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壓電閥介紹：
1、引言
傳統的氣動閥中大量使用了電磁鐵作為電－機械轉換級，其把電控制信號轉換為機械的位移，推動閥芯，實現氣路的切換或氣體壓力、流量的比例控制。作為電－機械轉換級的電磁鐵有價格低廉，操作使用方便等優點；但其也有很多缺點：如功耗大、響應速度不夠快、存在發熱及有電磁干擾等。把壓電材料的電－機械轉換特性引入到氣動閥中，作為氣動閥的電－機械轉換級，這是一項不同于傳統氣動閥的全新技術。采用了壓電技術的氣動閥在性能上有著傳統氣動閥*的優勢。
2、壓電效應簡介
對于晶體構造中不存在對稱中心的異極晶體，加在晶體上的張緊力、壓應力或切應力，除了產生相應的變形外，還將在晶體中誘發出介電極化或電場。這一現象被稱為正壓電效應；反之，若在這種晶體上加上電場，從而使該晶體產生電極化，則晶體也將同時出現應變或應力，這就是逆壓電效應。兩者通稱為壓電效應。1880 年居里兄弟發現了電氣石的壓電效應，從此開始了壓電學的歷史。壓電式氣動換向閥即是利用壓電逆效應而研制的。
3、壓電技術在氣動閥中的應用
1、微型直動式換向閥
利用壓電材料在電場作用下的變形，來實現氣動閥閥口的開啟和關閉，這樣就可以做成微型直動式換向閥。如下圖所示的微型二位三通換向閥，1 口為進氣口，2 口為輸出氣口，3、口為排氣口，閥中間的彎曲部件為壓電材料組成的壓電片。當沒有外加電場作用時，閥處于：圖1 狀態：進氣口關閉，輸出氣口2 經排氣口3 通大氣。當在壓電閥片上外加控制電場后，壓電閥片產生變形上翹，上翹的壓電閥片關閉了排氣口3，同時進氣口1 和輸出氣口2 連通。這樣就*實現了傳統二位三通電磁換向閥的功能。
2、壓電式電氣比例調壓閥
壓電材料的變形量正比于施加在其上的電場強度，利用這一特點，可以開發出比例調壓閥。如圖3 所示，施加不同的控制電壓到壓電閥片上，壓電閥片產生不同的彎曲變形量，這樣就在進氣口1 與輸出氣口2 之間及輸出氣口2 與排氣口3 之間形成不同的氣流阻力，從而在輸出氣口2 的得到不同的氣體壓力。由于壓電閥片在變形過程中不受機械摩擦力，且壓電閥片有響應快功耗低的特點，基于壓電閥片的電氣比例調壓閥很多性能優于傳統的比例調壓閥。例如其沒有死區，壓力可以從零開始連續調節；其響應快，可滿足高速系統的應用要求；其功耗低，對電源功率要求低。
3、壓電閥為先導的氣動換向閥
把微型壓電閥作為先導級，對其氣體流量及壓力進一步放大，就可以得到符合各種
標準外形尺寸的壓電式氣動閥，同樣，其很多性能特點都優于傳統的電磁閥。
4、壓電式氣動閥的*優勢及其應用
相對于傳統的電磁氣動閥，采用壓電技術的換向閥，有功耗低、響應快及沒有電磁影響等優點，所以其開辟了很多氣動技術應用的新領域。
4、總結
壓電式氣動換向閥是把壓電技術引入到氣動閥中的一項新技術，相對于傳統的氣動閥，其有
功耗低、響應快、沒有電磁干擾、壽命長及不會發熱等優點。其在工業及過程自動化控
制領域有廣闊的應用。
智能定位器：
調節閥是控制系統的終端，一旦其發生故障，將直接影響裝置的安全運行，對生產過程影響非常大。運用智能閥門定位器，能夠改善調節閥的流量特性和性能，可以通過與DCS或總線設備進行數字信息通訊，提升企業生產控制能力，為裝置的安全穩定生產提供保障。
1． 常規定位器存在的不足
1) 常規定位器多為機械力平衡原理，它采用噴嘴擋板機構，可動件較多，容易受溫度波動、
外界振動等干擾的影響，耐環境性差；彈簧的彈性系數在惡劣環境下能發生改變，會造
成調節閥非線性，導致控制質量下降；外界振動傳到力平衡機構，易造成部件磨損以及
零點和行程漂移，也使定位器難以工作；
2) 由于噴嘴本身的特性，執行器在穩定狀態時也要大量消耗壓縮空氣，若使用執行器數量
較多，能耗較大；而且噴咀本身是一個潛在故障源，易被灰塵或污物顆粒堵住，使定位
器不能正常工作；

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3) 常規定位器手動調校時需要使用設備、不隔離控制回路是不可能的，且零點和行程
的調整互相影響，須反復整定，費時費力，非線性嚴重時，則更難調整。
2．智能閥門定位器的組成和原理
2.1智能閥門定位器的組成
智能閥門定位器是一種具有HART通信協議的閥門定位器，由三部分組成：微處理器電子
控制的模件，包括HART通信模塊和就地用戶界面開關；電/氣動轉換器模件的壓電閥；
閥位傳感器。
2.2智能閥門定位器的工作原理
整個控制回路由兩線、4～20mA信號控制。HART模件送出和接收疊加在4～20mA信號上
的數字信息，實現與微處理器的雙向數字通信。模擬量的4～20mA信號傳給微處理器，
與閥位傳感器的反饋進行比較，微處理器根據偏差的大小和方向進行控制計算（一級控
制），向壓電閥發出電控指令使其進行開、閉動作。壓電閥依據控制指令脈沖的寬度對
應于氣動放大器輸出壓力的增量，同時氣動放大器的輸出又被反饋給內控制回路，再次
與微處理器的運算結果進行比較運算（二級控制），通過兩級控制輸出信號到執行機構，
執行機構內空氣壓力的變化控制著閥門行程。當控制偏差很大時，壓電閥發出寬幅脈沖
信號，使定位器輸出一個連續信號，大幅度的改變至執行機構的信號壓力驅動閥門快速
動作；隨著閥門接近要求的位置，命令要求的位置與測得位置的差值變小，壓電閥輸出
一個較小脈寬的脈沖信號，斷續、小幅度的改變至執行機構的信號壓力，使執行機構接
近新命令位置的動作平緩。當閥門到達要求的位置（進入死區）時，壓電閥無脈沖輸出，
定位器輸出保持為零，使閥門穩定在某一位置不動。
3．智能定位器的調校
通過就地用戶界面設置開關，可完成定位器的增益、正反作用、定位器特性以及是否允
許自動調校等基本設置；在不增加工具的條件下，能夠進行自動或手動校準定位器；并
且可以通過就地用戶界面手動控制按鈕,實現手動控制調節閥。
4．智能閥門定位器的其他特點
1)通過多種組合指示操作狀態或警告工況，具有診斷、監測功能；
2) 耗氣量非常小，在0.6 MPa穩定狀態下，僅為0.12NM3/h，不足常規定位器的8 ％；對
氣源壓力的變化不敏感；
3) 采用同一型號既可用于直行程又可用于角行程；通過選配雙作用模件，可以實現控制雙
作用活塞缸執行器；
4) 使用HART通訊協議，與定位器進行雙向通信；
5．在實際使用中應該注意的問題
5.1 對調節信號的帶負載能力有較高的要求
在實際使用過程中，智能定位器的輸入阻抗較高，當輸入信號為20mA時，供電電壓的
小要求值為12VDC、帶負荷能力不小于600Ω，否則定位器不能正常工作；小輸入電流不小于3.6mA時，才能確保其性能。
5.2 應合理設置定位器的動作死區
定位器死區設置越小，定位精度越高，這就給人們造成一個誤區，以為死區越小越好，
但這樣會使壓電閥及反饋桿等運動部件的動作越頻繁，有時會引起閥門振蕩，影響定位器和閥門的使用壽命，故定位器的死區設置不易過??；定位器設置更改后，必須重新調校后才能生效；
5.3定位器的安裝
定位器的安裝有一個重要原則就是，定位器、閥桿、反饋桿三部分要構成閉環負反饋。
安裝時可以這樣檢驗：定位器安裝后，閥桿和反饋桿不連接，用手轉動反饋桿，若閥桿
動作方向與反饋桿動作方向相反，則說明已構成閉環負反饋；此時要將調節閥閥位置于
50％，并使反饋桿處于水平位置，然后將反饋桿和閥桿固定，這樣可以保證定位器工作在線性段。定位器安裝不平正，也會增加其線性偏差。
5.4定位器流量特性的選擇
調節閥的流量特性是由閥芯的加工特性所決定的，如果工藝要求與其相符，則定位器的
輸出特性應選擇線性輸出；在實際使用中，若閥芯特性與工藝要求不符，則可以通過定位器輸出特性的設置來改變閥門的整體流量特性，如可以將閥芯為線性特性的調節閥通過把定位器輸出特性設置為等百分比特性，即可將具有線性閥芯的閥門變為等百分比流量特性的閥門來使用。
5.5定位器的維修
定位器不同的功能模塊損壞，造成定位器無法使用時，如果整體更換，費用高昂；這時
可以利用*的模塊對定位器進行重新組裝，但組裝后要根據不同的調節閥進行重新
設置，由于使用定位器的調節閥（行程等）變了，利用自動調?？赡苓_不到使用要求，
這時可以先手動調校確定其行程，然后再用自動調校校準。這樣可以使調節閥定位、
具有合適的響應速度，從而滿足過程控制的要求，也可節約大量的資金。
規格和性能因型號的不同而不同，某些型號可能有較少的可用選項。有關性能和功能的詳細信息，請與天津博斯誠機電科技有限公司溝通。