智能閥門(mén)定位器系統(tǒng)主要由控制單元、電氣轉(zhuǎn)換I/P單元、閥位檢測(cè)反饋單元組成。定位器和執(zhí)行器構(gòu)成一個(gè)反饋回路。輸入單元接受來(lái)自控制器的4-20mA電流信號(hào)。調(diào)節(jié)閥位置反饋信號(hào)作為被控變量與給定信號(hào)值在微處理器中進(jìn)行比較，其偏差通過(guò)主控制板的輸出口發(fā)出不同長(zhǎng)度的脈沖，調(diào)節(jié)充排氣速度和動(dòng)作，達(dá)到控制驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作和確定位置過(guò)程。

 

　　氣動(dòng)先導(dǎo)技術(shù)圖1中，控制閥A和B用來(lái)控制壓縮空氣進(jìn)出氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，閥A是進(jìn)氣閥，閥B是排氣閥，這兩個(gè)閥門(mén)都只有開(kāi)關(guān)兩種狀態(tài)。這種控制思想實(shí)際上是用小閥來(lái)控制壓縮空氣流量，再用壓縮空氣推動(dòng)大的閥門(mén)，控制被控介質(zhì)的流量，這種分級(jí)控制的思想即為氣動(dòng)先導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用。

 

　　在任意時(shí)刻，閥A、B之中只能有一個(gè)開(kāi)通，另一個(gè)開(kāi)關(guān)。當(dāng)A開(kāi)通時(shí)，由于壓縮空氣壓力大于膜頭內(nèi)壓力，壓縮空氣進(jìn)入調(diào)節(jié)閥，閥桿向下移動(dòng)；反之，當(dāng)B開(kāi)通時(shí)，調(diào)節(jié)閥氣室內(nèi)壓縮空氣經(jīng)B排入大氣，閥桿在彈簧作用下向上移動(dòng)。在智能閥門(mén)定位器中，為了能與控制電路接口，閥A和B的開(kāi)通與關(guān)閉必須能夠用電量來(lái)控制，實(shí)際使用中閥A和B有傳統(tǒng)電磁閥、壓電閥等多種類(lèi)型。

 

　　因?yàn)閴弘婇y的電能-機(jī)械能轉(zhuǎn)換具有低功耗、超快響應(yīng)、無(wú)電磁干擾、無(wú)自發(fā)熱現(xiàn)象、無(wú)機(jī)械磨損、長(zhǎng)壽命、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、承受大震動(dòng)沖擊等優(yōu)點(diǎn)，而取代了傳統(tǒng)電磁閥被廣泛應(yīng)用。利用微型壓電閥作為先導(dǎo)級(jí)，將流量和壓力進(jìn)行進(jìn)一步放大，從而實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)控制。6壓電閥工作原理6.1壓電效應(yīng)壓電晶體是一種陶瓷功能材料，晶體為圖2A壓電閥初始狀態(tài)非對(duì)稱(chēng)中心的構(gòu)造，可逆轉(zhuǎn)換電能和機(jī)械能，外力可致該晶體形變產(chǎn)生正壓電效應(yīng)，外加電場(chǎng)可致該晶體產(chǎn)生電極化和出現(xiàn)應(yīng)變或應(yīng)力的逆壓電效應(yīng)。

 

　　壓電閥正是基于壓電逆效應(yīng)，具有節(jié)能低功耗(驅(qū)動(dòng)電流僅10微安)、精密微型化、高速響應(yīng)和耐用性好的顯著特點(diǎn)，也易于閥門(mén)定位器全數(shù)字化。圖2A壓電閥初始狀態(tài)圖3B壓電閥通電狀態(tài)6.2動(dòng)作原理壓電閥的初始狀態(tài)如圖A，陶瓷片作用在噴嘴口上，噴嘴2和3先導(dǎo)腔連通，形成整體。當(dāng)壓電閥通電時(shí)，陶瓷片變形上翹，堵住噴嘴口3，噴嘴2和1聯(lián)通。