上海申弘阀门有限公司
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之前介绍JIS日标不锈钢截止阀标准，现在介绍石油化工调节阀定位器选型阀门定位器是按力矩平衡原理工作的。如正作用的气动薄膜阀，来自调节器或输出式安全栅的4～20mA直流信号输入到转换组件中的线圈时，由于线圈两侧各有一块极性方向相同的较久磁铁，所以线圈产生的磁场与较久磁铁的恒定磁场，共同作用在线圈中间的可动铁芯即阀杆上，使杠杆产生位移。当输入信号增加时，杠杆向下运动（作逆时针偏转），固定在杠杆上的挡板便靠近喷嘴，使放大器背压增高，经放大后输出气压也随之增高。此输出气压作用在调节阀的膜头上，使调节阀的阀杆向下运动。阀杆的位移通过拉杆转换为反馈轴和反馈压板的角位移，并通过调量程支点作用于反馈弹簧上，该弹簧被拉伸，产生一个反馈力矩，使杠杆作顺时针偏转，当反馈力矩和电磁力矩相平衡时，阀杆就稳定于某一位置，从而实现了阀杆位移与输入信号电流成正比例的关系。调整调量程支点于适当位置，可以满足调节阀不同杆行程的要求。
石油化工调节阀定位器选型
1)阀门定位器能否实现“分程(Split_ranging)”实现“分程”是否容易、方便?具备“分程”功能就意味着阀门定位器只对输入信号的某个范围 (如：4～12mA或0.02～0.06MPaG)有响应。因此，如果能“分程”的话，就可以根据实际需要，只用一个输入信号实现先后控制两台或多台调节阀。
2)定位器的零点和量程的调校是否容易、方便?是不是不用打开盒盖就可以完成零点和量程的调校?但值得注意的是：有时候为了避免不正确的(或非法的)操作，这种随意就可进行调校的方式需要被禁止。
3)阀门定位器的零点和量程的稳定性如何?如果零点和量程容易随着温度、振动、时间或输入压力的变化而产生漂移的话，那么阀门定位器就需要经常地被重新调校，以确保调节阀的行程动作准确无误。
4)阀门定位器的精度在理想工况下，对应某一输入信号，调节阀的内件(TrimParts,包括球体/阀芯、阀杆、阀座等)每次都应准确地定位在所要求的位置，而不管行程的方向或者调节阀的内件承受多大的负载。
5)阀门定位器对空气质量的要求如何?由于只有极少数供气装置能提供满足ISA标准(有关仪表用空气质量的标准：ISA标准F7.3)所规定的空气，因此，对于气动(或电-气)阀门定位器，如果要经受得住现实环境的考验，就必须能承受一定数量的尘埃、水汽和油污。
6)零点和量程的标定两者是相互影响还是相互独立?如果相互影响，则零点和量程的调校就需要花费更多的时间，这是因为调校人员必须对这两个参数进行反复调整，以便逐步地达到准确的设定。
7)阀门定位器是否具备“旁路”，可允许输入信号直接作用于调节阀?这种“旁路”有时可简化或者省去执行机构装配设定的校验，如：执行机构的“支座组件设定”和“弹簧座负载设定”――这是因为在许多情况下，一些气动调节器的气动输出信号与执行机构的“支座组件设定”*吻合匹配，用不着对其再进行设定(其实，在这种情况下，阀门定位器*可以省去不用。当然，如果选用了，那么也可利用阀门定位器的“旁路”使气动调节器的气动输出信号直接作用于调节阀)。另外，具备“旁路”有时也可允许在线的对阀门定位器进行有限度的调校或维修维护(即利用阀门定位器的“旁路”使调节阀继续保持正常工作，无须强制调节阀离线)。
8)阀门定位器的作用是否快速?空气流量(Airflow)愈大(阀门定位器不断的比较输入信号和阀位，并根据它们之间的偏差，调节其本身的输出。如果阀门定位器对这种偏差响应快速，那么单位时间里空气的流动量就大)，调节系统对设定点和负载变化的响应就愈快――这意味着系统的误差(滞后)愈小，控制品质愈佳。
9)阀门定位器的频率特性(或称频率响应，FrequencyResponse――即G(jω)，系统对正弦输入的稳态响应)是什么?一般来说，频率特性愈高(即对频率响应的灵敏度愈高)，控制性能就愈好。但必须注意：频率特性应采用稳定的实验方法而非理论方法来确定，并且在评估测定频率特性时，应将阀门定位器和执行机构合并起来考虑。
10)阀门定位器的zui大额定供气压力是多少?例如：有些阀门定位器的zui大额定供气压力只标定为501b/in2(即：50psi,lpsi=0.070kgf /cm2≈6.865kPa)，如果执行机构的额定操作压力高于501b/in2，那么阀门定位器就成了执行机构输出推动力的制约因素。
11)当调节阀与阀门定位器装配组合后，它们的定位分辨率(PositioningResolution)如何?这对调节系统的控制品质有非常明显的作用，因为分辨率越高，调节阀的定位就越接近理想值，因调节阀过调而造成的波动变化就可以得到扼制，从而zui终达到限制被调节量周期性变化的目的。
12)阀门定位器的正反作用转换是否可行?转换是否容易?有时这个功能是必要的。例如，要把一个“信号增加――阀门关”的方式改为“信号增加――阀门开”的方式，就可使用阀门定位器的正反作用转换功能。
13)阀门定位器内部操作和维护的复杂程度如何?*，部件越多，内部操作结构越复杂，对维护(修)人员的阀门技术培训就越多，而且库存的备品备件就越多。
14)阀门定位器的稳态耗气量这个参数对于某些工厂装置很关键，而且可能是一个限制因素。
15)当然，在评价和选用阀门定位器时，其他因素也应考虑。譬如：阀门定位器的反馈连杆机构要能真实的反应阀芯的位置；另外，阀门定位器必须坚固耐用，具备抗环境保护和防腐能力，而且安装连接简易方便。
1.2 石油化工调节阀定位器选型系统结构
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀阀门定位器与阀门配套使用，组成一个闭合控制回路的系统。该系统主要由磁电组件、零位弹簧、挡板、气动功率放大器、调节阀、反馈杠杆、量程调节机构、反馈弹簧组成。其系统方框图如图1所示。
图1 阀门定位器和调节阀系统方框图
I – 输入电流；
H – 调零弹簧长度；
M1- 输入电流所产生的电磁力矩；
Mo- 零位弹簧所产生的调零点力矩；
Mf - 反馈弹簧所产生的反馈力矩；
h-挡板微小位移；
P-气动功率放大器的输出压力；
L- 调节阀的行程
为了分析的方便，我们假设阀门定位器为线性的，则在一般情况下，各环节均可近似为线性环节，那么系统的方框图如图2所示。
图2 线性化的系统方框图
Ko – 零位弹簧的弹性系数；
K4 – 反馈弹簧的弹性系数；
K1，K2，K3，K5，K6，Kv - 磁电组件、挡板、放大器、量程调整机构、反馈杠杆和调节阀的放大系数
由图2可知，令：
Kc= K2K3Kv （1）
KF=K4K5K6 （2）
则L=Kc（KoH K1I）/（1 Kc Kf）
= [KGK1/（1 KGKf）]*I KcKoH/（1 KcKf） （3）
由（3）式可知：KcKoH/（1 KGKf）为阀门定位器的零点。
2.常用定位器调校方法的分析
2.1 常用的调校方法
我们在实际工作中常使用的调校方法的步骤是：
a.使阀杆位于行程中点，调整定位器与反馈杠杆成90o角，并将螺钉固定；
b.将零点、量程分别置于中间位置；
c.输入4mA.DC信号，使调节阀开始动作，调节零点，使零点达到要求；
d.输入20mA.DC信号，看其行程是否达到要求，如没达到，则调量程，使其达到要求；
e.重复c，d两步，使零点和量程均达到要求。
2.2 常用调校方法的原理
将（1），（2）式代入（3）式得：
L=K2K3Kv（KoH K1I）/（1 K2K3K4K5K6Kv）（4）
由常用调校法的步骤c和d可知，调零点可改变H，调量程又会影响零点，所以调零点和调量程是相互作用互相影响的。因此，调零点和调量程实际上就是反复凑试调零弹簧长度和量程调整机构的放大系数，使零点和量程均符合要求的过程。
2.3 常用调校方法的不足
在通常情况下，调零弹簧工作在线性区域，其长度的变化范围是有限的， 而调量程机构其机械位置是受到限制的， 因此调零弹簧长度和量程调整机构的放大系数的值就会受到限制，当调节阀的Kv很大或很小时，用常用的调校方法是不可能将定位器校准的，而这种情况在我们实际工作中是经常遇到的。所以，我们需要用其他方法来调校阀门定位器。
3.解决方法
在实际工作中有时会遇到用常用的调校方法不能校准定位器，这是因为：在一般情况下，零位弹簧工作在线性区域，其长度变化范围有限，调量程机构其机械位置受到限制，所以调零弹簧长度和量程调整机构的放大系数值将会受到限制。此时，如果调一台调节阀的放大系数很大或很小的调节阀，就很难将其定位器校准。即常用的调校法失效了。而由（4）式可知，我们可以调节的参数还有零位弹簧的弹性系数和反馈杠杆的有效长度，由于调零弹簧常在线性区域内工作，所以在这里只讨论通过改变反馈杠杆的有效长度来校验阀门定位器。我们可以将连接在阀杆上的销钉靠近阀门定位器，这样就将反馈杠杆的有效长度缩短，即减小，L增大，行程也增大，反之， 可将反馈杠杆的有效长度增长，则其行程减小。因此，将此方法配合常用的调校法可增大行程变化范围，易于阀门定位器的校准。
用调反馈杠杆法来校准阀门定位器的步骤如下：
a.输入4mA.DC信号，按常用的调零法调零点；
b.输入20mA.DC信号，按常用调量程法调节量程；
c.反复进行a，b步；
d.若零点、量程无法校准，调整阀杆上的销钉以改变反馈杠杆的有效长度，使行程增大或减小，杠杆有效长度缩短，行程增大；反之，行程减小。
e.反复进行以上步骤，直到零点、量程均达到要求即可。
4 结语
当我们使用常用的调校方法校阀失败时，可使用这种调反馈杠杆的方法进行校阀，它是对常用法的补充和完善，若两者结合使用，可使调整范围更大。通过实际的使用证明这种方法是*可行的。当然阀门在正常使用的量程应选择常用的调校方法，而只有在特殊要求调校时，才选用调反馈杠杆的方法。与本文相关的产品有不锈钢波纹管密封安全阀
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