“閥門定位器（qì）作為氣動調（diào）節閥關鍵附件，在提高係統控製品（pǐn）質等方麵發揮重要作用。其工作原理是根據控製信（xìn）號與閥位反饋信號的偏差，控製進入執行（háng）機構的氣動信號，從而改（gǎi）變調節閥開（kāi）度

     閥門定位器實現了（le）閥門自身閥位調（diào）節的閉環負反饋控製，使控製回路（lù）形成以被控對象的過程變（biàn）量控（kòng）製為主回路，閥門自身閥位（wèi）控製為副回（huí）路的“串級控製”。其控製方框圖如圖 1

圖1 控製方框圖 

1、氣動閥門定位器工作（zuò）原理

     氣（qì）動（dòng）閥門定（dìng）位器基於（yú）力平衡控製原理，主要包括：力矩控製係統（tǒng）（由波紋管、杠杆2、噴嘴-擋（dǎng）板、氣動放大器等部件組成）和平衡力矩負反（fǎn）饋（kuì）係統（由擺杆、軸、偏心凸輪、滾輪、杠杆1、彈簧等部件組成），其結構原理如圖2

圖2 氣動閥門定位器工作原理

當輸入波紋管輸入壓力控製信號增大時：

     ①杠杆2 繞支點轉動，檔板靠近噴嘴，噴嘴背壓增大，並經氣（qì）動放大器放大後（hòu）進入執行機構氣室，使調節閥向下動作

     ②調節閥閥（fá）杆帶動反饋杆（擺杆）繞支點轉動，偏心凸輪逆時針轉動，通過滾輪使（shǐ）杠杆（gǎn） 1繞（rào）支點轉動，並將反饋彈簧拉伸（shēn）

     ③彈簧對杠杆 2 的拉力與波紋管（guǎn）的壓力達到平衡時，閥門處於穩定狀態，此時輸入壓力控製信（xìn）號與閥門位置相對應

     噴嘴-擋板作為閥位定位器的重要部件，具有信號轉換、信號放大和控製作用。噴（pēn）嘴-擋板可看作由恒氣阻R1（恒（héng）節流件）、變氣阻R2（噴嘴、擋板）、氣室組成。其結構原理如圖 3。

圖3 噴嘴-擋板結構原理圖

      擋板（bǎn）與噴嘴（zuǐ）之間的距離△L 發（fā）生變化時，噴嘴-擋板將（jiāng）距離信號轉換（huàn）成固定氣容（室）及噴嘴背壓的壓力信號（hào），即△PD=△L

     由於噴嘴孔的口徑遠大於恒節流孔和背壓孔的口徑，噴嘴-擋板能將擋板微小的位移信號進行放大，提高控製精（jīng）度和靈敏度，即△PD/△L=k，k 值（zhí）非常大

2、電氣閥門定（dìng）位器工作原理（lǐ）

      電（diàn）氣閥門定位器同樣（yàng）基於力平衡原理，通過噴嘴-擋板進行力矩控製，采用機械連杆實（shí）現力矩反饋。相比氣動閥門（mén）定位器，電氣閥（fá）門（mén）定位器利用永磁鐵作（zuò）為力矩馬達，通過電磁（cí）作用力實現輸入電信號與噴嘴-擋板位移信號的（de）轉換。其結構原（yuán）理如圖 4

圖（tú）4 電氣閥門定位器結構原（yuán）理圖

3、智能電氣閥門定位器工作原理

     傳統電氣閥門定位器基於機械力平衡控製原理，而智（zhì）能電氣閥門定位（wèi）器采用微處理器進行控製，同（tóng）時將閥杆位移轉角轉換成滑（huá）線電阻的阻值，從而實現閥杆位移電反饋，具有控製精度高，調試方便等優點。其（qí）控製方框圖如圖 5

圖5 智（zhì）能電氣閥門定（dìng）位器控製方框圖 

      智能電氣（qì）閥門定位（wèi）器根據 I/P 轉（zhuǎn）換（huàn）器的型式可分為：噴嘴-擋板式和壓電閥式

     壓電閥式（shì）智能電氣閥門定位器利用壓（yā）電陶瓷片的（de）壓電效應，采（cǎi）用兩位開關控製進氣壓電閥和排（pái）氣壓電閥的打開或關閉來（lái）實現閥位控製。穩態工（gōng）況下，閥門不消耗儀表空氣，具有耗氣量小的優點，但在以往實際項目應用中有出現過振蕩的現象，其五步開（kāi）關（快開、慢開、死區、慢關、快關）程序控製算法也在不斷優（yōu）化中。其結構（gòu）原理如圖 6。”

圖6 壓電閥（fá）式智能定位器結構原理圖