關(guān)于調(diào)節(jié)閥響應(yīng)時(shí)間,首先要搞清楚什么是調(diào)節(jié)閥響應(yīng)時(shí)間?了解了什么影響了調(diào)節(jié)閥響應(yīng)時(shí)間，要想縮短閥門(mén)的響應(yīng)時(shí)間，解決方案應(yīng)該是把執(zhí)行機(jī)構(gòu)容積減至最小，并把定位器的動(dòng)態(tài)動(dòng)力增益提高至最大，但是事實(shí)并非如此簡(jiǎn)單。從穩(wěn)定性角度看，這可能是多個(gè)因素的危險(xiǎn)組合。要知道定位器/ 執(zhí)行機(jī)構(gòu)組合組成了它自己的反饋回路。對(duì)于正在使用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式，使得定位器/ 執(zhí)行機(jī)構(gòu)回路的增益太高可能會(huì)引導(dǎo)閥門(mén)組件進(jìn)入一個(gè)不穩(wěn)定的振蕩狀態(tài)。另外，減小執(zhí)行機(jī)構(gòu)容積對(duì)于推力/摩擦力比例有負(fù)面影響。這會(huì)增加閥門(mén)組件的死區(qū)，從而導(dǎo)致時(shí)滯時(shí)間的增加。

    對(duì)于一個(gè)給定的應(yīng)用場(chǎng)合，如果沒(méi)有足夠的總體推力/摩擦力比例，一個(gè)選擇就是通過(guò)使用下一個(gè)較大尺寸的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)增加執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推動(dòng)力、或增加給執(zhí)行機(jī)構(gòu)的壓力。這個(gè)較高的推力/摩擦力比例會(huì)減小死區(qū)。這有助于減少閥門(mén)組件的時(shí)滯時(shí)間。然而，這兩個(gè)選擇都意味著需要較大的壓縮空氣量供應(yīng)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。作為交換的是通過(guò)增加動(dòng)態(tài)時(shí)間而對(duì)閥門(mén)響應(yīng)時(shí)間產(chǎn)生一個(gè)可能的破壞性影響。

    減少執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣室容積的一個(gè)方法是使用活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)而非彈簧薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)，但這不是靈丹妙藥。活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)通常比彈簧薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)有更大的推力，但是它們也有更高的摩擦力，這可能會(huì)引起與閥門(mén)響應(yīng)時(shí)間有關(guān)的問(wèn)題。為了獲得需要的活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推力，通常有必要使用比薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)更高的氣源壓力，因?yàn)榈湫偷鼗钊懈〉氖軌好娣e。這意味著需要供應(yīng)更大量的空氣，隨之而產(chǎn)生的是對(duì)動(dòng)態(tài)時(shí)間的負(fù)面影響。另外，活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)有更多的導(dǎo)向表面。它們由于配合方面的內(nèi)在困難以及與O 型圈的摩擦，趨向于有更高的摩擦力。這些摩擦力的問(wèn)題也趨向于隨著時(shí)間而增加。不管最初這些O 型圈是多么好，由于磨損或其它環(huán)境條件，這些彈性材料會(huì)隨時(shí)間而降低性能。類似地，導(dǎo)向表面的磨損會(huì)增加摩擦力，潤(rùn)滑程度也會(huì)降低。這些摩擦力問(wèn)題會(huì)產(chǎn)生更大的活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)死區(qū)。這會(huì)通過(guò)增加時(shí)滯時(shí)間而增加閥門(mén)的響應(yīng)時(shí)間。

    固定增益定位器通常已經(jīng)在某一特殊供氣壓力下進(jìn)行了優(yōu)化。然而，這個(gè)增益可能會(huì)在供氣壓力的很小變化范圍內(nèi)成兩倍或更多倍地變化。例如，一個(gè)在20 Psig 的供氣壓力下進(jìn)行優(yōu)化的定位器可能會(huì)被發(fā)現(xiàn)當(dāng)供氣壓力增加到35 Psig 時(shí)，它的增益減少了一半。

    供氣壓力也會(huì)影響供應(yīng)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)的空氣量。空氣量則決定動(dòng)作速度。它也與耗氣量直接相關(guān)。高增益滑閥定位器需要消耗5 倍于在動(dòng)力放大階段使用放大器的更加高效的高性能二級(jí)定位器所需的氣量。最小化閥門(mén)組件的時(shí)滯時(shí)間需要最小化閥門(mén)組件的死區(qū)，不管這個(gè)死區(qū)是由于閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)的摩擦力引起的，還是由于填料的摩擦力、閥軸的扭轉(zhuǎn)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)或者定位器的結(jié)構(gòu)引起的。正如先前指出的，摩擦力是調(diào)節(jié)閥死區(qū)的主要原因。對(duì)于旋轉(zhuǎn)式閥門(mén)，閥軸扭轉(zhuǎn)也是死區(qū)的重要起因。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的類型也對(duì)閥門(mén)組件的摩擦力有重要影響。總的來(lái)說(shuō)，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)比彈簧薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供更大的摩擦力給調(diào)節(jié)閥組件。如前面所提及的，這是由于活塞O形圈、配合不佳的問(wèn)題、以及潤(rùn)滑失效引起的不斷增加的摩擦力導(dǎo)致的。

    帶高靜態(tài)增益前置放大器的定位器型式在減小死區(qū)方面可以產(chǎn)生很大的不同。它也會(huì)對(duì)閥門(mén)組件的分辨率作出顯著的改善。死區(qū)和分辨率為1% 或更小的閥門(mén)組件對(duì)于滿足許多降低過(guò)程偏差度的需要是不夠的。許多過(guò)程要求閥門(mén)組件有低至0.25%的死區(qū)和分辨率，尤其是閥門(mén)組件安裝于一個(gè)快速過(guò)程回路的場(chǎng)合。

    在對(duì)SENMI氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥響應(yīng)時(shí)間的許多研究里有一件令人稱奇的事情。那就是關(guān)于彈簧薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)的觀念上的變化。過(guò)程工業(yè)里長(zhǎng)期以來(lái)的一個(gè)誤解是活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作起來(lái)比彈簧薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)快。研究已經(jīng)表明對(duì)于小信號(hào)改變，這是不正確的。

    這個(gè)誤解來(lái)自于測(cè)試閥門(mén)的動(dòng)作時(shí)間的多年經(jīng)驗(yàn)。動(dòng)作時(shí)間測(cè)試通常是這樣進(jìn)行的：讓閥門(mén)組件接受一個(gè)100% 階躍改變的輸入信號(hào)，然后測(cè)量閥門(mén)組件在某一方向上完成一次全行程動(dòng)作所需要的時(shí)間。

    盡管活塞驅(qū)動(dòng)的調(diào)節(jié)閥通常比大部分彈簧薄膜驅(qū)動(dòng)的閥門(mén)有更快的動(dòng)作時(shí)間，但是這種測(cè)試并不能說(shuō)明在實(shí)際的過(guò)程控制情況下的閥門(mén)的性能。在正常的過(guò)程控制應(yīng)用場(chǎng)合里，閥門(mén)很少需要全行程的動(dòng)作。典型地，閥門(mén)只要求在一個(gè)0.25% 至2% 的閥位變化范圍內(nèi)作出響應(yīng)。廣泛的閥門(mén)測(cè)試表明彈簧薄膜閥門(mén)組件在小信號(hào)改變方面的性能總是超過(guò)活塞驅(qū)動(dòng)的閥門(mén)，而小信號(hào)改變更能代表調(diào)節(jié)式過(guò)程控制應(yīng)用工況。活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)里較高的摩擦力是使得它們比彈簧薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)于小信號(hào)的響應(yīng)更加慢的一個(gè)作用因素。

    選擇正確的調(diào)節(jié)閥、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和定位器組合不是容易的事情。這并不是一件簡(jiǎn)單地找到一個(gè)在物理上匹配的組合的事情。良好的工程判斷必須融入調(diào)節(jié)閥組件的計(jì)算和選型實(shí)踐，以取得回路的最佳動(dòng)態(tài)性能。