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數(shù)字閥的結(jié)構(gòu)及特點
日期：2025-12-31 16:22
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摘要：
數(shù)字閥的結(jié)構(gòu)及特點
數(shù)字閥是由多個按二進制排列的閥門組成的閥組.每個閥門的流量系數(shù)按二進制序列設計,即按2的冪次設計,例如,20、21、22、23等設計。下面以一個8個閥門組成的8位數(shù)字閥為例說明。假設該數(shù)字閥的*小流量系數(shù)為0.25，則**個閥的流量系數(shù)設計為0.25；**個閥的流量系數(shù)設計為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個閥的流量系數(shù)是32。這8個閥只開*小一個閥時，流量可達0.25(m3/h,以Kv計算)，８個閥全部打開時流量可達63.75(m3/h)，可調(diào)比達２５５：１。如果每個閥開啟時的流量滿足數(shù)度要求，則控制流量的精度可達0.25m3/h?！?/div>
數(shù)字閥是由多個按二進制排列的閥門組成的閥組.每個閥門的流量系數(shù)按二進制序列設計,即按2的冪次設計,例如,20、21、22、23等設計。下面以一個8個閥門組成的8位數(shù)字閥為例說明。假設該數(shù)字閥的*小流量系數(shù)為0.25，則**個閥的流量系數(shù)設計為0.25；**個閥的流量系數(shù)設計為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個閥的流量系數(shù)是32。這8個閥只開*小一個閥時，流量可達0.25(m3/h,以Kv計算)，８個閥全部打開時流量可達63.75(m3/h)，可調(diào)比達２５５：１。如果每個閥開啟時的流量滿足數(shù)度要求，則控制流量的精度可達0.25m3/h?！?/div>
數(shù)字閥的驅(qū)動信號是二進制的數(shù)字信號，例如，８位數(shù)字閥由８個二進制信號驅(qū)動，當這些信號取不同數(shù)值時可獲得０～225數(shù)值，對應的流量為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)字閥的各閥是開關(guān)閥，即只有開和關(guān)兩種狀態(tài)。因此，對它們的控制可采用電磁閥或帶彈簧返回的活塞式執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)。各閥的開關(guān)速度很快，例如，電磁驅(qū)動的數(shù)字閥可達２５ms,活塞式執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動的數(shù)字閥可達５０～100ms.各閥的關(guān)閉特性是衡量數(shù)字閥性能的重要指標，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)行機械，同時，對大流量系數(shù)的閥采用多個較小口徑的閥同時開閉開實現(xiàn)。例如，上例中，流量系數(shù)為３２的閥用４個流量系數(shù)為８的閥并聯(lián)組成，流量系數(shù)為１６的閥用２個流量系數(shù)為８的閥并聯(lián)組成。這樣，４個流量系數(shù)為８的閥，其泄漏量小于一個流量系數(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0.015級，所以，數(shù)字閥還可作為流量的校準裝置或直接作為流量儀表使用。在作為流量儀表使用時，每個閥的節(jié)流孔要進行校準，其節(jié)流孔入口通常安裝流量調(diào)節(jié)裝置用于流速測定，出口也設置開關(guān)控制，通過計算機將各節(jié)流孔的信號檢測并記錄，因此，數(shù)字閥作為流量儀表使用時，其測量精度遠高于其他常規(guī)流量儀表。
數(shù)字閥的特點如下：
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)過流量校正的，因此，其流量控制精度可很高。
３、 響應速度快，關(guān)閉特性好。與生產(chǎn)過程的時間常數(shù)比較，可認為閥的開關(guān)是瞬時完成的，因此，數(shù)字閥的響應速度快。此外，在數(shù)字閥設計中，采取了一系列措施來降低和消除泄漏量，使數(shù)字閥的關(guān)閉特性好。
４、 復現(xiàn)性好，跟蹤性好。數(shù)字閥響應快，即使是活塞式執(zhí)行機構(gòu)，其響應時間也僅50~100ms，因此，與生產(chǎn)過程時間常數(shù)和時滯比較，可認為沒有時滯和時間常數(shù)，因此，閥位復現(xiàn)性好，幾乎沒有回差。此外，各閥是開關(guān)式控制，因此，數(shù)字閥不會發(fā)生超調(diào)或欠調(diào)情況，具有良好跟蹤特性。
５、 可直接與計算機或其他數(shù)字式控制裝置連接。數(shù)字閥驅(qū)動信號是二進制信號，因此可方便地與計算機或其他數(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。與計算機等數(shù)字式控制裝置直接連接的另一個優(yōu)點是可通過計算機控制裝置完成有關(guān)模型的計算，實現(xiàn)模型運算和控制。例如，可直接根據(jù)流體溫度、壓力和流量計算出該流體的質(zhì)量流量，從而用數(shù)字閥直接實現(xiàn)質(zhì)量流量控制。
６、 結(jié)構(gòu)復雜，價格貴。數(shù)字閥位數(shù)越多，控制元件越多，結(jié)構(gòu)也越復雜，因此，價格也越貴。此外，數(shù)字閥對流體溫度也有限制，影響了其使用范圍。