执行器的种类.
水阀执行器工作原理
水阀执行器工作原理
水阀执行器的工作原理基于其接受控制信号并转换为机械运动来调节阀门的开度，进而控制流体的流量和压力。
根据控制方式和工作原理，水阀执行器主要分为以下几类：
1.电动执行器：这种类型的执行器接收电控制信号，通过电机驱动阀杆运动来改
变阀门的开度。
电动原水调节阀能够实现对流量和压力的精确控制，具有自动
化控制、精确调控、高可靠性和广泛应用范围的特点。
2.气动执行器：气动执行器使用气压力来驱动阀门启闭或进行调节。
它们通常配
备辅助装置如阀门定位器（用于改善执行器性能）和手轮机构（在控制系统失
效时手动操作）。
气动执行器的特点是扭矩大、空间占用小，并且具有良好的
安全防爆特性。
3.液动执行器：利用液压原理工作，通过液体传递的动力来驱动阀门。
4.手动执行器：需要人工直接操作来开启或关闭阀门。
5.此外，执行机构的基本类型包括部分回转、多回转及直行程驱动方式，可根据
需要控制的阀门类型选择相应的执行器。
综上所述，水阀执行器的选择依赖于特定的应用需求，包括所需的驱动力矩大小、阀门类型以及控制信号的种类。
执行器将控制信号转化为机械运动，以实现对流体流动的精确控制，从而在各种工业和过程控制应用中发挥关键作用。
电动执行器工作原理
电动执行器工作原理电动执行器有五种类型：直行程电动执行器、角行程电动执行器、电动调节阀、PID电动调节执行器和电磁阀。
前四种属于DDZ型。
下面简要介绍一下直行程电动执行器(DKJ)和角行程电动执行器(DKZ)。
直行程与角行程电动执行器的作用是接收调节器或其它仪表送来的0~10，4~20毫安或1~5伏电压的标准值流电信号，经执行器后变成位移推力或转角力矩，以操作开关、阀门等，完成自动调节的任务。
这两种执行器以前都是由伺服放大器与执行机构两大部分组成的。
现在有机电一体智能化的结构，它们的结构、工作原理和使用方法都是相似的，区别仅在于，一个输出位移(推力)，一个输出转角(力矩)。
电动执行器选型考虑要点一、根据阀门类型选择电动执行器阀门的种类相当多，工作原理也不太一样，一般以转动阀板角度、升降阀板等方式来实现启闭控制，当与电动执行器配套时首先应根据阀门的类型选择电动执行器。
1．角行程电动执行器（转角<360度）电动执行器输出轴的转动小于一周，即小于360度，通常为90度就实现阀门的启闭过程控制。
此类电动执行器根据安装接口方式的不同又分为直连式、底座曲柄式两种。
a)直连式：是指电动执行器输出轴与阀杆直连安装的形式。
b)底座曲柄式：是指输出轴通过曲柄与阀杆连接的形式。
此类电动执行器适用于蝶阀、球阀、旋塞阀等。
2．多回转电动执行器（转角>360度）电动执行器输出轴的转动大于一周，即大于360度，一般需多圈才能实现阀门的启闭过程控制。
此类电动执行器适用于闸阀、截止阀等。
3．直行程（直线运动）电动执行器输出轴的运动为直线运动式，不是转动形式。
此类电动执行器适用于单座调节阀、双座调节阀等。
二、根据生产工艺控制要求确定电动执行器的控制模式电动执行器的控制模式一般分为开关型（开环控制）和调节型（闭环控制）两大类。
1．开关型（开环控制）开关型电动执行器一般实现对阀门的开或关控制，阀门要么处于全开位置，要么处于全关位置，此类阀门不需对介质流量进行精确控制。
工业机器人末端执行器的类型及应用。
工业机器人末端执行器的类型及应用。
工业机器人末端执行器是指安装在机器人末端的用于完成特定任务的执行部件。
根据不同的应用需求，工业机器人末端执行器有多种类型，每种类型都有其特定的功能和应用领域。
一、夹持型末端执行器夹持型末端执行器主要用于夹持、抓取物体。
它们通常具有可调节的夹持力和灵活的夹持方式，可以适应不同形状、不同尺寸的物体。
夹持型末端执行器广泛应用于装配线、物流仓储、食品加工等领域，用于自动抓取和搬运物体。
二、剪切型末端执行器剪切型末端执行器主要用于切割、剪切材料。
它们通常具有高速、高精度的切割能力，可以在短时间内完成大量的切割任务。
剪切型末端执行器广泛应用于金属加工、纺织工业、塑料加工等领域，用于自动切割和剪裁材料。
三、焊接型末端执行器焊接型末端执行器主要用于焊接工艺。
它们通常具有稳定的电弧、精确的定位和高速的焊接速度，可以实现高质量的焊接效果。
焊接型末端执行器广泛应用于汽车制造、船舶建造、建筑结构等领域，用于自动焊接和焊接工艺。
四、喷涂型末端执行器喷涂型末端执行器主要用于涂装、喷涂工艺。
它们通常具有均匀的喷涂效果、可调节的喷涂厚度和高速的喷涂速度，可以实现高质量的涂装效果。
喷涂型末端执行器广泛应用于汽车制造、家具制造、建筑装饰等领域，用于自动喷涂和涂装工艺。
五、钻削型末端执行器钻削型末端执行器主要用于钻孔、铣削等工艺。
它们通常具有高速、高精度的钻削能力，可以在短时间内完成复杂的加工任务。
钻削型末端执行器广泛应用于机械制造、航空航天、电子零部件等领域，用于自动钻削和加工工艺。
六、测量型末端执行器测量型末端执行器主要用于测量、检测工艺。
它们通常具有高精度的测量能力和灵活的测量方式，可以实现精确的尺寸测量和质量检测。
测量型末端执行器广泛应用于质量控制、精密加工、医疗器械等领域，用于自动测量和检测工艺。
工业机器人末端执行器的类型多样化，每种类型都有其特定的功能和应用领域。
这些末端执行器的应用可以大幅提高生产效率、降低劳动强度，并且具有一定的灵活性和适应性，能够适应不同的工业生产需求。
执行器的种类
±10
%
（C≤5为±15）
±10
单座、角型
允许泄漏量 %
0.01
0.1
双座0.1
控制阀种类
高压阀
不带定 带定 位器 位器
±4
±1
2.5
1
1.5
0.3
±10
±10
0.01
低温阀
隔膜阀
不带定 带定 位器 位器
±6
±1
5
1
2
0.3
不带定 带定 位器 位器
±10 ±1
6
1
3
0.3
±10 （C≤5为±15）
±20
控制阀流量特性的选择目前较多采用经验法。 一般可以从下面的几个方面来考虑： 根据过程特性选择 根据配管情况选择 根据负荷变化情况选择
EXIT
第38页
三、控制阀口径的确定
控制阀口径的大小决定于流通能力C 控制阀口径的选择需经以下几个步骤： ❖ 计算流量的确定 ❖ 计算压差的确定 ❖ 流通能力的计算 ❖流通能力C 值的选用 ❖ 控制阀开度验算 ❖ 控制阀实际可调比的验算 ❖ 控制阀口径的确定
2.实际可调比
控制阀在实际工作时，与管路系统相串联或与旁路阀 相并联，此时的可调比就称为实际可调比。
EXIT
第21页
(1)串联管道时的可调比
R实际 R S
S P min P
ΔPmax为控制阀全关时阀前后的压差（近似等于 系统的总压差）； ΔPmin为控制阀全开时阀前后的压差； S为控制阀全开时阀前后压差与系统总压差之比
作用：综合输入信号和反馈信号，并将该结果信号加以放 大，使之有足够大的功率来控制伺服电动机的转动。
根据综合后结果信号的极性，放大器应输出相应极性的信 号，以控制电动机的正、反运转。
执行器选型
电动执行器选型——结构类型选择
• 直行程电动执行器（直线运动）——适用于单座调节阀、双座调 节阀等
电动执行器选型——结构类型选择
• 角行程电动执行器（转角小于360°）——输出轴转角小于一周即 可实现阀门的启闭过程控制。根据安装结构方式不同分为直连式、 底座曲柄式两种。适用于蝶阀、球阀、旋塞阀等。 • 直连式——电动执行器输出轴与阀杆直接连接安装的形式。 • 底座曲柄式——输出轴通过曲柄与阀杆连接的形式。
根据场合选择外壳防护等级、防爆等级— —防爆等级
• 在可能出现爆炸性气体、蒸汽、液体、可燃性粉尘等而引起火灾 或爆炸危险的场所时，必需对选用的电动执行器提出防爆要求， 根据不同的应用区域选择防爆形式和类别。防爆等级可通过防爆 标志EX及防爆内容来表示。 • 防爆标志内容包括：防爆型式+设备类别+（气体组别）+温度组 别
4
5 6
防止直径不小于1.0mm的固体异物
防尘 尘密
直径为1.0mm球形物体试具不得完全进入壳体 不能完全防止尘埃进入，但进入的灰尘量不得影 响设备的正常运行，不得影响安全
无灰尘进入
根据场合选择外壳防护等级、防爆等级——外 壳防护等级
第二位数字代表的防止水进入等级 数字 0 1 防护等级 简要说明 无防护 防止垂直方向滴水 防止当外壳在15°倾斜时垂直 方向滴水 防淋水 含义 —— 垂直方向滴水应无有害影响
• 因不同厂家的电气参数有所差异，所以选型过程中还需考虑确定 电气参数，主要有电机功率、额定电流、二次控制回路电压等。 此方面的疏忽可能造成空开跳闸、保险丝熔断、热过载继电器保 护起跳等故障现象。
根据场合选择外壳防护等级、防爆等级
• 根据国家“GB/T 4208-2017 外壳防护等级”和“GB 38362000 爆炸气体环境用电气设备”
第八讲 执行器
第一节 气动执行器
3.控制阀口径的选择
控制阀的选择是由控制阀流量系数Kv值决定。 Kv定义：当阀两端压差为100KPa，流体密度为 1g/cm3，阀全开时，流经控制阀的流体流量。
Kv表示：控制阀容量的大小，是表示控制阀流通 能力的参数。
举例
有一个 Kv 值为 40 的控制阀 , 表示当此阀全开 , 阀 前后压差为0.1MPa时,每小时能通过的水量为40m3。
隔膜阀
第一节 气动执行器
（6）蝶阀 原理 特点 缺点 用途 通过杠杆带动挡板使挡板偏转，改变流通面积， 达到改变流量的目的。 结构简单、重量轻、价格便宜、流阻极小。 泄漏量大。 适用于大口径、大流量、低压差的场合，也可 适用于含少量纤维或悬浮颗粒状介质的控制。
蝶
阀
（7）球阀 阀芯和阀体都呈球形体，转动阀芯使之与阀体处 于不同的相对位置时，就有不同的流通面积。
第一节 气动执行器
表5-1 组合方式表
序号 （a） （b） （c） （d）
执行机构 控制阀 正 正 反 反 正 反 正 反
气动执行器 气关（正） 气开（反） 气开（反） 气关（正）
图5-19组合 方式图
第一节 气动执行器
气开、气关的选择要求
主要从工艺生产上安全要求出发。信号压力中断时， 应保证设备和操作人员的安全。如果阀处于打开位置时 危害性小，则应选用气关式，以使气源系统发生故障， 气源中断时，阀门能自动打开，保证安全。反之阀处于 关闭时危害性小，则应选用气开阀。
第一节 气动执行器
3.控制机构
通过阀杆上部与执行机构相连，下部与阀芯相
连。由于阀芯在阀体内移动，改变了阀芯与阀座 之间的流通面积，即改变阀的阻力系数，被控变 量 也就相应的改变，从而达到控制参数的目的。
执行器
（9）凸轮挠曲阀
又名偏心旋转阀。其阀芯呈扇形球面状，与挠曲臂及 轴套一起铸成，固定在转动轴上。 阀芯球面与阀座密封圈紧密接触，密封性好。适用于 高粘度或带有悬浮物的介质流量控制。 调节阀除了结构类 型的不同外，其它的主 要技术参数是流量特性 和口径。
3调节阀的选择
选用调节阀时，一般应考虑以下几个方面。 1．调节阀结构的选择 通常根据工艺条件，如使用温度、压力，介 质的物理、化学特性（如腐蚀性、粘度等），对流 量的控制要求等，来选择调节阀的结构形式。 例如，一般介质条件选用直通单座阀或直通 双座阀；高压介质选用高压阀；强腐蚀介质采用隔 膜阀等。
（1） 直通单座阀
结构简单、泄漏量小。 流体对阀芯的不平衡作 用力大。一般用在小口径、 低压差的场合。
阀门中的柱式阀芯可以正装，也可以反装。
正装阀
反装阀
阀芯下移时，阀芯与阀座 间的流通截面积减小
阀芯下移时，阀芯与阀座间 的流通截面积增大
（2） 直通双座阀
阀体内有两个阀芯和阀座。 流体流过时，作用在上、下两个阀芯上的推力方 向相反且大小相近，可以互相抵消，所以不平衡力小。 但是，由于加工的限
处于手动时： ①由操作器的可调恒流源向RL提供手动操作电流， 其大小可由手动操作电位器调节，并由另一只电流 表显示； ②跟踪电压输出，向调节器中的积分电容两端提供 直流跟踪电压，当调节器积分电容两端接收到跟踪 电压后，调节器输出电流就跟随电压作相应改变， 为手动→自动无扰切换作准备。
2. 执行器由执行机构和调节机构组成。执行机 构是产生推力或位移的部分，调节机构是指 直接改变能量或物料输送量的装置，通常称 为调节阀或阀门。
3. 按执行机构使用的工作能源分为三类：气动 执行
器，电动执行器，液压执行器（液压执行器使用很 少）。
化工仪表第5章执行器
第一节 气动执行器
将（5-2）积分可得
Q Kl C Qmax L
（5-3）
边界条件：l=0时，Q=Qmin; l=L时Q=Qmax
把边界条件代入式（5-3），可分别得
C Q m in1, K 1 Q m in 1 1 （5-4）
Q maR x
Q maxR
R为控制阀的可调范围或可调比。
第一节 气动执行器
调节机构就是阀门，是一个局部阻力可以改变 的节流元件。根据不同的使用要求，阀门的构造型 式很多。 3.控制阀的分类
3.控制阀的分类
〔1〕直通单座控制阀
阀体内只有一个阀芯与阀座。 特点 结构简单、价格便宜、全关时泄漏量少。 缺点 在压差大的时候，流体对阀芯上下作用的推
力不平衡，这种不平衡力会影响阀芯的移动。 适用于小口径、低压差的场合。
泄漏量大。
图6-7 蝶阀
〔7〕球阀
球阀的阀芯与阀体都呈球形体，转动阀芯使之与阀体处于不同的相对位置时，就 具有不同的流通面积，以到达流量控制的目的。
流量变化较快，可起控制和切断的作用，常用于双位式控制。
图6-8 球阀
图6-9 球阀阀芯的形状
〔8〕凸轮挠曲阀
阀芯呈扇形球面状，与挠曲臂及轴套一起铸成，固 定在转动轴上。
执行机构 F → l M→θ
流通截面积
调节机构 操纵变量的流量
控制机构：根据推力产生位移或转角，改变开度。 是执行器的控制局部，直接与被控介质接触，控制 流体的流量。所以它是将阀杆的位移转换为流过阀 的流量的装置。
正装阀芯：推杆下移时阀门关小。
反装阀芯：推杆下移时阀门开大。
第一节 气动执行器
执行器
作用 承受控制器的输出信号,直接控制能量或物料等调
第4章 执行器
Ae 因此： l P0 cs l与P0成比例
2.活塞式气动执行器
原理：以气缸内的活塞输出推力 结构：如图，执行机构和调节阀 输出：两位式（根据输入活塞两 侧操作压力的大小使活塞从高压侧 被推向低压侧）和比例式（在两位 式基础上加阀门定位器使推杆位移 和信号压力成比例关系）
特点：无弹簧反作用力，使推力 大；活塞两侧分别输入固定信号 （含通大气）和可变信号或均可变； 价格贵，只用于特殊需要场合。
第4章 执行器
14 执行单元
Actuating unit 执行器接受来自调节器的控制信号，由执行机构将其转换 成相应的角位移或直线位移去操纵调节机构（调节阀）改变控 制量，从而使被控变量符合预期要求。其原理简单，操作比较 单一，但大多安装在现场，要保持其安全运行并不容易。
主要内容
执行器工作原理—分类与比较、基本构成及工作原理 气动执行器—基本构成及阀门定位器
4.3 电动执行器
二、伺服放大器
Dynamoelectric actuator
切换到手动时，由 正反操作按钮直接控 制电机的电源，以实 现执行机构输出轴的 正转和反转，使系统 在掉电时也能工作。
伺服放大器将输入信号Ii和反馈信号If相比较，所得的差值经功率 放大后驱动伺服电动机转动，再经减速器减速，带动输出轴改变转角θ， 若差值为正伺服电动机正转，输出轴转角增大，为负则反转，转角减小。 输出轴转角θ位置经位置发送器转换成相应的反馈电流If，回送到伺服 放大器输入端，当反馈信号与输入信号相平衡时，差值为零，伺服电动 机停止转动，输出轴就稳定在与输入信号相对应的位置上。
气开气关的选择考虑原则是： 信号压力中断时，应保证设备和操作人员 的发全，如阀门处于打开位置时危害性小， 则应选用气关式；反之，则用气开式。
电动执行器的选型方法与技巧
电动执行器的选型方法与技巧电动执行器又叫电动执行机构，常用于驱动阀门及风门，我们经常所说的电动阀门和电风门就是由电动执行机构（电动执行器）和阀门及风门组成的。
在选择电动执行机构（电动执行器）时主要就从以下几个方面进行：一、电动执行机构（电动执行器）结构型式根据被控对象运动方式分，电动执行器分为以下几种结构型式：角行程、直行程、部分回转型、多回转式。
根据连接和安装方式分（一般是针对角行程电动执行机构（电动执行器），又分为基座式和直连式。
下面谈谈各种阀门及风门就选择什么样结构型式的电动执行机构（电动执行器），或者说各种结构形式的电动执行机构（电动执行器）适合于什么被控对象。
1、角行程电动执行机构（电动执行器）角行程电动执行机构（电动执行器）输出轴运动方式是按角度旋转的，且一般旋转范围是0~90度，此类执行器一般适用于风门、蝶阀、球阀、V形阀等。
电动执行机构（电动执行器）与风门连接组成的电动风门角行程电动执行机构（电动执行器）根据连接方式又分为直连式和基座式，直连式连接时电动执行器输出轴与阀门的阀杆直接相连。
而基座式连接方式是在执行器输出轴和阀杆之间通过球铰＋连杆的方式进行连接的。
如下图左边一幅为直连式，而右边一幅为基座式连接示意图。
电动执行机构（电动执行器）与蝶阀连接NDQ角程电动执行机构（电动执行器）与球阀相连电动执行机构（电动执行器）与V型球阀相连2、直行程电动执行机构（电动执行器）直行程电动执行机构（电动执行器）输出轴运动方式是直线运动的，所以此类型执行器适合阀芯作直线运动的阀门（截止阀和闸阀例外，后面会讲到），这类阀门有单座阀、双座阀、套筒阀、角形阀、三通阀、隔膜阀等。
NDL直行程电动执行机构（电动执行器）与套筒阀相连NDL直行程电动执行机构（电动执行器）与单调节阀相连3、多转式电动执行机构（电动执行器）多转式电动执行机构（电动执行器）输出轴运动方式为旋转式，且全行程超过360度，适合于闸阀、截止阀等被控对象，多转式电动执行机构比较特殊，它可以再配一级减速器转换成角行程电动执行机构（电动执行器）或直行程电动执行机构（电动执行器），甚至仍旧是多转式，加一级减速后输出力（矩）增大，运动速度减慢。
3第三章执行器
自动化装置
执行器
3.3 气动调节阀
（一）、概述：阀体部件的种类及作用 1、直通双座阀
外形图
剖面图
自动化装置
执行器
3.3 气动调节阀
（一）、概述：阀体部件的种类及作用 1、直通双座阀
结构
特点
流量系数大 可调范围大 关闭时，泄漏量大 阀座可以上下倒臵，阀 芯可以正反安装 不平衡力小，需要的执 行机构输出力小
气动执行机构
自动化装置
执行器
3.1 概述
气动、电动、液动执行器的对比
气动执行机构
气动执行机构的主要缺点就是：响应较慢，控制精 度欠佳，抗偏离能力较差，这是因为气体的可压缩 性，尤其是使用大的气动执行机构时，空气填满气 缸和排空需要时间。但这应该不成问题，因为许多 工况中不要求高度的控制精度和极快速的响应以及 抗偏离能力。
自动化装置
执行器
3.2 电动调节阀
电动调节阀是工业自动化过程控制中的重要执行单元仪表。 随着工业领域的自动化程度越来越高， 正被越来越多的应用 在各种工业生产领域中。 与传统的气动调节阀相比具有明显的优点：节能（只在工作 时才消耗电能），环保（无碳排放），安装快捷方便（无需 复杂的气动管路和气泵工作站）。 电动调节阀一般包括驱动器，接受驱动器信号（0-10V或420MA）来控制阀门进行调节，也可根据控制需要，组成智 能化网络控制系统，优化控制实现远程监控。
自动化装置
执行器
3.1 概述
气动、电动、液动执行器的对比
电动执行机构主要应用于动力厂或核动力厂，因为在高压水系统需要一个 平滑、稳定和缓慢的过程。电动执行机构的主要优点就是高度的稳定和用 户可应用的恒定的推力，最大执行器产生的推力可高达225×103kgf，液 动执行器能达到这么大推力，但液动执行器造价要比电动高很多。电动执 行器的抗偏离能力是很好的，输出的推力或力矩基本上是恒定的，可以很 好的克服介质的不平衡力，达到对工艺参数的准确控制，所以控制精度比 气动执行器要高。如果配用伺服放大器，可以很容易地实现正反作用的互 换，也可以轻松设定断信号阀位状态（保持/全开/全关），而故障时，一 定停留在原位，这是气动执行器所作不到，气动执行器必须借助于一套组 合保护系统来实现保位。
执行器的种类范文
执行器的种类范文执行器是指能够将输入的电气信号转换为机械运动或效应的装置。
它们广泛应用于工业自动化、机械控制、机器人、汽车、航空航天等领域。
执行器的种类繁多，下面将介绍几种常见的执行器。
1.电动执行器：电动执行器是一种将电能转化为机械能的装置，通常由电机、减速装置、传感器和控制电路组成。
常见的电动执行器包括电动阀门、电动螺丝驱动器、电动线性执行器等。
电动执行器能够实现准确的位置和速度控制，并可根据需要进行自动化控制。
2.气动执行器：气动执行器是指使用压缩空气作为动力源的执行器，通常由气缸和控制元件组成。
气动执行器具有结构简单、响应速度快、工作稳定可靠等特点。
常见的气动执行器包括气动阀门、气缸、气动驱动器等。
气动执行器广泛应用于工业生产线、汽车制造等领域。
3.液压执行器：液压执行器是指使用液体压力作为动力源的执行器，通常由油缸和控制元件组成。
液压执行器具有承受大负载能力、传动效率高、响应速度快等特点。
常见的液压执行器包括液压缸、液压马达、液压阀门等。
液压执行器广泛应用于工程机械、航空航天、船舶等领域。
4.电磁执行器：电磁执行器是指利用电磁力将电能转化为机械能的执行器。
常见的电磁执行器包括电磁阀、电磁铁、电磁驱动器等。
电磁执行器具有结构简单、响应速度快、噪音小等特点。
电磁执行器广泛应用于自动化设备、电力系统、交通信号控制等领域。
5.伺服执行器：伺服执行器是一种能够实现高精度位置和速度控制的执行器，通常由伺服电机、编码器、控制器等组成。
伺服执行器具有响应速度快、调节精度高等特点，广泛应用于机床、机器人、自动化生产线等需要高精度运动控制的领域。
总之，执行器的种类繁多，每种执行器都有自己特定的应用场景和优点。
随着科技的发展，新型的执行器可能会不断涌现，为各行各业的自动化需求提供更好的解决方案。
执行器的基本原理及分类
调节阀配用多弹簧式薄膜执行机构，其结构 紧凑，输出力大。泄漏量：金属阀座：符合 标准ANSIBl6.104Ⅵ级，小于额定的Cv的 0.5℅；聚四氟乙烯阀座：标准符合 ANSIBl6.104VI级，小于额定Cv的10-7回 差：5℅(不带定位器)；3℅(带定位器)线性 ：±11℅(不带定位器)；±3℅(带定位器) 备注：采用标准的V型聚四氟乙烯填料
隔膜调节阀 1－阀杆；2－阀盖；3－阀芯；4－隔膜；5－阀体
（8）偏心旋转阀
又称凸轮挠曲阀，简称偏转阀
（9）套筒阀
也叫笼式阀，阀体与一般直通单座阀结构相 似，阀内有圆柱型套筒，也叫笼子，阀芯在 套筒中上下移动，利用套筒导向，阀芯在套 筒中移动，改变了套筒的节流孔面积，形成 了各种特性并实现流量的调节。
7－转板；8－轴；9－连杆；10－滑快；11－手轮机构；12－阀杆
1.3.2调节机构
调节机构又简称阀。阀的种类很多，根据阀的结构、 用途来分，其基本形式是直通单座阀、直通双座阀、 蝶阀、三通阀等，在此基础上根据特殊用途要求， 派生出波纹管密封阀、低温阀、保温夹套阀、隔膜 阀、角形阀、以及阀体分离阀等，近年来，随着工 业自动化装置向大型化、高性能发展，研制出许多 新型调节阀，如高温蝶阀、高压蝶阀和超高压调节 阀；在阀的结构方面发展也很快，出现偏心旋转阀、 套筒阀、O形球阀、V形球阀。在特殊要求下使用 的有卫生阀、低噪声阀、低压降比阀以及单座塑料 阀和全钛钢调节阀等品种。
执行器的基本原理及分类
仪表车间－刘洪波
1.概述
1.1执行器在自动控制系统中的作用 执行器在自动控制系统中的作用，就是接受调节器发出的控制信号，改变调节
参数，把被调参数在要求的范围内，从而达到生产过程自动化，因此，执行器 是自动控制系统中极为重要的而不可缺少的组成部分。 在生产现场，执行器直接控制工艺介质，尤其是高温、高压、低温、强腐蚀、 易燃、易爆、易渗透、剧毒及高粘稠、易结晶等介质情况下，若选择或使用不 当，往往会给生产过程自动化带来困难，导致调节质量下降，甚至会造成严重 的生产事故。因此，对执行器的正确选用、安装和维修等各个环节都必须十分 重视。 执行器按其能源形式可分为气动、电动和液动3大类。气动执行器习惯称其为 气动薄膜调节阀，以压缩空气为能源，具有结构简单、动作可靠、平稳、输出 推力大、本质防爆、价格便宜、维修方便、等独特的优点，大大优于电动和液 动执行器，因此，气动薄膜调节阀被广泛应用在石油、化工、冶金、电力等工 业部门中。 气动调节阀可以很方便地与气动仪表配套使用，当采用电动仪表或电子计算机 控制时，只要用电气－阀门定位器或电气转换器，将电量信号转换成20－ 100Kpa的气压信号即可。本次主要介绍气动执行器。
简述工业机器人末端执行器的分类
工业机器人末端执行器是指安装于机器人手腕上，直接与工件接触的部件。
末端执行器的种类繁多，根据其工作原理和应用场合可分为以下几类：
1.夹钳式末端执行器：又称为抓手，常用于搬运和装配。
根据抓握原理，夹钳
式末端执行器可分为气动和电动两种类型。
2.吸附式末端执行器：利用吸附力来抓取工件，分为气动和电动两种类型。
其
中，气动吸附式末端执行器适用于工件表面为平面或近似平面的情况，而电动吸附式末端执行器适用于工件表面为曲面或不规则的情况。
3.工具式末端执行器：是一种通用型执行器，可以与多种工具配合使用，如切
割、打磨、装配等。
4.专用末端执行器：针对特定工作要求而设计，如分拣、码垛、焊接等。
第6章 执行器
直通单座调节阀 直通双座调节阀 角形阀 三通调节阀 隔膜调节阀
蝶阀 O型球阀 型球阀 V型球阀 型球阀
1、常用调节阀结构示意图及特点 a. 直通单座调节阀 特点： 特点： 1. 阀体内只有一个阀芯和一个阀座。 2. 结构简单、泄漏量小（甚至可以完全 切断） 3. 允许压差小。 它适用于要求泄漏量小，工作压差较小 的干净介质 干净介质的场合。在应用中应特别注 干净介质 意其允许压差，防止阀门关不死。
ห้องสมุดไป่ตู้气信号
电信号
电/气转换器
电动调节阀 电动调节阀采用电动执行机构
优点：动作较快、能源获取方便，特别适于远距离的信号传送 缺点：输出力较小、价格贵， 且一般只适用于防爆要求不高的场合 输入信号：4～20mA
执行器的作用方式
从安全生产的角度来确定正反作用； 选择原则：压力信号中断时，避免损坏设备及伤 压力信号中断时， 压力信号中断时 害操作人员。 害操作人员。
△p的单位取为KPa,则：
KV =
10Q ρ ∆P
提出流量系数的概念，目的是根据工艺要求如何来选择一台合适 的调节阀。
2、 调节阀的流量特性 调节阀流量特性：介质流过调节阀的相对流量 相对流量与阀门的 相对流量 相对开度（即相对位移）之间的关系 相对开度 某一开度流量 某一开度行程
Q l = f( ) Qmax L
c. 三通调节阀 特点： 特点： 1. 两种类型：三通合流阀和三通分流阀。三通
合流阀为介质由两个输入口流进混合后由一 出口流出；三通分流阀为介质由一入口流进， 分为两个出口流出。 2. 阀体有三个接管口，适用于三个方向流体的 管路控制系统，大多用于热交换器的温度调 节、配比调节和旁路调节。
电动执行器有五种类型
电动执行器有五种类型：直行程电动执行器、角行程电动执行器、电动调节阀、PID电动调节执行器和电磁阀;前四种属于DDZ型;下面简要介绍一下直行程电动执行器DKJ和角行程电动执行器DKZ;直行程与角行程电动执行器的作用是接收调节器或其它仪表送来的0~10,4~20毫安或1~5伏电压的标准值流电信号,经执行器后变成位移推力或转角力矩,以操作开关、阀门等,完成自动调节的任务;这两种执行器以前都是由伺服放大器与执行机构两大部分组成的;现在有机电一体智能化的结构,它们的结构、工作原理和使用方法都是相似的,区别仅在于,一个输出位移推力,一个输出转角力矩;电动执行器选型考虑要点一、根据阀门类型选择电动执行器阀门的种类相当多,工作原理也不太一样,一般以转动阀板角度、升降阀板等方式来实现启闭控制,当与电动执行器配套时首先应根据阀门的类型选择电动执行器;1．角行程电动执行器转角<360度电动执行器输出轴的转动小于一周,即小于360度,通常为90度就实现阀门的启闭过程控制;此类电动执行器根据安装接口方式的不同又分为直连式、底座曲柄式两种;a直连式：是指电动执行器输出轴与阀杆直连安装的形式;b底座曲柄式：是指输出轴通过曲柄与阀杆连接的形式;此类电动执行器适用于蝶阀、球阀、旋塞阀等;2．多回转电动执行器转角>360度电动执行器输出轴的转动大于一周,即大于360度,一般需多圈才能实现阀门的启闭过程控制;此类电动执行器适用于闸阀、截止阀等;3．直行程直线运动电动执行器输出轴的运动为直线运动式,不是转动形式;此类电动执行器适用于单座调节阀、双座调节阀等;二、根据生产工艺控制要求确定电动执行器的控制模式电动执行器的控制模式一般分为开关型开环控制和调节型闭环控制两大类;1．开关型开环控制开关型电动执行器一般实现对阀门的开或关控制,阀门要么处于全开位置,要么处于全关位置,此类阀门不需对介质流量进行精确控制;特别值得一提的是开关型电动执行器因结构形式的不同还可分为分体结构和一体化结构;选型时必需对此做出说明,不然经常会发生在现场安装时与控制系统冲突等不匹配现像;a分体结构通常称为普通型：控制单元与电动执行器分离,电动执行器不能单独实现对阀门的控制,必需外加控制单元才能实现控制,一般外部采用控制器或控制柜形式进行配套;此结构的缺点是不便于系统整体安装,增加接线及安装费用,且容易出现故障,当故障发生时不便于诊断和维修,性价比不理想;b一体化结构通常称为整体型：控制单元与电动执行器封装成一体,无需外配控制单元即可现实就地操作,远程只需输出相关控制信息就可对其进行操作;此结构的优点是方便系统整体安装,减少接线及安装费用,容易诊断并排除故障;但传统的一体化结构产品也有很多不完善的地方,所以产生了智能电动执行器,关于智能电动执行器后面将再做说明;2．调节型闭环控制调节型电动执行器不仅具有开关型一体化结构的功能,它还能对阀门进行精确控制,从而精确调节介质流量;因篇幅有限其工作原理在此不作详细说明;下面就调节型电动执行器选型时需注明的参数做简要说明;a控制信号类型电流、电压调节型电动执行器控制信号一般有电流信号4～20mA、0～10mA或电压信号0～5V、1～5V,选型时需明确其控制信号类型及参数;b工作形式电开型、电关型调节型电动执行器工作方式一般为电开型以4～20mA的控制为例,电开型是指4mA信号对应的是阀关,20mA对应的是阀开,另一种为电关型以4-20mA的控制为例,电开型是指4mA信号对应的是阀开,20mA对应的是阀关;一般情况下选型需明确工作形式,很多产品在出厂后并不能进行修改,奥美阀控生产的智能型电动执行器可以通过现场设定随时修改;c失信号保护失信号保护是指因线路等故障造成控制信号丢失时,电动执行器将控制阀门启闭到设定的保护值,常见的保护值为全开、全关、保持原位三种情况,且出厂后不易修改;奥美阀控生产的智能电动执行器可以通过现场设定进行灵活修改,并可设定任意位置0~100%为保护值;三、根据阀门所需的扭力确定电动执行器的输出扭力阀门启闭所需的扭力决定着电动执行器选择多大的输出扭力,一般由使用者提出或阀门厂家自行选配,做为执行器厂家只对执行器的输出扭力负责,阀门正常启闭所需的扭力由阀门口径大小、工作压力等因素决定,但因阀门厂家加工精度、装配工艺有所区别,所以不同厂家生产的同规格阀门所需扭力也有所区别,即使是同个阀门厂家生产的同规格阀门扭力也有所差别,当选型时执行器的扭力选择太小就会造成无法正常启闭阀门,因此电动执行器必需选择一个合理的扭力范围;四、根据所选电动执行器确定电气参数因不同执行器厂家的电气参数有所差别,所以设计选型时一般都需确定其电气参数,主要有电机功率、额定电流、二次控制回路电压等压力差压变送器的应用及选型 11．概述在诸类仪表中,变送器的应用最为广泛、普遍,变送器大体分为压力变送器和差压变送器;变送器常用来测量压力、差压、真空、液位、流量和密度等;变送器有两线制和四线制之分,两线制变送器尤多；有智能和非智能之分,智能变送器渐多；有气动和电动之分,电动变送器居多；另外,按应用场合有本安型本质安全型和隔爆型之分；按应用工况,变送器的主要种类如下：低微压/低微差压变送器；中压/中差压变送器；高压/高差压变送器；绝压/真空/负压差压变送器；高温/压力、差压变送器；耐腐蚀/压力、差压变送器；易结晶/压力、差压变送器;变送器的选型通常根据安装条件、环境条件、仪表性能、经济性和使用介质等方面考虑;实际应用中分为直接测量和间接测量两种；其用途有过程测量、过程和装置连锁等;常见的变送器有普通压力变送器、差压变送器、单发兰变送器、双发兰变送器、插入式发兰变送器等;2．压力/差压变送器介绍压力变送器和差压变送器单从名称上讲测量的是压力和差压两个压力的差,但它们可以间接测量的量却很多;如压力变送器,除可以测量压力外,还可以测量设备内的液位;在常压容器内测量液位时,需要一台压力变送器即可;当测量受压容器的液位时,可考虑用两台压力/差压变送器,即测量下限一台,测量上限一台,它们的输出信号进行减法运算,即可测出液位,这时一般选用差压变送器;在容器内液位与压力值不变的情况下它还可以用来测量介质的密度;压力变送器的测量范围可以做的很宽,从绝压0开始可以到一百多兆帕一般情况;差压变送器除了测量两个被测量压力的差压值外,它还可以配合各种节流元件来测量介质流体的流量,可以直接测量受压容器的液位和常压容器的液位以及压力和负压;制作从压力/差压变送器制作的结构上来分有普通型和隔离型;普通型压力/差压变送器的测量膜盒为一个,它直接感受被测介质的压力或差压；隔离型的测量膜盒接受到的是一种稳定液一般为硅油的压力,而这种稳定液是被密封在两个膜片中间,直接接受被测压力的膜片为外膜片,原普通型膜盒的膜片为内膜片,当外膜片上接受压力信号时通过硅油的传递原封不动的将外膜片的压力传递到了普通膜盒上,从而可以测出外膜片所感受到的压力;隔离型压力/差压变送器主要是针对特殊的被测量介质设计和使用的,如果被测介质离开设备后会产生结晶,而使用普通型压力/差压变送器需要取出介质,会将导压管膜盒室堵塞使其不能正常工作,所以必须选用隔离型;隔离型变送器通常作成发兰式安装,即在被测设备上开口使变送器安装后它的感应膜片是设备壁的一部分,这样它不会取出被测介质,一般也不会造成结晶和堵塞;当被测介质需求结晶温度较高时,可选用将膜片凸出的结构,这样可将传感膜片插入到设备内部,从而感应到的介质温度不会降低,这样测量是有保障的,即选用插入式发兰变送器;隔离型变送器有远传型和一体型之分;远传型即外膜盒与测量膜盒之间用加强毛细管连接,一般毛细管为3~5米,这样外膜盒装在设备上,内膜盒及变送器可以安装在便于维护的安装支架上；另一种形式是外膜盒与变送器做成一体直接由发兰安装在设备上;对于隔离型压力变送器它还可以作成螺纹连接型,即外膜盒或外弹性元件可在安装螺纹的前面,只要在被测设备上焊接上内螺纹凸台,便可将变送器直接拧到设备上,安装非常方便;隔离型压力/差压变送器的制作复杂,材质要求也较高,所以它的价格通常是普通型的3~4倍;选型原则在压力/差压变送器的选用上主要依据：以被测介质的性质指标为准,以节约资金、便于安装和维护为参考;如果被测介质为高黏度、易结晶、强腐蚀的,必须选用隔离型变送器;在选型时要考虑被测流体介质对膜盒金属的腐蚀,一定要选好膜盒材质,否则使用后很短时间就会将外膜片腐蚀坏,发兰也会被腐蚀坏造成设备或人身事故,所以膜盒材质的选择非常关键;变送器的膜盒材质有普通不锈钢、304不锈钢、316/316L不锈钢、钽材质等;在选型时要考虑到被测介质的温度,如果温度高,达到200℃~400℃,要选用高温型,否则硅油会产生汽化膨胀,使测量不准确;在选型时要考虑设备的工作压力等级,变送器的压力等级必须与应用场合相符合;从经济角度上讲,外膜盒及插入部分材质比较重要,要选合适,但连接发兰可以降低材质要求,如选用碳钢、镀铬等,这样会节约很多资金;隔离型压力变送器最好选用螺纹连接形式,这样既节约资金,安装也方便;对于普通型压力和差压变送器选型,也要考虑到被测介质的腐蚀性问题,但使用的介质温度可以不予考虑,因为普通型是引压到表内,长期工作时温度是常温,但普通型使用的维护量要比隔离型大;首先是保温问题,气温零下时导压管会结冰,变送器无法工作甚至损坏,这就要增加伴热和保温箱等装置;从经济角度上来讲,选用变送器时,只要不是易结晶介质都可以采用普通型变送器,而且对于低压易结晶介质也可以加吹扫介质来间接测量只要工艺允许用吹扫液或气,应用普通型变送器就是要求维护人员多进行定时检查,包括各种导压管是否泄漏、吹扫介质是否正常、保温是否良好等,只要维护好,大量使用普通型变送器一次性投资会节约很多;维护时要注意硬件维护和软维护相结合;从选用变送器测量范围上来说,一般变送器都具有一定的量程可调范围,最好将使用的量程范围设定在它量程的1/4~3/4段,这样精度会有所保证,对于微差压变送器来说更是重要;实践中有些应用场合液位测量需要对变送器的测量范围迁移,根据现场安装位置计算出测量范围和迁移量进行迁移,迁移有正迁移和负迁移之分;目前,智能变送器已相当普及,它的特点是精度高、可调范围大,而且调整非常方便、稳定性好,选型时应多考虑;按照设计规范,在设计选型中,究竟采用气动变送器还是电动变送器,因其各有特长,应该根据装置的具体条件进行综合考虑和分析;以下几点可供选型时参考：※集中操作程度及响应速度；※是否与计算机操作相配合；※经济性、可靠性及使用维护方面；※安全性防爆、停电、气源故障等；※环境条件及传输距离;一般来说,下列条件以选用气动变送器为宜：※自变送器至显示调节单元间的距离较短,通常以不超过150米较为合适；※工艺物料是易燃易爆介质及相对湿度很大的场合；※要求仪表投资少、响应速度要求不快的场合；※一般中小型企业要求易维修,经济可靠；※在以电动仪表为主的大型装置里,有些现场调节回路不要求引入中央室集中操作;下列条件以选用电动变送器为宜：※变送器至显示调节单元间的距离超过150米以上；※大型企业要求高度集中管理的中央；※设置有计算机进行及管理的对象；※要求响应速度快,信息处理及运算复杂的场合;实际中,在现代化生产装置中都是发挥它们各自的特点进行混合选用的;3．压力变送器的选型从物理学角度来看,任何一个物体上受到的压力都包括大气压力和被测介质的压力一般称为表压两部分;作用在被测物体上的这两部分压力总和称为绝对压力;P绝=P表+大气压测量绝对压力的仪表称为绝压表;对于普通的工业压力表测量的都是表压值,也就是绝对压力与大气压的压差值;当绝对压力大于大气压值时测得的表压值为正值,称为正表压；当绝对压力小于大气压值时测得的表压值为负值,称为负表压,即真空度;测量真空度的仪表称为真空表;⑴为了保证压力测量精度,最小压力测量值应高于压力表测量量程的1/3；⑵对需远距离测量或测量精度要求较高的场合,应选用压力或压力变送器；⑶在测量精度要求不高时,可选择电阻式或电感式、霍尔效应式远传压力变送器；⑷气动基地式压力指示调节器适宜做就地压力指示调节；⑸压力变送器、压力开关应根据安装场所的防爆要求合理选择;4．差压变送器的选型差压变送器根据以下几点选型：⑴测量范围、需要的精度及测量功能；⑵测量仪表面对的环境,如石油化工的工业环境,有可热有毒和爆炸危险气氛的存在,有较高的环境温度等；⑶被测介质的物理化学性质和状态,如强酸、强碱、粘稠、易凝固结晶和汽化等工况；⑷操作条件的变化,如介质温度、压力、浓度的变化;有时还要考虑到从开车到参数达到正常生产时,气相和液相浓度和密度的变化；⑸被测对象容器的结构、形状、尺寸、容器内的设备附件及各种进出口料管口都要考虑,如塔、溶液槽、反应器、锅炉汽包、立罐、球罐等；⑹其它要求,如环保及卫生等要求；⑺仪表选型要有统一的考虑,要求尽可能地减少规格品种,减少备品备件,以利管理；⑻实际的工艺情况：①考虑被测对象是属于哪一类设备;如槽、罐类,槽的容积较小,测量的范围不会太大,罐的容积较大,测量的范围可能较大；②要看介质的物化性质及洁净程度,首选常规的差压变送器及浮筒式液位变送器,还要对接触介质部分的材质进行选择；③对有些悬浮物、泡沫等介质可用单发兰式差压变送器;有些易析出、易结晶的用插入式双发兰差压变送器；④对高黏度介质的液位及高压设备的液位,由于设备无法开孔,可选用放射液位计来测量；⑤除了测量方法上和技术上问题以外,还有仪表的投资问题;综上所述,变送器的选型,技术上要可行,经济上要合理,管理上要方便;在诸类仪表中,变送器的应用最为广泛、普遍,变送器大体分为压力变送器和差压变送器;变送器常用来测量压力、差压、真空、液位、流量和密度等;变送器有两线制和四线制之分,两线制变送器尤多；有智能和非智能之分,智能变送器渐多；有气动和电动之分,电动变送器居多；另外,按应用场合有本安型本质安全型和隔爆型之分；按应用工况,变送器的主要种类如下：低微压/低微差压变送器；中压/中差压变送器；高压/高差压变送器；绝压/真空/负压差压变送器；高温/压力、差压变送器；耐腐蚀/压力、差压变送器；易结晶/压力、差压变送器;变送器的选型通常根据安装条件、环境条件、仪表性能、经济性和使用介质等方面考虑;实际应用中分为直接测量和间接测量两种；其用途有过程测量、过程和装置连锁等;常见的变送器有普通压力变送器、差压变送器、单发兰变送器、双发兰变送器、插入式发兰变送器等;2．压力/差压变送器介绍压力变送器和差压变送器单从名称上讲测量的是压力和差压两个压力的差,但它们可以间接测量的量却很多;如压力变送器,除可以测量压力外,还可以测量设备内的液位;在常压容器内测量液位时,需要一台压力变送器即可;当测量受压容器的液位时,可考虑用两台压力/差压变送器,即测量下限一台,测量上限一台,它们的输出信号进行减法运算,即可测出液位,这时一般选用差压变送器;在容器内液位与压力值不变的情况下它还可以用来测量介质的密度;压力变送器的测量范围可以做的很宽,从绝压0开始可以到一百多兆帕一般情况;差压变送器除了测量两个被测量压力的差压值外,它还可以配合各种节流元件来测量介质流体的流量,可以直接测量受压容器的液位和常压容器的液位以及压力和负压;制作从压力/差压变送器制作的结构上来分有普通型和隔离型;普通型压力/差压变送器的测量膜盒为一个,它直接感受被测介质的压力或差压；隔离型的测量膜盒接受到的是一种稳定液一般为硅油的压力,而这种稳定液是被密封在两个膜片中间,直接接受被测压力的膜片为外膜片,原普通型膜盒的膜片为内膜片,当外膜片上接受压力信号时通过硅油的传递原封不动的将外膜片的压力传递到了普通膜盒上,从而可以测出外膜片所感受到的压力;隔离型压力/差压变送器主要是针对特殊的被测量介质设计和使用的,如果被测介质离开设备后会产生结晶,而使用普通型压力/差压变送器需要取出介质,会将导压管膜盒室堵塞使其不能正常工作,所以必须选用隔离型;隔离型变送器通常作成发兰式安装,即在被测设备上开口使变送器安装后它的感应膜片是设备壁的一部分,这样它不会取出被测介质,一般也不会造成结晶和堵塞;当被测介质需求结晶温度较高时,可选用将膜片凸出的结构,这样可将传感膜片插入到设备内部,从而感应到的介质温度不会降低,这样测量是有保障的,即选用插入式发兰变送器;隔离型变送器有远传型和一体型之分;远传型即外膜盒与测量膜盒之间用加强毛细管连接,一般毛细管为3~5米,这样外膜盒装在设备上,内膜盒及变送器可以安装在便于维护的安装支架上；另一种形式是外膜盒与变送器做成一体直接由发兰安装在设备上;对于隔离型压力变送器它还可以作成螺纹连接型,即外膜盒或外弹性元件可在安装螺纹的前面,只要在被测设备上焊接上内螺纹凸台,便可将变送器直接拧到设备上,安装非常方便;隔离型压力/差压变送器的制作复杂,材质要求也较高,所以它的价格通常是普通型的3~4倍;选型原则在压力/差压变送器的选用上主要依据：以被测介质的性质指标为准,以节约资金、便于安装和维护为参考;如果被测介质为高黏度、易结晶、强腐蚀的,必须选用隔离型变送器; 在选型时要考虑被测流体介质对膜盒金属的腐蚀,一定要选好膜盒材质,否则使用后很短时间就会将外膜片腐蚀坏,发兰也会被腐蚀坏造成设备或人身事故,所以膜盒材质的选择非常关键;变送器的膜盒材质有普通不锈钢、304不锈钢、316/316L不锈钢、钽材质等;在选型时要考虑到被测介质的温度,如果温度高,达到200℃~400℃,要选用高温型,否则硅油会产生汽化膨胀,使测量不准确;在选型时要考虑设备的工作压力等级,变送器的压力等级必须与应用场合相符合;从经济角度上讲,外膜盒及插入部分材质比较重要,要选合适,但连接发兰可以降低材质要求,如选用碳钢、镀铬等,这样会节约很多资金;隔离型压力变送器最好选用螺纹连接形式,这样既节约资金,安装也方便;对于普通型压力和差压变送器选型,也要考虑到被测介质的腐蚀性问题,但使用的介质温度可以不予考虑,因为普通型是引压到表内,长期工作时温度是常温,但普通型使用的维护量要比隔离型大;首先是保温问题,气温零下时导压管会结冰,变送器无法工作甚至损坏,这就要增加伴热和保温箱等装置;从经济角度上来讲,选用变送器时,只要不是易结晶介质都可以采用普通型变送器,而且对于低压易结晶介质也可以加吹扫介质来间接测量只要工艺允许用吹扫液或气,应用普通型变送器就是要求维护人员多进行定时检查,包括各种导压管是否泄漏、吹扫介质是否正常、保温是否良好等,只要维护好,大量使用普通型变送器一次性投资会节约很多;维护时要注意硬件维护和软维护相结合;从选用变送器测量范围上来说,一般变送器都具有一定的量程可调范围,最好将使用的量程范围设定在它量程的1/4~3/4段,这样精度会有所保证,对于微差压变送器来说更是重要;实践中有些应用场合液位测量需要对变送器的测量范围迁移,根据现场安装位置计算出测量范围和迁移量进行迁移,迁移有正迁移和负迁移之分;目前,智能变送器已相当普及,它的特点是精度高、可调范围大,而且调整非常方便、稳定性好,选型时应多考虑; 按照设计规范,在设计选型中,究竟采用气动变送器还是电动变送器,因其各有特长,应该根据装置的具体条件进行综合考虑和分析;以下几点可供选型时参考：※集中操作程度及响应速度；※是否与计算机操作相配合；※经济性、可靠性及使用维护方面；※安全性防爆、停电、气源故障等；※环境条件及传输距离;一般来说,下列条件以选用气动变送器为宜：。
自动控制系统的传感器与执行器
自动控制系统的传感器与执行器自动控制系统在现代工业生产中扮演着至关重要的角色，它可以准确地控制各种设备和机械的运行，以提高生产效率和产品质量。
而传感器和执行器作为自动控制系统的核心组成部分，发挥着关键的作用。
本文将探讨传感器和执行器在自动控制系统中的重要性，并介绍一些常见的传感器和执行器类型。
一、传感器的作用与分类传感器是自动控制系统中的感知器官，通过感知环境中的各种物理量，并将其转换成电子信号，以便控制系统对环境做出相应的反应。
传感器在自动控制系统中起到了收集信息的作用，它通过将现实世界的物理信息转化为控制系统能够理解的信号，为自动控制系统提供了必要的输入。
根据所感知的物理量不同，传感器可以分为多种类型。
常见的传感器包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、光敏传感器等。
温度传感器可以感知环境的温度变化；湿度传感器可以感知环境的湿度变化；压力传感器可以感知环境中的压力变化；光敏传感器可以感知环境光线的强度变化。
通过这些传感器，自动控制系统可以获得关于环境的详细信息，以便做出相应的调控。
二、执行器的功能与种类与传感器不同，执行器是自动控制系统中的行动器官，它根据控制系统的信号，将电子信号转换为物理行动，从而实现对设备和机械的控制。
执行器可以根据控制系统的要求进行启动、停止、加速、减速等操作，以实现自动化的生产过程。
常见的执行器包括马达、电磁阀、液压缸、气缸等。
马达是执行器的一种常见形式，它通过将电能转化为机械能，驱动设备的运转。
电磁阀可以根据控制信号开关流体的通路，实现对流体的控制。
液压缸和气缸则可以通过液压或气压的作用，推动机械部件进行运动。
三、传感器和执行器的协调作用传感器和执行器在自动控制系统中密切协作，彼此之间的作用是相辅相成的。
传感器通过感知环境的改变，向控制系统提供准确的反馈信号，控制系统根据传感器提供的信息做出相应的控制决策，并将控制指令传递给执行器。
执行器则根据控制系统的指令，将电子信号转化为物理行动，对设备和机械进行精确的控制。
半导体基执行器
半导体执行器，是以半导体为工作材料的电气、机械或光学执行器。
它通过电、磁、光或声等信号的控制，完成对负载的电气、机械或光学操作。
半导体执行器具有体积小、速度快、控制精度高、抗干扰性能好等特点，广泛应用于电力、电子、通讯、自动控制等领域。
常见的半导体执行器种类及特点：
1. 场效应管（MOSFET）：这是一种场效应管，也被称为金属-
氧化物半导体场效应管。
它的主要特点是开关速度快、电压控制精度高、开关损耗低、体积小等。
因此，在高速开关、调制、功率变换、电源开关等方面得到广泛应用。
2. 晶闸管和场效应管的混合器件（IGBT）：这是一种混合器件，结合了晶闸管的电压控制和场效应管的导通电阻小、损耗小的特点。
在各种交流电源、直流电源电压变换、变频调速、大功率电源开关等方面得到了广泛应用。
3. 继电器：这是半导体执行器中常用的一种，通过只需少量的电流即可实现对高电压、大电流电器的控制。
可以用于电动机、灯光等负载的控制，具有负载能力大、可靠性高等优点。
4. 电源控制器：主要用于电源稳压、过载保护、逆变等应用中。
可实现对电源的输出电流、电压等参数进行控制和保护，具有电路稳定性高、响应速度快等特点。
5. 功率晶体管：这是一种三极管，也是半导体执行器的一种。
半导体执行器的工作原理：半导体执行器的原理是将低压、低电流信号通过控制电路转换为高电压、大电流输出，驱动负载实现控制。
根据不同的负载类型和控制要求，半导体执行器可以分为以上几种。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
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二、电/气阀门定位器
电/气阀门定位器实际上是电气转换器和阀门 定位器的组合。 先看电气转换器的动作原理
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二、电/气阀门定位器
电/气阀门定位器将来自控制器或其它单元的4～20mADC电流信号 转换成气压信号去驱动执行机构。同时，从阀杆的位移取得反馈信 号，构成具有阀位负反馈的闭环系统，因而不仅改善了执行器的静 态特性，使输入电流与阀杆位移之间保持良好的线性关系；而且改 善了气动执行器的动态特性，使阀杆的移动速度加快，减少了信号 的传递滞后。
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一、气动阀门定位器
气动阀门定位器接受由气动控制器或 电/气转换器转换的控制器的输出信 号，然后产生和控制器输出信号成比 例的气压信号，用以控制气动执行器。
阀门定位器与气动执行器连接
1-波纹管 2-主杠杆 3-迁移弹簧 4凸轮支点 5-凸轮 6-副杠杆7-支点 8-执行机构 9-反 馈杆 10-滚轮 11-反馈弹簧 12-调零弹簧 13-挡板 14-喷嘴 15 主杠杆支点 16-放大器 力矩平衡式气动阀门定位器
二、执行器的分类
气动执行器 Pλ→L→Q 直行程 角行程
按能源分： 电动执行器 Ii→L→Q
液动执行器
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三种执行器的特点比较
比较项目 气动执行器 电动执行器 液动执行器
结构 体积 推力 配管配线 动作滞后 频率响应 维护检修 使用场合 温度影响 成本
简单 中 中 较复杂 大 狭 简单 防火防爆 较小 低
对于具有爆炸危险或环境条件比较恶劣的场所， 可选用气动执行机构。 执行器分气开式和气关式两种。一般根据生产上 安全要求选择。如果供气系统发生故障时，控制阀处 于全开位置造成的危害较小，则选用气关式，反之选 用气开式。
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二、 控制阀的流量特性选择
控制阀的流量特性，在生产中常用的是直线、等 百分比和快开三种。而快开特性主要用于两位式 控制及程序控制中，因此，在考虑控制阀流量特 性选择时通常是指如何合理选择直线和等百分比 流量特性。
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1、执行机构的选择
依据：各种控制阀结构类型及特点
电动执行器
气动执行器
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2、气开气关的选择原则
气开式
正作用
气关式
正作用
P入
P入
Q
Q
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3、控制阀的结构种类的选择
控制阀的流通形式不同
直通单座阀
单座角形阀
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3、控制阀的结构种类的选择
直通双座阀 蝶阀
复杂 小 小 简单 小 宽 复杂 隔爆型才防火防爆 较大 高
简单 大 大 复杂 小 狭 简单 要注意火花 较大 高
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4.2 执行机构
电动执行器 气动执行器
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一、气动执行器
1. 特点 它是以140kP的压缩空气为能源，以20 ~ 100kP气压 信号为输入控制信号； 具有结构简单、动作可靠、性能稳定、输出推力大、 维修方便、本质安全防暴和价格低廉等特点。 2.构成原理 （一）结构组成： 执行机构 Pλ →L → Q 调节机构
反行程变差 %
灵敏限 % 流通能力误差 % 流量特性误差 % 允许泄漏量 %
2.5
1.5
1
0.3
2.5
1.5 ±10
1
0.3
2.5
1.5 ±10
1
0.3
5
2
1
0.3
6
3 ±20
1
0.3
±10 （C≤5为±15） ±10 （C≤5为±15） 单座、角型 0.01 双座0.1
±10 （C≤5为±15） ±10 （C≤5为±15） 单座、0.01 双座0.1
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3、控制阀的结构种类的选择
三通： 合流
分流
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执行器结构形式选择
执行机构结构型式的选择一般要考虑下列因素： 执行机构的输出动作规律
执行机构的输出动作方式和行程
当采用气动仪表时，应选用气动执行机构。
执行机构的静态特性和动态特性
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执行器结构形式选择
根据各种执行机构的特点，一般按下列原则进行选择： 控制信号为连续模拟量时，选用比例式执行机构， 而控制信号为断续（开/关）形式时，应选择积分式执 行机构。 当系统中要求程序控制时，可选用能接受断续信 号的电动执行机构。
调节阀全开时的流量 Q1 max x 总管最大流量 Q max
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四、控制阀的流量特性
Q l 式中：Q 相对流量，即某一开度的流量与全开流量之比 Qmax f( ) Qmax L l
L 相对开度，即某一开度下的行程与全行程之比
1.理想流量特性
快开
直线 抛物线
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2.工作流量特性 在实际使用时，控制阀安装在管道上，与其它设备串 联，或者与旁路管道并联，因而控制阀前后的压差是变 化的。此时，控制阀的相对流量与阀芯相对开度之间的 关系称为工作流量特性。 串联管道的工作流量特性
±10
±10
0.1
0.01
无泄漏
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二、性能测试方法
1.非线性偏差 测试装置如图
2.正反行程变差 测试装置与方法：和非线性偏 差的测试装置与方法相同。 要求：同一信号压力值下的阀 杆正反位移值的最大差值， 不应超过表中所列指标。 3.灵敏限 测试装置：和非线性偏差的测 试装置相同。 要求：所需要的信号压力变化 值不得超过表中所列指标
1喷嘴 2 挡板 3 杠杆 4 调 零弹簧 5 永久磁钢 6、7 线圈 8 反馈弹簧 9 夹子 10 拉杆 11 固定螺钉 12 放大器 13 反馈轴 14反馈 压板 15 调量程支点 16 反馈机体
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4.5 执行器的选择
执行器的选择应从四方面来考虑： 控制阀结构型式及材料的选择 控制阀口径的选择 控制阀气开、气关形式的选择 控制阀流量特性的选择 一、执行器结构形式选择 首先应根据生产工艺要求选择控制阀的结构型式， 然后再选择执行机构的结构型式。 控制阀结构形式的选择要根据控制介质的工艺条件， 如压力、流量等和被控介质的流体特性等进行全面 考虑。
控制阀开度验算
控制阀实际可调比的验算
控制阀口径的确定
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4.6 气动薄膜控制阀性能测试
一、气动薄膜控制阀主要性能指标
控制阀种类 名称 单座、双座 角型阀 不带定 位器 非线性偏差 % ±4 带定 位器 1 三通阀 不带定 位器 ±4 带定 位器 ±4 高压阀 不带定 位器 ±4 带定 位器 ±1 低温阀 不带定 位器 ±6 带定 位器 ±1 隔膜阀 不带定 位器 ±10 带定 位器 ±1
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(1)串联管道时的可调比
R实际 R S
S P min P
ΔPmax为控制阀全关时阀前后的压差（近似等于 系统的总压差）； ΔPmin为控制阀全开时阀前后的压差； S为控制阀全开时阀前后压差与系统总压差之比
(2)并联管道时的可调比
R实际 1 1 x 1 Q max Q1 max Q2 1 Q max
输入 信号 P入 L 执行机构 位移
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调节机构
Q 开度
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气动薄膜控制阀
外形
器
正作用式 气动薄膜 控制阀
反装阀
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阀芯的正装与反装形成气开、气关
正装
反装
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反作用式气动薄膜控制阀 结构 原理
O型环
气关式 控制阀
控制阀流量特性的选择目前较多采用经验法。 一般可以从下面的几个方面来考虑： 根据过程特性选择 根据配管情况选择 根据负荷变化情况选择
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三、控制阀口径的确定
控制阀口径的大小决定于流通能力C 控制阀口径的选择需经以下几个步骤： 计算流量的确定 计算压差的确定 流通能力的计算 流通能力C 值的选用
第4章 执行器
知识目标
了解执行器的种类、特点及正反作用方式 掌握气动执行机构的结构及工作原理 理解电动执行机构的组成及各部分作用 了解控制阀的结构及特点 理解控制阀的流量系数、可调比和流量特性的概念 了解阀门定位器的作用及使用场合 掌握控制阀的选用原则
技能目标
能够应用控制阀的选用原则正确选用控制阀 能够对执行器进行正确的调校 能够正确的安装执行器 能够处理执行器在使用、维护中的问题
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三、控制阀的可调比
控制阀的可调比就是控制阀所能控制的最大 流量与最小流量之比。可调比也称为可调范围， 用R表示。 Q max
R
Q min
1.理想可调比
当控制阀上压差一定时，这时的可调比称为理想可调 比。
2.实际可调比
控制阀在实际工作时，与管路系统相串联或与旁路阀 相并联，此时的可调比就称为实际可调比。
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并联管道的工作流量特性
图中S′为阀全开时的工作流量与总管最大流量之比。 根据实际经验，S′的值不能低于0.8
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4.4 阀门定位器
用途： 提高阀杆位臵的线性度，克服阀杆的摩擦力，消除被控介 质压力变化与高压差对阀位的影响； 增加执行机构的动作速度，改善控制系统的动态特性； 可用20～100kPa的标准信号压力去操作40～200kPa的非标准 号压力的气动执行机构； 可实现分程控制，用一台控制仪表去操作两台控制阀 ； 可实现反作用动作； 可修正控制阀的流量特性； 可使活塞执行机构和长行程执行机构的两位式动作变为比例 式动作； 采用电/气阀门定位器后，可用4～20mADC电流信号去操作气 动执行机构，一台电/气阀门定位器具有电/气转换器和气动阀 门定位器的双重作用。