BELLOFRAM 貝羅孚 電氣轉換器的工作原理

BELLOFRAM（貝羅孚）電氣轉換器（以經典 Type 1000 系列為代表）的核心工作原理是：基于力矩平衡（力平衡）原理，通過 “線圈 - 磁鐵" 的電磁力驅動噴嘴擋板機構，將 4-20mA 電信號線性轉換成 20-100kPa 氣動信號。

一、核心結構（五大關鍵部件）

1. 輸入線圈與磁鐵：產生電磁力的核心。

2. 柔性支點（Flexure）：高精度彈性支撐，帶動線圈與擋板運動。

3. 噴嘴 - 擋板機構：將微小位移轉為氣壓變化。

4. 氣動功率放大器（繼動器）：放大背壓，提供足夠流量輸出。

5. 反饋與校準機構：含零位、量程調節及溫度補償。

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二、詳細工作流程（五步）

1. 電信號輸入

   接收 4-20mA 直流電流信號，通入磁場中的線圈。
2. 電磁力產生

   電流通過線圈，在磁鐵磁場中產生與電流成正比的電磁力矩，推動線圈及相連的柔性支點偏轉。
3. 噴嘴 - 擋板位移

   線圈偏轉 → 擋板靠近 / 遠離噴嘴 → 噴嘴間隙改變 → 噴嘴背壓（先導壓力）線性變化。
4. 氣動放大輸出

   背壓送入內置氣動放大器 → 控制氣源（一般 0.14–0.69MPa） → 輸出與輸入電流成正比的氣壓（標準 20–100kPa）。
5. 力平衡閉環（關鍵）

   輸出氣壓同時作用于反饋波紋管 / 膜片，產生反向力矩，與電磁力矩平衡。

• 電流↑ → 電磁力↑ → 擋板靠近噴嘴 → 背壓↑ → 輸出氣壓↑ → 反饋力↑ → 平衡

• 電流↓ → 電磁力↓ → 擋板遠離噴嘴 → 背壓↓ → 輸出氣壓↓ → 反饋力↓ → 平衡

  最終實現 4mA → 20kPa、20mA → 100kPa 的精確線性轉換。

三、BELLOFRAM 典型特點

• 高精度：線性度可達 ±0.1%~±0.5%。

• 高流量：內置體積增壓器，流量可達 339 SLPM。

• 穩定可靠：柔性支點無摩擦、抗振動、溫度補償。

• 調校簡便：外部零位 / 量程調節，支持分程控制。

四、一句話總結