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　　隨著智能控制技術(shù)的高速發(fā)展和對(duì)節(jié)能環(huán)保理念的認(rèn)知提高，智能閥門定位器正在逐步取代以往的機(jī)械式定位器。目前市場(chǎng)上的智能閥門定位器品牌眾多，許多廠商也在不斷探索和提高自身的產(chǎn)品性能。尤其智能閥門定位器內(nèi)部氣動(dòng)輸出控制部件性能逐步成為衡量定位器整體性能的重要因素。文章對(duì)常用智能閥門定位器的輸出控制部件的原理進(jìn)行描述和性能比較，并介紹一種新型智能定位器產(chǎn)品，STI FastTrak大流量定位器。 

　　1 常用智能閥門定位器的氣動(dòng)輸出控制部件及工作原理 

　　智能閥門定位器的輸出控制部件通常是由I/P轉(zhuǎn)換單元（即先導(dǎo)部分）和氣動(dòng)功放部分組合而成，目前市場(chǎng)上使用較為普遍的主要有：氣動(dòng)噴嘴/擋板機(jī)構(gòu)的I/P轉(zhuǎn)換器技術(shù)組合多位多通閥體結(jié)構(gòu)，接受模擬電信號(hào)連續(xù)動(dòng)作氣動(dòng)輸出。另外一個(gè)是壓電閥組件技術(shù)，接受數(shù)字信號(hào)兩位動(dòng)作氣動(dòng)輸出。下面具體介紹兩種技術(shù)的工作原理。 

　　1.1 I/P轉(zhuǎn)換器組件及工作原理 

　　I/P轉(zhuǎn)換器基于傳統(tǒng)的電磁技術(shù)和氣動(dòng)噴嘴檔板機(jī)構(gòu)，噴嘴擋板機(jī)構(gòu)先導(dǎo)信號(hào)（噴嘴背壓）送給氣動(dòng)放大器進(jìn)行進(jìn)一步功率放大，最終驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。以ABB公司生產(chǎn)的TZID-C系列定位器為例進(jìn)行說明，I/P轉(zhuǎn)換器組件的工作原理：基于一種擋板力平衡結(jié)構(gòu)的I/P轉(zhuǎn)換器，線圈產(chǎn)生電磁場(chǎng)，施加給磁鐵一個(gè)力使杠桿偏轉(zhuǎn)即使擋板靠近或偏遠(yuǎn)噴嘴，使噴嘴背壓改變，使得氣動(dòng)功放或多位多通閥滑閥位置改變，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成氣壓信號(hào)輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行定位控制。 

　　1.2 壓電閥組件及工作原理 

　　壓電閥是在電壓作用下使得功能陶瓷片產(chǎn)生彎曲變形原理制成的一種兩位式控制閥。壓電閥采用ON/OFF位式控制方法，控制電路采用電子開關(guān)實(shí)現(xiàn)。壓電閥在I/P轉(zhuǎn)換單元中起先導(dǎo)閥的作用，先導(dǎo)壓電閥接收到控制電路發(fā)出的高頻脈沖信號(hào)，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成先導(dǎo)壓電閥先導(dǎo)氣的通斷，先導(dǎo)氣進(jìn)入氣動(dòng)功放，控制氣動(dòng)功放輸出氣壓信號(hào)到氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的定位控制。 

　　以上兩種技術(shù)的應(yīng)用已很普遍，但目前以上述兩種技術(shù)為核心的智能閥門定位器中，尚無大流量形式的定位器，針對(duì)這一技術(shù)空白，意大利STI公司研發(fā)推出一款新式高流量定位器FastTrak。而STI FastTrak定位器采用了膜片滑閥式組件結(jié)構(gòu)并結(jié)合差壓控制方式實(shí)現(xiàn)了大流量輸出，高精度的控制。 

　　2 STI FastTrak智能定位器的氣動(dòng)輸出控制部件及工作原理 

　　STI FastTrak 定位器采用傳統(tǒng)的機(jī)械式滑閥結(jié)構(gòu)結(jié)合差壓控制的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。其機(jī)械滑閥式組件同樣基于電磁技術(shù)和氣動(dòng)噴嘴檔板機(jī)構(gòu)和力平衡原理，見圖1�；�閥組件的前端是一個(gè)膜片，噴嘴擋板的電磁線圈接收控制電路發(fā)出的電流信號(hào)指令后，轉(zhuǎn)變成變化的控制氣源信號(hào)，來推動(dòng)膜片產(chǎn)生形變，形變的大小決定滑閥的位移量，在滑閥組件后端有一個(gè)彈簧，能夠在控制信號(hào)變化后或者失去控制信號(hào)的時(shí)候讓滑閥復(fù)位，保證定位器的輸出。為了實(shí)現(xiàn)高精度控制，控制算法除了引用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置信號(hào)外，同時(shí)還對(duì)氣缸的進(jìn)氣端的壓力進(jìn)行檢測(cè)，來彌補(bǔ)滑閥控制方式動(dòng)作速度的不足和提高滑閥的靜態(tài)工作性能。由于采用大流量滑閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和合理的氣流通道，實(shí)現(xiàn)了對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的快速，準(zhǔn)確的定位。 

　　3 智能閥門定位器氣動(dòng)輸出部件的性能比較 

　　從壓電閥的工作原理和結(jié)構(gòu)可以看出，壓電閥采用ON/OFF位式控制方法，其功耗非常低，穩(wěn)態(tài)耗氣量也相當(dāng)?shù)�，但�?duì)壓縮空氣質(zhì)量要求高。另一方面，對(duì)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及外部氣管路的氣密性要求很高，當(dāng)氣管路泄漏時(shí)，壓電閥組會(huì)頻繁動(dòng)作，常導(dǎo)致閥位振蕩或造成壓電閥組件故障。并且壓電閥組件多為外購(gòu)件或OEM定制，如上述圖1所示，由于其技術(shù)壟斷，有問題只能更換，無法自行維護(hù)。