[其他]電力-氣壓轉(zhuǎn)換器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86106721
• 申請(qǐng)日: 1986-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN86106721A
• 公開（公告）日: 1987-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黑田正人;藤原正利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山武一霍尼韋爾公司
• 主分類號(hào): F15B5/00
• 分類號(hào): F15B5/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理有限公司
• 代理人: 董紅雄

本發(fā)明涉及了用于過(guò)程控制等的電力-氣動(dòng)轉(zhuǎn)換器。

常規(guī)的電力-氣壓轉(zhuǎn)換器可將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為噴嘴回壓，以得到一個(gè)氣壓信號(hào)。例如在日本專利（公開號(hào)為59-25962）所公開的發(fā)明中，用到了一種壓電元件于噴嘴瓣閥，緊對(duì)著噴嘴部分的這種噴嘴瓣閥根據(jù)輸入信號(hào)予以轉(zhuǎn)換，從而控制噴嘴部分和噴嘴瓣閥之間的開口間隙并改變?cè)搰娮斓幕貕骸Ｔ谌毡緦?shí)用新型所公開的實(shí)用新型中（早期公開號(hào)58-130105），該噴嘴瓣閥以接近其諧振頻率的頻率予以振動(dòng)，而一個(gè)周期的全開時(shí)間和全閉時(shí)間的比值將根據(jù)輸入信號(hào)予以控制，但不控制噴嘴瓣閥和噴嘴部分之間的開口壓力，從而改變噴嘴的回壓。

在上述的兩種方法中，由于將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為噴嘴回壓，因此很難得到對(duì)于輸入信號(hào)的足夠增益。當(dāng)這種電力-氣壓轉(zhuǎn)換器在使用4至20毫安信號(hào)的控制系統(tǒng)中工作時(shí)，各相應(yīng)部分的電源電壓必須從4至20毫安的這種外部輸入信號(hào)中得到。但是在此種情況下，如果因某種原因降低了輸入電壓及不能得到予定的電壓，則轉(zhuǎn)換閥的控制將失效，從而產(chǎn)生不正常的輸出。

本發(fā)明的電力-氣壓轉(zhuǎn)換器包括：具有至少一個(gè)板式壓電元件的轉(zhuǎn)換閥，前者以懸臂方式支撐于一個(gè)密封腔內(nèi)且其末端部分將據(jù)所加電壓而擺動(dòng)，至少兩個(gè)可根據(jù)該壓電元件的位移而開啟和閉合的壓力噴嘴，和一個(gè)經(jīng)過(guò)從該密封腔伸向外部的孔的輸出;一個(gè)導(dǎo)向延遲器用于將來(lái)自孔的輸出的氣壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成一標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號(hào);一個(gè)壓力傳感器用于將導(dǎo)向延遲器的輸出壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào);脈寬調(diào)制裝置用于將對(duì)應(yīng)來(lái)自壓力傳感器的電信號(hào)和外部輸入信號(hào)間的差值，而將脈寬調(diào)制信號(hào)加至轉(zhuǎn)換閥的板式壓電元件上;一個(gè)電源電路用于從外部輸入電壓獲得一予定電壓，從而將電源電壓加至各相應(yīng)部分;還包括可監(jiān)測(cè)外部輸入電壓并當(dāng)外部電壓降至比正常操作范圍還低的某一預(yù)定值時(shí)抑制轉(zhuǎn)換閥輸出的裝置。

在正常操作期間，當(dāng)一個(gè)壓力噴嘴（加有氣壓Ps）和另一個(gè)壓力噴嘴（與環(huán)境大氣相通）的開-閉受控于板式壓電元件時(shí)，密封腔內(nèi)的氣壓要變化，且輸出氣壓Po變化很大。

如果減小輸入信號(hào)，則輸出氣壓要降至零。

圖1的框圖示出了本發(fā)明的一種實(shí)施例;

圖2至圖4是各部分的詳細(xì)視圖;

圖5的時(shí)序用以解釋操作過(guò)程;

圖6和7是解釋本發(fā)明效果的視圖;

圖8至圖10的電路圖展示了轉(zhuǎn)換閥輸出抑制電路13的另一種配置。

其中1為輸入電路;4為差動(dòng)放大器;6為比較器;7為參考波形發(fā)生器;8為脈寬調(diào)制器;9為轉(zhuǎn)換閥;10為導(dǎo)向延遲器;11為輸出部分;12為壓力傳感器;13為轉(zhuǎn)換閥輸出抑制電路;44，45為雙晶片壓電元件;47，50為壓力噴嘴。

圖1的框圖示出了本發(fā)明的一種實(shí)施例。參見(jiàn)圖1，輸入電路1其詳細(xì)配置示于圖2中）接收來(lái)自輸入端2和3的4至20毫安的電流信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，還作為一電源電路用于另一電路。

當(dāng)輸入來(lái)自2和3端在4和20毫安之間變化的電流信號(hào)時(shí)，由輸入電路1可將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)Va。對(duì)應(yīng)通過(guò)將當(dāng)時(shí)輸出氣壓轉(zhuǎn)換成電信號(hào)而得到的值，由差動(dòng)放大器4將放大裝置5的輸出信號(hào)Vb與信號(hào)Va進(jìn)行比較。更具體講，差動(dòng)放大器4輸出這兩個(gè)信號(hào)的差值（Vb-Va）。圖5（a）中的波形a表示對(duì)應(yīng)差動(dòng)放大器4輸出的差值信號(hào)（Vb-Va）。

該差值信號(hào)（Vb-Va）輸入到構(gòu)成了脈寬調(diào)制器8的比較器6中，并與來(lái)自參考波形發(fā)生器7的三角波參考信號(hào)輸出進(jìn)行比較。

參考波形發(fā)生器7可以產(chǎn)生穩(wěn)定的三角波信號(hào)，圖3示出了其詳細(xì)電路配置。參見(jiàn)圖3，標(biāo)號(hào)31代表運(yùn)算放大器，它由集成電路和電容32組成。標(biāo)號(hào)33代表運(yùn)算放大器，它由比較器，構(gòu)成分壓器的電阻R1、R12、R13和R14，以及電阻R15組成。開關(guān)34受控于來(lái)自運(yùn)算放大器33的輸出，這樣可相對(duì)于運(yùn)算放大器31的轉(zhuǎn)換輸入而通/斷參考電壓源35端及公共端36。以此種配置，具有非常穩(wěn)定周期和幅度的三角波信號(hào)便可獲得。圖5（b）中的波形b表示參考信號(hào)。

當(dāng)參考信號(hào)高于差值信號(hào)Vb-Va時(shí)，比較器6的輸出即變?yōu)椤癏（通）”;否則變?yōu)椤癓（斷）”。具體而言，圖5（b）中的脈寬調(diào)制信號(hào)作為比較器6的輸出予以獲得。