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1、自控式流量控制阀亦称自力式平衡阀、流量调节阀、流量控制器、动态平衡阀、流量平衡阀，是一种直观简便的流量调节控制装置，管网中应用自控式流量控制阀可直接根据设计来设定流量，阀门可在水作用下，自动消除管线的剩余压头及压力波动所引起的流量偏差，无论系统压力怎样变化均保持设定流量不变，该阀这些功能使管网流量调节一次完成，把调网工作变为简单的流量分配，有效的解决管网的水力失调。自力式流量控制阀主要应用于集中供热（冷）等水系统中，使管网流量按需分配，消除水系统水力失调，解决冷热不均问题，可节能、节电 15%-20%目录1 特点2 同其他设备比较1 特点编辑1、节电在热水采暖中，循环水泵的工作点，即循环水泵的
2、 G-H 特性曲线与网络特性曲线交点，只有在这一点的流量下，水泵产生的压力恰好与网路需要的自控式流量控制阀压力相等，泵的工作点才能在效率最高的最佳状态下运行。由于系统的水力失调，目前许多热网均处于大流量运行方式，泵的工作点常处在不经济的工作条件下运行。由于流量与水泵的轴功率成三次方的关系，所以大流量的运行方式意味着电能消耗增大，如一般 3 万平方米左右建筑面积的供热系统，循环水泵的电功率在 15-30KW 之间，若系统循环水量提高 1.4 倍，水泵电功率则提高 2.7 倍，达 41-82KW。采用本产品以后，由于系统的水力失调基本解决，实际的网络特性曲线的 B 点移向计算的网路特性曲线 A 点
3、（下图） ，泵运行在效率最高、轴功率消耗最小的最佳状态。根据实际测试，使用该阀后节电 15-20%计 1-1.3KW.h/年。价值 1-1.3 元/ 年（电价按 1 元/KWh ） 。2、节煤常的供热系统中，近端用户水流量是设计流量的 2-3 倍，远端用户流量是设计流量的 0.2-0.5 倍，近热远冷的现象普遍存在。为了提高末端用户的室温，有些供热系统采取了增大循环流量的方法，在流量受限制的条件下，则采用提高流量控制系统编辑本词条缺少信息栏，补充相关内容使词条更完整，还能快速升级，赶紧来编辑吧！以流量作为被控制量的反馈控制系统。流量是单位时间内通过管道的流体量。流量控制系统是一类重要的工业控制
4、系统，广泛应用于各种工业部门。目录 1 正文1 正文编辑例如在化工、石油、钢铁、轻工等生产过程中，都要求对流量进行控制。流量控制系统由流量计、调节器和流量调节装置组成（见图） 。流量计（见流量传感器）用来测量被控流量，并把它变换成可直接与给定量比较的物理量（一般是电压） 。当流量计的输出与给定量之间存在偏差时，调节器对偏差信号进行处理并输送给流量调节装置。流量调节装置据此调节阀门的开启程度，以改变管道中的流量，使之趋于期望值并保持在期望值附近。流量调节装置依流体的传输方式不同有多种形式。流量控制系统有四个主要特点：流量计和流量调节装置中不包含影响调节过程快速性的大滞后效应和大惯性特性，所以系统
5、响应快，通频带宽。系统中普遍存在外扰，如负载流量的波动和泵的脉动造成的压力脉动等。为增加系统的稳定程度和抗外扰能力，在流量控制系统中不采用微分控制规律，多采用以积分为主的 PI 调节，并在保证调节精度和快速性的前提下尽可能地缩小系统的通频带宽（见 PID 调节器） 。同一管道系统的各个流量控制系统之间往往存在相互影响，因而会使整个流量控制系统的性能变坏。为了避免这种情况，有三种解决办法：一是把同一管道系统的几个流量控制系统作为一个整体，按多变量系统的设计原则来确定整个系统的调节规律，以保证系统的稳定性和其他控制性能；二是采用解耦方法（见解耦控制问题）来消除相互影响；三是使各个流量控制系统具有不
6、同的通频带，以减小各个流量控制系统之间的相互影响。随着时代发展科技进步，流量相关的传感器技术也越来越成熟，种类繁多。按照流量传感器的结构型式可分为叶片（翼板）式、量芯式、热线式、热膜式、卡门涡旋式等几种。用以测量管路中流体流量（单位时间内通过的流体体积）的仪表。有转子流量计、节流式流量计、细缝流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计等。至今为止，可供工业用的流量仪表种类达 60 种之多。品种如此之多的原因就在于至今还没找到一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都适用的流量仪表。这 60 多种流量仪表，每种产品都有它特定的适用性，也都有它的局限性。尽管流量计种类繁多，但目前市
7、面上却很少看到一种流量控制的装置，即：可设定流量并能自动控制（类似加油站的加油器） 。也没有一个能将流量计和阀门（电磁阀）组装的简单方案，即便实现类似的方案也会造成很大的成本问题。本文将设计一种低成本的水流量控制装置。1.装置结构该装置的原理上还是简单清晰的：水流量的检测，到达一定数值后，控制（关闭）阀门。设计时更多的要考虑的实现的可行性、精度以及低成本。首先考虑流量检测传感器。测量方法很多，有差压式、容积式、速度式等等。其中速度式又可分为涡轮式和涡街式。从成本和实现上考虑，采用涡轮式，结构上就是叶片式。根据叶片式检测原理可知，叶片的转速大体和流速成正比，因此就能检测出具体的流量。叶片的转速检
8、测通过霍尔传感器来实现，叶片的转轴上需要镶嵌一个磁铁。其次，控制阀门如果简单地选用一般的电磁阀将带来成本上的问题，尤其是低压控制的电磁阀。因此需要重新设计一种阀门。本文所设计的阀门由一个直流小电机（9V 即可驱动）去控制，正转为打开阀门（通过压缩相应的弹簧并最终卡住） ，反转则关闭阀门（释放卡闩，弹簧释放） 。成本则大大降低。事实证明，只要密封圈足够好，密封效果就很好。2.硬件和软件设计2.1 硬件设计从前面的原理中可以了解到，此系统主要有三部分功能：流量检测、显示以及阀门控制。因此选用常见的 80C51 单片机作为 MCU 就可以满足功能实现和低成本的要求。流量检测硬件上体现在检测涡轮叶片的
9、转速。这里采用霍尔传感器来检测。所选用的霍尔器件供电电压和 MCU 的电压一致均为 5V,并且内置有施密特触发器，使得检测干扰较少，因此直接将其输出连接至 MCU 的外部中断口 INT0.显示部分主要有两个功能：显示设定数值和显示当前流量。本设计只要求显示三位数值，因此只需 6 位七段数码管采用动态扫描的方式就可以上述要求。接口上 P0.0P0.6 作为各段显示，P2.0P2.5 作为位选。采用三个按键作为人机输入接口，其中一个按键作为功能选择，如，进入流量设定模式、设定后确认、强制关阀门等。为方便软件上的实现，将其直接连接在外部中端口 INT1.另外两个按键用于数值的加减设定，连接至普通的
10、I/O 口即可。阀门控制就是对一个直流小电机驱动进行控制，选用的直流电机供电电压大于 5V,因此不能直接由 MCU 的电压来直接驱动，需用总电源 9V 来驱动。电机的控制端采用 5V 的继电器。也使有效驱动继电器，IO 输出端通过上拉电阻以及 NPN 型的三极管进行驱动。电源使用 9 V 的电池供电， 5 V 则通过 7 8 0 5 转换得到。整体硬件设计如图 1 所示。2.2 软件设计软件的流程如图 2 所示。开机后首先进入流量设定过程，此时设定值闪烁显示，加、减键进行数值改变，设定完毕按“功能”键确认，设定值正常显示。接下来可以再次按“功能”键打开阀门，开始流量测量。若想在阀门打开之前重新设定数值，可以长按“功能”键重新进入流量设定过程。流量通过过程中显示屏上实时显示当前流量值，当所通过的流量和设定值一致时，阀门自动关闭。当然在流量未到设定值时，也可以通过按下“功能”键手动关闭阀门。
