CN1066501A - 调节阀线位移特性微机检测装置 - Google Patents

Abstract

一种调节阀线位移特性微机检测装置，它由电动 调节阀检测系统和气动调节阀检测系统组成。利用 “电/气转换器”和”光电压力表”有效地解决了微机 对气动阀输入压力的精确控制。本装置可以检测各 型电动、气动调节阀(包括开式和闭式结构的1—6种 规格)的全部位移特性参数，以及与位移特性有关的 其他参数，还具有位移特性的调校功能，较手工检测 方法的精度提高两倍以上，效率提高一倍以上，对于 广泛用于化工、石油、冶金、电力和建筑领域的通用电 动、气动调节阀质量的提高提供了可靠的检测手段。

Description

本发明属于电动、气动调节阀执行器部份的特性参数检测领域。

常用的调节阀有电动和气动两大类。电动调节阀的输入控制量为直流电流，较易实现微机对电动调节阀的控制;气动调节阀的输入控制量为气压，不易精确地实现微机对气动调节阀输入气压的控制。加之常用于化工、石油、冶金、电力、建筑等部门的通用电动、气动调节阀的品种、规格繁多，尺寸变化很大，检测参数多，对其位移特性的检测很难实现自动化。1988年10月，我国机电部仪表司组团出国考察，发现美、日等先进国家的生产厂对其电动、气动调节阀位移特性的检测也仍然停留在人工用百分表来进行的状态。通过联机检索到DE3819122（89.12.7）EP  345665（89.12.13）有对电动调节阀进行控制、补偿的报导;《电动调节阀的位置校正》是根据调节阀系统的滞后量确定补偿值，微机按预先存储的补偿值来校正电动调节阀的阀芯位置，以利改善电动调节阀对管道中介质流动状态的控制，但并不涉及调节阀本身特性参数的测试。《自动化仪表》1990年第11期，刊载了华东化工学院陈彦萼的文章“电站阀门特性微机检测系统”，该系统由流源、试验管道、检测仪表和微机组成，用于检测电站用电动调节阀阀门部分的流量特性参数，如流量、压力、温度、水位、压差及开度等，以便为正确选用电动调节阀或者改进其结构设计及其加工工艺等提供依据。但该检测系统只能检测电站用电动调节阀阀门部份的流量特性参数，而对其执行器部份的特性参数不能检测，更不能检测气动调节阀。

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种调节阀线位移特性微机检测装置，用于检测通用电动、气动调节阀执行器部份的特性参数，如“基本误差”、“回差”、“死区”、“始终点偏差”、“额定行程偏差”等线位移特性参数，以及“欠电压特性变化”、“过电压特性变化”、“全行程时间”等与线位移特性有关的参数，对检测不合格的电动、气动调节阀还具有特性的调校功能，可以广泛用于检测化工、石油、冶金、电力和建筑工业等部门的通用电动、气动调节阀。

本发明提供的调节阀线位移特性微机检测装置如图1、2所示。

图1为电动调节阀检测系统。

图2为气动调节阀检测系统。

（1）微机，（2）打印机，（3）D/A转换器，（4）伺服放大器，（5）电动调节阀，（6）测量车，（7）光栅数显仪，（8）电源，（9）抽头变压器，（10）固体继电器，（11）气源，（12）滤清器，（13）定值器，（14）电/气转换器，（15）指针式光电压力表，（16）气动调节阀。

调节阀线位移特性微机检测装置由电动调节阀检测系统和气动调节阀检测系统所构成为一整体。

电动调节阀检测系统由微机（1），D/A转换器（3）给定基准电流，并送入伺服放大器（4），控制电动调节阀（5）动作，再由测量车（6）上的光栅数显仪（7）测得各个输入基准电流所对应的阀位移。递增地给定各基准电流可测得调节阀的正向特性，递减地给定各基准电流，可测得调节阀的反向特性，由正、反特性经微机数据处理可测得电动调节阀的线位移特性，包括“基本误差”、“回差”、“始终点偏差”及“额定行程偏差”;D/A转换器（3）是由高精度高分辨率的12位D/A转换器DAC1210，能给出5μA数量级的微小电流变化，线型误差＜0.05%，使本系统能方便的检测调节阀的“死区”;在微机（1）的控制下，可以改变电源（8），插头变压器（9）和固体继电器（10）构成的电源电压变换器施加于电动调节阀上的电源电压，从而可测得“欠电压特性变化”及“过电压特性变化”;利用微机内的“时钟”可测得它的“全行程时间”;按照调校程序可以任意改变输入电动调节阀的控制电流，根据测量车（6）上的数显仪（7）的显示便可调校它的位移特性。

气动调节阀检测系统由微机（1）经高精度D/A转换器（3）和电/气转换器（14）控制输入气动调节阀的气室压力的升降，当指针式光电压力表（15）的指针中心线达到某个基准刻度时，被测气动调节阀（16）的气室压力正好达到某个基准气压值，这时光电压力表向微机（1）发出中断信号，微机经光栅数显仪（7）采集测量车（6）测得的与上述基准气压值P_i对应的调节阀阀杆位移，递增地给定各基准气压值，可测得气动调节阀的正向特性，递减地给定各基准气压值，可测得气动调节阀的反向特性，通过正、反向特性由微机数据处理可测得气动调节阀的“基本误差”、“回差”、“始终点偏差”、“额定行程偏差”;同样由于D/A转换器（3）的分辨率很高，经电/气转换器（14）后可给出微小的气压变化，因此本系统可以检测气动调节阀的“死区”;调校程序可以给出任意的基准气压值，通过测量车（6）及光栅数显仪（7）便可调校气动调节阀的位移特性。

由于利用“电/气转换器”和“光电压力表”，有效地解决了微机对气动调节阀输入气压的精密控制，光电压力表是本发明者根据现有的0.25级波登管指针式气压表改进设计的，在刻度盘上加装了光电池对和测量电路（已向中国专利局申请了专利，申请号91214470.x），它既有机械仪表的可靠性和稳定性，又能以最简单有效的方式与微机联接，消除了电/气转换器的非线性误差，温度误差及气路堵塞等对气动调节阀测量精度的影响。

本发明具有如下优点：

1、功能齐全，可以检测各型电动、气动调节阀，包括开式和闭式结构的1-6种规格的全部位移特性参数，以及与位移有关的其他参数，并具有调校功能。

2、精度高，较手检测方法提高精度两倍以上，尤其是大大减小了气动调节阀手动检测中存在的很大阿贝误差，解决了生产中长期存在的不同方位测量，其数据不相符的老大难问题。

3、效率高，较手工检测方法提高效率1倍以上。

4、测量程序全部采用汉字提示，检测过程由微机控制按程序自动执行，即使不懂微机和英语的工人，也只需熟悉几分钟便可上机操作，大大减轻了工人的劳动强度。

5、程序设计留有足够的余地，以便迅程扩充程序，增加系统功能。

实施例：

本发明提供的调节阀检测系统如图1，2所示，其中的光电压力表及测量车可用常规的机械加工制作。其余的光栅数显仪，定值器，电/气转换器，抽头变压器及其他电子器件均可在市场购买，一般工程技术人员均能按图制造组装，调试和正常使用。

Claims (3)

1、一种调节阀线位移特性微机检测装置[1][2]，含有光栅数显仪和微机，其特征在于该检测装置由电动调节阀检测系统和气动调节阀检测系统所构成为一整体。

2、按照权利要求1所述调节阀线位移特性微机检测装置，其特征在于该检测装置的电动调节阀检测系统由微机（1），D/A转换器（3）给定基准电流，并送入伺服放大器（4），控制电动调节阀（5）动作，再由测量车（6）上的光栅数显仪（7）测得各个输入基准电流所对应的阀位移，递增地给定各基准电流可测得调节阀的正向特性，递减地给定各基准电流可测得调节阀的反向特性，由正、反特性经微机数据处理可测得电动调节阀的线位特性（包括“基本误差”、“回差”、“始终点偏差”及“额定行程偏差”），高精度高分辨率的12位D/A转换器（3）能给出5μA数量级的微小电流变化，线性误差＜0.05%，使本系统能测得调节阀的“死区”，在微机（1）的控制下，可以改变电源（8），抽头变压器（9）和固体继电器（10）构成的电源电压变换器施加于电动调节阀上的电源电压，从而可测得“欠电压特性变化”及“过电压特性变化”，利用微机内的“时钟”可测得它的“全行程时间”，按照调校程序可以任意改变输入电动调节阀的控制电流，根据测量车（6）上的数显仪（7）的显示便可调校它的位移特性。

3、按照权利要求1或2所述调节阀线位移特性微机检测装置，其特征在于该检测装置的气动调节阀检测系统由微机（1）经高精度D/A转换器（3）和电/气转换器（14）控制输入气动调节阀的气室压力的升降，当指针式光电压力表（15）的指针中心线达到某个基准刻度时，被测气动调节阀（16）的气室压力正好达到某个基准气压值，这时光电压力表向微机（1）发出中断信号，微机经光栅数显仪（7）采集测量车（6）测得的与上述基准气压值P_i对应的调节阀阀杆位移，递增地给定各基准气压值，可测得气动调节阀的正向特性，递减地给定各基准气压值，可测得气动调节阀的反向特性，通过正、反向特性由微机数据处理可测出气动调节阀的“基本误差”、“回差”、“始终点偏差”、“额定行程偏差”，同样由于D/A转换器（3）的分辨率高，经电/气转换器（14）后可给出微小的气压变化，因此，本系统亦可检测气动调节阀的“死区”，调校程序可以给出任意的基准气压值，通过测量车（6）及光栅数显仪（7）便可调校气动调节阀的位移特性。