壓(yā)力控製器有(yǒu)多種(zhǒng)形式(shì)。所達到的調節壓力的精度(dù)和穩定(dìng)性會因每種(zhǒng)類型和設(shè)計的不同而(ér)有很(hěn)大差異(yì)。在為特定應用尋找合適的控製器(qì)時,應了解對形式、精(jīng)度和穩定性的考慮。以下是對什麽是壓力控製器以及它們在複雜性(xìng)上有何(hé)不同的簡短說明。
壓力控(kòng)製器是 機械閥,它使用反饋來控製氣動和液壓係統中的壓力。基本上有兩種類(lèi)型的控(kòng)製(zhì)器:一種調節上遊壓力(背壓控製(zhì)器),另一種調節下遊壓力(減壓控製器)。壓力通常包含在一個係統中,在該係統中,流體通過管道從一個地方流到另一個地方,進入儲罐或壓力容器(qì)。控製器(qì)用於從(cóng)控製器插入係統(tǒng)的位(wèi)置調節上遊或下遊壓力。
它們(men)可以(yǐ)像(xiàng)手動控製的閥門一樣(yàng)簡單,也可以是在反饋回(huí)路(lù)中帶(dài)有壓力傳感元件的複雜自動化精(jīng)密係(xì)統。反饋來自被調節的壓力,並且該反饋(kuì)以機械或電子方式控製控製(zhì)器輸出。機械反饋是使用彈簧加載或壓力控製的隔膜、波(bō)紋管或活塞來實現的,這些隔(gé)膜、波紋(wén)管或活塞控製(zhì)一個閥門,該閥門根據被調節的壓力來增加或減少通過控製器的流量。這種對流量的機械調節(jiē)起到控製壓力的(de)作用。在電(diàn)子控製器中,來自壓力變送器的輸入用於調節控製壓力的一個(gè)或多個閥門。
本(běn)文將主要關(guān)注減壓控製器。這些控製器將相對較高的輸入壓(yā)力降低到較低的輸(shū)出壓力,以(yǐ)保護下遊(yóu)的敏感組件,或(huò)控製壓力敏感(gǎn)的過程或測量。流體動力學是(shì)一門(mén)複雜的學科,它告訴我們流經限製的流體(tǐ)會失去能量;減壓控製器利用(yòng)這一特性來調節壓力。任何係統中的(de)壓力都定義為該封閉係統內每單位麵積的力(lì)。壓(yā)力受存在的流體量(分子數)、包含它的體積和流體溫度的影響。大多數壓力控製器(qì)的作用(yòng)是控製允許(xǔ)進入(rù)(或退出)係統的分子數量(liàng),從而控(kòng)製係統壓力。下麵簡要討論的另一種類型是通過增加施(shī)加到封閉係(xì)統上的力來控製壓力的控製器。
機械“工業控製器”和電子“精密壓力控(kòng)製器”在控製器類型的分類和理解上(shàng)可以有所區別。後者(zhě)通常用於精密壓力校準(zhǔn)器(qì)。在任何一種(zhǒng)情況下,都實現(xiàn)了相同的壓力調節目(mù)標(biāo),區別是 實現的精(jīng)度和穩定性程(chéng)度。出於本次討論的目的,我(wǒ)們將區分如下:
工業壓力調節
工業減壓(yā)控製(zhì)器包含一(yī)個由彈簧加載隔膜、波(bō)紋管或活塞(sāi)控製的閥門。下遊壓力以某種方式推動隔膜或活塞,從而允許或限製從閥門上(shàng)遊到下遊(yóu)側通過閥門的(de)流量。可以(yǐ)調節彈(dàn)簧張力,使下遊壓力保持預(yù)先確定的設定壓力。下遊壓力的變化將自動調(diào)節閥門以允許或限製流體流量(liàng)以達到設定值。這些工業壓力控製(zhì)器有多種配置,堅固耐用且可自我調節,無需電源輸入或外(wài)部(bù)傳感元件(jiàn)即可使(shǐ)用係統壓力。它們可以單(dān)獨設置,壓力控製的精度足以滿足大多數應用的需求。這種設計(jì)的(de)變化可以(yǐ)利用兩個閥門來幫助確保在所有條(tiáo)件下進行適(shì)當的調節。
精密壓力調節
另一種壓力調節方法,常用於精密(mì)壓力控製器在校準實驗室中,使(shǐ)用入口電磁閥(機電)閥,允許源壓力進入係統,出口電磁閥排放至大氣壓力或真空。係統的下遊部分通過增加或減(jiǎn)少(shǎo)氣(qì)體(tǐ)分子來控製。來自下遊壓力傳感器的反饋使用控製算(suàn)法進行測量和處理,該算法打開和關閉電磁閥以在閥門下遊產生(shēng)所需的壓力設定點。為了實現精 確的壓力控製,可以串聯使用多個入(rù)口/出口閥,這些閥具有細到粗(cū)的孔口,這(zhè)些孔口可(kě)以根據設定點和下遊壓力之間的差異和/或壓力的速(sù)率打開或關閉正在接近設定點。這些(xiē)電磁閥的使用壽命受施加在閥門上的壓差的影響。正是出於這個原因,Mensor 使用專有係統來保持這(zhè)些閥門之間的標稱差異,以延長其使用壽命。兩個 Mensor壓力控(kòng)製器CPC4000和CPC6050結合了這項技術,以便以減少的電磁閥故(gù)障。電磁閥用(yòng)於各種應用,在(zài) 精密控製(zhì) 係統中很常見 。它們也 比針(zhēn)閥相對 便宜。
針閥控製器
另一(yī)種調節方法使(shǐ)用兩個精密加工的針(zhēn)閥,由耐用的陶瓷材料製成,使用一個小(xiǎo)端口和一(yī)個螺紋針(zhēn)柱塞。一個閥門提供壓力,另一個閥門從(cóng)受控下遊(yóu)係統排出壓力。這些(xiē)閥門(mén)旨在實(shí)現快速控(kòng)製和準確控(kòng)製。閥門調製使用一種算(suàn)法進行控製,該算法不斷監測下遊壓力、設定點和壓力接近設定點的速率之間的差異。該算法控製針閥以達到設定值的精(jīng) 確(què)斜率和恒定穩定性。這種類(lèi)型的控(kòng)製器實現了壓(yā)力輸出(chū)的高度(dù)穩定性,壓力(lì)輸出可能會受到係統溫度變化或下遊任何波動的影響。MensorCPC8000 使用(yòng)這種方法使產品(pǐn)能夠在高達 6000 psi 的壓力下提供(gòng)準確、穩定的控(kòng)製。
活塞式控製器
通常用於液壓係統,活塞驅動(dòng)控(kòng)製器的工作方式與自重(chóng)測試儀類似,通過在氣缸內活塞的橫(héng)截麵上施加力。 壓力等於力(lì)除以活塞的麵積,即壓(yā)力的定義,P=F/A。施加的力越大,壓力就越大。Mensor CPC8000-H使用這種方法準確控製高達 23,000 psi 的壓力。這種類型的控製器的好處是它能(néng)夠達到非常高的壓力,這是通過減少活(huó)塞的橫(héng)截麵積(jī)來實現的。
控製器有(yǒu)很多(duō)種。術語控製器(qì)用於從粗到(dào)細的(de)壓(yā)力(lì)控製範圍。在校準實(shí)驗室中,實現準確壓力調(diào)節的組件有時稱為(wéi)壓力控製器或校準(zhǔn)器。這些精(jīng)密壓力控製器依靠高精度壓力傳感器和控製算法將(jiāng)壓力(lì)調整到所(suǒ)需的設定點,並保持對其他壓力(lì)傳感組件校準的穩定控製
- 2023-09-20
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