压力控制器有多种形式。所达到的调节压力的精度和稳定性会因每种类型和设计的不同而有很大差异。在为特定应用寻找合适的控制器时,应了解对形式、精度和稳定性的考虑。以下是对什么是压力控制器以及它们在复杂性上有何不同的简短说明。
压力控制器是 机械阀,它使用反馈来控制气动和液压系统中的压力。基本上有两种类型的控制器:一种调节上游压力(背压控制器),另一种调节下游压力(减压控制器)。压力通常包含在一个系统中,在该系统中,流体通过管道从一个地方流到另一个地方,进入储罐或压力容器。控制器用于从控制器插入系统的位置调节上游或下游压力。
它们可以像手动控制的阀门一样简单,也可以是在反馈回路中带有压力传感元件的复杂自动化精密系统。反馈来自被调节的压力,并且该反馈以机械或电子方式控制控制器输出。机械反馈是使用弹簧加载或压力控制的隔膜、波纹管或活塞来实现的,这些隔膜、波纹管或活塞控制一个阀门,该阀门根据被调节的压力来增加或减少通过控制器的流量。这种对流量的机械调节起到控制压力的作用。在电子控制器中,来自压力变送器的输入用于调节控制压力的一个或多个阀门。
本文将主要关注减压控制器。这些控制器将相对较高的输入压力降低到较低的输出压力,以保护下游的敏感组件,或控制压力敏感的过程或测量。流体动力学是一门复杂的学科,它告诉我们流经限制的流体会失去能量;减压控制器利用这一特性来调节压力。任何系统中的压力都定义为该封闭系统内每单位面积的力。压力受存在的流体量(分子数)、包含它的体积和流体温度的影响。大多数压力控制器的作用是控制允许进入(或退出)系统的分子数量,从而控制系统压力。下面简要讨论的另一种类型是通过增加施加到封闭系统上的力来控制压力的控制器。
机械“工业控制器”和电子“精密压力控制器”在控制器类型的分类和理解上可以有所区别。后者通常用于精密压力校准器。在任何一种情况下,都实现了相同的压力调节目标,区别是 实现的精度和稳定性程度。出于本次讨论的目的,我们将区分如下:
工业压力调节
工业减压控制器包含一个由弹簧加载隔膜、波纹管或活塞控制的阀门。下游压力以某种方式推动隔膜或活塞,从而允许或限制从阀门上游到下游侧通过阀门的流量。可以调节弹簧张力,使下游压力保持预先确定的设定压力。下游压力的变化将自动调节阀门以允许或限制流体流量以达到设定值。这些工业压力控制器有多种配置,坚固耐用且可自我调节,无需电源输入或外部传感元件即可使用系统压力。它们可以单独设置,压力控制的精度足以满足大多数应用的需求。这种设计的变化可以利用两个阀门来帮助确保在所有条件下进行适当的调节。
精密压力调节
另一种压力调节方法,常用于精密压力控制器在校准实验室中,使用入口电磁阀(机电)阀,允许源压力进入系统,出口电磁阀排放至大气压力或真空。系统的下游部分通过增加或减少气体分子来控制。来自下游压力传感器的反馈使用控制算法进行测量和处理,该算法打开和关闭电磁阀以在阀门下游产生所需的压力设定点。为了实现精 确的压力控制,可以串联使用多个入口/出口阀,这些阀具有细到粗的孔口,这些孔口可以根据设定点和下游压力之间的差异和/或压力的速率打开或关闭正在接近设定点。这些电磁阀的使用寿命受施加在阀门上的压差的影响。正是出于这个原因,Mensor 使用专有系统来保持这些阀门之间的标称差异,以延长其使用寿命。两个 Mensor压力控制器CPC4000和CPC6050结合了这项技术,以便以减少的电磁阀故障。电磁阀用于各种应用,在 精密控制 系统中很常见 。它们也 比针阀相对 便宜。
针阀控制器
另一种调节方法使用两个精密加工的针阀,由耐用的陶瓷材料制成,使用一个小端口和一个螺纹针柱塞。一个阀门提供压力,另一个阀门从受控下游系统排出压力。这些阀门旨在实现快速控制和准确控制。阀门调制使用一种算法进行控制,该算法不断监测下游压力、设定点和压力接近设定点的速率之间的差异。该算法控制针阀以达到设定值的精 确斜率和恒定稳定性。这种类型的控制器实现了压力输出的高度稳定性,压力输出可能会受到系统温度变化或下游任何波动的影响。MensorCPC8000 使用这种方法使产品能够在高达 6000 psi 的压力下提供准确、稳定的控制。
活塞式控制器
通常用于液压系统,活塞驱动控制器的工作方式与自重测试仪类似,通过在气缸内活塞的横截面上施加力。 压力等于力除以活塞的面积,即压力的定义,P=F/A。施加的力越大,压力就越大。Mensor CPC8000-H使用这种方法准确控制高达 23,000 psi 的压力。这种类型的控制器的好处是它能够达到非常高的压力,这是通过减少活塞的横截面积来实现的。
控制器有很多种。术语控制器用于从粗到细的压力控制范围。在校准实验室中,实现准确压力调节的组件有时称为压力控制器或校准器。这些精密压力控制器依靠高精度压力传感器和控制算法将压力调整到所需的设定点,并保持对其他压力传感组件校准的稳定控制
- 2023-09-20
北京恒升伟业 HSIN685智能数字压力校验仪 - 2025-06-20
液位计检定装置:采气厂安全生产的护航者 - 2025-06-20
干体炉在双金属温度计与热电阻检定中的核心价值 - 2025-06-20
水泥厂高效生产背后的压力校验仪硬核支撑 - 2025-06-20
输油气站场的“压力守门人”:现场检定校准如何用守护能源动脉? - 2025-06-20
热电偶检定系统维修技术指南:常见故障排查、校准与安全操作规范 - 2025-06-19
气体减压器校验难题如何破局?恒升伟业气瓶减压器校验器提供一站式解决方案 - 2025-05-13
压力校验台和校验仪:构建压力仪表全场景检定技术体系 - 2025-05-13
航空领域热电偶检定系统改造方案 - 2025-05-13
强化燃气温度计量管理:校验仪与检定系统技术方案