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高精度电磁调节阀控制技术

高精度电磁调节阀控制技术

  • 分类:知识库
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  • 来源:
  • 发布时间:2020-03-26
  • 访问量:5

【概要描述】电磁调节阀(Electromagnetic valve)是用电磁控制的工业设备,用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他参数。作为流体控制自动化系统的执行器之一,由于有着简单、动作快、易于维护等特点,已经成为流体控制自动化的首选产品。

高精度电磁调节阀控制技术

【概要描述】电磁调节阀(Electromagnetic valve)是用电磁控制的工业设备,用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他参数。作为流体控制自动化系统的执行器之一,由于有着简单、动作快、易于维护等特点,已经成为流体控制自动化的首选产品。

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1. 背景

  电磁调节阀(Electromagnetic valve)是用电磁控制的工业设备,用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他参数。作为流体控制自动化系统的执行器之一,由于有着简单、动作快、易于维护等特点,已经成为流体控制自动化的首选产品。

2. 电磁调节阀原理

  电磁调节阀是由电磁线圈和磁芯组成,是包含一个或几个孔的阀体。当线圈通电或断开时,磁芯的运转将导致流体通过阀体或被切断,以达到改变流体方向的目的。

  通电时,电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起,阀门打开;断电时,电磁力消失,弹簧把关闭件压在阀座上,阀门关闭。下图为电磁调节阀通电和断电两种状态下气体流通情况的示意图。

图1 电磁调节阀通断电状态工作示意图

3. 电磁调节阀在气体质量流量控制器中的应用

  流量控制在很多行业均有大规模应用,如何精确的对气体流量进行控制,是产品研发的核心技术之一。

  电磁调节阀是通过控制输入电压来控制阀口的开启量,从而实现对流量大小的控制。当利用电磁调节阀来控制流量时,易于实现流量控制的自动化,因此它被广泛用于质量流量控制器上。

  电磁调节阀在流量控制器上的工作原理,如图2所示。

图2 流量控制器的原理图

  通过阀口的实际流量可由流量传感器测得,流量传感器输出的流量信号,经过放大器放大后,可在显示仪上显示出来。当选择阀控的工作状态时,输入流量的设定值,该值与流量传感器输出的放大信号作比较后,经过PID运算,给电磁调节阀输入一个合适的电压,让阀口打开到合适量,使通过阀口的流量与设定的流量值一致。只有合理地选择电磁调节阀的结构参数,才能满足流量控制器对电磁调节阀要求的三种工作状态:阀全开、阀关、阀控。电磁调节阀被应用于流量控制器上,其结构如图3所示。

图3 流量控制器

4. 高精度电磁调节阀的优势

  普通的电磁阀只有两种工作状态:全开、关闭,而流量控制器上的电磁调节阀要求有三种工作状态:阀全开、阀关、阀控制。所谓阀全开就是阀的最大开启量;阀关就是在所允许的工作压力情况下,能够关闭阀口;阀控就是由电磁调节阀的输入电压控制阀口的开启量,从而实现对流量的精确控制。电磁调节阀的结构示意图,如图4所示。

图4 电磁调节阀的结构示意图

  该电磁调节阀主要由线包、阀芯、弹簧片和阀口密封垫等组成。高精度电磁调节阀工作原理是:当电磁调节阀没有电压输入时,电磁调节阀所处的状态如图4中的图(a)所示;当给电磁调节阀输入电压V时,阀芯在电磁吸力的作用下向上移动一定的位移y后,处于受力平衡的静止状态,如图4中的图(b)所示;随着电磁调节阀输入电压V的增大,阀芯向上移动的位移y也将增大。以此来实现,气体流量的精度控制。

  相比普通的电磁阀,质量流量控制器使用的电磁调节阀,其设计的阀控模式,可以实现气体高精度控制。同时,随着半导体行业逐步向28-10nm技术时代发展,对质量流量控制器的精度要求越来越高,而高精度电磁调节阀是影响流量控制器精度的核心部件,因此,高精度电磁调节阀的研制是科技发展的需要,是市场的需要。

5. 高精度电磁调节阀技术的行业应用

  电磁调节阀由于结构简单,可控制范围宽等优点可以广泛的在流量控制领域广泛应用,相对于其他控制技术,技术可靠性高,成本低,对于各种介质都有良好的适应能力,在光伏太阳能、燃料电池等多个行业均由良好的应用。

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