非线性阀安装流量的特性转换

在Jon Monsen所著的《控制阀应用技术》（由Valin Corporation出版发行）一书中，Jon解释了如何正确选择控制阀并确定其尺寸。Jon最近收到了来自客户的一些咨询，他们表示有兴趣了解有关他书中一张图表的进一步解释。本文即是针对这一需求进行的反馈。

上述书中的图2-12（复制如下，红色和绿色部分为一些说明性补充）显示了如何通过编程在数字定位器或DCS输出模块中作出修正（下图），使非线性阀安装流量特性（虚线）转换为线性的流量-控制器输出。

要想在安装流动特性上增加一些点或删除一些点，以便解释清楚是如何进行修正的，确实没有一种简单方法。希望下文能阐明修正图是如何构建的：通过在水平轴上随机选择两个控制器输出值，文中分别为45%和60%（及对应的未校正阀门位置），来完成此项操作。

控制器输出值=阀门位置
图2-12：对于具有非线性安装流量特性的阀门，可以通过编程将修正曲线纳入DCS输出模块或数字定位器来修改其特性，以得到控制器输出与流量之间的线性关系。

当控制器输出（和阀门位置）为45%时，点1处的流量将是全开流量的10%。如果希望系统在控制器输出与流量之间存在线性关系（见“期望的流量 - 控制器输出” 图上的粗实线），当控制器输出为45%时，阀门必须定位在流量为全开流量45%的位置，而非在45%的点上。沿安装流量曲线（虚线）找到安装流量曲线上的点2，此处流量将是期望的45％，对应的阀门开启度为81％。因此，在这一点上，必须通过修正，将控制器的45%输出转换为81%，即修正图上的点3。

查看第二个点，其控制器输出为60%，在安装流量图上点4处的流量为20%，而不是期望的60%。安装流量图上点5处找到60%的流量，由此得知为了获得60%的流量，阀门需要开启88%。因此，在这一点上，必须通过修正，将控制器的60%输出转换为88%，即修正图上的点6。

如果重复以上过程，比如说，总共取10个间隔均匀的控制器输出值，就能得到图中的修正结果。

如果有一张阀门的安装流量特性图，如图A中的左图（可从Metso’s Nelprof® 阀门定径软件获得），就可以轻松地创建修正，使流量与控制器输出关系线性化。或者，如果系统只有很少管道或其它压力消耗元件，但需要使用具有等百分比固有流量特性的阀门，并且还想将其修改为具有线性安装特性，那么只需作出阀门的Cv曲线图即可，Cv点的相对比例取0至1，其中Cv轴上的每个点为该点处的Cv除以100%行程所对应的Cv值。

图A：绘制一条修正曲线，当阀门的安装特性为非线性时，可使控制器输出与流量之间呈线性关系。

注意，在《控制阀应用技术》一书的图2-12中，安装流量特性是近似等百分比特性，而在图A的左图中，安装流量特性是快速开启。

此刻所要做的，就是重新标记安装特性图的轴（图A左侧）。（1），将“流量”或“Q”轴改为“输入”（即对修正算法的输入）。（2），将“阀门行程”或“h”轴改为“输出”（即修正算法的输出）。

中图和右图并非必须，此处只是为了以常规格式显示图形，其中输入或自变量位于水平轴上，输出或因变量位于垂直轴上，原点则位于左下角。