• 技术支持-热工控制仪表的发展历史

    2019-12-13      

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    热工控制仪表的发展历史

    热工控制仪表的发展历史
    希罗(Cicero)是公元前古希腊的一位发明家。他用重锤、滑轮等制造出当时是很神奇的神殿自动门。
    当点燃神坛上的油灯(此油灯称为神灯或圣火),灯火燃烧使空气膨胀,球形容器内的空气因为膨胀产生了压力,把容器里的水通过管子挤到水桶内。水桶内的水多了,在它的重力作用下带动绳索,使神殿大门的门轴转动,大门就打开了。当神殿上的灯火熄灭了,球形容器内压力降低,形成真空,水桶内水自动地被吸回(虹吸现象)球形容器内。在重锤重力作用下拉动绳索,使大门的门轴向反方向转动,门就自动关闭了。
        希罗还制造出圣水自动出售机:当从投币口投进硬币后,靠硬币重量使一个杆转动,带动一个"阀门",打开出水口,流出一定量的"圣水"。希罗制造的自动门和自动售水机,是西方世界最早的自动化机械了。
    近代最早发明的反馈系统,是荷兰人科尼利厄斯·德贝尔(Cornelius Drebbel,1572~1633)发明的温度调节器。丹尼斯·派宾(Dennis Papin,1647~1712)则在1681年发明了第一个锅炉压力调节器,该调节器是一种安全调节装置,与目前压力锅的减压安全阀类似。
    人们普遍认为最早应用于工业过程的自动反馈控制器,是瓦特(James Watt,1736-1819)于1769年发明的飞球调速器(或称离心调速器),它被用来控制汽轮机 (或称蒸汽机)的转速,如图1-4所示。
    当转速升高时,重锤在离心力的作用下向外张开,使滑环向上移动,通过刚性杠杆来关小调节汽阀,使转速下降;当转速降低时,动作过程相反。在这种情况下,调节的任务就在于:随着机组转速的变化,来增加或减少蒸汽流量,以此来保持能量平衡。作为调节回转设备转速变化的瓦特调节器,其基本作用原理一直应用到今天。由于采用离心调速器直接带动阀门,所以称为直接调节。实际上,由于这种离心调速器的能量太小,只能应用在功率较小的汽轮机上。由于飞球转动也需要汽轮机提供动力,因此转速的测量精度会有所降低。瓦特的飞球调速器是世界上最早在技术上应用的自动控制器,它开创了自动化仪表应用的新篇章,使自动化问题成为了人类永久研究的课题。
    俄国人则断言,最早的具有历史意义的反馈系统,是由波尔祖诺夫(I.Polzunov)于1765年发明的用于水位控制的浮球调节器,该水位调节系统见图1-5。当蒸汽用量减小,水位升高,浮球也随水位升高,浮球带动与浮球相连接的杠杆一端升高,而使与阀门相连接的杠杆一端下降,使盖在锅炉入水口上的阀门关小。由于进水量减小,将使水位回落,保持了水位不变,从而保证了锅炉的正常生产蒸汽和安全运行。
    美国发明家斯托特(Stoughton),在读书时,为了节省下租房费,他讲好,替房东看管锅炉,顶替房租。他每天清晨4点,
    只要闹钟一响,就得从睡梦中醒来,爬出被窝,跑到地下室,打开锅炉炉口,把锅炉烧旺。这当然是一件苦差事。为了摆脱这份劳苦,他想出一个主意:用一根绳子,一头拴在锅炉门上。一头拉到卧室里。当闹钟一响,他只要在被窝中拉一下绳子就行了,锅炉门被打开,锅炉就烧旺了。后来,他干脆把闹钟放到地下室的锅炉边上,做一个类似老鼠夹子似的东西,当闹钟一响,发条钮就动作,使这个夹子带动一根木棍,木棍倒下,拉动炉门开了。这样,就完全自动按时把炉门打开,把锅炉烧旺。后来,他在这个基础上,发明了钟控锅炉。

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