CN101523320A - 低消耗气动控制器 - Google Patents

Abstract

一种用于控制过程的气动控制器，其有利地通过向反馈信号提供比例调节来减小流体消耗。该气动控制器包括：诸如继动器等气动控制架、过程压力检测器、以及齿条齿轮反馈组件。所述齿轮齿条反馈组件提供对所述反馈信号的比例调节，从而减小该气动控制器的流体消耗。

Description

低消耗气动控制器

相关申请

本申请要求作为于2007年9月10日递交的申请号为11/852,786的美国申请的后续部分的优先权，并且本申请要求于2006年10月2日递交的申请号为60/827,823的美国临时专利申请的权益，上述各申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开大体上涉及气动控制器，更具体而言，涉及一种使用在要求非常低的供应流体消耗的过程控制应用中的气动控制器的改进。

背景技术

过程控制系统典型地使用诸如压缩空气或气体等供应流体来操作过程控制系统内的气动过程控制部件。在远程地点，过程控制系统还已知为使用受控的过程介质来操作诸如气动仪器或控制器等控制系统部件和控制阀致动器。在很多过程应用中，被用来操作控制系统的气动供应流体的一部分可能在操作期间被消耗(即，供应气体在操作期间被排放，没有被捕获或再循环)。例如，一般已知的是，闭合回路气动控制器经常使用比例带阀来调节气动控制器的伺服回路内的反馈信号。大多数比例带阀被实施为将一部分供应流体排放或者排出到大气中的可预设定的三通阀或二通分压器。

用于操作气动控制器的供应流体或者气体的量可分成两类：使诸如控制阀等气动控制装置工作所需的供应流体，以及被消耗或者膨胀来操作气动控制器的供应流体。例如，在需要压力控制的系统中，包括控制阀和气动控制器的控制回路可被使用。对于这种控制回路，供应气体被用来致动或者移动控制阀，并且在气动控制器的操作期间被消耗以产生气动控制信号来致动控制阀。过程控制回路内的将供应流体排放到大气的元件本质上浪费排放中的供应流体。在一些过程控制应用中，大量供应流体被浪费。作为示例，比例带阀可排出高达80％的用于操作控制器的供应气体。

根据受控过程，供应气体的排出在某些情况下可产生问题并且是昂贵的，例如在天然气用作供应流体的天然气工业中。这样，如天然气等高价值流体的损失可为操作者提供限制供应流体消耗的重要的经济动机。另外，供应流体泄漏对环境的影响和对某些种类的排放或排出超过限制的现有规定处罚形成限制气动仪器消耗的另外的激励。即使在压缩空气用作供应气体的非远程地点，压缩空气从众多气动控制器的排放可增大供应压缩空气所需的压缩机的操作成本和/或尺寸。

发明内容

根据一个示例，一种用于控制过程的气动控制器包括：气动控制架，用于向控制元件提供过程控制信号；气动反馈组件，用于向所述气动控制架提供表示所述过程的反馈控制信号，其中所述反馈控制信号修改所述过程控制信号；以及连接到所述气动反馈组件的反馈比例配置装置，用于提供对所述反馈控制信号的调节。

根据另一示例，一种用于气动过程控制器的反馈比例配置装置包括：反馈检测器，用于提供表示控制信号的反馈信号；和悬臂组件，用于提供对所述反馈信号的预定调节。所述悬臂组件实质上减小所述气动过程控制器的供应流体消耗。

附图说明

相信具有新颖性的本发明的特征具体阐释在所附权利要求中。通过参见下面结合所附附图的描述可对本发明进行最佳的理解，其中各附图中相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1为表示包括悬臂反馈调节机构的示例性气动控制器的示意图；

图2为悬臂反馈调节机构的放大图；

图3为表示用于气动控制器的偏心凸轮调节器的示意图；

图4A为用于气动控制器的示例性齿条齿轮反馈机构的透视图；

图4B为示例性齿条齿轮反馈机构的外侧齿条的侧视图；

图4C为示例性齿条齿轮反馈机构的剖视端视图；和

图5为示例性齿条齿轮反馈机构的悬臂的俯视图。

具体实施方式

示例性气动控制器使用机械式反馈元件来调节或者比例配置伺服控制回路内的反馈信号，以实质上减小操作期间的流体消耗。参见图1，其描述了示例性气动控制器10。气动控制器10包括气动控制架13、反馈组件12、以及比例反馈装置37。在一个实施例中，气动控制架包括继动器13。反馈组件12包括波登管组件32和喷嘴挡板组件22，喷嘴挡板组件22包括喷嘴阀17和加法横梁挡板(summing beam-flapper)21。为了操作控制器10，诸如天然气等供应流体11被连接到继动器13的入口14。继动器13提供气动控制架以通过控制压力20来驱动控制阀致动器16，从而将用于控制经过控制阀33的过程流量50的流量控制元件31定位在控制阀33内。用于致动控制阀致动器16的控制压力20来源于与连接到继动器13的供应流体11相关的压力，并且部分地由喷嘴挡板组件22产生的气动控制信号来确定。

在气动控制器10的初始起动中，继动器13中的内部继动阀23打开，供应流体11流动通过继动器13内的继动腔24和控制腔29，以在致动器16中产生控制压力20。如图2所示，控制腔29的入口18处的气动节流器43在继动腔24和控制腔29的加压期间产生滞留或者延迟，以向致动器16提供流体流动，直到达到继动器13的预定或操作力平衡为止，如本文所描述的那样。在操作期间，控制压力20是连接到继动器13的控制入口19的喷嘴挡板组件22通过压力分流作用对喷嘴压力30进行调制的结果。也就是，通过主要由供应流体压力11以及入口弹簧51和继动腔弹簧52产生的附加偏压弹簧力而形成的力平衡，继动阀23进行操作，其中供应流体压力11根据继动器13中上隔膜26与加载隔膜27的面积比起作用。一般应该理解，通过控制根据加载隔膜27而作用的喷嘴压力30，与喷嘴压力30直接相关的补充力控制继动阀23定位，并继而控制到达致动器16的控制压力20。

先前所述的喷嘴挡板组件22的分流作用由加法横梁挡板21相对于喷嘴阀17的相对位置产生。喷嘴挡板组件22中相对位置的变化产生可变的流体节流(fluid restriction)，该可变的流体节流导致喷嘴压力30的相应变化。更具体而言，喷嘴阀17相对于电子束挡板21的相对位置部分地由与下游过程流体流量50相关的过程压力40来确定。为了感应或者检测过程压力40，波登管组件32被直接连接到下游过程流体流量50。当波登管组件32被加压时，波登管组件32将根据过程压力40的变化而膨胀或者收缩。相应地，应该理解的是，过程压力40的增大导致波登管组件32的膨胀，这相继使加法横梁挡板21从标记为A的左端开始移动而引起朝向喷嘴阀17的移动，从而有效地增大喷嘴阀17处的节流，以增大继动器13中的加载隔膜27上的压力，加载隔膜27上的压力增大相继打开继动阀23，从而造成到达致动器16的控制压力20增大。类似地，过程压力40的减小使得波登管组件32收缩，这使加法横梁挡板21移动远离喷嘴阀17，从而减小由喷嘴挡板组件22呈现的节流以及加载隔膜27上的流体压力，继而造成到达致动器16的控制压力20减小。在示例性气动控制器10中，波登管组件32被用作过程反馈检测器或元件，但本领域技术人员应该理解的是也可以使用诸如波纹管组件等其它反馈元件。

为了改变控制阀33的控制点，气动控制器10提供连接到喷嘴挡板组件22的调节装置25，以在喷嘴挡板组件22中形成固定或最小压力分流。也就是，气动控制器10的设定点通过调节喷嘴阀17相对于加法横梁挡板21的绝对位置来设立。在示例性气动控制器10中，凸轮式操作杆装置36使喷嘴阀17相对于加法横梁挡板21移动，以提供前述通过喷嘴阀17的预定分流或“泄放”。通过设立该预定分流，喷嘴压力30向加载隔膜27上提供预定力，以使到达致动器16的控制压力20大致固定。一般还已知的是过程(即，阀内的振动力，或者阀下游流量需求的变化)内的波动可导致控制元件31的位置偏离，这将影响过程控制(即，只使用前述设定点控制的开放式回路控制是不足以控制过程的)。为了最小化这种波动对过程的影响，过程控制器提供用在闭合回路控制策略中的可调节负反馈的装置。

传统的气动控制器经常使用连接在控制压力与大气之间的比例带阀，以通过反馈或者比例波纹管(即，可调节负反馈装置)来成比率地比例配置或者调节压力反馈。传统的气动控制器使用比例带阀作为分压器，以基于控制器的输出压力百分比来形成比例带波纹管中的反馈压力。一般应该理解的是，改变比例带阀的设定提供反馈压力相对于所供应的输出压力的不同百分比，并且最终产生用于控制器的不同比例的增益。控制器上的比例带设定被用于响应设定点的变化和出现在期间的负载倒置来微调过程回路的响应，但是比例带阀不断地将供应气体排放到大气中，这通常浪费大量供应气体。

示例性气动控制器10通过用悬臂反馈机构60来替代比例带阀而减小其消耗，悬臂反馈机构60提供比例带调节，但没有与比例带阀关联的泄放。如图1和图2所示，比例波纹管组件41被气动地连接到控制压力20，并被机械地连接到加法横梁挡板21作为过程控制信号检测器。比例波纹管组件41包括上波纹管55和下波纹管56。上波纹管55被连接到控制压力20。下波纹管56与大气相通。这样，比例波纹管组件41可检测和响应控制压力20的变化，以通过加法横梁挡板21提供反馈力，从而抵消喷嘴阀17处的压力变化，并使存在于继动器13上的压力差平衡。在操作期间，控制压力20的变化被供给到比例波纹管组件41，这引起上波纹管55的相应膨胀或收缩，该膨胀或收缩相对于加法横梁挡板21的右端B施加反馈力，以抵消由喷嘴压力30的增大或减小导致的喷嘴阀的力。

为了提供对气动控制器的响应进行“微调”或者优化，悬臂反馈机构60提供比例带调节。该比例带调节基于由过程压力40的给定变化造成的通过比例波纹管组件41施加到加法横梁挡板21上的运动的减小或者分配。应该理解的是，对于过程压力40中的给定变化，比例波纹管组件41的上波纹管55使悬臂反馈机构60的端部位移，该位移量与比例波纹管组件41的有效面积成正比，并与由悬臂反馈机构60形成的弹簧系数或刚度和比例波纹管组件41的刚度组合成反比。

悬臂反馈机构60通过改变悬臂65的有效长度并继而改变悬臂65的弹簧系数来提供比例带调节。也就是，悬臂65的有效长度通过将比例带调节器68移动到不同位置来调节。如图1和图2所示，比例带调节器68是一种被设置为沿悬臂65滑动的夹持装置，并可通过诸如旋转紧固件(即，翼形螺钉设置)等任何本领域众所周知的装置来紧固。本领域技术人员应该理解的是，也可以使用悬臂65和比例带调节器68的不同设置来对准这两个部件。例如，与悬臂65的长横交的槽可容纳比例带调节器68的紧固件，或者比例带调节器68可具有“横跨”悬臂的凹槽(未示出)以保持对准，这些都不脱离示例性反馈调节装置的精神和范围。

在对气动控制器10的反馈进行微调时，比例带调节器68的重新定位使得悬臂65的刚度随着悬臂65的柔性部的长度变化而变化。因此，作用在比例波纹管组件41中的过程压力与悬臂65提供的刚度的组合向加法横梁挡板21施加可调节的位移，以控制到达致动器16的控制压力20。例如，将比例带调节器68移动到图2的右侧减小悬臂65的刚度，并造成加法横梁挡板21因比例波纹管组件41中的压力变化引起的位移更多。除了由上述比例带调节器68的位置变化导致的位移修改之外，也可采用附加的扩展来改变悬臂的刚度效果(即，上、下波纹管55和56都具有与悬臂65的刚度结合进行操作的相关弹簧系数)。

例如，当比例带调节器68被定位到右侧时，悬臂65的有效长度增大。因为悬臂65的有效长度增大，比例波纹管组件41的更多位移直接传递到加法横梁挡板21，从而产生对悬臂65刚度的乘法效果。该增大的反馈可不与悬臂65的长度成正比。事实上，该乘法效果可相对于比例带调节器68的位置变化和比例波纹管组件41的固有弹簧系数成近似对数关系，其可施加与上波纹管55的位移长度有关的额外的力。对数关系在控制器的应用中可能是所期望的，因为当比例带变大(即，反馈供应敏感度增大)时，这种对数关系可增强比例增益调节的微调敏感度。本领域技术人员还可以认识到，不同悬臂设置可提供其它的移动/弹簧系数关系，例如“板簧”设置或者悬臂的可变厚度或宽度。

为了改变操作中的反馈信号，调节器68沿悬臂65的长度移动。如前所述，如果比例带调节器68一直移动到图2中的悬臂65的右侧，则所有控制压力20的变化均反馈回比例波纹管组件41。这样，随着控制压力20增大，比例波纹管组件41将膨胀并使加法横梁挡板21移动远离喷嘴17，从而使来自继动器的控制压力20减小。类似地，当比例带调节器68一直移动到悬臂65的左侧时，悬臂反馈机构60和比例波纹管组件41的组合刚度可抵抗过程压力40，从而减小加法横梁挡板21离开喷嘴的位移。该运动增大喷嘴阻力，从而增大加载隔膜27上的压力，继而增大控制压力20。因此，示例性气动控制器10提供比例带调节，但不会将供应流体排放到周围大气。

示例性气动控制器10还可提供一种用于将比例带调节器68紧固到悬臂65的可替换装置。图3显示一种用于将比例带调节器紧固到悬臂65的夹持设置，而无需直接夹持到悬臂65上的旋转紧固件。在锁定杆组件168中，诸如贝氏弹簧的弹簧部件185在凸轮动作期间提供机械顺从性，以防止悬臂65变形或者轴181的永久性拉长。类似于前述比例带调节器，示例性锁定杆组件168沿悬臂定位在希望的位置。锁定杆180绕调节器夹具187内的销182旋转而偏离锁定杆180的中心轴线Z。当锁定杆180顺时针旋转而接合夹具187时，调节器轴181被朝悬臂65牵引，从而压缩弹簧185，以提供悬臂65上的弹簧偏压/顺从负载，其将锁定杆组件168紧固在希望的位置。另外，一对分隔件191和192可被设置以避免损坏悬臂65，并在调节器夹具187的接合期间提供对准。为了提供用于调节贝氏弹簧负载的装置，调节螺母184可被螺纹连接到轴181，以控制锁定杆组件168的压缩深度。本领域技术人员可认识到，也可以使用其它的顺从装置来在凸轮动作期间提供暂时性伸长，例如卷簧或者聚合物。

在另一实施例中，上述示例性气动控制器10可提供用于调节比例带的可替换装置。图4A、4B和4C图示出可用于调节气动控制器10的比例反馈的齿条齿轮反馈机构240。更具体而言，图4A示出连接到波纹管组件241的齿条齿轮反馈机构240的一个实施例的透视图。齿条齿轮反馈机构240包括增益调节条262、内侧和外侧齿条265和267、滚轴齿轮组件260、以及偏压弹簧组件272。增益调节条262包括具有大致T形截面的偏压部分268，以及具有矩形截面的滚轴部分269。内侧和外侧齿条265、267能够通过本领域技术人员已知的各种方法连接到增益调节条262上，例如紧固件、焊接、钎焊、粘接，或者铸造为单个一体式工件。T形偏压部分268提供用于悬臂275的安装凸台268a。滚轴部分269的平坦表面269a提供用于滚轴齿轮组件260的调节表面。

为了提供对波纹管组件241的比例反馈的调节，悬臂275的第一端280能够被操作性地连接在波纹管组件241的上、下波纹管242与243之间，悬臂的第二端282能够被操作性地连接到增益调节条262的偏压部分268。偏压弹簧组件272包括偏压弹簧290和偏压弹簧保持件292，并连接到偏压部分268，以将悬臂275的第二端282固定到增益调节条262。

滚轴齿轮组件260被定位在增益调节条262的滚轴部分269与悬臂275之间。如图4C所示，滚轴齿轮组件260包括滚轴298、内侧和外侧齿轮传动机构300、302、以及调节钮310。内侧和外侧齿轮传动机构300、302被连接到滚轴298，并且沿形成有内侧和外侧齿条265、267的齿条传动机构304a、304b行进，这使滚轴298沿增益调节条262的滚轴部分269定位。如图4B所示，板簧312能够被整体式连接在外侧齿条267与外侧齿轮传动机构302之间。板簧312在外侧齿条267与外侧齿轮传动机构302之间提供偏压力，以在这两者之间产生正啮合。板簧312可具有优选为12磅/英寸的弹簧系数。

如图4C所示，增益调节条262的T形偏压部分268提供间隙凹槽278、279以没有干扰地容纳滚轴齿轮组件260的齿轮传动机构300、302。本领域技术人员应该认识到，内侧和外侧齿轮传动机构300、302以及形成有内侧和外侧齿条265、267的齿条传动机构304a、304b优选被对准，并且在操作期间偏压弹簧组件272向悬臂275加载使之抵靠滚轴298。应该进一步认识到，滚轴298相对于偏压弹簧组件292的相对位置确定悬臂275的有效长度，并继而确定施加到波纹管组件241上的反馈力。

如前所述，比例带调节基于由过程压力的给定变化造成的通过比例波纹管组件41施加到加法横梁挡板21上的运动的减小或者分配。应该理解的是，对于过程压力的给定变化，比例波纹管组件的上波纹管使反馈机构的端部位移，该位移量与比例波纹管组件的有效面积成正比，并与由反馈机构产生的弹簧系数或刚度和比例波纹管组件的刚度组合成反比。

齿轮齿条反馈机构240通过改变悬臂275的有效长度并继而改变悬臂275的弹簧系数来提供比例带调节。也就是，通过将滚轴298移动到不同位置来调节悬臂275的有效长度。本领域技术人员应该认识到，滚轴齿轮组件260的位置改变悬臂275的弯曲点，以改变其有效长度，因而使得悬臂275的刚度随着悬臂275的柔性部的长度变化而变化。因此，作用在比例波纹管组件241中的过程压力以及由悬臂275提供的刚度的组合导致向加法横梁挡板21(图1)施加可调节的位移，以控制到达致动器16(图1)的控制压力20(图1)。

例如，顺时针旋转增益调节钮310将滚轴移动到图4A的右侧，从而减小悬臂275的刚度，并使得加法横梁挡板21因比例波纹管组件241中的压力变化而引起的位移更多。除了由于上述滚轴298的位置变化导致的位移修改之外，也可采用附加的扩展来改变悬臂275的刚度效果(即，上、下波纹管242和243都具有与悬臂275的刚度结合进行操作的相关弹簧系数)。

类似于前述实施例，因为悬臂275的有效长度增大，比例波纹管组件241的更多位移被直接传递到加法横梁挡板21(图1)，从而产生对悬臂275刚度的乘法效果。该增大的反馈可不与悬臂275的长度成正比。事实上，本领域技术人员应该认识到，该乘法效果可相对于滚轴298的位置变化和比例波纹管组件241的固有弹簧系数成近似对数关系，其可施加与上波纹管242的位移长度有关的额外的力。该对数关系在控制器的应用中可能是所期望的，因为当比例带变大(即，反馈供应敏感度增大)时，这种对数关系可增强比例增益调节的微调敏感度。

类似地，当被逆时针旋转的滚轴298一直移动到悬臂275的左侧时，悬臂反馈机构240和比例波纹管组件241的组合刚度可抵抗过程压力40(图1)，因而减小加法横梁挡板21(图1)离开喷嘴的位移。此外，当滚轴198一直移动到图4A所示的齿条齿轮反馈机构240的左侧时，悬臂275可沿与波纹管组件241施加的力相反的方向将运动传递到加法横梁挡板21。悬臂375的一个示例详细图示在图5中。

悬臂375具有带有第一端375a和第二端375b的Y形嵌套式结构。第一端375a包括用于容纳偏压弹簧组件272并被连接到例如如图4A所示的增益调节条262的开口384。第二端375b包括能够被操作性地连接到气动控制器10的加法横梁挡板21(图1)的内Y形部380，以及能够被操作性地连接到波纹管组件41(图1)的外Y形部385。当滚轴298与悬臂375的由图5中的附图标记“A”表示的轴线相交时，由滚轴298支撑的内Y形部380可与由波纹管组件41作用于其上的外Y形部385相反地移动，这合成地提供控制回路中的正反馈。该正反馈将控制器的静态增益增大到比控制器的前向路径增益大的数值，控制器的前向路径增益在控制回路中提供增强的敏感度并且在整数比控制器中提供更大的整体敏感度。

尽管示出和描述了当前被认为的本发明的优选实施例，对于本领域技术人员而言明显的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下可以做出各种变化和修改。例如，还应该认识到，齿条齿轮反馈机构240是位置独立的。也就是，图4A所示的滚轴齿轮组件260图示出悬臂275被定位在参照图1的示例性气动控制器10的增益调节条262的下侧。这种定位对于示例性气动控制器10的直接作用配置是合适的。对于反作用配置，齿条齿轮反馈机构240能够绕增益调节条262的长度限定的纵向轴线旋转，以便将悬臂275放置在滚轴齿轮组件260的上侧，这也将外侧齿条267调换为内侧齿条265。尽管本文描述了特定装置、方法以及制造品，本专利所覆盖的范围并不限于此。相反，本专利覆盖所有在文字上或者按照等同原则落入所附权利要求范围内的装置、方法和制造品。

Claims (24)

1、一种用于控制过程的气动控制器，该控制器包括：

气动控制架，用于向控制元件提供过程控制信号；

气动反馈组件，用于向所述气动控制架提供表示所述过程的反馈控制信号，其中所述反馈控制信号修改所述过程控制信号；以及

连接到所述气动反馈组件的齿条齿轮反馈组件，其中所述齿条齿轮反馈组件提供对所述反馈控制信号的调节。

2、如权利要求1所述的气动控制器，其中所述齿条齿轮反馈组件进一步包括波纹管组件。

3、如权利要求1所述的气动控制器，其中所述气动控制架包括继动器。

4、如权利要求1所述的气动控制器，其中所述气动反馈组件进一步包括波登管和喷嘴挡板组件。

5、如权利要求1所述的气动控制器，其中所述齿条齿轮反馈组件包括悬臂和滚轴齿轮组件，该滚轴齿轮组件用于调节该悬臂刚度以使所述悬臂的刚度提供预定反馈控制信号。

6、如权利要求5所述的气动控制器，其中所述悬臂的刚度与所述悬臂的长度、所述悬臂的厚度、以及所述悬臂的宽度中的至少之一成比例。

7、如权利要求5所述的气动控制器，其中所述滚轴齿轮组件包括滚轴、齿轮传动机构、以及齿条传动机构。

8、如权利要求7所述的气动控制器，其中所述滚轴齿轮组件进一步包括具有偏压部分和滚轴部分的增益调节条，使得偏压弹簧组件将所述悬臂操作性地连接到所述增益调节条的所述偏压部分，并且所述滚轴沿所述滚轴部分的位置调节所述悬臂的刚度。

9、如权利要求1所述的气动控制器，其中所述齿条齿轮反馈组件实质上减小所述气动控制器的供应流体消耗。

10、一种用于气动过程控制器的反馈比例配置装置，所述气动过程控制器具有气动控制架和气动反馈组件，该反馈比例配置装置包括：

反馈检测器，用于提供表示由所述气动控制架产生的控制信号的反馈信号；和

齿条齿轮组件，用于提供对所述反馈信号的预定调节。

11、如权利要求10所述的反馈比例配置装置，其中所述反馈检测器包括波纹管组件。

12、如权利要求11所述的反馈比例配置装置，其中所述齿条齿轮组件包括悬臂和滚轴齿轮组件。

13、如权利要求12所述的反馈比例配置装置，其中所述齿条齿轮组件的所述预定调节包括改变所述悬臂的刚度。

14、如权利要求13所述的反馈比例配置装置，其中所述悬臂的刚度与所述悬臂的长度、所述悬臂的厚度、以及所述悬臂的宽度中的至少之一直接相关。

15、如权利要求14所述的反馈比例配置装置，其中所述悬臂的长度由所述滚轴齿轮组件相对于所述波纹管组件的位置来确定。

16、如权利要求12所述的反馈比例配置装置，其中所述滚轴齿轮组件包括滚轴、齿轮传动机构、以及齿条。

17、如权利要求16所述的反馈比例配置装置，其中所述滚轴齿条组件进一步包括具有偏压部分和滚轴部分的增益调节条，使得偏压弹簧组件将所述悬臂操作性地连接到所述增益调节条的所述偏压部分，并且所述滚轴沿所述滚轴部分的位置调节所述悬臂的刚度。

18、如权利要求14所述的反馈比例配置装置，其中所述悬臂的刚度相对于所述波纹管组件的位移成对数关系。

19、一种气动控制器，包括：

气动继动器，其适于向流体控制装置的控制元件提供控制压力；

喷嘴阀，其被流体连接到所述气动继动器以向所述气动继动器提供反馈控制信号，所述反馈控制信号适于调节所述控制压力；

加法横梁挡板，其被布置为接近所述喷嘴阀，并适于相对于所述喷嘴阀位移以调节被提供到所述气动继动器的所述反馈控制信号；

波纹管组件，其操作性地连接到所述加法横梁挡板并与所述控制压力连通，该波纹管组件适于响应所述控制压力的变化而使所述加法横梁挡板位移；

悬臂，其被连接到所述波纹管组件以限制所述加法横梁挡板的位移；

连接到所述悬臂的齿条；以及

由所述齿条承载并与所述悬臂接合的滚轴，所述滚轴能够相对于所述悬臂移动，以调节所述悬臂的有效长度和刚度。

20、如权利要求19所述的控制器，进一步包括由所述齿条承载的齿条传动机构和由所述滚轴承载的齿轮传动机构，所述齿轮传动机构啮合所述齿条传动机构。

21、如权利要求19所述的控制器，进一步包括连接到所述滚轴的调节钮，用于调节所述滚轴相对于所述悬臂的位置，从而调节所述悬臂的刚度。

22、一种用于气动过程控制器的反馈比例配置装置，所述气动过程控制器包括用于向流体控制装置提供控制压力的气动继动器和与所述气动继动器连通以调节所述控制压力的喷嘴挡板组件，该反馈比例配置装置包括：

与所述控制压力连通并连接到所述喷嘴挡板组件的波纹管组件；

悬臂，其被操作性地连接到所述波纹管组件以限制所述波纹管组件的位移；

固定到所述悬臂的一端的齿条；以及

由所述齿条承载的滚轴，该滚轴接合所述悬臂，并适于相对于所述齿条被移动以调节所述悬臂的有效长度和刚度。

23、如权利要求21所述的装置，进一步包括由所述齿条承载的齿条传动机构和由所述滚轴承载的齿轮传动机构，所述齿轮传动机构啮合所述齿条传动机构。

24、如权利要求21所述的装置，进一步包括连接到所述滚轴的调节钮，用于调节所述滚轴相对于所述悬臂的位置，从而调节所述悬臂的刚度。

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