定位器控制信號為：為60-100KPa。

氣動調(diào)節(jié)閥定位器作用：
▲用于對調(diào)節(jié)質(zhì)量要求高的重要調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以提高調(diào)節(jié)閥的定位精確及可靠性。
▲用于調(diào)節(jié)閥兩端壓差大(△p>1MPa)的場合。通過提高氣源壓力增大執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力，以克服液體對閥芯產(chǎn)生的不平衡力，減小行程誤差。
▲當(dāng)被調(diào)介質(zhì)為高溫、高壓、低溫、有毒、易燃、易爆時，為了防止對外泄漏，往往將填料壓得很緊，因此閥桿與填料間的摩擦力較大，此時用定位器可克服時滯。
▲被調(diào)介質(zhì)為粘性流體或含有固體懸浮物時，用定位器可以克服介質(zhì)對閥桿移動的阻力。
▲用于大口徑(Dg>100mm)的調(diào)節(jié)閥，以增大執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出推力。
▲當(dāng)調(diào)節(jié)器與執(zhí)行器距離在60m以上時，用定位器可克服控制信號的傳遞滯后，改善調(diào)節(jié)閥的動作反應(yīng)速度。
▲用來改善調(diào)節(jié)閥的流量特性。
▲一個調(diào)節(jié)器控制兩個執(zhí)行器實行分程控制時，可用兩個定位器，分別接受低輸入信號和高輸入信號，則一個執(zhí)行器低程動作，另一個高程動作，即構(gòu)成了分程調(diào)節(jié)。

氣動調(diào)節(jié)閥定位器選型指南：
在眾多的控制應(yīng)用場合中，氣動調(diào)節(jié)閥定位器是調(diào)節(jié)閥最重要的附件之一。尤其是對于某個特定的應(yīng)用場合，如果要選擇一個最適用的(或者說最佳的)調(diào)節(jié)閥定位器，那么就應(yīng)注意考慮下列因素：

■調(diào)節(jié)閥定位器能否實現(xiàn)“分程(Split_ranging)”?實現(xiàn)“分程”是否容易、方便?具備“分程”功能就意味著調(diào)節(jié)閥定位器只對輸入信號的某個范圍(如：4～12mA或0.02～0.06MPaG)有響應(yīng)。因此，如果能“分程”的話，就可以根據(jù)實際需要，只用一個輸入信號實現(xiàn)先后控制兩臺或多臺調(diào)節(jié)閥。

■零點和量程的調(diào)校是否容易、方便?是不是不用打開盒蓋就可以完成零點和量程的調(diào)校?但值得注意的是：有時候為了避免不正確的(或非法的)操作，這種隨意就可進(jìn)行調(diào)校的方式需要被禁止。

■零點和量程的穩(wěn)定性如何?如果零點和量程容易隨著溫度、振動、時間或輸入壓力的變化而產(chǎn)生漂移的話，那么調(diào)節(jié)閥定位器就需要經(jīng)常地被重新調(diào)校，以確保調(diào)節(jié)閥的行程動作準(zhǔn)確無誤。

■調(diào)節(jié)閥定位器的精度如何?在理想情況下，對應(yīng)某一輸入信號，調(diào)節(jié)閥的內(nèi)件(Trim Parts,包括閥芯、閥桿、閥座等)每次都應(yīng)準(zhǔn)確地定位在所要求的位置，而不管行程的方向或者調(diào)節(jié)閥的內(nèi)件承受多大的負(fù)載。

■調(diào)節(jié)閥定位器對空氣質(zhì)量的要求如何?由于只有極少數(shù)供氣裝置能提供滿足ISA標(biāo)準(zhǔn)(有關(guān)儀表用空氣質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)：ISA標(biāo)準(zhǔn)F7.3)所規(guī)定的空氣，因此，對于氣動(或電-氣)調(diào)節(jié)閥定位器，如果要經(jīng)受得住現(xiàn)實環(huán)境的考驗，就必須能承受一定數(shù)量的塵埃、水汽和油污。

■零點和量程的標(biāo)定兩者是相互影響還是相互獨立?如果相互影響，則零點和量程的調(diào)校就需要花費更多的時間，這是因為調(diào)校人員必須對這兩個參數(shù)進(jìn)行反復(fù)調(diào)整，以便逐步地達(dá)到準(zhǔn)確的設(shè)定。

■調(diào)節(jié)閥定位器是否具備“旁路(Bypass)”，可允許輸入信號直接作用于調(diào)節(jié)閥?這種“旁路”有時可簡化或者省去執(zhí)行機(jī)構(gòu)裝配設(shè)定(Actuator Settings)的校驗，如：執(zhí)行機(jī)構(gòu)的“支座組件(Benchset)設(shè)定”和“彈簧座負(fù)載(Seat Load)設(shè)定”――這是因為在許多情況下，一些氣動調(diào)節(jié)器的氣動輸出信號與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的“支座組件設(shè)定”完全吻合匹配，用不著對其再進(jìn)行設(shè)定(其實，在這種情況下，調(diào)節(jié)閥定位器完全可以省去不用。當(dāng)然，如果選用了，那么也可利用調(diào)節(jié)閥定位器的“旁路”使氣動調(diào)節(jié)器的氣動輸出信號直接作用于調(diào)節(jié)閥)。另外，具備“旁路”有時也可允許在線的對調(diào)節(jié)閥定位器進(jìn)行有限度的調(diào)?；蚓S修維護(hù)(即利用調(diào)節(jié)閥定位器的“旁路”使調(diào)節(jié)閥繼續(xù)保持正常工作，無須強(qiáng)制調(diào)節(jié)閥離線)。

■調(diào)節(jié)閥定位器的作用是否快速?空氣流量(Airflow)愈大(調(diào)節(jié)閥定位器不斷的比較輸入信號和閥位，并根據(jù)它們之間的偏差，調(diào)節(jié)其本身的輸出。如果調(diào)節(jié)閥定位器對這種偏差響應(yīng)快速，那么單位時間里空氣的流動量就大)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)對設(shè)定點(Setpoint)和負(fù)載變化的響應(yīng)就愈快――這意味著系統(tǒng)的誤差(滯后)愈小，控制品質(zhì)愈佳。

■調(diào)節(jié)閥定位器的頻率特性(或稱頻率響應(yīng)，F(xiàn)requency Response――即G(jω)，系統(tǒng)對正弦輸入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng))是什么?一般來說，頻率特性愈高(即對頻率響應(yīng)的靈敏度愈高)，控制性能就愈好。但必須注意：頻率特性應(yīng)采用穩(wěn)定的實驗方法(Consistent Test Methods)而非理論方法來確定，并且在評估測定頻率特性時，應(yīng)將調(diào)節(jié)閥定位器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)合并起來考慮。

■調(diào)節(jié)閥定位器的最大額定供氣壓力是多少?例如：有些調(diào)節(jié)閥定位器的最大額定供氣壓力只標(biāo)定為501b/in2(即：50psi,lpsi=0.070kgf/cm2≈6.865kPa)，如果執(zhí)行機(jī)構(gòu)的額定操作壓力高于501b/in2，那么調(diào)節(jié)閥定位器就成了執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出推動力的制約因素。

■當(dāng)調(diào)節(jié)閥與調(diào)節(jié)閥定位器裝配組合后，它們的定位分辨率(Positioning Resolution)如何?這對調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制品質(zhì)有非常明顯的作用，因為分辨率越高，調(diào)節(jié)閥的定位就越接近理想值，因調(diào)節(jié)閥過調(diào)(Overshooting)而造成的波動變化就可以得到扼制，從而最終達(dá)到限制被調(diào)節(jié)量周期性變化的目的。

■調(diào)節(jié)閥定位器的正反作用轉(zhuǎn)換是否可行?轉(zhuǎn)換是否容易?有時這個功能是必要的。例如，要把一個“信號增加――調(diào)節(jié)閥關(guān)”的方式改為“信號增加――調(diào)節(jié)閥開”的方式，就可使用調(diào)節(jié)閥定位器的正反作用轉(zhuǎn)換功能。

■調(diào)節(jié)閥定位器內(nèi)部操作和維護(hù)的復(fù)雜程度如何?眾所周知，部件越多，內(nèi)部操作結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，對維護(hù)(修)人員的培訓(xùn)就越多，而且?guī)齑娴膫淦穫浼驮蕉唷?p> ■調(diào)節(jié)閥定位器的穩(wěn)態(tài)耗氣量(Steady-state Air Consumption)是多少?對于某些工廠裝置，這個參數(shù)很關(guān)鍵，而且可能是一個限制因素。

■當(dāng)然，在評價和選用調(diào)節(jié)閥定位器時，其他因素也應(yīng)考慮。譬如：調(diào)節(jié)閥定位器的反饋連桿機(jī)構(gòu)(Feedback Linkage)要能真實的反應(yīng)閥芯的位置;另外，調(diào)節(jié)閥定位器必須堅固耐用，具備抗環(huán)境保護(hù)和防腐能力，而且安裝連接簡易方便。

氣動調(diào)節(jié)閥定位器安裝指南：
氣動調(diào)節(jié)閥定位器又叫電氣定位器，其接收4-20mA信號來控制氣動調(diào)節(jié)閥開度大小，是其重要附件之一。與氣動執(zhí)行器安裝里，氣動執(zhí)行器頂部需要符合NAMUR標(biāo)準(zhǔn)槽。臺臣提供的定位器為標(biāo)準(zhǔn)支架。這個支架由3個組件構(gòu)成，可以使用叉形反饋桿和NAMUR反饋桿

★.組裝支架：一般執(zhí)行機(jī)構(gòu)軸的高度(H)分為20，30，50mm三種。確認(rèn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)軸的高度后，根據(jù)上面說明，組裝支架
★用六角頭螺栓把支架連接到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的支架上：連接在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的支架上的孔徑是6mm，因此得選用適當(dāng)?shù)穆萁z。而且為了防止螺絲被
★振動等因素松懈，請使用彈簧墊圈或其它方法安裝：支架的安裝方向根據(jù)使用條件不同，既執(zhí)行機(jī)構(gòu)配管和YT-1000R配管方向一致的方向安裝。
★把執(zhí)行機(jī)構(gòu)軸的回轉(zhuǎn)位置對準(zhǔn)起始位置，即開度的0%位置：當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是利用彈簧的單作用氣缸時，如果不輸入氣源壓力，則氣缸軸始終返回到起始點，因此很容易確認(rèn)。當(dāng)雙作用氣缸時，請參照氣缸說明書，確認(rèn)是順時針旋轉(zhuǎn)還是逆時針旋轉(zhuǎn)，或輸入空壓時氣缸軸的回轉(zhuǎn)方向來判斷。
★把執(zhí)行機(jī)構(gòu)軸的回轉(zhuǎn)位置對準(zhǔn)起始位置，即開度的0%位置：當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是利用彈簧的單作用氣缸時，如果不輸入氣源壓力，則氣缸軸始終返回到起始點，因此很容易確認(rèn)。當(dāng)雙作用氣缸時，請參照氣缸說明書，確認(rèn)是順時針旋轉(zhuǎn)還是逆時針旋轉(zhuǎn)，或輸入空壓時氣缸軸的回轉(zhuǎn)方向來判斷。
★設(shè)定好叉形桿后，順時針方向擰緊叉形桿下面的固定螺絲。把YT-1000R安裝在支架上。YT-1000R放置在支架上方時，YT-1000R的主軸下面的固定梢對準(zhǔn)叉形桿上方的中心孔內(nèi)，同時把主軸反饋桿上的連接棒插入到叉形桿的插槽。注意:這是為了讓YT-1000R的主軸和氣缸軸的中心一致，如果中心沒有對準(zhǔn)，那么YT-1000R的主軸上產(chǎn)生負(fù)荷力，影響產(chǎn)品的內(nèi)構(gòu)成，因此請正確對準(zhǔn)中心。
★ 用六角螺栓和墊圈固定YT-1000R和支架。固定螺栓時請不要依次完全擰緊螺栓，而要把4個螺栓擰到一定程度后，確認(rèn)YT-1000R的正確位置后在擰緊4個螺栓。