比例阀及泵的工作原理

[color=#ff0000]摘要：电气转换器和电气比例阀是目前常见了两类电控式气体压力调节器，尽管它们的基本功能相同，都属于电子式减压阀，但所用技术、功能和指标并不一样。本文详细介绍了这两类电子压力调节器，并做出对比，为选型和具体应用提供参考。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=18px][color=#ff0000][b]一、概述[/b][/color][/size]从第一性原理来看，电气转换器和电气比例阀这两类器件都属于电子控制式的气体减压阀，都是通过电信号对输入的气体压力进行自动减压调节。从历史上来看，电气转换器是上世纪五十年代发展的比较典型的电子压力调节器，且市场占有率较大。但随着近一二十年来的技术进步，新兴出现了电气比例阀，且正在快速蚕食电气转换器的市场份额。面对目前这两类电子压力调节器共存的局面，在具体应用中会面临选型的问题，因此有必要对这两类气体压力调节器有比较深刻的了解，但国内在这方面的相关资料非常稀少。本文将详细介绍这两类电子压力调节器，并做出对比，为选型和具体应用提供参考。[color=#ff0000][b][size=18px]二、基本概念[/size][size=16px]2.1 电气转换器[/size][/b][/color]电气转换器（Electro-Pneumatic Transducer）在国内外有多种称谓，最常用的术语是：（1）电流/压力转换器（I/P Transducer 或 I/P Converter）。（2）电压/压力转换器（E/P Transducer或 E/P Converter）。（3）电子压力调节器（Electronic Pressure Regulator）上述这些术语很容易理解，其中“I”代表电流，“E”代表电压，“P”代表气动压力。作为典型的电子式气体减压装置，顾名思义，这些装置通过电流（通常为4~20mA）或电压(通常为0~5VDC或0~10VDC）将较大压力的进气进行减压调节。因此，I/P 是一种将电流转换为已知输出压力的电子设备，而 E/P 是将电压转换为已知输出压力的电子设备。电气转换器的一个重要特点是成正比，即随着电流或电压的增加，减压后的输出压力也相应增加。典型的电气转换器及其内部结构如图1所示。电气转换器的基本原理是通过磁线圈（类似于扬声器线圈）在导向膜片上产生力的不平衡来进行运行。除了线圈，没有控制压力输出的电子部件。从图1可以看出，电气转换器是一个简单的力机械天平，具有可调的零点和量程弹簧偏压。操作使用人员经过精心培训，可以调整零点和量程螺钉，以获得所需的精度和重复性。[align=center][img=电气转换器及其内部结构示意图,600,315]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210311127044971_7024_3221506_3.jpg!w690x363.jpg[/img][/align][align=center]图1 电气转换器及其内部结构示意图[/align]在电气转换器中通常还包含第二个流量增压级，该增压级使用力平衡隔膜和阀座在出口处产生比第一级阀更高的流量。电气转换器作为一种传统的电子压力调节装置，如果正确维护和经常校准，这些压力调节器工作得相当好。事实上，自上世纪五十年代后，电气转换器是气动控制的基础，在世界各地的工厂中配合了无数的控制阀和气缸进行工作。[size=16px][color=#ff0000][b]2.2 电气比例阀（伺服或电磁阀机构）[/b][/color][/size]电气比例阀是国内比较常用的术语，同样，电气比例阀也有以下多种称谓：（1）电子比例调节器/阀（Electronic Proportional Regulator）（2）电气调节器/电空比例阀（Electro-Pneumatic Regulator）（3）比例压力调节器/阀（Proportional Pressure Regulator）（4）比例压力控制阀（Propportional Pressure Control Valve）（5）电子压力控制器（Electronic Pressure Controller）在过去十多年中，发展最快的电子压力调节器类型是伺服阀形式设计的电气比例阀，它使用了两个高速伺服或电磁阀来根据需要增加或降低气体压力以实现减压压力。与以前的电气转换器技术相比，这些电子压力调节器提供了更高的压力和更大的灵活性和鲁棒性。典型的电气比例阀及其工作原理如图2所示。[align=center][img=电气比例阀及其工作原理示意图,600,395]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210311127280548_153_3221506_3.jpg!w690x455.jpg[/img][/align][align=center]图2 电气比例阀及其工作原理[/align]电气比例阀的基本工作原理是一种典型的气体动态平衡法，即通过使用一个进气阀和一个排气阀使内部压力保持动态平衡，使得出口压力保持在所需的设定值。一个压力传感器监控输出压力，一个数字或模拟控制器调节伺服阀（电磁阀）的快速开启关闭以控制设定点压力。从结构上来说，电气比例阀是一个完整的闭环控制阀，包括两个高速电磁阀、一个底座、一个积分压力传感器和一个电子PID控制电路。二个高速电磁阀分别控制进气、出气。进气阀门的操控与电子电路供给的压力信号成比例。内置压力传感器测量输出压力并提供反馈信号到PID控制电路。反馈信号与压力控制设定值相比较，当二者之间不同时，使其中一个阀门打开。如果要达到系统所需的压力，就会使进气阀动作，按比例消除比较信号中的差异。典型电气比例阀通常需要直流电源和代表压力设定点的模拟信号进行工作。控制器通常接受电流（4~20mA）或电压（通常0~10或0~5VDC）输入信号。除了常见的模拟信号标准外，带数字电路的型号还可以接受串口通信（如RS-485或DeviceNet)。大多数电气比例阀还提供代表压力传感器的模拟信号输出。有些型号的电气比例阀还会包含一个小放气阀（向大气排放少量气体），以便在非常低或无流量情况下使用。[b][size=18px][color=#ff0000]三、特性比较[/color][/size][/b]从上述的基本概念内容可以看出，电气转换器和电气比例阀的基本功能相同，都是用来进行压力的减压控制，都属于电子式减压阀，但所用技术、功能和指标并不一样。表1对这两类压力调节阀进行更详细的对比。[align=center]表1 电气转换器与电气比例阀对比表[/align][align=center][img=电气比例阀和电气转换器比较表,690,519]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210311127513875_1243_3221506_3.jpg!w690x519.jpg[/img][/align][align=center][/align][b][size=16px][color=#ff0000]四、结论[/color][/size][/b]从上述对比可以看出，电气比例阀采用了更新的技术，与传统的电气转换器相比具有更优异的性能，电气比例阀正在快速对电气转换器形成升级替换，特别是随着电气比例阀的价格逐渐降低，已逐渐成为电气压力控制领域内主要产品。另外，由于电器比例阀内置了压力传感器和PID控制器，为很多压力控制应用场合提供了极其丰富的拓展应用，即采用电气比例阀可很方便的与其他物理量（如温度、位移、出力等）的探测和控制组成更复杂的串级控制回路，实现更多工业应用领域中的精密控制功能。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

[align=center]G1311C比例阀的维护[/align]单位一台1260搭配的G1311C四元泵，前段时间发现压力曲线有波动，导致保留时间有飘。最开始以为是单向阀有问题，从隔壁仪器拆一个阀替换后，有轻微改善但压力曲线还是有波动。随即怀疑比例阀有问题。用异丙醇冲洗时，发现在冲洗D通道时，A通道管路中的气泡居然以很快的速度在动，而A是之前已经冲洗过的。同时A又是用的甲醇，不会出现盐析出的问题。莫非是混入了机械杂质没冲洗干净？随即又用异丙醇冲洗了10min，情况并未改善，那就得动手拆了。先咨询了800工程师，工程师不建议自己拆洗，只能整个换。另外我们有一台报废了的1100，搭配的G1311A的泵，这台泵比例阀也有问题，漏。咨询800工程师得知两个比例阀是通用的，就想直接替换一个通道试试。1. 拆下1100的比例阀后，先排查下哪个通道是好的，方法很奇特。把比例阀出口接到柱温箱出口上，设置泵流速为0.5，压力上限为5bar，以水为流动相，开泵。很快就发现A通道就有液体流出，那说明A通道肯定是有问题的。如图1[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211301033291210_8607_2963297_3.jpg[/img]图12. 既然是A漏了，那就拆开A，先看看原理吧。然而拆开后，我傻眼了，这玩意儿不好换啊。能拆开的只有电磁阀，阀座，宝石球和弹簧。宝石球底座拆不下来。多研究一下还把卡扣给掰断了，至此换通道的方式不可行。3. 再仔细研究了下阀的结构，认为宝石球和宝石球座之间有异物，或者电磁阀上的弹簧施加在宝石球上的压力不够导致的漏夜。那就拆开阀看看吧。打开1260的A通道后，果然发现在薄膜上有个很小的黑色异物，如图2。这个异物有可能是我拆下阀后，手动冲洗时冲出来的。[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211301033293596_3676_2963297_3.jpg[/img]图24. 清理异物后，手动测试一下，用镊子轻轻的压住宝石球，然后从比例阀出口用注射器往阀 压水，发现球座没水渗出，说明球座和宝石球是好的。如图3。[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211301033294731_3203_2963297_3.jpg[/img]图35. 顺便简要介绍下原理。宝石球下方有个弹簧，上方有个薄膜，薄膜上连接电磁阀的弹簧。正常情况下电磁阀的弹簧给宝石球一个向下的力，使得宝石球紧贴球座，此时阀关闭。当需要阀打开时，电磁阀通电，吸住电磁阀阀芯，宝石球在其下方的弹簧作用下，往上移动，离开阀座，通道打开，液体就可以流动了。6. 装回仪器，先排空，发现排空其他通道时，A管路中的气泡不再移动，说明阀没有大漏了。再继续跑几个样，虽然压力曲线还是有点波动，但保留时间不再飘了，问题基本解决，如图4。申购的单向阀也上路了，希望它一路走好，快点到。另外，维护比例阀后，应该做个梯度测试的，只是我还没时间去研究它，就这样吧。[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211301033295827_8984_2963297_3.jpg[/img]图4

前言：Agilent1100比例阀C通道无法关紧，动了红色烤漆禁区，调节了火漆部分内外六角螺丝两个的距离，最终修好了。1. 四元比例阀工作原理四元比例阀从结构上看相当于四个入口主动电磁阀拼合在一起，每个通路上的电磁阀体部分与入口主动电磁阀的阀体完全一样。[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108011320490639_5559_3433829_3.png[/img]仔细观察每个通道的电磁阀，中间有一个带红色火漆的内六角螺钉，红色火漆是出厂前校正好的，不能动，阀体后边四角有四个内六角的螺钉，拆掉四角的四个螺钉，小心地取下电磁阀体，阀体内是一个较大的空腔，空腔里是弹簧，弹簧上压着圆柱状的磁芯，把这些部分放到一边，主体部分拆开的部位上是一个细小透明的膜片，这个膜片起密封作用，膜片下边是宝石球座，宝石球座有一个凹槽，倒扣在宝石球上，宝石球落在阀座上，阀座中心有略比宝石球直径小的垂直小孔，孔里是一根非常细小的弹簧，宝石球落下去正好堵住阀座，关闭这个通道，但是拆开时宝石球被下边的弹簧顶着，离开阀座。其他的三个通道也一样拆开，剩下一个立方体，仔细观察不难发现，这个立方体实际上相当于一个五通阀，连成一体的四个阀座中间的竖直小孔直通四元比例阀的出口，每个阀座上的竖直小孔上方又有一个水平的直通四个入口的孔。工作时，比例阀四个通道由程序控制依次通电，第一个电磁阀通电时，其余三个电磁阀断电，电磁阀线圈产生磁场，将磁芯吸回阀的空腔，宝石球在小孔中的弹簧的作用下离开阀座，此通道处于打开的状态，此时从真空脱气机过来的流动相进入比例阀的第一个入口，流经阀座上水平的小孔，进入阀座中间竖直的小孔。第二个通道通电时，其余三个通道断电，断电通道的磁芯失去电磁场的磁力吸引，被弹簧压向下边的透明密封膜片，推动宝石球座将宝石球压向阀座，宝石球落到阀上以后，正好将阀座上的小孔堵死，此通道处于关闭的状态。工作时四个电磁阀根据控制程序依次通电，完成一个周期，在一个周期内，四个通道里的单向阀依次被打开，各通道里的流动相在泵的作用下依次通过四元比例阀，分段进入泵前的管路，而四元比例阀通过一个周期内每个电磁阀通电时间的长短来控制每个通道开关时间的长短，进而控制每个通道里液体流量的比例。2.比例阀关不紧问题解决解题思路：影响比例阀关不紧的主要从比例阀内部是否脏了、内部小弹簧是否变形、外弹簧力度是否不够、六角内外螺丝的距离是否合适几个方面去排查①首先拆开比例阀内部，先清洗比例阀，清洗手法见下图[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108011320495423_8386_3433829_3.png[/img]②用放大镜观察内置小弹簧是否磨损结果：内部小弹簧没有磨损[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108011320504966_903_3433829_3.png[/img]③将外置弹簧人为拉长1-2mm，增大比例阀推力结果：拉长后还是漏液[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108011320507249_7872_3433829_3.png[/img]④调节比例阀松紧调节方法：仔细观察[font=arial]带红色火漆的内六角螺钉，红色火漆是出厂前校正好的，一般是不能动。这个外部螺丝和内螺丝的距离直接关系到比例阀关闭和松开的程度，内螺丝越往内比例阀将关得越紧。[/font][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108011320509515_6030_3433829_3.png[/img] 调节的时候可以用两个扳手配合调节，一般往内旋紧半圈即可，太紧就直接关死了液体直接抽不上了。太松就会关不紧。（具体的配合方式可见下图）结果：内螺丝向内相对于之前拧紧了半圈，此阀不漏了，比例阀恢复正常、PS：调节后一定要记得做流速流量测试确保比例阀精度准确。[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108011320510366_9338_3433829_3.png[/img][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108011320512191_3600_3433829_3.png[/img]后记：此方法后续和资深工程师沟通过，2019年及其以后的比例阀是不能通过此方法修复的，对于老1100有效。更多精彩内容可关注公众号“研发分析之路”

[color=#ff0000]摘要：针对气动调节阀中的阀门调节装置，本文介绍了调节装置的技术发展过程，描述了调节装置从机械阀门定位器发展到电气阀门定位器和电气比例阀压力控制器的技术更新过程和内容。特别是针对目前广泛使用的电气阀门定位器与基于最新技术的电气比例阀压力控制器进行了详细对比，说明了电气比例阀势必会替代目前所使用的各种阀门定位器。本文还详细介绍了基于串级控制方法的电气比例阀压力控制器的典型应用。[/color][align=center][img=阀门定位器的技术发展及其更新换代——电气比例阀,590,395]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212150224314813_1592_3221506_3.jpg!w690x462.jpg[/img][/align][align=center][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][b][size=24px][color=#ff0000]1. 阀门定位器的技术发展过程[/color][/size][/b] 为了对气动调节阀进行自动调节以准确控制流体介质的流量和压力，作为气动调节阀的主要配套附件，阀门定位器接受外部调节器的控制信号，通过在气动调节阀顶部输入较大压力使得调节阀阀杆上下移动，从而实现对气动调节阀阀门开度的准确调节。阀门定位器的技术发展经历了以下几个阶段：[b][size=18px][color=#ff0000]1.1 机械阀门定位器[/color][/size][/b] 图1所示为气动调节阀与经典的机械式阀门定位器配套运行的原理图。[align=center][color=#ff0000][img=01.机械阀门定位器,500,434]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212150229559032_2716_3221506_3.jpg!w690x600.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#ff0000][b]图1 气动调节阀与机械阀门定位器的工作原理图[/b][/color][/align] 当阀门定位器有信号输入时，力矩马达产生电磁场，杠杆2受电磁场力影响带动挡板靠近喷嘴。喷嘴的背压增加，经过气动放大器放大后，将气源的一部分送入气动薄膜调节阀的顶部气室，随着顶部气室压力的增大，隔膜向下变形使得阀杆带着阀芯向下移动逐渐将阀门开度变小。此时，与阀杆相连的反馈杆（图中摆杆）绕着支点向下移动，使轴的前端向下移动，与其连接的偏心凸轮做逆时针旋转，滚轮顺时针旋转向左移动，从而拉伸反馈弹簧。 由于反馈弹簧拉伸杠杆2下段向左移动，此时就会与力矩马达输出的力矩达到平衡，于是阀门就固定在某个位置不再动作。在阀门定位器运行过程中，它将阀杆上下位移信号作为反馈测量信号，以外部控制器的输入信号作为设定信号，并进行比较，当两者有偏差时，改变其到执行机构的输出信号，使执行机构动作，建立阀杆位移量与外部控制器输出信号之间的一一对应关系。由此可见，阀门定位器是以阀杆位移为测量信号，以外部控制器输入为设定信号，以气体压力输出为执行器的闭环反馈控制系统，即外部控制器的输出信号对应于气动调节阀的开度大小。[b][size=18px][color=#ff0000]1.2 电气阀门定位器[/color][/size][/b] 从上述机械阀门定位器的工作原理可以看出，阀门定位器主要起到两个作用，一是提供与控制电信号成线性关系的气体压力给气动调节阀，从而改变调节阀的开度大小；二是测量和反馈阀杆位置，以准确知道气动调节阀的开度大小。随着技术的进步，出现了如图2所示的电气转换器来代替机械阀门定位器中的喷嘴、挡板调压系统，以实现对输出气体压力的调节控制，从而实现阀门位置的精确定位，其工作原理如图3所示。[align=center][b][color=#ff0000][img=02.电气转换器,300,315]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212150230296831_4135_3221506_3.jpg!w690x726.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#ff0000]图2 电气转换器（I/P或E/P转换器）[/color][/b][/align][align=center][b][color=#ff0000][img=03.电气阀门定位器工作原理图,600,313]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212150230490440_5933_3221506_3.jpg!w690x361.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#ff0000]图3 气动阀门定位器的工作原理图[/color][/b][/align] 电气转换器的输入电流/电压信号与输出压力信号成比例关系，如输入信号从4-20mA变化时，电气转换器的输出气体压力会在20-100kPa范围内变化，从而将电流信号转换成了压力信号。电气转换器相当于是一个1：1的放大器，只不过其接收的是电信号。由于电气转换器与气动调节阀没有机械连接，因此比机械阀门定位器具有安装、调试、维修方便等优点。 电气转换器可以直接安装在气动调节阀上来使用，不需要安装反馈阀杆，但因没有反馈环节，无法成为一个闭环控制系统。因此，通常是将电气转换器与阀杆定位功能配套使用，构成电气阀门定位器。 由于组合了电气转换器和阀门定位功能，使得电气阀门定位器的功能和作用有了进一步的扩展，如可用来提高阀门位置的线性度。另外，由于克服了阀杆摩擦力和消除了调节阀不平衡力的影响，电气阀门定位器很适合应用在高压介质、高压差场合、快速调节场合以及想改善调节阀流量特性的场合，也还适用于大口径调节阀和高低温介质调节阀。目前，电气阀门定位器已经在逐步替代机械阀门定位器，是目前市场上的主流阀门定位器。[b][size=18px][color=#ff0000]1.3 电气比例阀压力控制器[/color][/size][/b] 从上述电气阀门定位器工作原理可以看出，电气转换器使用过程中并不知道加载到气动调节阀膜片上的压力值是多少，还需增加阀杆位置反馈装置才能实现阀门开度的准确测量和控制。这也就是说，如果准确已知加载在气动调节阀膜片上的气体压力值，根据此压力与膜片变形量和阀杆的线性关系，就可以准确知道压力与气动调节阀开度的线性关系。由此，此问题就可以归结为气动调节阀顶部气室内的气体压力测量和控制问题。 电气比例阀作为一种高速和准确的压力控制器，是近十年来发展起来的新技术，它使用了两个高速伺服或电磁（或压电）阀来根据需要增加或降低气体压力以实现减压压力控制。与电气转换器技术相比，电气比例阀压力控制器提供了更高的压力和更大的灵活性和鲁棒性。典型的电气比例阀压力控制器及其工作原理如图4所示。[align=center][color=#ff0000][b][img=04.电气比例阀及其工作原理示意图,550,355]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212150231124953_2987_3221506_3.jpg!w690x446.jpg[/img][/b][/color][/align][b][/b][align=center][b][color=#ff0000]图4 电气比例阀压力控制器及其工作原理图[/color][/b][/align] 如图4所示，电气比例阀的基本工作原理是一种典型的气体动态平衡法，即通过使用一个高速进气阀和一个高速排气阀使内部压力保持动态平衡，使得位于两阀中间位置处的压力保持在所需的设定值上。一个压力传感器监控输出压力，一个数字或模拟控制器同时调节伺服阀（电磁阀）的快速开启关闭以控制设定点压力。 从结构上来说，电气比例阀是一个完整的闭环控制阀，包括两个高速电磁阀、一个底座、一个积分压力传感器和一个电子PID控制电路。 在电气比例阀压力控制器中，二个高速电磁阀分别控制进气、出气。进气阀门的操控与电子电路供给的压力信号成比例。内置压力传感器测量输出压力并提供反馈信号到PID控制电路。反馈信号与压力控制设定值相比较，当二者之间不同时，使其中一个阀门打开。如果要达到系统所需的压力，就会使进气阀动作，按比例消除比较信号中的差异。 典型电气比例阀通常需要直流电源和代表压力设定点的模拟信号进行工作。控制器通常接受电流（4~20mA）或电压（通常0~10或0~5VDC）输入信号。除了常见的模拟信号标准外，带数字电路的型号还可以接受串口通信（如RS-485或DeviceNet)。电气比例阀还提供代表压力传感器的模拟信号输出。有些型号的电气比例阀还会包含一个小放气阀（向大气排放少量气体），以便在非常低或无流量情况下使用。[b][size=24px][color=#ff0000]2. 电气比例阀与电气转换器的对比[/color][/size][/b] 从上述的介绍可以看出，电气转换器和电气比例阀的基本功能相同，都可用来进行减压控制，都属于电子式减压阀，但所用技术、功能和指标并不相同。表1对这两类压力调节阀进行更详细的对比。[align=center][b][color=#ff0000]表1 电气比例阀和电气转换器性能比较表[/color][/b][/align][align=center][img=T1.电气比例阀和电气转换器比较表,600,451]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212150231388150_4925_3221506_3.jpg!w690x519.jpg[/img][/align][align=center][/align] 由此可见，电气比例阀压力控制器可以提供快速高精度的压力控制，并能够提供所控压力的反馈信号，而且电气比例阀压力控制器可以直接连接到气动调节阀上使用，应用和维护更加的简便，可完全替代电气阀门定位器，这也是目前各种流量压力应用领域的发展趋势。[b][size=24px][color=#ff0000]3. 电气比例阀压力控制器的典型应用[/color][/size][/b] 结合各种减压型气动调节阀，结合各种减压型气动调节阀电气比例阀压力控制器可应用于各种流体介质的压力和流量控制，最典型的应用场景是外置压力传感器对减压介质的压力进行准确控制，如图5所示。[align=center][b][color=#ff0000][img=05.电气比例阀压力控制器典型应用,600,397]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212150232117234_9508_3221506_3.jpg!w690x457.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#ff0000]图5 电气比例阀结合外置传感器和控制器的压力控制[/color][/b][/align] 对于一般采用电气阀门定位器和电气比例阀压力控制器的气动调节阀控制回路，它们都可以直接安装在气动调节阀上进行控制，但只能与气动调节阀顶部气室形成控制回路，仅相当于一个电子信号控制阀门开度的控制器，无法对被控流体介质压力进行反馈控制，而这恰恰是所有装置希望实现的最终目的。 为了实现工程应用中工艺压力的准确控制，如图5所示，最准确和可靠的方法是增加压力传感器对被控介质压力进行实时测量，传感器压力型号反馈到外置PID控制器，由PID控制器根据设定值或设定程序对电气比例阀进行控制。由此，外置的压力传感器和PID控制器，与电气比例阀和气动减压阀构成一个完整的闭环控制回路，可真正实现介质压力的准确和快速控制。 图5所示的电气比例阀压力控制典型应用，其最大特点是采用了串级控制方法，可充分发挥串级控制的优势，在实现无超调快速控制的同时，还可以达到很高的控制精度。[b][size=24px][color=#ff0000]4. 总结[/color][/size][/b] 从上述技术综述和分析对比可以看出，电气比例阀采用了更新的技术，与现有传统的电气转换器相比具有更优异的性能，电气比例阀正在快速对电气转换器形成升级替换，特别是随着电气比例阀的价格逐渐降低，已逐渐成为电气压力控制领域内主要产品。 另外，由于电气比例阀内置了压力传感器和PID控制器，同时结合串级、比值和分程等复杂控制模式，为电气比例阀提供了极其丰富的拓展应用，可广泛应用于许多压力控制场合，即采用电气比例阀可很方便的与其他物理量（如温度、位移、出力等）的探测和控制组成更复杂的控制回路，实现众多工业应用领域中的精密控制功能。[align=center][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~[/align]

【求职，维修或销售，请私信联系】 对于一个梯度洗脱液相而言，所有性能中最重要的其实是系统能否产生精确的线性梯度。因此对系统进行足够详细的梯度验证测试是十分必要的。这是个简单的测试，你需要一瓶HPLC级的纯水放在A瓶中和含0.1%丙酮的纯水放在B瓶中。然后取下色谱柱，用一节细管子代替连接到色谱系统中，流速设置为2mL/min以产生足够的背压使单向阀能可靠地工作，最后将检测器的检测波长设置为265nm。 如果是双元泵的高压混合系统，只需做两个测试。第一，以10%增量（0%B，10%B，…，100%B）测试，每个比例保持3min，中间额外插入45%B和55%B两个比例。实际值应在理论值的1%范围内（标准可自由定义）。 第二，设置一个15min的梯度变化（0%B-100%B）。结果应是一条直线。 如果是低压混合系统，需要加上一个测试以验证各通道的性能。做法是将A、B连接至A瓶，C、D连接至B瓶。然后以50:50AB - 90:10AC - 50:50AB - 90:10AD - 50:50AB - 90:10BC -50:50AB - 90:10BD - 50:50AB走梯度，每个梯度保持2min。一个良好的四元比例阀最后应得到四个高度相近的矩形峰，每个高度相对于平均值偏差应在1%以内（这个标准是自由定义的）。 从第二个测试，即梯度线性测试，我们可以很简单地计算系统的死体积。即是找到结果中50:50AB混合比例的时间，减去整个梯度线性变化总时间的一半（7.5min），再以结果乘上流速即可知道系统的死体积。 了解了比例阀的测试方法，接下来应该对比例阀本身有一个简单的认识。 比例阀在Waters2695中称为“梯度比例阀”（Gradient Proportioning Valve，GPV），水平放置于溶剂托盘中，如下图：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/04/201304280124_437348_2352217_3.png 在Agilent 1100中称为“多元梯度阀”（Multi-Channel Gradient Valve，MCGV），垂直放置于G1311四元泵中，位置如下：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/04/201304280123_437346_2352217_3.png由于垂直放置，在使用缓冲盐时，建议将水相（含缓冲盐）置于下面的两个通道中（通常为A和D通道）。其造型和内部结构如下：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/04/201304280123_437347_2352217_3.png AGILENT的比例阀使用红宝石配合两个弹簧用于通道的密封。在不通电时，电磁阀内的弹簧较为强劲，将红包石压在阀座上，通道关闭；当通电时，磁体被磁场往下吸，阀座下面的小弹簧则把红宝石和顶开，通道打开。 Waters的比例阀的关闭和打开则使用一体式的设计，其电磁阀阀芯、隔开电磁阀和GPV阀体的薄膜以及密封通道的堵头被固定在一起。在不通电时，电磁阀内的弹簧将堵头压在通道的小孔上，通道关闭；当通电时，堵头和阀芯一起向后运动，通道打开。 Waters和AGILENT的四元比例阀都属于常闭式设计，在不通电时通道关闭。 通过以上设计即可理解为什么AGILENT的比例阀故障率较[font=Times

[font='华文行楷'][size=20px][color=#e36c0a][b][i]Part1:[/i][/b][/color][/size][/font][font='华文行楷'][size=20px][color=#e36c0a][b][i]比例阀结构[/i][/b][/color][/size][/font][font='arial'][size=16px]四元比例阀从结构上看相当于四个入口主动电磁阀拼合在一起，每个通路上的电磁阀体部分与入口主动电磁阀的阀体完全一样。[/size][/font][font='arial'][size=16px]如下图所示：[/size][/font][align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006302228110004_8158_3433829_3.png[/img][/align][font='arial'][size=16px]比例阀[/size][/font][font='arial'][size=16px]4[/size][/font][font='arial'][size=16px]个[/size][/font][font='arial'][size=16px]电磁阀与主动阀电磁阀结构一致，下图为电磁阀内部结构：[/size][/font][align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006302228112761_1425_3433829_3.png[/img][/align][font='华文行楷'][size=20px][color=#e36c0a][b][i]Part2:[/i][/b][/color][/size][/font][font='华文行楷'][size=20px][color=#e36c0a][b][i]比例阀工作原理[/i][/b][/color][/size][/font][font='arial'][size=16px]工作时，比例阀四个通道由程序控制依次通电，第一个电磁阀通电时，其余三个电磁阀断电，电磁阀线圈产生磁场，将磁芯吸回阀的空腔，宝石球在小孔中的弹簧的作用下离开阀座，此通道处于打开的状态，此时从真空脱气机过来的流动相进入比例阀的第一个入口，流经阀座上水平的小孔，进入阀座中间竖直的小孔。第二个通道通电时，其余三个通道断电，断电通道的磁芯失去电磁场的磁力吸引，被弹簧压向下边的透明密封膜片，推动宝石球座将宝石球压向阀座，宝石球落到阀上以后，正好将阀座上的小孔堵死，此通道处于关闭的状态。工作时四个电磁阀根据控制程序依次通电，完成一个周期，在一个周期内，四个通道里的单向阀依次被打开，各通道里的流动相在泵的作用下依次通过四元比例阀，分段进入泵前的管路，而四元比例阀通过一个周期内每个电磁阀通电时间的长短来控制每个通道开关时间的长短，进而控制每个通道里液体流量的比例。[/size][/font][font='华文行楷'][size=20px][color=#e36c0a][b][i]Part3[/i][/b][/color][/size][/font][font='华文行楷'][size=20px][color=#e36c0a][b][i]:[/i][/b][/color][/size][/font][font='华文行楷'][size=20px][color=#e36c0a][b][i]比例阀[/i][/b][/color][/size][/font][font='华文行楷'][size=20px][color=#e36c0a][b][i]测试[/i][/b][/color][/size][/font][font='arial'][b]日常检测中使用梯度方法时如遇到保留时间漂移、压力不随比例正常波动等问题，可以用以下方法排查比例阀是否正常。[/b][/font][font='arial'][size=16px]S[/size][/font][font='arial'][size=16px]tep1:[/size][/font][font='arial'][size=16px]停泵[/size][/font][font='arial'][size=16px]断开比例阀与主动阀之间的连线，观察比例阀端口是否有液体渗出，如果有液体渗出，比例阀坏，反之则好。[/size][/font][font='arial'][size=16px]c[/size][/font][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006302228117036_5107_3433829_3.png[/img][font='arial'][size=16px]S[/size][/font][font='arial'][size=16px]tep2:[/size][/font][font='arial'][size=16px]用[/size][/font][font='arial'][size=16px]4[/size][/font][font='arial'][size=16px]‰丙酮水溶液和乙腈组合观察信号响应值变化，观察不同比例的[/size][/font][font='arial'][size=16px]4[/size][/font][font='arial'][size=16px]‰丙酮水溶液和乙腈[/size][/font][font='arial'][size=16px]与响应值之间的线性关系，若成线性，则比例阀正常。[/size][/font][size=18px][color=#ff0000][b]实战展示[/b][/color][/size]四个通道，两两组合测试比例与响应值之间的关系，两次组合即可。以下为本人测试条件仅供参考：[table][tr][td=2,1][font='times new roman'][size=16px]C[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]hromatographic Parameters[/size][/font][/td][/tr][tr][td][font='times new roman']Column: [/font][/td][td][font='times new roman']Waters X-Bridge C18 (4.6×150mm 5μm)[/font][font='times new roman']PN[/font] [font='times new roman']186003116[/font][/td][/tr][tr][td][font='times new roman']Wavelength:[/font][/td][td][font='times new roman']2[/font][font='times new roman']6[/font][font='times new roman']0nm[/font][/td][/tr][tr][td][font='times new roman']Column Temperature:[/font][/td][td][font='times new roman']40[/font][font='宋体']℃[/font][/td][/tr][tr][td][font='times new roman']Column Flow:[/font][/td][td][font='times new roman']1.0 mL/min[/font][/td][/tr][tr][td][font='times new roman']Mobile Phase A[/font][/td][td][font='times new roman']Water ([/font][font='times new roman']4[/font][font='times new roman']‰[/font][font='times new roman']Acetone[/font][font='times new roman'], v/v)[/font][/td][/tr][tr][td][font='times new roman']Mobile Phase B[/font][/td][td][url=file:///C:/Users/xu_jin/AppData/Local/youdao/dict/Application/7.5.2.0/resultui/dict/?keyword=acetonitrile][font='times new roman']Acetonitrile[/font][/url][/td][/tr][/table][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006302228118132_888_3433829_3.png[/img]申明：本文为本人经验分享仅代表个人观点，仅供参考！更多精彩内容，请关注微信公众号“研发分析之路”！！！

如题[img=,690,526]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907271107316157_2988_2484757_3.png!w690x526.jpg[/img]waters比例阀下面漏液，D泵流动相瓶子也是干的，排查了下，也确定是D泵漏液于是我把D泵堵了（防止空气进入比例阀，D管路空了）想问哈，这样操作要的不？另外仪器上需要怎么设置一下不需要把D泵再禁用一下不需要的话又是怎么操作谢谢回答

A1100/1200比例阀溶剂通道的分配四元泵的比例阀有A、B、C、D四个通道，建议将盐溶液接在下面的通道（A或D），将有机溶剂接在上面的通道（B 或C）上,也就是有机通道最好在盐溶液通道的上面。且建议用水定期冲洗所有比例阀通道除去可能在阀口析出的盐结晶。这样分配通道的好处是什么，说到这个，那整个比例阀是哪种方式放置好，横置还是纵置？A仪器比例阀位置http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/03/201203100915_353694_1638724_3.jpg官方解释http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/06/201206181410_373166_1638724_3.jpg