本發(fā)明涉及氣動(dòng)控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是一種精確氣動(dòng)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

作為典型的氣動(dòng)位置控制系統(tǒng)，通常的控制流程是：將輸入的4-20mA的電信號(hào)，通過(guò)電氣轉(zhuǎn)換模塊（I/P），轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的成比例的氣動(dòng)信號(hào)，如：3-15Psi或6—30Psi。然后該氣動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)氣動(dòng)放大器的放大，驅(qū)動(dòng)控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對(duì)于開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，沒(méi)有反饋，控制精度差；閉環(huán)控制系統(tǒng)，帶有位置傳感器和信號(hào)比較器，位置傳感器檢測(cè)當(dāng)前的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置，通過(guò)比較器與給定信號(hào)進(jìn)行比較，如果存在偏差。電路板會(huì)將該偏差信號(hào)加載到電氣轉(zhuǎn)換器的輸入端，調(diào)整輸出壓力，使存在的偏差消除，從而達(dá)到精確控制的目的。

一般的位置控制系統(tǒng)的電氣轉(zhuǎn)換模塊，采用的是壓電滑閥技術(shù)。通過(guò)輸入信號(hào)大小的不同，產(chǎn)生不同的電壓推動(dòng)滑閥的閥芯，控制滑閥開(kāi)口的大小的方式來(lái)最終控制氣壓的輸出。壓電滑閥的I/P轉(zhuǎn)換的方式采用的滑閥結(jié)構(gòu)，對(duì)滑閥的閥芯及閥體的加工精度要求高，同時(shí)由于閥芯間隙很小，在使用過(guò)程中對(duì)儀表氣源的潔凈度要求很高，通常要求氣源內(nèi)的顆粒物不超過(guò)5微米，對(duì)過(guò)濾器的過(guò)濾精度要求高；由于滑閥式的結(jié)構(gòu)，其控制的響應(yīng)速度慢，同時(shí)控制精度不夠高，加之現(xiàn)實(shí)工作中空氣中會(huì)出現(xiàn)大量的粉塵，造成閥芯的潔凈程度低，容易產(chǎn)生控制故障，從而導(dǎo)致閥門(mén)不能正常工作。再者，由于現(xiàn)有氣動(dòng)控制系統(tǒng)的控制及校驗(yàn)都是由系統(tǒng)中的控制器配合傳感器完成，沒(méi)有直觀的閥門(mén)開(kāi)閉感受，無(wú)法直觀的確定閥門(mén)的開(kāi)閉以及打開(kāi)程度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種精確氣動(dòng)控制系統(tǒng)，用于解決背景技術(shù)中所述的以下問(wèn)題：（1）現(xiàn)有氣動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)空氣的潔凈程度要求高，容易發(fā)生控制故障，在氣動(dòng)控制系統(tǒng)故障的情況下，無(wú)法實(shí)現(xiàn)手動(dòng)精確控制閥門(mén)的開(kāi)閉；（2）在氣動(dòng)控制系統(tǒng)工作時(shí)，無(wú)法進(jìn)行直觀的確定閥門(mén)的實(shí)際開(kāi)閉程度。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種精確氣動(dòng)控制系統(tǒng)，包括控制器，與所述控制器輸入端連接的信號(hào)輸入裝置和位置傳感器，與所述控制器輸出端連接的I/P轉(zhuǎn)換器，所述I/P轉(zhuǎn)換器連接氣動(dòng)放大器，所述氣動(dòng)放大器連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括氣動(dòng)腔、連接法蘭和安裝在氣動(dòng)腔上端的手柄，所述手柄通過(guò)連接軸與設(shè)置在連接法蘭內(nèi)的閥門(mén)連接。

優(yōu)選地，所述控制器的輸入端還連接有壓力傳感器。

優(yōu)選地，所述連接軸伸出氣動(dòng)腔的一端設(shè)有軸套，所述軸套內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)密封圈，所述密封圈套接在連接軸表面。

優(yōu)選地，所述密封圈的材料為聚四氟乙烯。

優(yōu)選地，所述氣動(dòng)腔上表面設(shè)置有刻度盤(pán)，所述刻度盤(pán)上標(biāo)識(shí)有角度刻度數(shù)值。

優(yōu)選地，所述手柄上設(shè)置有觀察孔，所述觀察孔位置處于所述刻度盤(pán)上的刻度數(shù)值正上方。

優(yōu)選地，所述觀察孔沿手柄長(zhǎng)度方向中心線(xiàn)上設(shè)置有刻度箭頭，所述刻度箭頭所在直線(xiàn)與刻度盤(pán)上的刻度線(xiàn)重合。

優(yōu)選地，所述刻度盤(pán)的刻度數(shù)值范圍為-35°到+35°。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

（1）本發(fā)明通過(guò)設(shè)置與連接軸連接的手動(dòng)式手柄，解決了氣動(dòng)控制系統(tǒng)故障時(shí)，無(wú)法正常工作而導(dǎo)致閥門(mén)無(wú)法關(guān)閉或者打開(kāi)的問(wèn)題。

（2）本發(fā)明通過(guò)設(shè)置了刻度盤(pán)在氣動(dòng)腔上，并配合手柄上對(duì)應(yīng)設(shè)置的觀察孔和刻度箭頭可以實(shí)現(xiàn)直觀的校驗(yàn)氣動(dòng)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，同時(shí)也能在氣動(dòng)控制系統(tǒng)無(wú)法正常工作時(shí)，手動(dòng)開(kāi)啟并實(shí)現(xiàn)精確的控制。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意框圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的原理框圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的原理框圖；

圖4為本發(fā)明執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖主視圖；

圖5為圖4的右視圖；

圖6為圖4中A-A剖視圖；

圖7為圖4俯視局部放大示意圖；

其中1-信號(hào)輸入裝置；2-位置傳感器；3-控制器；4-I/P轉(zhuǎn)換器；5-氣動(dòng)放大器；6-執(zhí)行機(jī)構(gòu)；7-壓力傳感器；61-氣動(dòng)腔；62-連接法蘭；63-閥門(mén)；611-軸套；612-連接軸；613-手柄；614-密封圈；615-觀察孔；616-刻度箭頭；617-刻度盤(pán)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1：

結(jié)合附圖1-2、4-7所示，一種精確氣動(dòng)控制系統(tǒng)，包括控制器3，與所述控制器3輸入端連接的信號(hào)輸入裝置3和位置傳感器2，與所述控制器3輸出端連接的I/P轉(zhuǎn)換器4，所述I/P轉(zhuǎn)換器4連接氣動(dòng)放大器5，所述氣動(dòng)放大器5連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)6；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)6包括氣動(dòng)腔61、連接法蘭62和安裝在氣動(dòng)腔61上端的手柄613，所述手柄613通過(guò)連接軸612與設(shè)置在連接法蘭62內(nèi)的閥門(mén)63連接。

本實(shí)施例中，所述控制器3的輸入端還連接有壓力傳感器7。

本實(shí)施例中，所述連接軸612伸出氣動(dòng)腔61的一端設(shè)有軸套611，所述軸套611內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)密封圈614，所述密封圈614套接在連接軸612表面。

本實(shí)施例中，所述密封圈614的材料為聚四氟乙烯。

本實(shí)施例中，所述氣動(dòng)腔1上表面設(shè)置有刻度盤(pán)617，所述刻度盤(pán)617上標(biāo)識(shí)有角度刻度數(shù)值。

本實(shí)施例中，所述手柄613上設(shè)置有觀察孔615，所述觀察孔615位置處于所述刻度盤(pán)617上的刻度數(shù)值正上方。

本實(shí)施例中，所述觀察孔615沿手柄613長(zhǎng)度方向中心線(xiàn)上設(shè)置有刻度箭頭616，所述刻度箭頭616所在直線(xiàn)與刻度盤(pán)617上的刻度線(xiàn)重合。

本實(shí)施例中，所述刻度盤(pán)617的刻度數(shù)值范圍為-35°到+35°。

工作原理：

通過(guò)信號(hào)輸入裝置1輸入閥門(mén)63的理論打開(kāi)后的所在準(zhǔn)確位置，安裝在所述閥門(mén)63上的位置傳感器2將檢測(cè)到的閥門(mén)63的實(shí)時(shí)位置信息轉(zhuǎn)化成電信號(hào)發(fā)送至控制器3，通過(guò)控制器3將位置傳感器2發(fā)送的實(shí)際位置信息與輸入裝置1輸入的理論位置信息進(jìn)行對(duì)比。若實(shí)際位置信息與理論位置信息相同，那么控制器3將不會(huì)有任何信號(hào)發(fā)出，執(zhí)行機(jī)構(gòu)6保持靜止；若實(shí)際位置信息與理論位置信息不相同，控制器3經(jīng)過(guò)對(duì)比位置信息之間的差異，控制器3根據(jù)差異信息發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)至I/P轉(zhuǎn)換器4，所述I/P轉(zhuǎn)換器4將電信號(hào)轉(zhuǎn)化成氣壓后將氣壓信息通過(guò)氣動(dòng)放大器5進(jìn)行放大并將放大后的氣壓氣體傳輸至執(zhí)行機(jī)構(gòu)6進(jìn)行執(zhí)行。

當(dāng)氣動(dòng)控制系統(tǒng)執(zhí)行完畢后，通過(guò)設(shè)置在手柄613上的觀察孔615，觀察手柄613上的刻度箭頭616與刻度盤(pán)617上重合刻度線(xiàn)的度數(shù)，從而校驗(yàn)系統(tǒng)工作的準(zhǔn)確性。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障不能正常開(kāi)啟閥門(mén)63或者開(kāi)啟閥門(mén)63的開(kāi)口程度未達(dá)到理論開(kāi)啟程度，或者開(kāi)啟后已經(jīng)達(dá)到指定氣壓，而不能正常關(guān)閉，導(dǎo)致執(zhí)行機(jī)構(gòu)6中閥門(mén)63開(kāi)啟過(guò)度均可以手動(dòng)掰動(dòng)手柄63進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)觀察刻度盤(pán)617中的刻度數(shù)值，校驗(yàn)開(kāi)啟程度。

實(shí)施例2：

為了更進(jìn)一步的提高本發(fā)明中氣動(dòng)控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，結(jié)合附圖1、圖3-7所示，在實(shí)施例1的機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在氣動(dòng)放大器5中安裝用于檢測(cè)氣動(dòng)放大器5實(shí)際輸出氣壓的氣壓值的壓力傳感器7，所述壓力傳感器7與控制器3相連接。

工作原理：

通過(guò)信號(hào)輸入裝置1輸入閥門(mén)63的理論打開(kāi)后的所在準(zhǔn)確位置，安裝在所述閥門(mén)63上的位置傳感器2將檢測(cè)到的閥門(mén)63的實(shí)時(shí)位置信息轉(zhuǎn)化成電信號(hào)發(fā)送至控制器3，通過(guò)控制器3將位置傳感器2發(fā)送的實(shí)際位置信息與輸入裝置1輸入的理論位置信息進(jìn)行對(duì)比。若實(shí)際位置信息與理論位置信息相同，那么控制器3將不會(huì)有任何信號(hào)發(fā)出，執(zhí)行機(jī)構(gòu)6保持靜止；若實(shí)際位置信息與理論位置信息不相同，控制器3經(jīng)過(guò)對(duì)比位置信息之間的差異，控制器3根據(jù)差異信息發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)至I/P轉(zhuǎn)換器4，所述I/P轉(zhuǎn)換器4將電信號(hào)轉(zhuǎn)化成氣壓后將氣壓信息通過(guò)氣動(dòng)放大器5進(jìn)行放大并將放大后的氣壓氣體傳輸至執(zhí)行機(jī)構(gòu)6進(jìn)行執(zhí)行。在整個(gè)信息傳輸和執(zhí)行機(jī)構(gòu)6執(zhí)行的過(guò)程中，所述壓力傳感器7實(shí)時(shí)將氣動(dòng)放大器5中輸出氣壓的氣壓值傳送至控制器3進(jìn)行反饋，從而控制器3不斷的將通過(guò)輸入的理論位置信息和實(shí)際位置信息計(jì)算出來(lái)的驅(qū)動(dòng)信息與壓力傳感器7的反饋信息進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)算，從而進(jìn)行調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)的強(qiáng)弱，實(shí)現(xiàn)實(shí)際位置信息與理論位置信息的不斷趨近直至達(dá)到相等，通過(guò)加入壓力傳感器7的反饋回路，進(jìn)一步的對(duì)氣動(dòng)控制系統(tǒng)的控制進(jìn)行校驗(yàn)和修正，一方面提高了系統(tǒng)控制的精度，另一方面提高了驅(qū)動(dòng)信號(hào)的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的快慢，提高了系統(tǒng)控制的反應(yīng)速度和靈敏性。

當(dāng)氣動(dòng)控制系統(tǒng)執(zhí)行完畢后，通過(guò)設(shè)置在手柄613上的觀察孔615，觀察手柄63上的刻度箭頭616與刻度盤(pán)617上重合刻度線(xiàn)的度數(shù)，從而校驗(yàn)系統(tǒng)工作的準(zhǔn)確性。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障不能正常開(kāi)啟閥門(mén)63或者開(kāi)啟閥門(mén)63的開(kāi)口程度未達(dá)到理論開(kāi)啟程度，或者開(kāi)啟后已經(jīng)達(dá)到指定氣壓，而不能正常關(guān)閉，導(dǎo)致執(zhí)行機(jī)構(gòu)6中閥門(mén)63開(kāi)啟過(guò)度均可以手動(dòng)掰動(dòng)手柄63進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)觀察刻度盤(pán)617中的刻度數(shù)值，校驗(yàn)開(kāi)啟程度。所述手柄63通過(guò)螺栓連接的方式與連接軸612剛性連接，手柄63的開(kāi)啟和關(guān)閉完全不依賴(lài)與氣動(dòng)控制系統(tǒng)，當(dāng)氣動(dòng)控制系統(tǒng)正常工作時(shí)，手柄63通過(guò)觀察孔615與刻度盤(pán)617的配合對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校驗(yàn)；當(dāng)氣動(dòng)控制系統(tǒng)工作不正常時(shí)，通過(guò)手柄63可以對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)6進(jìn)行獨(dú)立的操作和校驗(yàn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比明顯的提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、可靠性和實(shí)用性。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。