“閥門定（dìng）位器作為（wéi）氣動調節閥關（guān）鍵附件，在提高係（xì）統控（kòng）製品（pǐn）質等方麵發揮重要作用。其工作原理是根（gēn）據控製信號與閥位反饋信號的偏差，控製進入執行機構的氣動信號，從而改變調節閥開度

     閥門定（dìng）位器實現了閥門自身閥位調節的閉（bì）環負反饋控製，使（shǐ）控製回路形成（chéng）以被控對象的（de）過程變量控製為主回路，閥門（mén）自身閥位控製為副回路的“串級（jí）控製”。其控製（zhì）方框圖（tú）如（rú）圖 1

圖1 控製方框圖 

1、氣動閥門定位器工作原理

     氣動閥門定位器基（jī）於力（lì）平衡（héng）控製原理（lǐ），主要包（bāo）括：力矩控製係統（由波紋管、杠（gàng）杆2、噴嘴-擋板、氣（qì）動放大器等（děng）部件（jiàn）組成）和平衡力矩負反饋（kuì）係統（由擺杆、軸（zhóu）、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（qì）動閥門定位器工作原理（lǐ）

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（dòng），檔板靠近噴嘴，噴嘴背壓增（zēng）大，並經氣動放大器放大後進入執行機構氣室，使調節閥向下動作

     ②調節閥閥杆帶動反饋（kuì）杆（擺杆（gǎn））繞支點轉動，偏心（xīn）凸輪逆時針轉動，通過滾輪使杠杆 1繞（rào）支點轉動，並將（jiāng）反饋彈（dàn）簧（huáng）拉伸

     ③彈簧（huáng）對（duì）杠杆 2 的拉力與波紋管的壓力達到平衡時，閥門處於（yú）穩定狀態，此時輸入壓（yā）力控製信（xìn）號（hào）與（yǔ）閥門（mén）位置相對（duì）應

     噴嘴（zuǐ）-擋板作（zuò）為閥位定位器的重（chóng）要部件，具有信號轉換、信號放大和控（kòng）製作用。噴嘴-擋板可看作由恒（héng）氣阻R1（恒節流件（jiàn））、變氣（qì）阻R2（噴嘴、擋板）、氣室組成。其結構原理如圖 3。

圖3 噴嘴（zuǐ）-擋板結構原理（lǐ）圖

      擋板與噴嘴之間的距離△L 發生（shēng）變化時，噴嘴-擋板將距離信號（hào）轉換成固定氣（qì）容（室）及噴嘴（zuǐ）背壓的壓力信號，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（hào）進（jìn）行放大，提高（gāo）控（kòng）製精度和靈敏度，即△PD/△L=k，k 值非常大

2、電氣閥門定位器工作原（yuán）理

      電氣閥門定位器同樣基於力平衡原（yuán）理，通過噴嘴-擋板進行力矩控製，采用機械（xiè）連杆實現力矩反饋（kuì）。相比氣動閥門定位器，電氣閥門定位器利用永磁鐵作為力矩馬達，通過電磁作用力實現輸入（rù）電信號與噴嘴（zuǐ）-擋（dǎng）板位移信號的轉換。其結（jié）構原理（lǐ）如圖 4

圖4 電（diàn）氣閥門定位器結構原理圖

3、智能電（diàn）氣閥（fá）門定位器工作原理

     傳統電氣閥門定位器基於（yú）機械力平衡控製原理（lǐ），而智能電氣閥門（mén）定位器采用微處理器進行（háng）控（kòng）製，同時將（jiāng）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（yōu）點。其控製方框圖如圖 5

圖5 智能電氣閥（fá）門定位器控製方框圖 

      智能電氣閥門定位器根據 I/P 轉換器的型式可分為：噴嘴-擋（dǎng）板式和（hé）壓電閥式

     壓電閥式智能電氣閥門定位器利用壓電陶瓷片的壓電效應，采用兩位開關控製進氣壓電閥和排氣壓電（diàn）閥的打開或關（guān）閉來實現閥位控製（zhì）。穩態工況下，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（chū）現過振蕩的現象，其五（wǔ）步開關（快開、慢開、死（sǐ）區、慢關、快關（guān））程序控製算法也在不斷優化中。其結構原理如（rú）圖 6。”

圖6 壓電閥式（shì）智能定（dìng）位器結構原理圖