氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥在我廠得到很廣泛的應(yīng)用，而閥門(mén)定位器作為氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的輔助工具，對(duì)調(diào)節(jié)閥的使用起著決定性作用，定位器調(diào)校質(zhì)量的好壞直接影響調(diào)節(jié)閥的使用，從而會(huì)影響到工藝的生產(chǎn)操作。而閥門(mén)定位器的調(diào)校作為儀表工必須掌握的一項(xiàng)技能，掌握好定位器的校驗(yàn)方法不但可保證定位器的調(diào)校質(zhì)量，而且能節(jié)省大量的工作量。但我們所常用的調(diào)校方法有時(shí)并不能起作用，很難將調(diào)節(jié)閥校準(zhǔn)。因此，我們要對(duì)常規(guī)的校驗(yàn)法進(jìn)行分析和改進(jìn)，找出一種更有效的校驗(yàn)法。

      1 閥門(mén)定位器的工作原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

      1.1 工作原理

      閥門(mén)定位器是按力矩平衡原理工作的。如正作用的氣動(dòng)薄膜閥，來(lái)自調(diào)節(jié)器或輸出式**柵的4～20mA直流信號(hào)輸入到轉(zhuǎn)換組件中的線圈時(shí)，由于線圈兩側(cè)各有一塊極性方向相同的*磁鐵，所以線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)與*磁鐵的恒定磁場(chǎng)，共同作用在線圈中間的可動(dòng)鐵芯即閥桿上，使杠桿產(chǎn)生位移。當(dāng)輸入信號(hào)增加時(shí)，杠桿向下運(yùn)動(dòng)（作逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)），固定在杠桿上的擋板便靠近噴嘴，使放大器背壓增高，經(jīng)放大后輸出氣壓也隨之增高。此輸出氣壓作用在調(diào)節(jié)閥的膜頭上，使調(diào)節(jié)閥的閥桿向下運(yùn)動(dòng)。閥桿的位移通過(guò)拉桿轉(zhuǎn)換為反饋軸和反饋壓板的角位移，并通過(guò)調(diào)量程支點(diǎn)作用于反饋彈簧上，該彈簧被拉伸，產(chǎn)生一個(gè)反饋力矩，使杠桿作順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，當(dāng)反饋力矩和電磁力矩相平衡時(shí)，閥桿就穩(wěn)定于某一位置，從而實(shí)現(xiàn)了閥桿位移與輸入信號(hào)電流成正比例的關(guān)系。調(diào)整調(diào)量程支點(diǎn)于適當(dāng)位置，可以滿足調(diào)節(jié)閥不同桿行程的要求。

      1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

      閥門(mén)定位器與閥門(mén)配套使用，組成一個(gè)閉合控制回路的系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由磁電組件、零位彈簧、擋板、氣動(dòng)功率放大器、調(diào)節(jié)閥、反饋杠桿、量程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、反饋彈簧組成。其系統(tǒng)方框圖如圖1所示。

圖1 閥門(mén)定位器和調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)方框圖

      I   - 輸入電流；
      H  - 調(diào)零彈簧長(zhǎng)度；
      M₁- 輸入電流所產(chǎn)生的電磁力矩；
      M_o- 零位彈簧所產(chǎn)生的調(diào)零點(diǎn)力矩；
      M_f - 反饋彈簧所產(chǎn)生的反饋力矩；
      h  - 擋板微小位移；
      P  - 氣動(dòng)功率放大器的輸出壓力；
      L  - 調(diào)節(jié)閥的行程

      為了分析的方便，我們假設(shè)閥門(mén)定位器為線性的，則在一般情況下，各環(huán)節(jié)均可近似為線性環(huán)節(jié)，那么系統(tǒng)的方框圖如圖2所示。閥門(mén)定位器|電氣轉(zhuǎn)換器專(zhuān)家常熟市常儀儀表有限公司

圖2 線性化的系統(tǒng)方框圖

      K_o - 零位彈簧的彈性系數(shù)；
      K₄ - 反饋彈簧的彈性系數(shù)；
      K₁，K₂，K₃，K₅，K₆，K_v - 磁電組件、擋板、放大器、量程調(diào)整機(jī)構(gòu)、反饋杠桿和調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)

      由圖2可知，令：

      K_c= K₂K₃K_v      （1）

      K_F=K₄K₅K₆       （2）

      則L=K_c（K_oH+K₁I）/（1+ K_c K_f）

           = [K_GK₁/（1+K_GK_f）]*I+K_cK_oH/（1+K_cK_f） （3）

      由（3）式可知：K_cK_oH/（1+K_GK_f）為閥門(mén)定位器的零點(diǎn)。

      2 常用定位器調(diào)校方法的分析

      2.1 常用的調(diào)校方法

      我們?cè)趯?shí)際工作中常使用的調(diào)校方法的步驟是：

      a.使閥桿位于行程中點(diǎn)，調(diào)整定位器與反饋杠桿成90^o角，并將螺釘固定；
      b.將零點(diǎn)、量程分別置于中間位置；
      c.輸入4mA.DC信號(hào)，使調(diào)節(jié)閥開(kāi)始動(dòng)作，調(diào)節(jié)零點(diǎn)，使零點(diǎn)達(dá)到要求；
      d.輸入20mA.DC信號(hào)，看其行程是否達(dá)到要求，如沒(méi)達(dá)到，則調(diào)量程，使其達(dá)到要求；
      e.重復(fù)c，d兩步，使零點(diǎn)和量程均達(dá)到要求。

      2.2 常用調(diào)校方法的原理

      將（1），（2）式代入（3）式得：

      L=K₂K₃K_v（K_oH+K₁I）/（1+K₂K₃K₄K₅K₆K_v）      （4）

      由常用調(diào)校法的步驟c和d可知，調(diào)零點(diǎn)可改變H，調(diào)量程又會(huì)影響零點(diǎn)，所以調(diào)零點(diǎn)和調(diào)量程是相互作用互相影響的。因此，調(diào)零點(diǎn)和調(diào)量程實(shí)際上就是反復(fù)湊試調(diào)零彈簧長(zhǎng)度和量程調(diào)整機(jī)構(gòu)的放大系數(shù)，使零點(diǎn)和量程均符合要求的過(guò)程。

      2.3 常用調(diào)校方法的不足

      在通常情況下，調(diào)零彈簧工作在線性區(qū)域，其長(zhǎng)度的變化范圍是有限的， 而調(diào)量程機(jī)構(gòu)其機(jī)械位置是受到限制的， 因此調(diào)零彈簧長(zhǎng)度和量程調(diào)整機(jī)構(gòu)的放大系數(shù)的值就會(huì)受到限制，當(dāng)調(diào)節(jié)閥的Kv很大或很小時(shí)，用常用的調(diào)校方法是不可能將定位器校準(zhǔn)的，而這種情況在我們實(shí)際工作中是經(jīng)常遇到的。所以，我們需要用其他方法來(lái)調(diào)校閥門(mén)定位器。

      3 解決方法  閥門(mén)定位器|電氣轉(zhuǎn)換器專(zhuān)家常熟市常儀儀表有限公司

      在實(shí)際工作中有時(shí)會(huì)遇到用常用的調(diào)校方法不能校準(zhǔn)定位器，這是因?yàn)椋涸谝话闱闆r下，零位彈簧工作在線性區(qū)域，其長(zhǎng)度變化范圍有限，調(diào)量程機(jī)構(gòu)其機(jī)械位置受到限制，所以調(diào)零彈簧長(zhǎng)度和量程調(diào)整機(jī)構(gòu)的放大系數(shù)值將會(huì)受到限制。此時(shí)，如果調(diào)一臺(tái)調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)很大或很小的調(diào)節(jié)閥，就很難將其定位器校準(zhǔn)。即常用的調(diào)校法失效了。而由（4）式可知，我們可以調(diào)節(jié)的參數(shù)還有零位彈簧的彈性系數(shù)和反饋杠桿的有效長(zhǎng)度，由于調(diào)零彈簧常在線性區(qū)域內(nèi)工作，所以在這里只討論通過(guò)改變反饋杠桿的有效長(zhǎng)度來(lái)校驗(yàn)閥門(mén)定位器。我們可以將連接在閥桿上的銷(xiāo)釘靠近閥門(mén)定位器，這樣就將反饋杠桿的有效長(zhǎng)度縮短，即減小，L增大，行程也增大，反之， 可將反饋杠桿的有效長(zhǎng)度增長(zhǎng)，則其行程減小。因此，將此方法配合常用的調(diào)校法可增大行程變化范圍，易于閥門(mén)定位器的校準(zhǔn)。
用調(diào)反饋杠桿法來(lái)校準(zhǔn)閥門(mén)定位器的步驟如下：

      a.輸入4mA.DC信號(hào)，按常用的調(diào)零法調(diào)零點(diǎn)；
      b.輸入20mA.DC信號(hào)，按常用調(diào)量程法調(diào)節(jié)量程；
      e.反復(fù)進(jìn)行a，b步；
      d.若零點(diǎn)、量程無(wú)法校準(zhǔn)，調(diào)整閥桿上的銷(xiāo)釘以改變反饋杠桿的有效長(zhǎng)度，使行程增大或減小，杠桿有效長(zhǎng)度縮短，行程增大；反之，行程減小。
      e.反復(fù)進(jìn)行以上步驟，直到零點(diǎn)、量程均達(dá)到要求即可。

      4 結(jié)語(yǔ)  閥門(mén)定位器|電氣轉(zhuǎn)換器專(zhuān)家常熟市常儀儀表有限公司

      當(dāng)我們使用常用的調(diào)校方法校閥失敗時(shí)，可使用這種調(diào)反饋杠桿的方法進(jìn)行校閥，它是對(duì)常用法的補(bǔ)充和完善，若兩者結(jié)合使用，可使調(diào)整范圍更大。通過(guò)實(shí)際的使用證明這種方法是完全可行的。當(dāng)然閥門(mén)在正常使用的量程應(yīng)選擇常用的調(diào)校方法，而只有在特殊要求調(diào)校時(shí)，才選用調(diào)反饋杠桿的方法。