JPH0447162B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、空気圧で駆動されるバルブのステム
位置を入力電流に対応させて制御するための電空
ポジシヨナに係り、特にその機能の向上を図つた
電空ポジシヨナに関する。

＜従来の技術＞ 第２図は昭和60年９月27日に特願昭60−213799
（発明の名称：電空ポジシヨナ）として出願され
た従来の電空ポジシヨナの構成である。

入力端子１，１′は図示しない調節計などに第
１伝送線を介して接続されており、この入力端子
１，１′を介して伝送される入力電流I_pは、入力
処理手段１６に流入され、ここで入力電流I_pはポ
テンシヨメータにより電圧信号V_iに変換され、さ
らにツエナダイオード１６１により第１電源とし
て機能する回路の定電圧E_bが作られる。１７は
差動増幅器で、電圧信号Viとフイードバツク信
号Vfの差を増幅する。この増幅器１７の出力と
パイロツトリレーのステム変位に関連したフイー
ドバツク信号Vpの差電圧Vcにより、フラツパ３
を変位させる圧電アクチユエータ１８を駆動す
る。フラツパ３の変位はこれと対向するノズル６
のノズル背圧Pbを変化させ、この変化はパイロ
ツトリレー８で増幅されて空気圧出力Poとして
バルブ９に出力される。

バルブステム９０３の変位は変位−電気信号変
換器１９によりフイードバツク信号Vfに変換さ
れる。この変換器は、振動式力センサ手段で構成
されており、一方の端部を固定された片持梁１９
１のエツチングされた振動部１９２に一対の圧電
素子１９３，１９４を配置させ、増幅器１９７と
２個の圧電素子が閉ループを構成するうにして振
動部１９２の固有周波数の自己発振を発生させる
ことができ、振動板の他端にバネ１９６を介して
バルブステム９０３の変位を力に変換して入力す
ることにより、バルブステム９０３の変位に関連
した周波数の振動出力を得ることができる。信号
処理回路１９５は発振周波数を電圧信号Vfに変
換する機能を有する。

変位−電気信号変換器２０は、１９とまつたく
同一構成の変換器であり、パイロツトリレー８の
弁に連動するステム８０１の変位に関連した電圧
信号Vpを発生させ、差動増幅器１７の出力Voに
負帰還する機能を有する。このフイードバツクル
ープは系の安定性向上のためのもので、バルブの
容量、構成要素の定数等より発生する不安定要因
を除く事が可能である。

この変位−電気信号変換器２０は、１９に比較
して精度の低いもので実現が可能である。

増幅器１７及び変位−電気信号変換器１９，２
０等の駆動電源は、入力処理手段のツエナーダイ
オード１６１より得られる定電圧Ebを利用する
事が可能であり、特別な電源を必要としない。な
お、この場合、ポテンシヨメータなどで構成され
る信号変換回路とツエナダイオードなどで構成さ
れる定電圧回路とは直列に接続され、これらの接
続点（共通電位点）と定電圧回路の他端との間に
発生する定電圧E_bを回路の電源電圧として使用
するので、電空ポジシヨナを構成する電気回路に
定電圧E_bにより付勢されて流れ込む電流のリタ
ーン電流はこの電気回路のどの回路部分を経由し
ても全て共通電位点に戻つてくる。

従つて、この定電圧回路に直列に接続された信
号変換回路には、電空ポジシヨナを構成する電気
回路での電力の消費如何にかかわらず、入力電流
I_pの全てが流れ込むこととなり、入力電流I_pに正
確に対応する電圧信号V_iなどが入力処理手段１６
から得られる。

２１は伝送回路で、フイードバツク信号Vfを
受けて、伝送出力端子２２，２２′にVfのスパン
に対応した４〜20ｍＡの伝送電流Ivを発信する。
この出力端子には第２伝送線として機能する２線
式の伝送線２３，２３′が接続され、外部の受信
手段２４を介して電源２５が接続されている。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、この様な従来の電空ポジシヨナ
では入力電流I_pが伝送されないと差動増幅器、変
位−電気信号変換器などの電源がダウンしバルブ
のステム位置が全く伝送されなくなるという問題
がある。

＜問題点を解決するための手段＞ この発明は、以上の問題点を解決するため、空
気圧で駆動されるバルブのステム位置を第１伝送
線を介して伝送される入力電流を用いて作られる
第１電源により付勢された変位／電気信号変換器
を用いて入力電流に対応させて制御する制御手段
と、第２伝送線を介して伝送される伝送電流を用
いて作られる第２電源により付勢されステム位置
に関連した信号を伝送電流として外部に伝送する
伝送回路と、第１電源がオフになつたときに第２
電源に変位／電気信号変換器の電源を自動的に切
替える電源切換手段とを具備するようにしたもの
である。

＜作用＞ 通常の作動においては、伝送された入力電流に
より作られた第１電源により制御手段が付勢され
これによりバルブが制御されるが、バルブのステ
ム位置は変位／電気信号変換器で電気信号に変換
され第２電源で付勢された伝送回路を介して第２
伝送線から送出される。

入力電流がゼロになると第１電源がダウンする
が、この場合には変位／電気信号変換器の電源は
切換手段により自動的に第２電源に切換えられバ
ルブのステム位置だけは第２伝送線を介して外部
の受信器へ伝送される。

＜実施例＞ 以下、本発明の実施例について図面に基づき説
明する。第１図は本発明の一実施例を示すブロツ
ク図である。尚、第２図に示す部分と同一の機能
を有する部分には同一の符号を付し適宜にその説
明を省略する。

２６は伝送回路２１の両端に伝送電流Ivにより
発生する定電圧Evとツエナダイオード１６１の
両端に発生する定電圧Ebとを切換える電源切換
回路である。

増幅器２６１の非反転入力端（＋）は定電圧
Evを抵抗２６２とツエナダイオード２６３で分
圧した電圧が印加され、反転入力端（−）は定電
圧Ebを抵抗２６４と２６５で分圧した電圧が印
加されている。通常の場合は、反転入力端（−）
の電圧が非反転入力端（＋）の電圧に対して大に
なるように抵抗２６２，２６４，２６５およびツ
エナダイオード２６３の値が選定されている。

増幅器２６１の出力端は抵抗２６６を介してト
ランジスタ２６７のベースに接続され、そのコレ
クタには定電圧Evが印加されている。増幅器１
９７および信号処理回路１９５の電源端はダイオ
ード２６８を介して定電圧Ebが印加されると共
にトランジスタ２６７のエミツタが接続されてい
る。

以上の構成において、通常の状態では、増幅器
２６１の反転入力端（−）の電圧が非反転入力端
（＋）の電圧に対して大になるように選定されて
いるのでトランジスタ２６７はオフ状態である。
従つて、ダイオード２６８を介して定電圧Ebが
変位／電気信号変換器１９の信号処理回路１９５
と増幅器１９７に印加されている。しかし、入力
電流Ioがゼロになると増幅器２６１の出力端の電
圧が上昇しトランジスタ２６７がオンとなり定電
圧Evが信号処理回路１９５と増幅器１９７に印
加される。このため、バルブ９とバルズステム９
０３の位置は定電圧Evで付勢された変位／電気
信号変換器１９を介して伝送回路２１に入力され
伝送電流Ivとして受信手段２４に伝送される。

変位−電気信号変換器１９，２０を実現する手
段は種々の変形が可能であり、磁歪ポテンシヨメ
ータ、変位磁気抵抗変換器、光又は容量変化を利
用した変位変換手段等が利用できる。

フラツパー３を駆動するアクチユエータ手段
は、実施例のごとき圧電素子のほかに、可動コイ
ルや可動鉄片手段で駆動する構成としても良い。

＜発明の効果＞ 以上、実施例と共に具体的に説明したように本
発明によれば、たとえ入力電流がゼロになつても
自動的に伝送回路側の第２電源に切換えられてバ
ルブステムの位置が受信手段へ伝送できる。従つ
て、この位置を目安として例えばマニユアル操作
など必要な処置をとることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロツ
ク図、第２図は従来の電空ポジシヨナの構成を示
すブロツク図である。 ９……バルブ、１６……入力処理手段、１９，
２０……変位／電気信号変換器、２１……伝送回
路、２４……受信手段、２６……電源切換回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 空気圧で駆動されるバルブのステム位置を第
   １伝送線を介して伝送される入力電流を用いて作
   られる第１電源により付勢された変位／電気信号
   変換器を用いて前記入力電流に対応させて制御す
   る制御手段と、第２伝送線を介して伝送される伝
   送電流を用いて作られる第２電源により付勢され
   前記ステム位置に関連した信号を前記伝送電流と
   して外部に伝送する伝送回路と、前記第１電源が
   オフになつたときに前記第２電源に前記変位／電
   気信号変換器の電源を自動的に切替える電源切換
   手段とを具備することを特徴とする電空ポジシヨ
   ナ。