數(shù)字閥的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

日期：2025-06-06 09:32

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摘要：

數(shù)字閥的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
數(shù)字閥是由多個(gè)按二進(jìn)制排列的閥門(mén)組成的閥組.每個(gè)閥門(mén)的流量系數(shù)按二進(jìn)制序列設(shè)計(jì),即按2的冪次設(shè)計(jì),例如,2⁰、2¹、2²、2³等設(shè)計(jì)。下面以一個(gè)8個(gè)閥門(mén)組成的8位數(shù)字閥為例說(shuō)明。假設(shè)該數(shù)字閥的*小流量系數(shù)為0.25，則**個(gè)閥的流量系數(shù)設(shè)計(jì)為0.25；**個(gè)閥的流量系數(shù)設(shè)計(jì)為0.5；即后一閥的流量系數(shù)是前一閥流量系數(shù)的2倍，則第8個(gè)閥的流量系數(shù)是32。這8個(gè)閥只開(kāi)*小一個(gè)閥時(shí)，流量可達(dá)0.25(m³/h,以K_v計(jì)算)，８?jìng)€(gè)閥全部打開(kāi)時(shí)流量可達(dá)63.75(m³/h)，可調(diào)比達(dá)２５５：１。如果每個(gè)閥開(kāi)啟時(shí)的流量滿(mǎn)足數(shù)度要求，則控制流量的精度可達(dá)0.25m³/h?！?/div>

數(shù)字閥的驅(qū)動(dòng)信號(hào)是二進(jìn)制的數(shù)字信號(hào)，例如，８位數(shù)字閥由８?jìng)€(gè)二進(jìn)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)這些信號(hào)取不同數(shù)值時(shí)可獲得０～225數(shù)值，對(duì)應(yīng)的流量為0.25-63.75m³/h，因此，８位數(shù)字的閥的可調(diào)比是255:1。增加數(shù)字閥的倍數(shù)，可提高可調(diào)比，例如，１０位數(shù)字的可調(diào)比是1023:1。

組成數(shù)字閥的各閥是開(kāi)關(guān)閥，即只有開(kāi)和關(guān)兩種狀態(tài)。因此，對(duì)它們的控制可采用電磁閥或帶彈簧返回的活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。各閥的開(kāi)關(guān)速度很快，例如，電磁驅(qū)動(dòng)的數(shù)字閥可達(dá)２５ms,活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的數(shù)字閥可達(dá)５０～100ms.各閥的關(guān)閉特性是衡量數(shù)字閥性能的重要指標(biāo)，它不僅影響流通能力和泄漏量，也影響控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)。為保證各閥的關(guān)閉特性，通常采用彈簧返回式執(zhí)行機(jī)械，同時(shí)，對(duì)大流量系數(shù)的閥采用多個(gè)較小口徑的閥同時(shí)開(kāi)閉開(kāi)實(shí)現(xiàn)。例如，上例中，流量系數(shù)為３２的閥用４個(gè)流量系數(shù)為８的閥并聯(lián)組成，流量系數(shù)為１６的閥用２個(gè)流量系數(shù)為８的閥并聯(lián)組成。這樣，４個(gè)流量系數(shù)為８的閥，其泄漏量小于一個(gè)流量系數(shù)為３２的閥的泄漏量。

通常，組成數(shù)字閥的各閥所使用的節(jié)流孔都安裝預(yù)先校正流量特性的噴嘴或文丘里管，因經(jīng)，流量的控制精度可達(dá)0.015級(jí)，所以，數(shù)字閥還可作為流量的校準(zhǔn)裝置或直接作為流量?jī)x表使用。在作為流量?jī)x表使用時(shí)，每個(gè)閥的節(jié)流孔要進(jìn)行校準(zhǔn)，其節(jié)流孔入口通常安裝流量調(diào)節(jié)裝置用于流速測(cè)定，出口也設(shè)置開(kāi)關(guān)控制，通過(guò)計(jì)算機(jī)將各節(jié)流孔的信號(hào)檢測(cè)并記錄，因此，數(shù)字閥作為流量?jī)x表使用時(shí)，其測(cè)量精度遠(yuǎn)高于其他常規(guī)流量?jī)x表。

數(shù)字閥的特點(diǎn)如下：

１、分辨率高。數(shù)字閥的位數(shù)越多，在同樣的*大流量系數(shù)條件下，可控制的流量分辨率越高。

２、精度高。由于組成數(shù)字閥的各閥，其節(jié)流孔是經(jīng)過(guò)流量校正的，因此，其流量控制精度可很高。

３、響應(yīng)速度快，關(guān)閉特性好。與生產(chǎn)過(guò)程的時(shí)間常數(shù)比較，可認(rèn)為閥的開(kāi)關(guān)是瞬時(shí)完成的，因此，數(shù)字閥的響應(yīng)速度快。此外，在數(shù)字閥設(shè)計(jì)中，采取了一系列措施來(lái)降低和消除泄漏量，使數(shù)字閥的關(guān)閉特性好。

４、復(fù)現(xiàn)性好，跟蹤性好。數(shù)字閥響應(yīng)快，即使是活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其響應(yīng)時(shí)間也僅50~100ms，因此，與生產(chǎn)過(guò)程時(shí)間常數(shù)和時(shí)滯比較，可認(rèn)為沒(méi)有時(shí)滯和時(shí)間常數(shù)，因此，閥位復(fù)現(xiàn)性好，幾乎沒(méi)有回差。此外，各閥是開(kāi)關(guān)式控制，因此，數(shù)字閥不會(huì)發(fā)生超調(diào)或欠調(diào)情況，具有良好跟蹤特性。

５、可直接與計(jì)算機(jī)或其他數(shù)字式控制裝置連接。數(shù)字閥驅(qū)動(dòng)信號(hào)是二進(jìn)制信號(hào)，因此可方便地與計(jì)算機(jī)或其他數(shù)字式控制裝置直接連接，不需要數(shù)模轉(zhuǎn)換等裝置，因此，精度得到提高。與計(jì)算機(jī)等數(shù)字式控制裝置直接連接的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可通過(guò)計(jì)算機(jī)控制裝置完成有關(guān)模型的計(jì)算，實(shí)現(xiàn)模型運(yùn)算和控制。例如，可直接根據(jù)流體溫度、壓力和流量計(jì)算出該流體的質(zhì)量流量，從而用數(shù)字閥直接實(shí)現(xiàn)質(zhì)量流量控制。

６、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格貴。數(shù)字閥位數(shù)越多，控制元件越多，結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜，因此，價(jià)格也越貴。此外，數(shù)字閥對(duì)流體溫度也有限制，影響了其使用范圍。

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