：化工仪表及自动化第6章——执行器详解
：本章主要讲解化工仪表及自动化中的执行器，包括气动执行器、电动执行器以及相关的辅助设备如阀门定位器。
：化工仪表, 自动化, 执行器, 气动执行器, 电动执行器
【内容详述】：
执行器在化工仪表及自动化系统中起着至关重要的作用，其主要任务是接收控制器的控制信号，并根据信号调整介质流量，使被控变量保持在预设值或一定范围内。执行器按照动力源可以分为气动、电动和液动三种类型。
1. **气动执行器**：
- 气动执行器主要由执行机构和控制机构两部分组成。执行机构是响应控制信号压力变化的装置，产生推力并驱动控制机构动作；控制机构则直接与被控介质接触，将阀杆位移转化为流量控制。
- 气动执行器常见的类型有薄膜式和活塞式，薄膜式结构简单、成本低，适用于中小型控制阀；活塞式则适合大扭矩和大行程的应用。
- 薄膜式执行器有正作用和反作用两种工作模式，分别对应气压增加时阀杆的上升和下降。
- 控制阀的结构多样，如直通单座阀、直通双座阀、角形阀、三通阀、隔膜阀、蝶阀、球阀、凸轮挠曲阀和笼式阀等，各有优缺点，适用于不同的工况。
2. **控制阀的流量特性**：
- 控制阀的流量特性描述了相对流量与相对开度之间的关系，分为理想流量特性（取决于阀芯形状）和实际流量特性（考虑压差变化）。
- 理想流量特性包括直线型、抛物线型、等百分比型和快开型。直线型的流量与开度成线性关系，适用于压差稳定的情况；抛物线型适用于压差较小的场合；等百分比型在全开度范围内的调节效果更均匀；快开型则用于快速响应的场合。
3. **电动执行器**：
- 电动执行器利用电机驱动，通过减速机构实现阀门的开闭，适用于需要精确控制和远程操作的场景。
- 电-气转换器和电-气阀门定位器是电动执行器的重要辅助设备，它们将电信号转化为气压信号，以驱动气动执行器，同时反馈信号确保阀门位置的准确。
4. **阀门定位器**：
- 阀门定位器用来提高控制阀的定位精度，补偿执行器的摩擦力和弹簧负载，确保阀门位置与控制信号一致。
5. **数字阀与智能控制阀**：
- 数字阀和智能控制阀代表了现代控制阀的发展趋势，具有更高的控制精度、自诊断能力和通信功能，适应自动化程度更高的工业环境。
总结来说，化工仪表及自动化中的执行器选择需考虑介质特性、工作压力、流量需求以及控制精度等因素，确保执行器与控制系统配合良好，实现高效稳定的生产过程控制。
