定位器原理及故障处理

PB
PB`
a
Pa
b
Pb
0
δa
δb
δ
从特性曲线可以看出，曲线不够陡；也不直，即喷嘴挡板机构的
灵敏度与线性均不好。在喷嘴挡板的加工精度不高，挡板与喷嘴
的轴线不垂直时，特性曲线a以上这段性能不好，常常只用中间
a～b段。在此段，挡板位移与PB的变化比较符合线性规律，并且
斜率也较陡。在此段内各点均有较大及较稳定的放大倍数，机构
否带CPU和通讯功能，可分为普通阀门定位器和智能 电气阀门定位器（其中包括现场总线阀门定位器）。 ► 阀门定位器的反馈信号的检测方法也有多种。
无定位器的调节阀
首先看一下没有加装阀门定位器的情况
在没有加装阀门定位器的情况下，系统处于开环状态。 如下图所示
K
ΔZ
ΔY
根据方框图可知输入与输出的关系为 ： ΔY = ΔZK
定位器原理及故障处理
电仪作业部仪表一部 仪表维护一班
在生产过程中，控制系统对阀门提出各种各样的特 殊要求，因此，调节阀必须配用各种附属装置(简称附 件)来满足生产过程的需要。例如： 为了改善调节阀的静态特性（线性度）和动态特性 （响应） ，要配用阀门定位器。 为了转换电、气信号，要配用电/气转换器。 为了使工作动力气源保持干净和保持一定的压力，要 配用空气过滤减压器。 当气源中断时，为了使调节阀仍能保持一定压力信号， 需要使用气动保位阀实现对调节阀行程的自锁。
填料处泄漏，经常把填料压盖压得比较紧，因此，在阀 杆产生很大的静摩擦力，使阀杆行程产生误差。配用定 位器之后，能够克服这些摩擦力的作用，也能克服流体 不平衡力的作用，明显地改善了基本特性。 用于高压差
当调节阀两端的压差大于1 MPa时，介质对阀芯 产生较大的不平衡力，此力将破坏原来的工作位置，使 控制系统产生扰动作用，尤其是对单座调节阀，。使用 定位器，可以提高输出压力，增大执行机构的输出力， 克服不平衡力的作用。
阀门定位器的用途
用于活塞式执行机构的比例动作 可以用单向定位器，也可以用双向定位器。
阀门定位器的用途
实现调节阀反向动作 相当把气关改成气开。
阀门定位器的用途
改善调节阀的流量特性 调节阀的流量特性可以通过改变反馈凸轮的几何
形状来改变。因为反馈凸轮的几何形状不一样，能改 变调节阀对定位器的反馈量，使定位器的输出特性变 化，从而改变调节器的输出信号与调节阀位移之间的 关系，即修正了流量特性。 操作非标准信号的执行机构
总之，附件的作用就在于使调节阀的功能更完 善、更合理、更齐全。
阀门定位器的分类
► 按输入信号分为气动阀门定位器和电/气阀门定位器。 ► 按动作的方向可分为单向阀门定位器和双向阀门定
位器。 ► 按阀门定位器输出和输人信号的增益符号分为正作
用阀门定位器和反作用阀门定位器。 ► 按阀门定位器输入信号是模拟信号或数字信号，是
+-
+-
+-
调节器
阀开度
100%
A
B
阀开度
100%
A
B
气动 20 电气 4
60 12
气开
100 KPa 20 mA
阀开度
100%
A
B
气动 20 电气 4
60 12
1开1闭
100 KPa 20 mA
阀开度
100%
A
B
气动 20 电气 4
60 12
气闭
100 KPa 20 mA
气动 20 电气 4
分程调节特性曲线图
工作既灵敏又稳定。与曲线a至b这一段相应的位移δb一δa，一
般只有百分之几毫米。
► 气动喷嘴挡板放大机构的优点是：尺寸小，结构 简单，紧凑，没有运动的摩擦零件，工作可靠， 牢固耐用，成本低廉；缺点是容易被空气中的夹 杂物堵塞。如果连续不断地工作，气源经过净化， 并且压缩空气不断地由里往外吹，一般是不会堵 死的。但要特别注意防止气源中含油。
上式表明了调节阀输入与输出的关系，很明显调节阀 输入与输出之间没有约束关系，输出只取决于调节阀 的放大倍数Ｋ。
Hale Waihona Puke 带定位器的调节阀输入信号
电
磁力线圈
力矩
+
-
喷嘴挡板 背压 功率放大器 气压 执行机构
力矩
位移
反馈弹簧
行程调整杠杆
电/气阀门定位器工作原理方框图
阀门定位器的用途
用于高压介质 当调节阀用于高压介质时，为了防止流体从阀杆
当以气动调节器的标准信号20-l00kPa去操作非 标准信号40-200kPa，的气动薄膜执行机构时，可以有 两种方法：一种是在调节器与执行机构之间配用一个1： 2的气动继动器，把信号压力放大一倍；另一种方法就 是采用阀门定位器。
阀门定位器的用途
用于分程控制（气动） 两台定位器由一台气动调节器来操纵，一台定
长，为了克服信号的传递滞后，可使用阀门定位器，让 调节器输出的信号直接转换成气压信号去操作调节阀。 在调节器与调节阀的距离超过60m时，效果比采用继动器 要好得多。 用于调节阀口径较大的场合
当调节阀口径DN大于100mm、蝶阀口径大于250mm时， 由于阀芯重，阀芯截面大及执行机构气室容积增大，响 应特性变差。改善特性的方法之一就是配用阀门定位器。
位器的输人为20-60kPa，另一台定位器为60-l00kPa， 控制调节阀的阀位均为0-l00%行程。
阀门定位器的用途
用于分程控制（电/气） 两台定位器由一台电动调节器来操纵，一台定
位器的输人为4-12mA，另一台定位器为12-20mA，控制 调节阀的阀位均为0-l00%行程。
气源
气源
I/P
I/P
阀门定位器的用途
用于高温或低温 当温度过高或过低时，由于阀杆与填料之间
的摩擦力增大，使调节信号与阀门的行程之间产生 较大的误差。配用定位器之后，可以克服摩擦力的 影响。 用于介质中含有固体悬浮物、粘性流体、含纤维、 易结焦的场合，可以克服这些介质对阀杆移动所产 生的较大阻力。
阀门定位器的用途
增加执行机构的动作速度 当调节器与调节阀相距较远时，气动信号管比较
60 12
1闭1开
100 KPa 20 mA
喷嘴挡板机构
恒节流孔 气源
d D
喷咀 节流通室
pB
输出
p2
δ
间隙
►间隙δ和节流通室压力PB的关系见下图。当 δ≈O时，喷嘴背压PB'接近于气源压力，但 又达不到气源压力，因为挡板不能堵死喷嘴， 总有漏气的现象。当δ值超过一定数值后， 不管挡板离得多远，背压变化都不大，因为 挡板已不能影响喷嘴的排气。但喷嘴本身仍 有一定的阻力，产生残余背压，若喷嘴直径D 比恒节流孔直径d大得多，就可使残余背压降 低到相当小。