CN102282517A - 用于控制流体操作致动器的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于控制流体操作致动器（101）的定位器（102），该流体操作致动器（101）包括第一流体腔室（109）和第二流体腔室（110）。定位器（102）包括联接到第一流体腔室（109）的第一流体管道（105）。定位器（102）也包括联接到第二流体腔室（110）的第二流体管道（106）。设于定位器（102）中的差压控制器（240）适于基于第一流体腔室（109）与第二流体腔室（110）之间的差压来控制到第一流体管道（105）和第二流体管道（106）的流体供应。

Description

用于控制流体操作致动器的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种流体操作致动器，且更特定而言，涉及一种基于流体操作致动器的差压来控制流体操作致动器的位置的方法和装置。

背景技术

流体操作致动器使用通常包括缸中活塞的致动器转换流体压力到工件上。尽管可使用各种合适流体，施加到致动器的流体通常包括例如气动或液压流体。气动操作致动器通常用于需要空气的可压缩性或者用于获得更高流率和因此更快响应时间，而在需要高致动力时通常采用液压操作致动器。两种流体都具有优点且在一些情形下，可使用气动或液压流体。

流体操作致动器的位置通常利用在本领域中被称作“定位器”的一组装置来控制。定位器被设计成响应于使用者/操作者输入或者环境条件的变化（诸如作用于致动器上的负载的变化）来控制流体操作致动器的位置。市场上通常发现的现有产品包括不同混杂和复杂程度的定位器，从使用简单机械反馈机构来控制致动器位置的定位器到结合了机械、电子和软件技术的组合来提供更高控制能力的更复杂的定位器。

所采用的特定定位器通常取决于两个性能标准，即，速度和稳定性。现有设计的显著问题在于必须在这两个性能标准之间做出折中。随着致动速度增加，控制系统的稳定性降低直到控制系统变得总体上不稳定。致动速度在很大程度上由定位器可提供的流体流量决定。这个问题的一个确立的解决方案是向定位器和致动器定位系统添加外部增压器。这些增压器向致动器提供更高的流体流量水平，从而加速该系统的响应。但是，速度增加常常增加额外增压器的成本和复杂性以及需要额外的管件。

现有产品的另一问题涉及控制系统对于包含于定位器内部的控制阀内的部件内变化和非线性的敏感性。这些变化可由环境变化造成，诸如温度和方位，或者随时间变化，诸如漂移和磨损。除了其它因素，可由摩擦造成部件的非线性。为了与这些变化和非线性问题作斗争，在定位器的算法内通常需要额外复杂性和成本。

发明内容

本发明使得定位器能具有接近或超过装有外部增压器的系统的致动速度，同时维持稳定性而无需增压器的额外成本和复杂性。

本发明克服与包含于定位器内部的控制阀内的部件的变化和非线性相关联的问题。

方面

根据本发明的一方面，一种用于控制流体操作致动器的定位器，流体操作致动器包括第一流体腔室第二流体腔室（110），该定位器包括：

第一流体管道，其联接到第一流体腔室；

第二流体管道，其联接到第二流体腔室；以及，

差压控制器，其适于基于第一流体腔室与第二流体腔室之间的差压来控制到第一流体管道和第二流体管道的流体供应。

优选地，该定位器还包括差压传感器，其适于测量第一流体腔室与第二流体腔室之间的差压。

优选地，定位器还包括流体控制阀，其包括：

流体入口，其联接到加压流体源；

第一流体出口，其联接到第一流体管道；

第二流体出口，其联接到第二流体管道。

优选地，定位器还包括联接到致动器的位置传感器。

优选地，该差压控制器还适于基于所需致动器位置和测量的致动器位置来生成所需差压。

优选地，该差压控制器还适于比较所需差压与测量的差压。

优选地，该定位器还包括膜片组件，其联接到该致动器，该膜片组件包括：

先导腔室；

第一偏压腔室；以及，

第二偏压腔室。

优选地，先导腔室包括先导入口和先导膜片。

优选地，第一偏压腔室包括第一偏压膜片，以及联接到第一流体管道的第一流体端口，以及在所述第一流体管道内的压力作用于第一偏压膜片上以在第一方向中偏压膜片组件。

优选地，当第一偏压腔室内的流体压力达到阈值时致动流体控制阀到第一位置。

优选地，第二偏压腔室包括第二偏压膜片和联接到第二流体管道的第二流体端口，以及在所述第二流体管道中的压力作用于第二偏压膜片上以在第二方向中偏压膜片组件。

优选地，当第二偏压腔室内的流体压力达到阈值时致动流体控制阀到第二位置。

优选地，该膜片组件联接到流体控制阀。

根据本发明的另一方面，一种用于控制流体操作致动器的定位器，该流体操作致动器包括第一流体腔室第二流体腔室，该定位器包括：

流体控制阀；

第一流体管道，其联接到流体控制阀的第一出口和第一流体腔室；

第二流体管道，其联接到流体控制阀的第二出口和第二流体腔室；以及，

膜片组件，其联接到流体操作致动器、第一流体管道、第二流体管道和流体控制阀，其中该膜片组件适于基于第一流体管道与第二流体管道之间的差压来控制该流体控制阀。

优选地，该膜片组件包括：

先导腔室；

先导膜片；以及，

先导入口，其适于接收先导压力以加压该先导腔室且偏压该先导膜片。

优选地，该膜片组件包括：

第一偏压膜片，以及，

第一偏压腔室，其包括联接到第一流体管道的第一流体端口，以及在所述第一流体管道中的压力作用于第一偏压膜片上以在第一方向中偏压膜片组件。

优选地，当第一偏压腔室内的压力达到阈值时致动控制阀到第一位置。

优选地，该膜片组件包括：

第二偏压膜片，以及，

第二偏压腔室，其包括联接到第二流体管道的第二流体端口，以及在所述第二流体管道内的压力作用于第二偏压膜片上以在第二方向中偏压膜片组件。

优选地，当第二偏压腔室内的压力到达阈值时致动控制阀到第二位置。

优选地，定位器还包括联接到致动器的位置传感器。

优选地，该定位器还包括差压传感器，其适于测量第一流体腔室与第二流体腔室之间的差压。

根据本发明的另一方面，一种用于控制流体操作致动器的方法，该流体操作致动器包括第一流体腔室第二流体腔室，该方法包括以下步骤：

生成第一流体腔室与第二流体腔室之间的所需差压；以及，

基于所需差压来控制到第一流体腔室或第二流体腔室中至少一个的流体供应以控制流体操作致动器的位置。

优选地，该方法还包括以下步骤：

测量第一流体腔室与第二流体腔室之间的差压；以及，

如果所测量的差压与所需差压之间的差超过阈值，致动流体控制阀。

优选地，向第一流体腔室或第二流体腔室中的至少一个供应流体压力的步骤包括调整供应到联接到致动器的膜片组件的先导压力以控制第一流体腔室与第二流体腔室之间的差压。

优选地，在第一流体腔室与第二流体腔室之间的差压控制流体控制阀的位置。

优选地，该方法还包括以下步骤：

测量致动器的位置；

比较所测量的致动器位置与所需致动器位置；以及，

如果所测量的致动器位置与所需致动器位置之间的差超过阈值，生成新的所需差压。

附图说明

图1示出根据本发明的实施例的流体操作致动器系统的方块图；

图2示出根据本发明的实施例的定位器；

图3示出根据本发明的另一实施例的流体操作致动器系统。

具体实施方式

图1至图3和下文的描述描绘了具体实例以教导本领域技术人员如何来做出和使用本发明的最佳方式。出于教导本发明的原理的目的，简化或省略了某些常规方面。本领域技术人员应了解落入本发明范围的这些实例的适当变型。本领域技术人员应了解下文所述的特征可以各种方式组合以形成本发明的多种变型。因此，本发明并不限于下文所述的具体实例，而是本发明仅受权利要求和其等效物限制。

图1示出根据本发明的实施例的流体操作致动器系统100的方块图。致动器系统100包括流体操作致动器101、定位器102、操作者位置界面103和加压流体源104。根据本发明的实施例，使用者/操作者可在操作者界面103处输入所需致动器位置，操作者界面103可经由引线108与致动器102通信。引线108可包括有线引线，或替代地可包括适用于发射这些信号的无线技术。

根据本发明的实施例，致动器101可包括活塞缸布置，其包括活塞111和活塞杆112。活塞杆112可作用于工件（未图示）上以在所需方向移动工件。应了解致动器101可包括其它熟知的配置且活塞缸在此处只是作为实例示出且绝不应认为其限制本发明的范围。根据本发明的实施例，活塞111可将致动器101分成第一流体腔室109和至少第二流体腔室110。应了解如果第一流体腔室109中的压力大于第二流体腔室110中的压力，活塞111将在第一方向中被偏压（如上文在图1中示出）。类似地，如果第二流体腔室110中的压力大于第一流体腔室109中的压力，活塞111将在第二方向中被偏压（如上文在图1中示出）。

如图1所示，定位器102可经由第一流体管道105联接到致动器101。第一流体管道105可在定位器102与致动器101的第一流体腔室109之间传输加压流体。此外，定位器102也可经由第二流体管道106联接到致动器101。第二流体管道106可在定位器102与致动器101的第二流体腔室110之间传输加压流体。第一流体管道105和第二流体管道106也可与排放口（未图示）连通以便使得致动器101的第一流体腔室109和第二流体腔室110减压。

根据本发明的实施例，第一管道105和第二管道106可包括压力传感器(未图示），其可测量管道105、106内的流体压力。根据本发明的实施例，在流体管道105、106内的压力分别基本上与致动器101的第一流体腔室109和第二流体腔室110内的压力相同。因此，在流体管道105、106中的压力传感器也可测量致动器101的第一流体腔室109和第二流体腔室110内的压力。在每个腔室109、110中的测量压力可用于生成测量的差压。定位器102可基于该差压向致动器101提供流体，其在下文中被更详细地讨论。根据本发明的实施例，定位器102也可经由位置传感器（未图示）接收关于致动器101的位置的信息，位置传感器经由引线107联接到定位器102。引线107可任选地用无线通信接口替换。

图2更详细地示出根据本发明的实施例的定位器102。根据图2所示的实施例，定位器102可经由引线108从操作者界面103接收信号。如同本发明中所示的所有连接，还应了解引线108可包括无线通信系统。在某些实施例中，自操作者界面103接收的信号可需要被转换成可由位置控制器220使用的格式。因此，根据本发明的实施例，定位器102可包括信号转换器210。根据本发明的实施例，自操作者界面103接收的信号可包括4-20mA信号。4-20mA信号可向定位器102提供功率以及所需致动器位置，如本领域中通常理解的那样。信号转换器210可将4-20mA信号转换成可用格式。应了解可由操作者界面103接收的信号无须包括4-20mA信号，而是可包括任何所需格式。因此，本发明不应限于4-20mA电路。

根据本发明的实施例，一旦信号转换器210转换从操作者界面103接收的信号，该信号可被发送到位置控制器220。位置控制器220可从信号转换器210接收信号以及从位置传感器230接收另一信号。可将两个信号进行相互比较。基于该比较，可生成所需差压。所需差压包括将活塞111移动到所需位置或者替代地保持活塞111在所需位置所需要的致动器101的第一流体腔室109与致动器101的第二流体腔室110之间的差压。所需差压可被发送到差压控制器240。

根据本发明的实施例，差压控制器240可从位置控制器220接收第一输入和从差压传感器250接收第二输入。差压传感器250可测量致动器101的第一流体腔室109与第二流体腔室110之间的差压。在某些实施例中，差压传感器250可位于第一流体管道105和第二流体管道106中，第一流体管道105和第二流体管道106将流体控制阀260联接到致动器101。差压控制器240可比较从位置控制器220接收的所需差压与从差压传感器250所接收的测量差压。根据本发明的实施例，如果在所需差压与测量差压之间的差小于阈值，那么差压控制器240可向流体控制阀260提供代表阀位置没有所需变化的信号。相反，如果在所需差压与测量差压之间的差超过阈值，那么差压控制器240可向流体控制阀260发出改变位置以向致动器101的第一流体腔室109或第二流体腔室110提供更多或更少加压流体的信号。根据本发明的实施例，由差压控制器240发送的信号还可包括排放第一流体腔室109和第二流体腔室110中的一个或两个的信号。

根据本发明的实施例，流体控制阀260可经由第一流体管道105与致动器101的第一流体腔室109连通且经由第二流体管道106与致动器101的第二流体腔室110连通。根据本发明的实施例，流体控制阀260可包括5/3阀（五个端口和三个操作位置）。根据本发明的另一实施例，流体控制阀260例如可包括滑阀（spool valve），诸如图3所示且在下文中更详细地讨论的滑阀。但应了解可根据需要实施其它阀。

根据本发明的实施例，差压控制回路可使用差压传感器250、流体控制阀260和差压控制器240来形成。差压控制回路使得作用于致动器101上的力和作用于致动器负载上的合力能以比现有技术可实现的精细度更高的精细度受到控制。这是因为致动器101的力与压力成正比，从而提供增强的位置控制。根据现有技术的定位器使用仅位置传感器，诸如位置传感器230来控制流体的流动。相比而言，本发明控制差压而非流经流体控制阀260的流率。此外，差压控制回路补偿流体控制阀260内的变化和非线性特征。

根据本发明的实施例，定位器102可包括外部控制回路，其包括位置传感器230、位置控制器220、差压控制器240以及流体控制阀260。根据本发明的实施例，外部控制回路可作为备用控制系统提供以作为上文所讨论的差压控制回路的补充。外部控制回路可使用（例如）位置传感器230来监视致动器的位置。位置传感器230可发送致动器位置到位置控制器220。位置控制器220可比较所需致动器位置与由位置传感器230所确定的致动器位置。如果由位置传感器230所传感的位置与所需致动器位置的差异超过阈值，那么位置控制器220可发送信号到差压控制器240以调整所需差压。根据本发明的实施例，由外部控制回路中的位置传感器230所用的阈值大于由差压控制回路中所用的差压控制器240所用的阈值。通过在外部控制回路中形成更高的阈值，差压控制回路包括主要控制回路。

在某些情形下，可需要机械地控制差压而不是使用电子控制器来调整流体控制阀260。因此，本发明提供闭环反馈，其利用致动器位置以及由致动器110所经历的差压来控制流体控制阀。

图3示出根据本发明的另一实施例包括定位器102的流体操作致动器系统100。图3所示的定位器102包括致动器101、流体控制阀260和膜片组件370。活塞杆112联接到膜片组件370。在图示实施例中，联接构件320和弹簧321用于将活塞杆112联接到膜片组件370。应了解尽管示出了弹簧321，本发明可包括本领域中通常已知的其它偏压装置。因此，本发明不应限于弹簧。

膜片组件370包括先导膜片371、先导腔室372和先导入口373。先导膜片371联接到分隔膜片374。分隔膜片374分隔先导腔室372与偏压腔室375、379。根据本发明的实施例，分隔膜片374通过端口382与环境相通。这防止分隔膜片374形成真空且阻碍膜片的移动。根据本发明的实施例，膜片组件370还包括第一偏压腔室375和第二偏压腔室379。第一偏压腔室375包括第一偏压膜片376和第一流体端口377。第一流体端口377联接到第一流体管道105且与第一流体管道105连通。因此，在第一流体管道105内的压力也可被递送到第一偏压腔室375以加压且偏压第一偏压膜片376。

第一偏压膜片376可联接到第二偏压膜片378。应了解第一偏压膜片376和第二偏压膜片378可不包括相同的大小和/或相同的材料。因此，可需要不同的压力来使得第一偏压膜片376和第二偏压膜片378变形。此可为有利的，其在下文中被更详细地描述。在第二偏压腔室379内的压力可作用于第二偏压膜片378上以向右偏压膜片(如图3所示）。压力可经由第二流体端口380递送到第二偏压腔室379，第二流体端口380联接到第二流体管道106且与第二流体管道106连通。因此，在第二流体管道106内的压力可基本上立即被递送到第二偏压腔室379。

根据本发明的实施例，第一偏压膜片376和第二偏压膜片378联接到滑阀260。在某些实施例中，第一偏压膜片376和第二偏压膜片378联接到滑柱361。因此，随着第一偏压膜片376和第二偏压膜片378响应于第一偏压腔室375和第二偏压腔室379内的压力移动，滑柱361也可移动。根据本发明的实施例，滑阀260包括滑柱361、入口362、第一出口365和第二出口366。尽管图3示出先导膜片和偏压膜片，应了解膜片可由其它合适构件（诸如波纹管）替换。因此，本发明不应限于膜片。

在操作中，滑阀260控制由加压流体源104供应的输入压力流量。滑柱361可将流体从入口362导向至第一出口365或第二出口366。滑柱361可根据流体管道105、106中的差压或替代地基于由例如位置传感器230确定的致动器101的位置受到控制。

定位器102可有利地补偿作用于活塞杆112上的负载变化。如果例如活塞111在收回方向移动（到图3所示的右边），由于由联接到活塞杆112的工件（未图示）施加的力的增加，联接构件320也可移动到右边。随着联接构件320移动到右边，在压缩弹簧构件321的力的作用下，先导膜片371也移动到右边。先导膜片371的移动量可取决于弹簧力量以及膜片371的弹性。由于先导膜片371联接到第一偏压膜片376和第二偏压膜片378，膜片也将被向右偏压。由于偏压膜片376、378移动到右边，滑柱361也将经由联接杆381移动到右边。滑柱361的此移动打开从入口362到出口365的流体流动路径，将加压流体递送到第一流体腔室109。在第一流体腔室109内增加的压力可对抗工件的增加的力。

根据本发明的实施例，流体可被供应到致动器101的第一流体腔室109直到致动器101内的差压再次回到所需水平。这可在活塞111返回到增加负载前其所在的位置时实现。随着活塞111返回到增加负载之前的其位置，在第一流体腔室109内增加的压力也将在第一偏压腔室375内经历。一旦压力达到阈值，在第一偏压腔室375内的增加的压力可在第一偏压膜片376上提供朝向第二方向（到如图3所示的左边）的偏压力。在第一偏压构件375内有足够大的压力，滑柱361将在第二方向中被偏压（到如图3所示的左边）从而关闭从入口362到第一出口365的流体流动路径。

应了解随着第一偏压腔室375内的压力增加以将第一偏压膜片376和第二偏压膜片378偏压到左边，在第二偏压腔室379内的压力也将增加。此增加的压力是由于在致动器101的第二流体腔室110内减少的面积的原因。在第二流体腔室110以及第二偏压腔室379内增加的压力可对抗第一偏压腔室375内增加的压力。

应了解在施加到致动器上的负载减小的情况下，膜片组件370将以类似方式操作，但是膜片将在上述方向的相反方向移动。

使得第一偏压膜片376和第二偏压膜片378变形所需的阈值可以多种方式调整或改变。根据一个实施例，可使用（例如）不同大小的膜片或不同材料的膜片来调整该阈值。根据另一实施例，可通过调整先导腔室来调整该阈值。此可包括调整该先导压力，或替代地调整该弹簧构件321。应了解这些只是实例且本领域技术人员应易于认识到用于调整该阈值的额外方法。

应了解在某些实施例中，作用于活塞111的每一侧上的压力可不造成等量的力，这是由于不同的截面积的原因。举例而言，如果致动器101包括如图所示带活塞杆112的活塞缸布置，活塞111的所暴露的截面积在第一流体腔室109上比在第二流体腔室110上的大。这是因为活塞截面积的一部分被活塞112覆盖。因此，在第二流体腔室110中需要比第一流体腔室109中更大量的压力以形成基本上等量的力。此力差可使用用于第一偏压膜片376和第二偏压膜片378的不同膜片构件来补偿。举例而言，第一偏压膜片376可需要比第二偏压膜片378更大的力来偏压。

此外，为了补偿施加到活塞杆112上的负载的变化，定位器102也可控制致动器101的位置且根据需要或要求调整该位置，即使在活塞杆112上的负载保持基本上相同。根据本发明的实施例，可通过调整提供到先导入口373的先导压力来重新定位活塞111。举例而言，需要延伸活塞111的情形，即，将活塞移动到左边，如图3所示。信号可被发送到先导控制器（未图示）以降低先导压力，从而降低先导腔室372中的压力。在先导腔室372中降低的压力可作用于先导膜片371上，使得膜片371向右偏压。响应地，第一偏压膜片376和第二偏压膜片378也经由分隔膜片374移动到右边。由于联接杆381联接到第一偏压膜片376和第二偏压膜片378以及滑柱361，滑柱361也移动到右边。由于滑柱361移动到右边，供应压力从入口362递送到第一出口365、第一流体管道105和致动器101的第一流体腔室109。一旦致动器101的第一流体腔室109中的压力增加了阈值量，活塞111将延伸（移动到左边）。

尽管在第一流体管道105中增加的压力也增加第一偏压腔室375内的压力，增加的压力由致动器101的第二流体腔室110中和因此第二偏压腔室379中增加的压力而抵销。在第二偏压腔室379内增加的压力在分隔膜片374将第一偏压膜片376和第二偏压膜片378推向右边时由第二偏压腔室379减小的体积造成。此外，在活塞111向左移动时，在第二流体腔室110以及第二偏压腔室379内的压力增加第二流体腔室110的减小的体积。因此，在致动器101内的差压也在膜片组件370内经历。一旦达到所需差压，可调整先导压力使得膜片组件370平衡，造成流体控制阀260关闭。应了解活塞111在相反方向的移动可以类似方式通过增加先导压力而非减小先导压力实现。

从上文的讨论了解到图3所示的定位器102可排除对差压传感器或者用于控制流体控制阀的位置的电子装置的需要。而是可校准膜片组件370使得施加到先导腔室372的预定先导压力可形成预定的差压。此外，如果在第一流体腔室109与第二流体腔室110之间的差压改变，膜片组件370可自动地调整流体控制阀260使差压返回到其先前值。有利地，如图3所示的定位器102可通过移除图2所示的定位器102中所需的电子器件而显著地降低致动器系统的成本和复杂性。但应了解膜片组件370可与图2所示的包括电子控制系统的定位器102组合。

上述发明提供用于致动器101的定位器102，其可基于差压来控制致动器101的位置。利用差压允许比基于位置传感器来控制致动器的现有技术定位器所实现的响应时间更快且更高效的响应时间。现有技术定位器还基于所测量的流率向致动器提供流体而不是依靠差压偏压流体。通过依靠差压偏压提供给致动器101的流体，本发明可实现更高的流率而不牺牲致动器稳定性。

上述实施例的详细描述并非本发明者构想到在本发明的范围内的所有实施例的无遗漏的描述。实际上，本领域技术人员将认识到上述实施例的某些元件可不同地组合或者排除以形成另外的实施例，且这些另外的实施例落入本发明的范围和教导。对于本领域普通技术人员来说，还显然的是上述实施例可全部或部分地组合以形成在本发明的范围和教导内的额外实施例。

因此，尽管出于说明目的描述本发明的具体实施例和实例，在本发明的范围内各种等效修改是可能的，相关领域的技术人员应认识到这一点。本文所提供的教导可应用于其它流体操作致动器，而不是仅限于上文所述且附图所示的实施例。因此，本发明的范围应由下面的权利要求确定。

Claims (26)

1. 一种用于控制流体操作致动器（101）的定位器（102），所述流体操作致动器（101）包括第一流体腔室（109）和第二流体腔室（110），所述定位器（102）包括:

第一流体管道(105)，其联接到所述第一流体腔室(109)；

第二流体管道(106)，其联接到所述第二流体腔室(110)；以及

差压控制器（240），其适于基于所述第一流体腔室（109）与第二流体腔室（110）之间的差压来控制到所述第一流体管道（105）和第二流体管道（106）的流体供应。

2. 根据权利要求1所述的定位器（102），还包括差压传感器(250)，其适于测量所述第一流体腔室（109）与第二流体腔室(110)之间的差压。

3. 根据权利要求1所述的定位器（102），还包括流体控制阀(260)，其包括：

流体入口(326)，其联接到加压流体源；

第一流体出口(365)，其联接到所述第一流体管道(105)；以及，

第二流体出口(366)，其联接到所述第二流体管道(106)。

4. 根据权利要求1所述的定位器（102），还包括联接到所述致动器（101）的位置传感器（230）。

5. 根据权利要求1所述的定位器（102），其中，所述差压控制器(240)还适于基于所需致动器位置和测量的致动器位置来生成所需差压。

6. 根据权利要求5所述的定位器（102），其中，所述差压控制器(240)还适于比较所需差压与测量的差压。

7. 根据权利要求1所述的定位器（102），还包括膜片组件(370)，其联接到所述致动器(101)，所述致动器(101)包括：

先导腔室(372)；

第一偏压腔室(375)；以及，

第二偏压腔室(379)。

8. 根据权利要求7所述的定位器（102），其中，所述先导腔室(372)包括先导入口(373)和先导膜片(371)。

9. 根据权利要求7所述的定位器（102），其中，所述第一偏压腔室(375)包括第一偏压膜片（376）和联接到所述第一流体管道（105）的第一流体端口（377），以及在所述第一流体管道(105)内的压力作用于所述第一偏压膜片(376)上以在第一方向中偏压所述膜片组件(370)。

10. 根据权利要求9所述的定位器（102），其中，当所述第一偏压腔室(375)内的流体压力达到阈值时流体控制阀(260)被致动到第一位置。

11. 根据权利要求7所述的定位器（102），其中，所述第二偏压腔室(379)包括第二偏压膜片（378）和联接到所述第二流体管道（106）的第二流体端口（380），以及在所述第二流体管道(105)中的压力作用于所述第二偏压膜片(378)上以在第二方向中偏压所述膜片组件(370)。

12. 根据权利要求11所述的定位器（102），其中，当所述第二偏压腔室(379)内的流体压力达到阈值时流体控制阀(260)被致动到第二位置。

13. 根据权利要求7所述的定位器（102），其中，所述膜片组件(370)联接到流体控制阀(260)。

14. 一种用于控制流体操作致动器（101）的定位器（102），所述流体操作致动器（101）包括第一流体腔室（109）和第二流体腔室（110），所述定位器（102）包括:

流体控制阀(260)；

第一流体管道(105)，其联接到流体控制阀(260)的第一出口(365)和所述第一流体腔室(109)；

第二流体管道(105)，其联接到所述流体控制阀(260)的第二出口(366）和所述第二流体腔室(110)；以及

膜片组件(370)，其联接到所述流体操作致动器(101)、所述第一流体管道(105)、所述第二流体管道(106)以及所述流体控制阀(260)，其中所述膜片组件(370)适于基于第一流体管道(105)与第二流体管道(106)之间的差压来控制所述流体控制阀(260)。

15. 根据权利要求14所述的定位器（102），其中，所述膜片组件(370)包括：

先导腔室(372)；

先导膜片(371)；以及，

先导入口(373)，其适于接收先导压力以加压所述先导腔室(372)且偏压所述先导膜片(371)。

16. 根据权利要求14所述的定位器（102），其中，所述膜片组件(370)包括：

第一偏压膜片(376)，以及

第一偏压腔室(375)，其包括联接到所述第一流体管道(105）的第一流体端口(377)，以及在所述第一流体管道(105)内的压力作用于所述第一偏压膜片(376)上以在第一方向中偏压所述膜片组件(370)。

17. 根据权利要求16所述的定位器（102），其中，当所述第一偏压腔室(375)内的压力到达阈值时所述控制阀(260)被致动到第一位置。

18. 根据权利要求14所述的定位器（102），其中，所述膜片组件(370)包括：

第二偏压膜片(378)，以及

第二偏压腔室(379)，其包括联接到第二流体管道(106)的第二流体端口(380)，以及在所述第二流体管道(106)中的压力作用于第二偏压膜片(378)上以在第二方向中偏压所述膜片组件(370)。

19. 根据权利要求18所述的定位器（102），其中，当所述第二偏压腔室(379)内的压力达到阈值时所述控制阀(260)被致动到第二位置。

20. 根据权利要求14所述的定位器（102），还包括联接到所述致动器（101）的位置传感器（230）。

21. 根据权利要求14所述的定位器（102），还包括差压传感器(250)，其适于测量第一流体腔室（109）与第二流体腔室(110)之间的差压。

22. 一种用于控制流体操作致动器的方法，所述流体操作致动器包括第一流体腔室第二流体腔室，所述方法包括以下步骤：

生成所述第一流体腔室与第二流体腔室之间的所需差压；以及

基于所需差压来控制到所述第一流体腔室或第二流体腔室中至少一个的流体供应以控制所述流体操作致动器的位置。

23. 根据权利要求22所述的方法，还包括以下步骤：

测量所述第一流体腔室与第二流体腔室之间的差压；以及

如果所测量的差压与所需差压之间的差超过阈值，致动流体控制阀。

24. 根据权利要求22所述的方法，其中，向所述第一流体腔室或所述第二流体腔室中的至少一个供应流体压力的步骤包括调整供应到联接到所述致动器的膜片组件的先导压力以控制所述第一流体腔室与第二流体腔室之间的差压。

25. 根据权利要求24所述的方法，其中，在所述第一流体腔室与第二流体腔室之间的差压控制流体控制阀的位置。

26. 根据权利要求22所述的方法，还包括以下步骤：

测量所述致动器的位置；

比较所测量的致动器位置与所需致动器位置；以及，

如果所测量的致动器位置与所需致动器位置之间的差超过阈值，生成新的所需差压。

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