第三章发信器与执行器ppt课件

1、第三章发信器与执行器掌握发信器的特性掌握执行器的特点一些自控元件的运用及任务原理 3-1 发信器 发信器其主要特征是能感知和检测某一形状的信息、并将其转换成另一形状的信息。因此、发信器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或呼应)与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的有用输出信号的元器件或安装。当然这里的信息应包括电量或非电量。 发信器(或丈量设备)的输出输入关系特性是发信器的根本特性。 发信器所丈量的物理量根本上有两种方式，一种是稳态(静态或准静态)的方式，这种信号不随时间变化(或变化很缓慢)，另一种是动态(周期变化或瞬态)的方式，这种信号是随时间变化而变化的。 由于输入物理量

2、形状不同，发信器所表现出来的输出输入特性也不同，因此存在所谓静态特性和动态特性。由于不同发信器有不同的内部参数，它们的静态特性和动态特性也表现出不同的特点，对丈量结果的影响也各不一样。一个高精度发信器，必需有良好的静态特性和动态特性，这样它才干完成信号(或能量)无失真的转换。 一发信器的静态特性 发信器在稳态信号作用下，其输出输入关系称为静态特性。 衡量发信器静态特性的重要目的是线性度、灵敏度、迟滞和反复性。 1线性度 发信器的线性度是指发信器输出与输入之间的线性程度。 发信器的理想输出输入特性是线性的，它具有以下优点：(1)可大大简化发信器的实际分析和设计计算；(2)为标定和数据处置带来很大

3、方便，只需知道线性输出输入特性上的两点(普通为零点和满度值)就可以确定其他各点；(3)可使仪表刻度盘均匀刻度，因此制做、安装、调试容易，提高丈量精度；(4)防止了非线性补偿环节。 2灵敏度放大系数、传送系数Ku 灵敏度是指发信器在稳态下输出变化与输入变化的比值。 对于线性发信器，它的灵敏度就是它的静态特性的斜率，即 。非线性发信器的灵敏度为一变量。 普通希望发信器的灵敏度高(Ku大一些)，在满量程范围内是恒定的，即发信器的输出一输入特性为直线。 3迟滞(迟环) 迟滞(或称迟环)特性阐明发信器在正(输入量增大)反(输入量减小)行程期间输出输入特性曲线不重合的程度，如下图。 对应于同一大小的输入信

4、号，发信器正反行程的输出信号大小不相等，这就是迟滞景象。产生这种景象的主要缘由是发信器机械部分存在不可防止的缺陷，如轴承摩擦、间隙、紧因件松动、资料的内摩擦、积尘等。 迟滞大小普通要由实验方法确定。用最大输出差值max对满量程输出y F.S的百分比表示 式中max为正反行程输出值间的最大差值。 4反复性 反复性表示发信器在输入量按同一方向作全量程多次测试时所得特性曲线不一致性程度。多次反复测试的曲线反复性好，误差也小。反复特性的好坏是与许多要素有关的，与产生迟滞景象具有一样的缘由。 不反复性目的普通采用输出最大不反复误差max与满量程输出yF.S的百分比表示： 不反复性误差是属于随机误差性质的

5、，按上述方法计算就不太合理了。校准数据的离散程度是与随机误差的精细度相关的，应该根据规范偏向来计算反复性目的。因此，反复性误差ez可按下式计算： 规范偏向。误差服从正态分布，规范偏向可以根据贝塞尔公式来计算：式中：y i丈量值； 丈量值的算术平均值；n丈量次数。二发信器的动态特性 在丈量静态信号时，线性发信器的输出输入特性是一条直线，二者之间有一一对应的关系，而且由于被测信号不随时间变化，丈量和记录过程不受时间限制。 而在实践测试任务中，大量的被测信号是动态信号，发信器对动态信号的丈量义务不仅需求准确地丈量信号幅值的大小，而且需求丈量和记录动态信号变换过程的波形，这就要求发信器能迅速准确地测出

6、信号幅值的大小和无失真的再现被测信号随时间变化的波形。 发信器的动态特性是指发信器对鼓励(输入)的呼应(输出)特性。 一个动态特性好的发信器，其输出随时间变化的规律(变化曲线)，将能同时再现输入随时间变化的规律(变化曲线)，即具有一样的时间函数。这就是动态丈量中对发信器提出的新要求。 但实践上除了具有理想的比例特性的环节外，输出信号将不会与输入信号具有完全一样的时间函数，这种输出与输入间的差别就是所谓的动态误差。 丈量水温的实验过程：一个恒温水槽水温坚持T环境温度为T0 设TT0把一支热电偶放于此环境中一定时间，热电偶反映出来的温度应为T0(不思索其它要素呵斥的误差) 将热电偶迅速插到恒温水槽

7、的热水中(插入时间忽略不计)，这时热电偶丈量的温度参数发生一个突变，即从T忽然变化到T0。立刻察看热电偶输出的指示值，热电偶指示出来温度从T0上升到了T，历经了时间从t0到t的过渡过程。 如图从t0t的过程中，测试曲线一直与温度从T0跳变到T的阶跃波形存在差值，这个差值就称为动态误差。从记录波形看，测试具有一定失真。 热电偶丈量热水温度时，水温的热量需经过热电偶的壳体传播到热接点上，热接点又具有一定热容量，它与水温的热平衡需求一个过程，所以热电偶不能在被测温度变化时立刻产生相应的反映。 这种由热容量所决议的性能称为热惯性，这种热惯性是热电偶固有的，这种热惯性就决议了热电偶丈量快速温度变化时会产

8、生动态误差。 这种影响动态特性的“固有要素任何发信器都有，只不过它们的表现方式和作用程度不同而已。研讨发信器的动态特性主要是从丈量误差角度分析产生动态误差的缘由以及改善措施。 在采用阶跃输入研讨发信器时域动态特性时，为表征发信器的动态特性，常用上升时问、呼应时间(过渡过程时间)、动态偏向等参数来综合描画，如下图。 三发信器的微分方程 发信器本质上是一个信息(能量)转换和传送的通道，在静态丈量情况下，输出量为输入量的函数。在动态丈量情况下，假设输入量随时间变化时，输出量能立刻随之无失真地变化的话，那么这样的发信器可以看作是理想的。但是实践的发信器(或测试系统)，总是存在着诸如弹性、惯性和阻尼等元

9、件。此时，输出y不仅与输入x有关，而且还与输入量的变化速度dxdt，加速度d2xdt2等有关。 要准确地建立发信器(或测试系统)的数学模型是很因难的。在工程上总是采取一些近似的方法，忽赂一些影响不大的要素，给数学模型确实立和求解都带来很多方便。 对于无套热电偶、热电阻等丈量元件，其动态特性属于一阶元件单容对象。 i 课堂练习：推导无套热电偶动态方程。 被测介质温度为i传感器测头温度为 3-2 执行器 执行器是构成自动控制系统不可短少的重要部分，它在自动控制系统中，接受来自调理器的控制信号，转换成角位移或直线位移输出，并经过调理机构改动流入(或流出)被控对象的物质量(或能量)，到达控制温度、压力

10、、流量、液位、空气温度等工艺参数的目的。 执行器由执行机构和调理机关两部分所组成。 执行机构是执行器的推进部分，它按照调理器所给信号的大小，产生推力或位移； 调理机关是执行器的调理部分，最常见的是调理阀，它接受执行器的支配，改动阀芯与阀座间的流通面积，控制工艺介质的流量(或能量)。 按照采用动力能源方式的不同，执行器可分三大类：电动执行器、气动执行器和液动执行器。 目前在消费过程的自动控制系统中，用得最为普遍的是电动执行器与气动执行器两种。电动执行器的输入信号有延续信号和断续信号两种，延续信号为0一10mA DC和420mA DC两种范围，断续信号系指开关信号。气动执行器的输入信号为20100

11、kPa。 电动调理器经过电一气转换器或电一气阀门定位器可与气动执行器衔接，从而到达电动仪表与气动阀门并用的目的，构成电气复合控制系统。 一气动执行器 气动执行器又称气动调理阀，是指以紧缩空气为动力的一种执行器，它接受气动调理器送来的气压信号，改动支配量(如液体、气体、蒸气等)的大小，使消费过程按预定的要求自动进展，实现消费过程的自动控制。 气功执行器由执行机构和调理阀两部分组成。执行机构是执行器的推进安装，它按控制信号压力的大小产生相应的推力，推进调理阀动作，调理机关是执行器的调理部分，它直接与被调介质接触，调理流体的流量。 气动执行器具有构造简单，动作可靠，性能稳定，价钱低廉，维修方便，防火

12、防爆等特点。它能与气动调理仪表配用，而且经过电一气转换器还能和电动调理仪表配用，因此，它广泛地运用空调工程的自动控制系统中。 气动执行机构主要分为薄膜式和活塞式两种。活塞式有很大的输出推力，适用于高静压，高压差的场所。气动薄膜执行机构主要用作普通调理阀(包括蝶阀)的推进安装。无弹簧薄膜执行机构常用于双位式控制，气动薄膜调理阀最为常用。 气动薄膜执行机构主要由薄膜、推杆和弹簧等组成。通常接受20一100kPa的规范压力信号，并转换成推力。 按动作方式分为正作用式和反作用式两种 当信号压力添加，推杆向下挪动的叫正作用式； 当信号压力添加、推杆向上挪动的叫反作用式。 正、反作用式执行机构的构造根本一

13、样。 来自调理器的信号压力(通常为20100kPa)通入薄膜气室时，在薄膜上产生一个推力，使推杆挪动并紧缩弹簧，直至弹簧的反作用力与推力相平衡时，推杆稳定在一个新的位置。信号压力越大，推杆的位移量也越大。推杆的位移即为执行机构的直线输出位移，也称行程。推杆从零走到全行程，阀门就从全开(或全关)到全关(或全开)。 与气动执行机构配用的调理阀有气开和气关 有信号压力时，阀开启的叫气开式 有信号压力时，阀封锁的叫气关式 气开和气关是由气动执行机构的正、反作用与调理阀的正、反安装来决议的。二、气动执行机构的特性 气动薄膜执行机构接受的气动调理器输出的气压信号Pi发生变化时，膜头气室内压力也随之变化，使

14、阀杆和阀芯上下挪动，对流体产生调理作用，如下图。 气动薄膜执行机构的特性，即输入的气压信号Pi与输出的阀杆位移L之间的关系。 气动薄膜机构的膜头是一个封锁的气室，节流气室流出的气量力零，因此 1式中 C膜头的容量数； qi气体输入流量；P1膜头内的气压信号。 qi与压力的近似关系是： 2 式中 Pi调理器来的气压信号；R调理器到执行机构间导管阻力系数。 将式2代入到式1中，并简化得 3 式中T zRC称为执行机构的时间常数。(3)式是膜头内压力与输入气动执行机构的气压信号之间的微分方程式。 从膜片的运动看，P1变化构成对膜片的推力P1F(F是膜片有效面积，并假设不变)，假设忽略阀杆密封填料处的

15、摩擦力和运动部件的惯性力，此推力引起弹簧位移，有 4 式中 Kl弹簧的弹性系数；L弹簧的位移即阀杆的位移。 将式4代入式3整理后得： 5上式是气动执行机构阀杆位移与输入气压信号变化的微分方程式。 6 在实践运用中，普通都将气动执行机构作为一阶惯性环节来处置。当执行机构时间常数较小，即当被控对象时间常数较大时，可把气动执行机构作为放大环节来处置，这时那么有： 式中KFK l是气动执行机构放大系数。 因此，气动薄膜执行机构的输出阀杆位移与输入气压信号成比例关系。 三电动执行器 电动执行器接受来自调理器的电流信号，并将其转换成相应的角位移或直行程位移，去支配阀门、挡板等调理机关，以实现自动控制。电动

16、执行器还可以经过电动操作器实现控制系统的自动操作和手动操作的相互切换。它有角行程、直行程和多转式三种类型。 电动执行器由执行机构和调理阀两部分组成，其中调理阀部分多数和气动执行器是通用的。电动执行器根据不同的运用要求有各种构造。 最简单的电动执行器是电磁阀。它利用电磁铁的吸合和释放，对小口径的阀门作通断两种形状的控制。 延续动作的电动执行器由伺服电动机、减速器和位置发送器三部分组成，它接受可控硅交流开关或电动操作器的信号，使伺服电机按正、反方向运转，经过减速器减速后，变成较大的输出力矩去带动阀门。同时位置发送器又根据阀门的位置，发出相应数值的直流电流信号反响到前置磁放大器的输入端，与来自调理器

17、的输出电流进展比较，并将二者的偏向进展放大，以驱动两相电动机转动，再经减速器减速，带动输出轴改动转角。 电动执行机构输出轴转角与输入信号成正比，所以整个电动执行机构可近似地看成是一个比例环节。 四电气转换器和电气阀门定位器 在实践自动控制系统中，电与气两种信号经常混合运用，这样可以取长补短，组成电气复合控制系统，因此有各种电气转换器及气电转换器把电信号(010mADC或420mADC)与气信号20一100kPa进展相互转换。电一气转换器把电动变送器送来的电信号变为气压信号，送到气动调理器；也可把电动调理器输出的电信号变为气压信号去驱动气动调理阀。电气阀门定位器，那么具有电气转换和气动阀门定位器

18、两种作用。 1电气转换器 电气转换器的构造原理如下图，它是按力矩平衡原理进展任务的。 当直流0一10mA电流信号通入置于恒定磁场里的丈量线圈时，所产生的磁通与磁钢在空气隙中的磁通相互作用而产生一个向下的电磁力(即丈量力)，由于线圈固定在杠杆上，使杠杆绕支承点O偏转，于是装在杠杆一端的挡板接近喷嘴，使其背压升高，经过气动功率放大器后，一方面输出，一方面反响到波纹管，建立起与丈量力矩平衡的反响力矩，反之亦然。于是输出气压信号的大小就与输入丈量线圈电流成一一对应的关系。 2电气阀门定位器 电气阀门定位器可将电动调理器输出的0一10mADC或420mADC信号转换成气压信号去操作气动执行机构。 配气动

19、薄膜执行机构的电气阀门定位器的动作原理如下图。 电气阀门定位器是按力矩平衡原理任务的。当输入信号电流通入力矩线圈时，线圈与永久磁钢作用后对杠杆产生一个力矩，于是档板接近喷嘴，经放大器放大后，送入薄膜气室，使杠杆向下挪动，并带动反响杆绕其支点向下转动，连在同一轴上的反响凸轮也作顺时针方向转动，经过滚轮使小杠杆绕其支点偏转，拉伸反响弹簧。当反响弹簧对小杠杆的拉力与力矩马达作用在杠杆上的力相等时，两者力矩平衡，阀门定位器到达平衡形状，此时，一定的输入信号电流就对应于气动薄膜调理阀一定的阀门位置。 3-3 调理阀一直通调理阀及其特性 直通调理阀是一种调理机构，它和电动执行机构组成电动调理阀，和气动执行

20、机构组成气动调理阀。 电动或气动调理阀安装在工艺管道上直接与被调介质相接触，因此它的性能好坏将直接影响控制的质量。它在执行机构的支配下，实现对介质的控制，完成自动控制的义务。 一任务原理 从流膂力学的观念看，调理阀是一个部分阻力可以变化的节流元件。对不可紧缩的流体，由能量守恒原理可推导出调理阀的流量方程式为式中： q流体流经阀的流量(m3s)；P1和P2分别为进口端和出口端的压力(MPa)； F阀所衔接纳道的截而积(m2)； Dg阀的公称通径(mm)； 流体的密度(Kgm3)； 阀的阻力系数。 由上式可见当F一定，(P1P2)不变时，那么流量仅随阻力系数变化。阻力系数主要与流通面积(即阀的开度

21、)有关，也与流体的性质和流动形状有关。 调理阀阻力系数的变化是经过阀芯行程的改动来实现，即改动阀门开度，也就改动了阻力系数，从而到达调理的目的。阀开得越大，将越小，那么经过的流量将越大。 二直通调理阀的主要类型 直通调理阀主要由上阀盖、下阀盖、阀体、阀芯、阀座、填料及压板等零件组成。根据不同的要求，直通调理阀有多种构造方式。 1直通单座阀 直通单座阀的阀体内只需一个阀芯和阀座，如图(a)所示。这种阀构造简单，价钱廉价，封锁时走漏量小。但由于阀座前后存在压力差，对阀芯产生的不平衡力较大，所以单座阀仅适用于低压差的场所。 2直通双座阀 直通双座阀阀体内有两套阀芯和闷座，如图(b)所示。流体作用在上

22、、下阀芯上的推力的方向相反，大致可以抵消，所以阀芯所受的不平衡力很小，可运用在阀前、后压差较大的场所。双座阀的流通阻力比同口径的单座阀大。由于两个阀芯不易保证同时关紧，所以封锁时的走漏量较大。 3角形阀 角形阀的阀体为角形如图(c)所示。其它方面的构造与单座阀类似。这种阀流路简单，阻力小，阀体内不易积存污物，所以特别适宜高粘度、含悬浮颗粒的流体控制。 直通调理阀的流量特性是指介质流过调理阀的相对流量与调理阀的相对开度之间的关系，即式中 qqmax相对流量，即调理阀在某一开度的流量与最大流量之比； 1L相对开度，即调理阀在某一开度的行程与全开时的行程之比。 三直通调理阀的流量特性 普通说来，改动

23、调理阀的阀芯与阀座之间的节流面积，便可控制流量。但实践上出于各种要素的影响，在节流面积变化的同时，还会引起阀前、后压差的变化，从而使流量也发生变化。 为了便于分析，先假定阀前后压差固定，然后再引伸到实践情况。因此，流量特性有理想流量特性和任务流量特性之分。 直通调理阀在前后压差固定情况下的流量特性为理想流量特性。 阀门的理想流量特性由阀芯的外形所决议。 等百分比线性快开1理想流量特性 典型的理想流量特性有直线流量特性(线性流量特性)、等百分比流量特性、抛物线特性和快开特性，如下图。 1线性流量特性 线性流量特性是指调理阀的相对流量变化与相对开度变化成比例，即单位行程变化所引起的流量变化是常数，

24、用数学式表示为 式中 K常数，即调理阀的放大倍数。 (1)将上式积分可得： 2式中C为积分常数。把边境条件l0时,qqmin；llmax，qqmax，代人上式得 ，式中R为调理阀所能控制的最大流量qmax与最小流量qmin的比值，称为调理阀的可调范围。 q min并不等于调理阀全关时的走漏量，普通它是q max的24，而阀走漏量仅为最大流量的(01001)。 直通单座、直通双座、角形阀的理想可调范围R为30。 将C和K代人式(2)，可得 3此式阐明qq max与lL之间成直线关系，如图126中所示曲线1。 由图126曲线可以看出线性流量特性调理阀的单位行程变化所引起相对流量变化是相等的。 如以

25、全行程的10、50、80三点来看，当行程都变化10时，相对流量的变化均为10总是相等的； 所引起的相对流量变化的相对值分别为 可见，线性流量特性调理阀在行程变化一样的条件下所引起的相对流量变化也一样，但相对流量变化的相对值不同，即流量小时，相对流量变化的相对值大，而流量大时，相对流量变化的相对值小。也就是说，阀在小开度时控制造用太强，不易控制，易使系统产生振荡；而在大开度时，控制造用太弱，不够灵敏，控制不及时。 2等百分比对数流量特性 等百分比流量特性指单位相对行程变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比关系，即调理阀的放大系数随相对流量的添加而增大。用数学式表示为 4 当K1时，d(q

26、q max)d(lL)变化的百分数与qq max即该点相对流量变化百分数相等，故称为等百分比流量特性。 将(4)式积分得： (5) 把边境条件l0时,qq min；ll max，qq max，代人上式得 经整理得 (6) 相对开度与相对流量成对数关系，故又称之为对数流量特性，如图126曲线2所示。等百分比流量特性的调理阀在行程的10、50、80时，行程变化10所引起流量变化分别为191、73和204。它在行程小时，流量变化小；在行程大时，流量变化大，流量相对值变化分别为 由此可见，行程变化一样所引起的相对流量变化率总是相等，因此，对数特性又称为等百分比特性。 等百分比阀的放大系数是随行程的增大

27、而递增，即在开度小时，相对流量变化小，任务缓和平稳，易于控制；而开度大时，相对流量变化大，任务灵敏度高，这样有利于控制系统的任务稳定。 3抛物线流量特性 抛物线流量特性的调理阀的相对流量与相对开度的二次方成比例关系，即 对上式积分并代人边境条件后得 在直角坐标上，抛物线流量特性是一条抛物线，它介于直线及等百分比曲线之间。如图126曲线3所示。 4快开特性 调理阀在开度较小时就有较大流量，随开度的增大，流量很快就到达最大，故称为快开特性，如图126曲线4所示。 快开特性的阀芯方式是平板形的，适用于迅速启闭的切断阀或双位控制系统。 2任务流量特性 在实践运用时，调理阀安装在具有阻力的管道系统上，调

28、理阀前后的压差值不能坚持恒定，因此虽然在同一相对开度下，经过调理阀的流量将与理想特性时所对应的流量不同。 所谓调理阀的任务流量特性是指调理阀在前后压差随负荷变化的任务条件下，它的相对流量与相对开度之间的关系。 1串联管道时调理阀的任务流量特性 直通调理阀与管道和设备串联的系统及其压差变化情况如下图。 调理阀安装在串联管道系统中，串联管道系统的阻力与经过管道的介质流量成平方关系。当系统总压差为一定时，调理阀一旦动作，随着流量的增大，串联设备和管道的阻力亦增大，这就使调理阀上压差减小，结果引起流量特性的改动，理想流量特性就变为任务流量特性。假设在无其他串联设备阻力的条件下，阀全开时的流量为q ma

29、x，在有串联设备阻力的条件下，阀全开的流量为q100，两者关系可用下式表示：式中S为阀全开时，阀上的压差与系统总压差之比值，称S为阀门才干，即式中 P1调理阀全开时阀上的压力降； P包括调理阀在内的全部管路系统总的压力降。 显然，随着串联阻力的增大，S值减小，那么q100会减小，这时阀的实践流量特性偏离理想流量特性也就愈严重。以q100作参比值，不同S值下的任务流量特性如以下图所示。 由上图可以看出，当S=1时，理想流量特性与任务流量特性一致；随着S的值降低，q100逐渐减小，所以实践可调范围R(Rq maxq min)是调理阀所能控制的最大与最小畸变，也会逐渐减小；随着S值的减小，特性曲线发

30、生畸变，直线特性阀趋于快开特性，而等百分比特性阀趋于直线特性阀，这就使得调理阀在小开度时控制不稳定，大开度时控制缓慢，会严重影响控制系统的调理质量。因此，在实践运用时，对S值要加以限制，普通希望不低于0305。 2并联管道时调理阀的任务流量特性 调理阀普通都装有旁路，以便于手动操作和维护，当负荷提高或调理阀选小了时，可以翻开一些旁路阀，此时调理阀的理想特性就改动为任务特性。 假设以X代表管道并联时调理阀全开流量与总管最大流量q max之比，可以得到在压差为一定，而X值不同时的任务流量持性，如以下图所示。 当X=1即旁路阀封锁时，任务特性同理想特性一致。随着X的减小，系统的可调比大大下降。同时，

31、在消费实践中总有串联管道阻力的影响，调理阀上压差还会随流量的添加而降低，使可调比更为下降。普通以为旁路流量最多只能是总流量的百分之十几，即X值不能低于0.8。 二三通调理阀流量特性 一、理想流量特性 三通调理阀的理想特性及数学式符合前述直通调理阀理想特性的普通规律。直线流量特性的三通调理阀在任何开度时，流过上、下两阀芯流量之和不变，即总流量不变，因此是一条平行于横轴的直线，如图1210中的曲线(1)所示。图中(1)和1是分支流量特性。等百分比特性调理阀总流量是变化的，如图12一10所示曲线(2)。曲线(2)在开度为50处的总流量最小，向两边逐渐增大至最大。当可调范围一样时，直线特性的三通调理阀

32、比等百分比特性的三通调理阀总流量大，也比抛物线特性的三通调理阀的总流量大。 图中曲线(3)抛物线特性的总流量比等百分比特性的三通调理阀总流量要大。直线特性三通阀在相对开度为50时，经过上、下阀芯的流量相等。二、任务流量特性 三通调理阀当每一支路存在阻力降(如管道、阀门、设备)时，其任务流量特性与直通调理阀串联管道时一样。普通希望三通调理阀在任务过程中流过三通阀的总流量不变，因此三通调理阀仅起调理流量分配的作用。在实践运用中，三通阀上的压降比管路系统总压降要小，所以总流量根本上取决于管路系统的阻力，而三通阀开度对流量的变化影响很小，因此在普通情况下，可以以为三通阀的总流量根本不变。 当三通调理阀

33、每一分路S值都等于1时，也就是每一分路的系统压降小到可以忽略时，可采用直线流量特性的调理阀，如图1211所示；当每一分路的S值都等于0.5左右时，也就是每一分路管道阻力降与阀上压降根本一样时，可采用抛物线特性的三通调理阀，如图1212所示。三调理风门及其特性 调理风门即风阀，也是常用的调理机构，它和电动执行机构组成电动调理风门，和气动执行机构组成气动调理风门用来自动控制空气调理系统的风量。 一、调理风门的种类 在空调工程中，常用的调理风门有单叶风门和多叶风门。 单叶风门可分为蝶式风门和菱形风门，如图12一13所示。图中(a)为蝶式风门，用于圆形截面的风道中。它的构造比较简单，特别适用于低压差大

34、流量、介质为气体的场所。图中(b)为菱形风门，运用在变风量系统中作为末端安装，具有任务可靠、调理方便和噪声小等优点，但构造上较复杂。 多叶风门又分为平行叶片风门、对开叶片风门、复式风门和菱式风门等，如图1214所示。平行叶片风门是靠改动叶片的转角来调理风量的，各叶片的动作方向一样。对开叶片风门也是靠改动叶片的转角来调理风量的，但其相邻两叶片按相反方向动作。复式风门用来控制加热风与旁通风的比例，阀的加热部分与旁通部分叶片的动作方相反。多叶菱形风门是一种较新型的风门，它利用改动菱形叶片的张角来改动风量(任务中菱形叶片的轴线一直处在程度位置上)。 二、调理风门的流量特性 调理风门的流量特性是指空气流

35、过调理风门的相对流量与风门转角的关系。 象调理阀一样，风门的任务流量特性与压降比S值有关。图1215和1216示出了平行式风门和对开式风门的任务流量特性。平行式叶片风门和对开式叶片风门，它们的特性都是随着S值的减少而畸变愈益严重。 调理风门装在风道系统中，我们希望获得线性的任务特性。为此，对于平行式风门，全开时的阻力损失约占系统总压降的50左右，即风门压降比S=0.5，见图12一15中曲线K；而对于对开式调理风门，全开时的阻力损失仅占系统部总压降的10左右，即风门的压降比S0.1，见图1216中曲线F。从减少噪声和能量损失的观念看，对开式叶片风门较平行式叶片风门较好。 四调理阀流通才干C的定义

36、及计算 1.调理阀流通才干定义 由调理阀的流膂力学特性可得以下流量方程式：式中 qV1流量(m3/h)；F调理阀接纳截面积(m2)；p1阀前压力(Mpa)；p2阀后压力(Mpa)；流体密度(kg/m3)； 阻力系数，取决于阀芯、阀体的构造。 流通才干C定义：当调理阀全开时，阀两端压差为0.1MPa，流体密度为1000kg/m3时，每小时流经阀的介质流量，即为该阀的C值，以m3/h计。 流通才干C值的大小取决于阀门的通径和阻力系数。流通才干随阀门通径的增大而增大。阻力系数只与阀构造有关，因此对于同类构造的调理阀具有相近的阻力系数。 同口径不同类型的调理阀，阻力系数不尽一样，流通才干也就不一样。如

37、流线形构造的球阀、蝶阀流阻小，具有大的流通才干；单座阀、多级型高压阀等流阻大，流通才干较小。 2.调理阀流通才干计算 1普通流体 或 式中 qV体积流量(m3/h)；qm质量流量kg/h；p调理阀前后流体压力差MPa；流体密度kg/m3。2气体气体具有可紧缩性，经过调理阀后气体密度小于阀前的密度，其C值3水蒸气 五调理阀口径的计算 合理选择调理阀的口径，对自动控制系统来讲是一个很重要的问题。假设过多地思索流量裕量，选阀口径偏大，不但经济上呵斥浪费，更不利的是阀门经常任务在小开度，可调理的范围显著减小，使调理阀性能变坏，甚至引起振动和噪声，严重地影响了系统的稳定性以及阀门的运用寿命。 为正确选择

38、调理阀口径，调理阀的口径计算普通按下面程序进展： 1根据工艺条件，确定计算流量和压差； 2用相应的流通才干公式计算C值； 3根据开度要求，圆整计算所得的C值，选取与该C值相应型号的调理阀的口径； 4验算开度范围。 计算调理阀口径时，普通常以正常流量作为计算流量，它可根据消费才干确定。 根据调理系统需求的最大流量qmax，再加大10%，作为调理阀的最大流量q max，按q max计算其流通才干C并圆整。选择调理阀的口径和它的流通才干C值，并要求所选调理阀C值接近或略大于C max值。 根据调理系统需求的最小流量qmin，或者在减少10%，作为调理阀的最小流量q min，按q min计算其流通才干

39、C min。验算调理阀在小流量时的调理性能，要求 。 3-4电磁阀 电磁阀是制冷自控系统中广泛运用的一种开关式自动阀门，其动作可以由压力控制器、温度控制器或液位控制器发出的电气讯号控制，以替代手动截止阀。一电磁阀分类 制冷自动系统中所用的电磁阀，根据控制流通的工质不同分为两种，一种是控制制冷剂及光滑油的电磁阀，叫(制冷剂)电磁阀；另一种是控制水的电磁阀，通常为便于区分叫(水)电磁阀。 按照构造和动作原理电磁阀有直接作用式与间接作用式继动式。通电开型、通电闭型。 二直接作用式电磁阀直动式 上半部为电磁线包部分，线包由高强度漆包线绕制而成。下半部为阀体，阀体用隔磁导管将工质封锁。隔磁导管用反磁不锈

40、纲资料制成，动铁芯、定铁芯均用软硬不锈钢资料做成，阀针用非磁性不锈钢制成，这样阀针就不致因锈蚀或因剩磁粘吸铁屑而破坏阀的密封性。阀针铆在动铁芯上。阀座用聚四氟乙烯做成。 任务原理；线包一通电产生磁场吸上动铁芯带动阀针上移，阀口开启，线包断电，磁场消逝，动铁芯和阀针靠自重和弹簧力使阀芯落下，阀口封锁。三继动式电磁阀ZCL6，10，15，20型均采用继动式。小阀上半部是采用ZCL3型构造，小阀座做在大阀盖上，大阀芯用聚四氟乙烯压配在活塞上，大阀座做在阀体上。 继动式电磁阀下部设有手动顶杆，必要时(如电压缺乏或线包烧坏)，可手动顶开活塞以维持正常任务。 任务原理：当线包通电产生滋场，吸上动铁芯和阀针

41、，小阀口翻开，使活塞上腔压力因经过导压孔通向阀的出口而下降，活塞上下产生压差，使活塞浮起，大阀口开启；线包失电，阀针落下使小阀口封锁。活塞上、下腔的压力经过活塞上的平衡孔均压，在活塞自重和弹簧力的作用下，活塞压下使大阀口封锁。 四电磁阀的运用 1.安装在贮液器或冷凝器与膨胀阀之间的管路上，电磁阀的接线与紧缩机的控制电路相衔接，当紧缩机停机时，切断向蒸发器的供液，不使大量的制冷剂进入蒸发器，可以延伸蒸发器的保温时间，防止紧缩机再次启动时产生液击；2.电磁阀可用于自动控制制冷剂、水、油管路的通闭；3.电磁阀可以同双位的温度控制器配合，控制制冷安装内部的温度，实现温度的双位调理； 4.电磁阀还可以作

42、为主阀的导阀。 电磁阀必需垂直安装在程度管路上，其电磁线圈应在上面，流体的流向应与阀体上箭头的方向一致，电磁阀前应装设过滤器；线圈运用的电源、电压及阀体进出口压差应与铭牌相符。 3-5主阀与恒压阀一主阀 主阀是导压控制型的自动阀门，它必需与导阀配合运用，并且由导阀控制其启闭，在一定条件下，还可以得到比例调理。1分类 主阀有液用(Y)、气用(Q)之分 液用主阀只需常闭型(B) 气用主阀有常开(K)和常闭(B)两种 主要零件有阀体、阀盖、阀芯、活塞杆、活塞、活塞套和弹簧等。 阀体(或阀盖)上设有手动顶杆，必要时可用顶杆将活塞组件顶起，使常闭型主阀阀芯开启、常开型主阀阀芯封锁。活塞上开有直径l毫米的

43、平衡孔。为防止污垢进入，主管装有25目英寸2滤网，导管上装有100目英寸2小滤网。 主阀通径3265毫米其阀芯用聚四氟乙烯制成锥体，主阀通径80毫米以上均制成平面。 2构造和任务原理 液用常闭型主阀的活塞上腔经导压阀接至较主阀进口压力低0.018MPa0.18公斤厘米2处，或衔接到出口管路上。pPp1任务原理：假设导阀开启，那么活塞上腔降压，下腔压力抑制弹簧和活塞自重将活塞顶起，翻开主阀阀口；假设导阀封锁，那么高压液体经过平衡孔使上腔压力与入口压力一样，在自重和弹簧力的作用下，活塞带动主阀阀芯下落，使阀口紧闭。 pPp1 气用常闭型主阀的导压管路衔接到进口管上，或接在较出口压力高0.014MP

44、a0.14公斤厘米2处。 任务原理：假设导阀开启，那么主阀活塞上腔增压，利用压差抑制弹簧力将活塞压下，阀芯下降，主阀开启；假设导阀封锁，高压气体经过直径1毫米的平衡孔向活塞下腔泄走，弹簧力将活塞项起，主阀封锁。pPp1 气用常开型主阀的活塞上腔经导压阀接至较主阀进口压力高0.1MPal公斤厘米2处。 任务原理：假设导阀封锁，主阀处于常开形状；假设导阀开启，那么活塞上腔增压，利用压差抑制弹簧力将活塞压下，阀芯下降，主阀封锁；导阀封锁，高压气体经过直径1毫米的平衡孔向活塞下腔泄走，弹簧将活塞顶起，主阀开启。 最大反压差(见表)：处于封锁形状的主阀，假设阀后压力增大超越阀前压力和弹簧等加在阀芯上的封

45、锁力，那么阀芯将被强行开启而导致工质倒流，这将呵斥制冷系统任务紊乱。对于有能够超越表中给出的最大反压差的管路，主阀后面应加装止回阀，以防止工质倒流。 主阀安装时应留意只能程度安装，不能垂直或倾斜安装。 二恒压阀 恒压阀在自控中常作为主阀的压力导阀，分为立式、横式两种，公用于控制主阀的启闭，它与主阀配合运用时可以起比例调理作用。 按正、反作用开启原理，恒压阀又可分为正恒阀和反恒阀两种。 正恒阀是常闭型压力导阀，当压力高于设定值时，阀口开启，直至全开。 反恒阀是常开型压力导阀，当压力高于设定值时，阀口关小，直至封锁。 按控制引管分，凡阀体上膜片下腔与导压管隔开，并带有引管的称为型。带引管的用引管引

46、来的压力控制导压管路的通断。 正恒阀的压力范围有两种规格：0-7 kg/cm2和500mmHg-2kg/cm2；反恒阀有0-7kg/cm2一种。 1. 正恒阀 正恒阀ZZHA3型和ZZHB3型是正恒阀的两种型式。 阀体和阀罩中间用不锈钢膜片隔开。上半部为弹簧调理系统，可调理恒压阀动作的设定压力数值，右旋弹簧调理杆系添加弹簧压力，左旋弹簧调理杆为减少弹簧压力。下半部为气体的通道。 任务原理：当膜片下面气体压力升高，超越上部弹簧力时，膜片顶起，阀口开启，气体得以流通。当压力继续逐渐升高时，阀口随之成正比例开大。反之，当膜片下面气体压力逐渐下降，那么阀口随之成比例关小。当压力降至小于上部弹簧力时，膜

47、片下落使阀口完全封锁。正恒阀是“升开降闭(对膜片下部压力而言)，起着使入口压力恒定的作用。ZZHA3型的导压管从入口处引来并控制入口处压力恒定。ZZHB3型其导压管与阀体膜片下腔隔断，由外接引管引进的压力来控制出口处压力的恒定，引管引来的压力越高，那么恒压阀开得越大。ZZHB3型正恒阀主要用于和常开型主阀配合装在紧缩机吸入管上，回气压力越高，ZZHB-3型阀开得越大，可使常开型主阀反而关小，以防止紧缩机过载和使无卸裁安装的紧缩机轻载起动。 2.反恒阀 ZZHC3型和ZZHD3型是反恒阀的两种型式。 阀体和阀罩中间用不锈钢膜片隔开，上半部与正恒阀一样，为弹簧调理系统。下半部阀体和阀芯那么与正恒阀不同。 任务原理：当膜片下面压力升高，超越弹簧的最小负荷时，阀口开场关小，以后膜片随压力的增高而逐渐升起，阀口随之成比例的关小，压力到达弹簧力最大值时，阀口关死。反之，当膜片下面压力下降，阀口那么逐渐开启。 所以反恒阀与正恒阀相反是“升闭降开。 3.运用举例 三电磁主阀、恒压主阀及电磁恒压主阀 为了简化导阀与主阀结合运用的方式，可将导阀与主阀结成一体，其作用与导阀加主阀的作用一样。省去在导压管路上安装导阀，使焊点少，易于安装，维修方便。 1.电磁主