电气转换器和电气比例阀的对比及选型和应用

摘要：机电转化器和机电比列阀是现今常见了两类电控式氢气压力调节器，虽然他们的基本功能相似，都属于电子式减压阀，但所用技术、功能和指标并不一样。本文详尽介绍了这两类电子压力调节器，并作出对比，为选型和详细应用提供参考。

一、概述

从第一性原理来看，机电转化器和机电比列阀这两类元件都属于电子控制式的二氧化碳减压阀，都是通过联通号对键入的二氧化碳压力进行手动减压调节。

从历史上来看，机电转化器是上世纪五十年代发展得比较典型的电子压力调节器，且市场占有率较大。但随着近一二三年来的技术进步，新兴出现了机电比列阀，且正在迅速啃噬机电转化器的市场份额。

面对现在这两类电子压力调节器共存的颓势，在详细应用中会面临选型的问题，所以有必要对这两类二氧化碳压力调节器有比较深刻的了解，但国外在这方面的相关资料十分稀有。本文将具体介绍这两类电子压力调节器，并作出对比，为选型和详细应用提供参考。

二、基本概念

2.1机电转化器

机电转化器（-）在国外外有多种称呼，最常用的术语是：

（1）电压/压力转化器（I/P或I/P）。

（2）电流/压力转化器（E/P或E/P）。

（3）电子压力调节器（）

上述这种术语很容易理解可调式减压阀，其中“I”代表电压，“E”代表电流，“P”代表气动压力。作为典型的电子式二氧化碳减压装置，顾名思义，这种装置通过电压（一般为4~20mA）或电流(一般为0~5VDC或0~10VDC）将较大压力的进气口进行减压调节。因而，I/P是一种将电压转化为已知输出压力的电子设备，而E/P是将电流转化为已知输出压力的电子设备。机电转化器的一个重要特征是成反比，即随着电压或电流的提高，减压后的输出压力也相应提高。

典型的机电转化器及其内部结构如图1所示。机电转化器的基本原理是通过磁导线（类似于音响导线）在导向阀座上形成力的不平衡来进行运行。不仅导线，没有控制压力输出的电子部件。从图1可以看出，机电转化器是一个简略的力机械天平，具备可调的零点和阻值弹簧栅极。操作使用人员经过悉心轮训，可以调整零点和阻值螺丝，以斩获所需的精度和重复性。

图1机电转化器及其内部结构示意图

在机电转化器中一般还包含第二个流量增压级，该增压级使用力平衡隔膜和喷嘴在出口处形成比第一级阀更高的流量。

机电转化器作为一种传统的电子压力调节装置，假如正确维护和一直测量，这种压力调节器工作得相争当。事实上，自上世纪五十年代后，机电转化器是气动控制的基础，在世界各地的车间中配合了无数的控制阀和汽缸进行工作。

2.2机电比列阀（伺服或电磁阀机构）

机电比列阀是国外比较常用的术语，同样，机电比列阀还有以下多种称呼：

（1）电子比列调节器/阀（）

（2）机电调节器/电空比列阀（-）

（3）比列压力调节器/阀（）

（4）比列压力控制阀（Valve）

（5）电子压力控制器（）

在过去十多年中，发展最快的电子压力调节器类别是伺服阀方式设计的机电比列阀，它使用了两个高速伺服或电磁阀来按照还要提高或增加二氧化碳压力以实现减压压力。与先前的机电转化器技术相比，这种电子压力调节器提供了更高的压力和更大的灵活性和鲁棒性。典型的机电比列阀及其工作原理如图2所示。

图2机电比列阀及其工作原理

机电比列阀的基本工作原理是一种典型的二氧化碳动态平衡法，即通过使用一个排气阀和一个进气阀使内部压力保持动态平衡，并且出口压力保持在所需的设定值。一个压力传感监控输出压力，一个数字或模拟控制器调节伺服阀（电磁阀）的迅速开启关掉以控制设定点压力。

从结构上来说，机电比列阀是一个完整的闭环控制阀，包括两个高速电磁阀、一个基座、一个积分压力传感和一个电子PID控制电路。二个高速电磁阀分别控制排气、出气。排气球阀的操控与电子电路供给的压力讯号成比列。外置压力传感检测输出压力并提供反馈讯号到PID控制电路。反馈讯号与压力控制设定值相比较，当两者之间不同时，使其中一个管件打开。假如要达到系统所需的压力，才会使排气阀动作，按比列清除比较讯号中的差别。

典型机电比列阀一般还要直流电源和代表压力设定点的模拟讯号进行工作。控制器一般接受电压（4~20mA）或电流（一般0~10或0~5VDC）键入讯号。不仅常见的模拟讯号标准外，带数字电路的规格还可以接受串行通讯（如RS-485或)。大多数机电比列阀还提供代表压力传感的模拟讯号输出。有些机型的机电比列阀就会包含一个小漏气阀（向大气排放少量二氧化碳），从而在特别低或无流量状况下使用。

三、特性比较

从上述的基本概念内容可以看出，机电转化器和机电比列阀的基本功能相似，都是拿来进行压力的减压控制，都属于电子式减压阀，但所用技术、功能和指标并不一样。表1对这两类压力调节阀进行更具体的对比。

表1机电转化器与机电比列阀对比表

四、结论

从上述对比可以看出，机电比列阀选用了更新的技术可调式减压阀，与传统的机电转化器相比具备更优异的功耗，机电比列阀正在迅速对机电转化器产生升级替换，非常是随着机电比列阀的售价渐趋减少，已渐渐成为机电压力控制领域内主要产品。

另外，因为机电比列阀外置了压力传感和PID控制器，为这些压力控制应用场合提供了十分丰富的拓展应用，即选用机电比列阀可很便捷的与其他化学量（如气温、位移、出力等）的侦测和控制组成更复杂的串级控制回路，实现更多工业应用领域中的精密控制功能。

阀门厂家专业针对各类减压阀、球阀、防腐阀门

当前文章标签：电气,压力,转换,比例,调节