在工厂设计和维护中，“仪表用空气（仪表气）”是一个必不可少的概念。虽然看起来只是普通的压缩空气，但其实对其清洁度、干燥度及稳定供应等要求非常严格，与普通压缩空气有明显区别。本文将详细介绍仪表用空气的特点、与压缩空气的不同之处，以及实际设计中需要注意的关键点。
什么是仪表用空气？
仪表用空气是用于驱动仪表设备（如自动阀门、调节阀等）的气压空气。与普通压缩空气相比，它要求更高的清洁度和干燥度，以确保设备可靠运行，避免因杂质或水分导致的故障。
仪表用空气与压缩空气的区别
| 项目 | 压缩空气 | 仪表用空气（仪表气） |
|---|---|---|
| 清洁度 | 一般，有杂质、水分、油分 | 高，严格过滤杂质和水分 |
| 干燥度 | 普通 | 露点低于最低环境温度数度，防止结露 |
| 用途 | 一般动力源、工具等 | 驱动精密仪表设备 |
| 供应稳定性 | 允许一定波动 | 需要稳定压力和清洁度 |
仪表用空气的主要要求
- 杂质过滤：使用高精度过滤器去除微小颗粒杂质。
- 除湿：通过冷却和脱湿设备确保空气露点低，避免设备内结露。
- 油分管理：适量润滑油帮助设备运转，但过量油分和有机溶剂必须严格控制。
一、为什么要净化空气
要让空气“干净”，首先要去除杂质。
一般使用过滤器（Filter）去除几微米以上的颗粒。
过滤器虽然常被视为简单装置，但其实设计与安装位置都有讲究。
二、除去水分
空气中如果含有大量水分，会在气缸内引起各种误动作：
- 零件被锈蚀，导致卡滞；
- 水聚集在内部，阻碍空气动作。
这些问题如果严重，就会让气缸完全失效。
我们常提到的露点（Dew Point），是指空气中开始凝结出水的温度。
仪表空气的露点应设定在设备安装地点最低气温以下几度。
例如九州地区最低气温约 0℃，那么露点可设为 -4℃。
若压缩空气压力为 0.7MPa，则对应的大气压露点为 -28.5℃。
利用露点换算表可计算出此时空气中的含水量约为 0.4g/m³。
换算成常温常压下，相对湿度仅 3% 左右，可谓极其干燥的空气。
三、除去油分
在仪表空气中，油也被视为一种杂质。
但并不是完全没有油就好，而是过多的油会造成问题。
这里所说的油是“作动油（润滑油）”，适量的油可帮助气缸动作更顺畅。
然而，有机溶剂类的油分必须尽量减少。
因此，仪表空气应来自干净、远离有机溶剂滞留区域的空气源。
空气系统的位置与取气点，都是设计中需要考虑的要素。
仪表用空气的生产流程
让我们用一个典型流程来说明仪表空气是如何生成的。
① 吸入过滤器
空气的原料是大气。需尽可能选取干净、无灰尘与有机蒸气的空气。
吸入过滤器位于最前端，用于去除大颗粒杂质。
② 压缩机（Compressor）
将过滤后的空气压缩到略高于设定值的压力。
在此过程中空气会升温，这属于“绝热压缩”现象。
③ 冷却器（Cooler）
压缩后的空气温度过高，必须冷却才能使用。
因此需要冷却器将空气降温。
④ 除水器（Drain Separator）
冷却后，空气中的水分会凝结成液态水（冷凝水），必须分离排出。
⑤ 干燥器（Dryer）
除水器只能除去液态水，空气中仍残留部分水蒸气。
为了防止温度变化再次产生冷凝水，需要进一步干燥。
⑥ 过滤器（Final Filter）
压缩机、干燥器内部可能有灰尘或锈屑，因此在出口处再设置一道精密过滤。
过滤器通常并联安装，以防堵塞影响供气。
⑦ 储气罐（Air Receiver）
又称缓冲罐，用来储存压缩空气。
即使压缩机故障或停电，也能维持短时间的气源供应。
仪表用空气三件套
仪表空气虽已净化，但在设备使用点前，通常还会再设一套“空气三联件”，以确保清洁与压力稳定。
1. 过滤器（Filter）
去除空气中的残余水分、油雾及微小杂质。
这类过滤器通常带有集水壶，可自动排出冷凝液。
2. 减压阀（Regulator）
将主供气压力（如 0.7MPa）稳定减压到使用设备需要的压力（如 0.4MPa）。
减压可避免多个气动阀同时动作时压力波动造成故障。
3. 润滑器（Lubricator）
利用气流将润滑油喷入空气中，形成微细油雾，以减少气缸摩擦。
通常使用 ISO VG32 级涡轮油，油膜厚度约为数微米。
近年来由于气缸性能提升，有时省略润滑器，仅使用“空气二联件”
总结
仪表用空气与普通压缩空气不同，要求更高的清洁度和干燥度，设计和维护时需注意空气源选择、设备配置及定期检测。掌握这些要点，有助于确保仪表设备的稳定和安全运行。
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