摘要：本文将对燃气比例调节阀分类进行分析，并详细探究燃气比例调节阀测控系统的设计，希望可以为相关工作者的研究提供一些帮助。
关键词：燃气比例调节阀；测控系统；设计
前言
进入新时代后，燃气比例调节阀被广泛运用到工业领域中，这也使得人们对其测控系统设计提出了更高的要求。因此，必须明确这一调节阀的分类，并从软硬件入手，做好测控系统各方面设计，提高系统的自动化程度与精准性，保证燃气比例调节阀质量，从而促进我国工业生产健康发展。
一、燃气比例调节阀分类
燃气比例调节阀主要是利用电磁阀完成燃烧气体的通断控制，而要想提高控制的精准性，则应该保证具备1到2个比例阀，以此来更好调节出气口的通气量[1]。在燃气种类方面，燃气比例调节阀可以被分成三种，即人工煤气比例阀、天然气比例阀以及液化石油气比例阀，其中人工煤气的额定供气压力是1000帕，液化石油气的额定供气压力是2800帕，而天然气的额定供气压力则是1000或2000帕。在结构方面，燃气比例调节阀主要有可动线圈型、可动磁铁型、可动铁芯型、反压力控制型以及具备关闭功能的可动磁铁型。其中，可动线圈型是指把弗莱明规律当作基准，向线圈通电并向橡胶膜片施力，促使输出压力变成比例曲线；而具备关闭功能的可动磁铁型则是通过对永久磁铁吸引力的利用来关闭燃气。
二、燃气比例调节阀测控系统的设计
（一）硬件设计
1.压力测量
压力是一个关键的工业参数，对生产工艺而言，压力测量的正确性和控制的有效性会给其经济性与安全性带来较大影响。一方面，压力传感器。实际上，工程技术中的压力就是物理学中的压强，其表达式是P=F/A。对压力进行测量的传感器种类非常多，如压电传感器、差动变压器、应变式以及霍尔等。在压阻式的压力传感器中，压阻元件是主要的压力敏感元件，其是通过对集成电路工艺的利用，在半导体材料基片中制成的扩散电阻，在受到外力作用时，其阻值会随着电阻率变化而变化。在正常工作状态下，扩散电阻需要依附弹性元件，单晶硅膜片是常用的一种弹性元件。测量电路采取惠斯顿电桥，在没有压力作用时，电桥处在平衡状态，没有电压输出；而在受到压力作用时，电桥会对电压进行输出。这一压力传感器主要具有灵敏度高、结构简单、体积小、动态响应好以精度高等优点，而因为其测量准确度在一定程度上会受到温度、非线性影响，所以，压阻系数也会受到相应影响。
另一方面，压力变送器。这一设备可以把各种物理压力参数转化成标准电信号，并为调节器、记录仪以及报警仪等二次仪表测量与调节工作提供帮助。本文研究的测控系统测到的压力具有最大压力是20千帕、空气介质等特点，因此，应该选择MS111型号的微差变送器，其优点如下：能够对腐蚀/非腐蚀介质进行测量、可靠性高、精准度高。这一压力变送器A、B输出接线柱主要和采集卡模拟的采集端连接在一起，并且是单端输入，供电电压是直流24伏，而线路中存在的串联250欧电阻的主要目的就是实现4到20毫安的电流和1到5伏电压之间的转换。
2.数据采集系统
通常情况下，数据采集系统主要包含A/D转换器、采样/保持器、模拟信号调理电路以及传感器等内容。在具体设计过程中，应该结合实际需要，做好信号调理工作，如小信号放大、电平转换、信号滤波、电压/电流转换、信号衰减以及阻抗匹配等。而采样保持器的作用则是对因被测信号快速变化导致的误差进行有效解决。同时，由于计算机只能获取数字信号，因此，测控系统中必须具备A/D转换器。一方面，仪用放大器。这一仪器的作用是对传感器信号进行放大，尤其是在存在共模干扰场合或者是信号较为微弱时，同时，仪用放大器的对称性结构还可以有效满足放大器各种性能需求，如闭环增益时间、输入阻抗以及抗干扰能力等。另一方面，A/D转换器。这一设备主要有两种类型，即比较型与积分型。其中，积分型的A/D转换器也被称作间接型转换器，其具体工作过程就是先把模拟量转成中间量，之后再把中间量变成数字量。当前，双积分型的A/D转换器得到了广泛运用。比较型的A/D转换器则属于直接型转换器，在具体运用中，要想提高转换精度，还应该将转换器输入端与S/H电路有效连接在一起。
3.自动控制系统
测控系统中的比例阀控制系统是把线圈当作核心部件，并通过电流的通入，来对阀门开度进行控制。比例阀控制电流一般是小电流，主要是将0到5伏电压输出，并通过各种信号调理方式，如V/A转化、滤波以及信号衰减等，对0到1000毫安电流源进行提供。在实际设计过程中，通过对R1、R2、R3阻值的合理选择，可以促进信号衰减、V/A转换目的的实现。基本结构如图1所示。
图1 信号调理电路结构
（二）软件设计
1.设计思想
本文研究的测控系统软件主要是采取模块化设计方式，并将大程序划分成众多小程序模块来展开设计与调试，并最终将其连接在一起。通过这一方式，能够为编程、纠错以及调试等提供便利，并可以扩展软件的功能。本文设计采用的开发工具是BCB6.0，其具有可视化、交互式的开发环境，并且可以将完整、齐全的开发结构与辅助工具提供给编程人员。本文中的测控系统通过对这一开发工具的利用，以PCI-1711为基础编写出了数据采集卡运用程序，可以被用来完成传感器信号采集、信号输出、数据存储等工作。同时，程序主界面会对独立功能模块进行有效控制，以此来促进系统正常运行，并通过对多线程与消息循环机制的利用，来促进数据采集与信号输出的实现。
2.数据库
这一测控系统还应该做好测试数据存储工作，为调用提供便利。在实际设计过程中，主要选择数据库开发能力较强的SQL Server 2000，并加强对ADO技术的利用。一方面，SQL数据库建立。因为这一测控系统的测试是独立完成的，要调动本地的数据库，所以在实际安装时要选择本地数据库，并通过相应命令的设置来创建好表格与数据库。其中，表格数据段中应该包含燃气比例调节阀性能测试的最终结果。另一方面，数据库调用。应该建立ADOConnection组件，以此来对和本地数据库之间的连接进行建立与控制，还要增添DBGrid与ADOQuery组件，使数据库具备显示、删除功能[2]。
结论
综上所述，做好燃气比例调节阀测控系统设计已经成为了一项重要工作。因此，必须了解燃气比例调节阀的分类，并从软硬件两方面入手，做好压力测量、数据采集系统、自动控制系统以及数据库等设计工作，提高测控系统的稳定性与可靠性，将其作用充分发挥出来，从而促进生产效率的提升。
参考文献
[1]陈磊,暨仲明.基于气动调节阀的一体化智能测控装置与应用[J].杭州电子科技大学学报,2014,34(3):103-106.
[2]顾春荣,刘梁,常思勤.直驱燃气调节阀的高精度高响应控制策略研究[J].液压与气动,2016(3):67-71.
论文作者:邓土学
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/8/13
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