專利名稱：動態(tài)配氣控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及標(biāo)準(zhǔn)氣體的配氣技術(shù)，尤其涉及一種動態(tài)配氣控制系統(tǒng)，屬于 自動控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
標(biāo)準(zhǔn)氣體(Standardgases)屬于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，是一種具有高度均勻、良好穩(wěn)定和 量值準(zhǔn)確的測定標(biāo)準(zhǔn)，可以用于環(huán)境監(jiān)測、有毒有機(jī)物測量、汽車排放氣測試、天然氣 BTU測量，液化石油氣校正標(biāo)準(zhǔn)，超臨界流體工藝等。標(biāo)準(zhǔn)氣體配氣的方法包括稱重 法、分壓法、靜態(tài)容量法、流量比混合法、滲透法、擴(kuò)散法、體積比法等。其中，流量 比混合法是一種動態(tài)配氣法，通過嚴(yán)格控制一定比例的組份氣體和稀釋氣體的流量，并 加以混合而制定標(biāo)準(zhǔn)氣體。與瓶裝標(biāo)準(zhǔn)氣相比，使用該方法能夠在同一配氣裝置上，可 以配置出滿足需要的不同組份濃度的各種標(biāo)準(zhǔn)氣。目前采用流量比混合法配置標(biāo)準(zhǔn)氣體的設(shè)備中，需用單獨(dú)采用復(fù)雜的、高精確 的流量控制設(shè)備，配置標(biāo)準(zhǔn)氣體的設(shè)備復(fù)雜且成本高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種動態(tài)配氣控制系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中采用流量比混合 法配置標(biāo)準(zhǔn)氣體的設(shè)備復(fù)雜且成本高的缺陷，實(shí)現(xiàn)簡單且成本低的動態(tài)配氣控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型提供一種動態(tài)配氣控制系統(tǒng)，包括電源、工控機(jī)、電磁閥控制電 路、至少兩個用于盛放原料氣體的鋼瓶和至少兩路氣體質(zhì)量流量控制器；所述電磁閥控制電路包括至少兩個電磁閥；所述電磁閥的氣體輸入端口與所述鋼瓶對應(yīng)連接，所述電磁閥的氣體輸出端口 與所述氣體質(zhì)量流量控制器的氣體輸入端口對應(yīng)連接；所述電源，分別與所述工控機(jī)、所述電磁閥控制電路和所述氣體質(zhì)量流量控制 器連接，用于為所述工控機(jī)、所述電磁閥控制電路和所述氣體質(zhì)量流量控制器供電；所述工控機(jī)，分別與所述電磁閥控制電路和所述氣體質(zhì)量流量控制器連接，用 于根據(jù)目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體的配氣參數(shù)，控制所述電磁閥控制電路和所述氣體質(zhì)量流量控 制器配置所述目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體。其中，電源可以包括第一直流電源、第二直流電源和交流電源；所述第一直流電源，與所述電磁閥控制電路連接，用于為所述電磁閥控制電路 供電；所述第二直流電源，與所述氣體質(zhì)量流量控制器連接，用于為所述氣體質(zhì)量流 量控制器供電；所述交流電源，與所述工控機(jī)連接，用于為所述工控機(jī)供電。優(yōu)選地，該動態(tài)配氣控制系統(tǒng)還可以包括減壓閥，與所述鋼瓶連接，用于控 制所述鋼瓶的中原料氣體的輸出。[0015]優(yōu)選地，該動態(tài)配氣控制系統(tǒng)還可以包括機(jī)柜外殼，所述工控機(jī)、所述氣體 質(zhì)量流量控制器和所述電磁閥控制電路設(shè)置在所述機(jī)柜外殼中。優(yōu)選地，所述工控機(jī)通過RS485通信線與所述氣體質(zhì)量流量控制器連接；所述 工控機(jī)通過RS232串口線與所述電磁閥控制電路連接。該動態(tài)配氣控制系統(tǒng)還可以包括顯示器，與所述工控機(jī)連接，用于顯示所述 工控機(jī)輸出的目標(biāo)組分標(biāo)準(zhǔn)氣體的實(shí)際流量值、電磁閥狀態(tài)、設(shè)置流量值、閥控狀態(tài)和 氣體質(zhì)量流量控制器量程。進(jìn)一步地，所述工控機(jī)包括參數(shù)設(shè)置模塊、氣體系數(shù)模塊和配氣模塊；所述參數(shù)設(shè)置模塊，用于對所述工控機(jī)與所述氣體質(zhì)量流量控制器的通訊參數(shù) 以及所述工控機(jī)與所述電磁閥的通訊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；所述氣體系數(shù)模塊，用于獲取所述目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體所需的每一種原料氣體與 預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)氣體的質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)；所述配氣模塊，與所述氣體系數(shù)模塊相連，用于根據(jù)所述目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體的 配氣參數(shù)和所述質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)，獲取所述目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體所需的每一種原料氣體 所對應(yīng)的氣體質(zhì)量流量控制器的流量配比值，根據(jù)所述流量配比值，控制所述電磁閥的 開關(guān)和所述氣體質(zhì)量流量控制器的氣體流量。其中，所述配氣模塊可以包括計算子模塊，用于根據(jù)所述目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體的配氣參數(shù)，計算每一種原料氣 體所對應(yīng)的氣體質(zhì)量流量控制器的設(shè)定流量值；修正子模塊，與所述計算子模塊相連，用于根據(jù)每一種原料氣體所對應(yīng)的質(zhì)量 流量轉(zhuǎn)換系數(shù)，修正對應(yīng)的氣體質(zhì)量流量控制器的設(shè)定流量值，得到每一種原料氣體所 對應(yīng)的氣體質(zhì)量流量控制器的流量配比值。再進(jìn)一步地，所述工控機(jī)還包括顯示模塊，用于從所述氣體質(zhì)量流量控制器讀取流量測試值，根據(jù)所述質(zhì)量流 量轉(zhuǎn)換系數(shù)對所述流量測試值進(jìn)行修正，得到用于顯示的實(shí)際流量值。再進(jìn)一步地，所述工控機(jī)還包括退出模塊，用于退出所述動態(tài)配氣控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型提供的動態(tài)配氣控制系統(tǒng)，其中的工控機(jī)可以控制電磁閥控制電路 和氣體質(zhì)量流量控制器配置目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體，實(shí)現(xiàn)多組分動態(tài)配氣，動態(tài)配氣控制系 統(tǒng)簡單且成本低；采用氣體質(zhì)量流量控制器控制氣體流量，使用方便、靈敏度高、精度高。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施 例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附 圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的 前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實(shí)用新型動態(tài)配氣控制系統(tǒng)第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型動態(tài)配氣控制系統(tǒng)第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；[0033]圖3為本實(shí)用新型動態(tài)配氣控制系統(tǒng)第二實(shí)施例中顯示狀態(tài)的示意圖；圖4為本實(shí)用新型動態(tài)配氣控制系統(tǒng)第二實(shí)施例的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型動態(tài)配氣控制系統(tǒng)第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型動態(tài)配氣控制系統(tǒng)第三實(shí)施例中通訊參數(shù)的示意圖；圖7為本實(shí)用新型動態(tài)配氣控制系統(tǒng)第三實(shí)施例中配氣過程的狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用 新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯 然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新 型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí) 施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。圖1為本實(shí)用新型動態(tài)配氣控制系統(tǒng)第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該 動態(tài)配氣控制系統(tǒng)包括電源11、工控機(jī)13、電磁閥控制電路15、至少兩個用于盛放原料氣體的鋼瓶17 和至少兩路氣體質(zhì)量流量控制器19 ；電磁閥控制電路15包括至少兩個電磁閥151 ；電磁閥151的氣體輸入端口與鋼瓶17對應(yīng)連接，電磁閥151的氣體輸出端口與 氣體質(zhì)量流量控制器19的氣體輸入端口對應(yīng)連接；電源11，分別與工控機(jī)13、電磁閥控制電路15和氣體質(zhì)量流量控制器19連 接，用于為工控機(jī)13、電磁閥控制電路15和氣體質(zhì)量流量控制器19供電；工控機(jī)13，分別與電磁閥控制電路15和氣體質(zhì)量流量控制器19連接，用于根據(jù) 目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體的配氣參數(shù)，控制電磁閥控制電路15和氣體質(zhì)量流量控制器19配置所 述目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體。具體地，動態(tài)配氣控制系統(tǒng)中，用戶輸入需要配置的目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體的配氣 參數(shù)例如目標(biāo)組分標(biāo)準(zhǔn)氣體中各組分原料氣體的濃度等，工控機(jī)13可以確定配置目標(biāo) 組分標(biāo)準(zhǔn)氣體所需的原料氣體對應(yīng)的哪一路或幾路氣體質(zhì)量流量控制器19，以及氣體質(zhì) 量流量控制器19所需的流量配比值；從而根據(jù)目標(biāo)組分標(biāo)準(zhǔn)氣體總流量的具體需求，確 定所需的氣體質(zhì)量流量控制器19所需的氣體流量；工控機(jī)13可以控制所需的氣體質(zhì)量流 量控制器19的氣體流量及其連接的電磁閥的開、關(guān)，以控制鋼瓶中輸出的、配置目標(biāo)組 分標(biāo)準(zhǔn)氣體所需的原料氣體的流量，配置得到該目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體。本實(shí)施例動態(tài)配氣控制系統(tǒng)的工控機(jī)可以控制電磁閥控制電路和氣體質(zhì)量流量 控制器配置目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體，實(shí)現(xiàn)多組分動態(tài)配氣，動態(tài)配氣控制系統(tǒng)簡單且成本 低；采用氣體質(zhì)量流量控制器控制氣體流量使用方便、靈敏度高、精度高。圖2為本實(shí)用新型動態(tài)配氣控制系統(tǒng)第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，在 本實(shí)用新型動態(tài)配氣控制系統(tǒng)第一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，該動態(tài)配氣控制系統(tǒng)的電源11可以 包括第一直流電源111、第二直流電源112和交流電源113 ；其中，第一直流電源111，與電磁閥控制電路15連接，用于為電磁閥控制電路 15供電；例如第一直流電源的電壓為24V。[0049]第二直流電源112，與氣體質(zhì)量流量控制器19連接，用于為氣體質(zhì)量流量控制 器19供電；例如第二直流電源的電壓為15V。其中，第一直流電源和第二直流電源可 以分開設(shè)置，也可以設(shè)置在一起，例如直流電源VCC與兩個電阻Rl和R2串聯(lián)，VCC 為24V，Rl兩端的電壓為15V。交流電源113，與工控機(jī)13連接，用于為工控機(jī)13供電。例如交流電源為 220V。此外，該動態(tài)配氣控制系統(tǒng)還包括減壓閥(圖中未示)，與鋼瓶17連接，用于控制鋼瓶17的中原料氣體的輸出。機(jī)柜外殼(圖中未示)，其中，工控機(jī)13、氣體質(zhì)量流量控制器19和電磁閥控 制電路15設(shè)置在機(jī)柜外殼中。進(jìn)一步地，該動態(tài)配氣控制系統(tǒng)的工控機(jī)13可以通過RS485通信線與氣體質(zhì)量 流量控制器19連接；工控機(jī)13可以通過RS232串口線與所述電磁閥控制電路15連接。該動態(tài)配氣控制系統(tǒng)還可以包括顯示器23，與工控機(jī)13連接，用于顯示工 控機(jī)13輸出的目標(biāo)組分標(biāo)準(zhǔn)氣體的實(shí)際流量值、電磁閥狀態(tài)、設(shè)置流量值、閥控狀態(tài)、 氣體質(zhì)量流量控制器量程；如圖3所示，為本實(shí)用新型動態(tài)配氣控制系統(tǒng)第二實(shí)施例中 顯示狀態(tài)的示意圖，顯示器的主控制界面31可以配氣過程中的各種參數(shù)例如目標(biāo)組分 標(biāo)準(zhǔn)氣體的實(shí)際流量值、電磁閥狀態(tài)、設(shè)置流量值、閥控狀態(tài)、氣體質(zhì)量流量控制器量 程即滿量程、顯示實(shí)際流量的游標(biāo)刻度等，不同的配氣過程中還可以顯示其他的界面例 如參數(shù)設(shè)置狀態(tài)、配氣參數(shù)設(shè)置狀態(tài)、質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)等的界面。根據(jù)上述的實(shí)施例可知，該動態(tài)配氣控制系統(tǒng)的硬件部分主要由機(jī)柜外殼、工 控機(jī)13、顯示器23、電源11、鋼瓶17、減壓閥、氣體質(zhì)量流量控制器19、電磁閥控制電 路15等組成，機(jī)柜外殼提供了該動態(tài)配氣控制系統(tǒng)的整體支撐作用。圖4為本實(shí)用新型 動態(tài)配氣控制系統(tǒng)第二實(shí)施例的安裝結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，具體安裝時，顯示器23 例如液晶顯示器可以安裝在動態(tài)配氣控制系統(tǒng)機(jī)柜外殼的前面板的正上方，通過顯示 器開關(guān)鎖231控制顯示器的開關(guān)，顯示器23連接工控機(jī)13，鍵盤盒232中的鍵盤可以控 制工控機(jī)的運(yùn)行。顯示器23的下方可以安裝電源例如第一直流電源和第二直流電源， 第一直流電源和第二直流電源分別通過導(dǎo)線連接氣體質(zhì)量流量控制器19和電磁閥控制電 路15，分別為氣體質(zhì)量流量控制器19和電磁閥控制電路15供電，第一直流電源和第二 直流電源可以內(nèi)置在系統(tǒng)中，從系統(tǒng)兩側(cè)面板上排風(fēng)扇由導(dǎo)線引到系統(tǒng)的前面板的中下 方處設(shè)置電源開關(guān)，方便控制電源的導(dǎo)通和斷開。電源的下方可以為工控機(jī)13，連接顯 示器23，工控機(jī)13可以安裝氣體質(zhì)量流量控制器19的控制軟件提供操作平臺。工控機(jī) 13的下方可以安裝多路氣體質(zhì)量流量控制器19，控制原料氣體的輸出流量，這多路氣體 質(zhì)量流量控制器19之間可以采用通訊線相互連接，并通過主通訊線連接至工控機(jī)13。氣 體質(zhì)量流量控制器19可以通過導(dǎo)線連接至電源的輸出端，氣氣體質(zhì)量流量控制器19的氣 體輸入端口通過氣管連接電磁閥控制電路15上電磁閥的輸出口，一般來說，每一路氣體 質(zhì)量流量控制器19對應(yīng)一個電磁閥。氣體質(zhì)量流量控制器19的氣體輸出端口可以由氣 管從動態(tài)配氣控制系統(tǒng)后面板的下方引出，以輸出配置的目標(biāo)組分標(biāo)準(zhǔn)氣體。氣體質(zhì)量 流量控制器19的下方為電磁閥控制電路15，電磁閥控制電路15上的各個電磁閥可以手工 也可以通過工控機(jī)13設(shè)置開或關(guān)，一般在非配氣狀態(tài)時電磁閥為關(guān)閉狀態(tài)，防止鋼瓶中的原料氣體漏氣，例如防止在鋼瓶減壓閥關(guān)閉不牢時漏氣。電磁閥的氣體輸入端口由 氣管連接至鋼瓶的氣體輸出端口，電磁閥打開時，鋼瓶中的原料氣體輸出。本實(shí)施例工控機(jī)通過RS485接口與氣體質(zhì)量流量控制器通信，可以準(zhǔn)確控制各 組分原料氣體的流量，實(shí)現(xiàn)多組分動態(tài)配氣，本實(shí)用新型配制的目標(biāo)組分標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度 可達(dá)10-9級且連續(xù)可調(diào)；可稀釋范圍寬，可以達(dá)到1/2000;系統(tǒng)不受環(huán)境溫度與壓力變 化影響，可以適用于配制高、低濃度的多種目標(biāo)組分標(biāo)準(zhǔn)氣體，甚至包括爆炸性氣體和 毒性氣體，具有很好的應(yīng)用價值；采用氣體質(zhì)量流量控制器控制每一路所需的原料氣體 的流量，可以控制配制目標(biāo)組分標(biāo)準(zhǔn)氣體的總流量，實(shí)現(xiàn)連續(xù)配制并供給目標(biāo)組分標(biāo)準(zhǔn) 氣體，使用方便、靈敏度高、精度高。圖5為本實(shí)用新型動態(tài)配氣控制系統(tǒng)第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，在 本實(shí)用新型動態(tài)配氣控制系統(tǒng)第一、第二實(shí)施例的基礎(chǔ)上，該動態(tài)配氣控制系統(tǒng)的工控 機(jī)13可以包括參數(shù)設(shè)置模塊131、氣體系數(shù)模塊132和配氣模塊133 ；其中，參數(shù)設(shè)置模塊131，用于對所述工控機(jī)與所述氣體質(zhì)量流量控制器的通 訊參數(shù)以及所述工控機(jī)與所述電磁閥的通訊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；如圖6所示，為本實(shí)用新型 動態(tài)配氣控制系統(tǒng)第三實(shí)施例中通訊參數(shù)的示意圖，其中，在參數(shù)設(shè)置界面61可以設(shè)置 工控機(jī)與氣體質(zhì)量流量控制器的通訊參數(shù)包括串口號、波特率、各氣體質(zhì)量流量控制 器的路數(shù)即地址信息等；還可以設(shè)置工控機(jī)與電磁閥的通訊參數(shù)包括串口號和波特率等。氣體系數(shù)模塊132，用于獲取所述目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體所需的每一種原料氣體與 預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)氣體的質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)；其中，如果鋼瓶中的原料氣體為單氣體，可以直接 從保存的數(shù)據(jù)中查找到該單氣體的質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)；如果鋼瓶中的原料氣體為混合氣 體，則可以獲取混合氣體中各個氣體的參數(shù)信息如比熱、密度等，在根據(jù)保存的數(shù)據(jù)中 質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)進(jìn)行計算，得到該混合氣體的質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)；配氣模塊133，與氣體系數(shù)模塊132相連，用于根據(jù)所述目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體的配 氣參數(shù)和所述質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)，獲取所述目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體所需的每一種原料氣體所 對應(yīng)的氣體質(zhì)量流量控制器19的流量配比值，根據(jù)所述流量配比值，控制電磁閥151的 開關(guān)和氣體質(zhì)量流量控制器19的氣體流量。進(jìn)一步地，配氣模塊133可以包括計算子模塊和修正子模塊。其中，計算子模塊，用于根據(jù)所述目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體的配氣參數(shù)，計算每一種 原料氣體所對應(yīng)的氣體質(zhì)量流量控制器19的設(shè)定流量值；修正子模塊，與所述計算子模塊相連，用于根據(jù)每一種原料氣體所對應(yīng)的質(zhì)量 流量轉(zhuǎn)換系數(shù)，修正對應(yīng)的氣體質(zhì)量流量控制器19的設(shè)定流量值，得到每一種原料氣體 所對應(yīng)的氣體質(zhì)量流量控制器19的流量配比值。如圖7所示，為本實(shí)用新型動態(tài)配氣控制系統(tǒng)第三實(shí)施例中配氣過程的狀態(tài)示 意圖，在配氣界面71中，根據(jù)用戶選擇或輸入的目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體的配氣參數(shù)例如所 需的原料氣體的名稱、濃度等，再根據(jù)對應(yīng)的質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)，計算得到每一種原料 氣體所對應(yīng)的氣體質(zhì)量流量控制器的流量配比值，得到如圖7中各個設(shè)置點(diǎn)值，然后可 以開始配氣。其中，原料氣體可以為單氣體或混合氣體，原料氣體的種類和濃度可以不 同，原料氣體的種類具體由目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體決定，原料氣體的濃度則為鋼瓶中實(shí)際氣體的濃度。再進(jìn)一步地，工控機(jī)13還可以包括顯示模塊134，用于從所述氣體質(zhì)量流量控制器19讀取流量測試值，根據(jù)所述 質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)對所述流量測試值進(jìn)行修正，得到用于顯示的實(shí)際流量值。此外，工控機(jī)13還可以包括退出模塊135，用于退出所述動態(tài)配氣控制系 統(tǒng)。具體地，工控機(jī)13主要包括參數(shù)設(shè)置模塊131、氣體系數(shù)模塊132、配氣模塊 133、顯示模塊134和退出模塊135，各個模塊可以采用硬件實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件或軟 硬件結(jié)合的形式實(shí)現(xiàn)。其中，參數(shù)設(shè)置模塊131主要用于與用戶操作進(jìn)行交互，例如 根據(jù)用戶選擇或輸入的配氣通訊參數(shù)，設(shè)置工控機(jī)與氣體質(zhì)量流量控制器的通訊參數(shù)以 及工控機(jī)與電磁閥的通訊參數(shù)。氣體系數(shù)模塊132主要用于管理各種氣體矯正所需的 質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)，可以根據(jù)配比需求，增加保存的不同氣體的質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)的信 息。配氣模塊133主要包括單組份配氣計算和多組分氣體配氣計算，如果已知目標(biāo)濃 度、配比所需組份鋼瓶標(biāo)準(zhǔn)氣體參數(shù)、氣體質(zhì)量流量控制器量程、目標(biāo)流量等，可以計 算出目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體的流量配比值，配比出不同濃度的目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體。串口打開 即能讀出各路氣體質(zhì)量流量控制器的滿量程值、瞬時流量、電磁閥狀態(tài)、閥控模式、設(shè) 置流量等信息。設(shè)置流量欄顯示當(dāng)前氣體質(zhì)量流量控制器19設(shè)置流量值。電磁閥可以 設(shè)置開或關(guān)，電磁閥處于開狀態(tài)時，多路的氣體質(zhì)量流量控制器19才可以輸出不同濃度 的目標(biāo)組分標(biāo)準(zhǔn)氣體。氣體質(zhì)量流量控制器19的路數(shù)可以根據(jù)用戶需要配置的目標(biāo)組分 標(biāo)準(zhǔn)氣體中的具體組分進(jìn)行選擇。氣體質(zhì)量流量控制器19的最多路數(shù)可以根據(jù)用戶要求 定制，在此不做限定。具體地，系統(tǒng)中可以預(yù)置各種氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度與定壓比熱等參數(shù)值， 并根據(jù)這些參數(shù)實(shí)時的自動計算出各種組份氣體的相對于預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)氣體例如氮?dú)獾馁|(zhì) 量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)，保存在氣體系數(shù)模塊132中，在每次配置目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體時，直接 從保存的所有質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)中查找所需的原料氣體對應(yīng)的質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)。用戶 只需輸入原料氣體濃度、目標(biāo)組分標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度、目標(biāo)氣體總流量等已知的配氣參數(shù)， 參數(shù)設(shè)置模塊131獲取配氣參數(shù)后，配氣模塊133的計算子模塊可以自動計算每一種原料 氣體對應(yīng)的一路氣體質(zhì)量流量控制器19的設(shè)定流量值，修正子模塊根據(jù)該原料氣體對應(yīng) 的質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)對該設(shè)定流量值進(jìn)行自動修正，計算出配制目標(biāo)濃度的目標(biāo)組分標(biāo) 準(zhǔn)氣體所需的各種原料氣體的設(shè)定點(diǎn)值，即流量配比值。然后配氣模塊133根據(jù)目標(biāo)氣 體總流量或所需的原料氣體對應(yīng)的氣體質(zhì)量流量控制器19的量程，可以確定并控制所需 的各路氣體質(zhì)量流量控制器19的氣體流量，并且控制所需的各路氣體質(zhì)量流量控制器19 連接的電磁閥打開。在配氣過程中，工控機(jī)13通過RS232串口線可以獲取電磁閥的狀態(tài)，通過 RS485通信線定時的從工作的各路氣體質(zhì)量流量控制器19中讀取實(shí)時的流量測試值包 括滿量程值、瞬時流量、電磁閥狀態(tài)、閥控模式或設(shè)置流量等信息，然后根據(jù)每一路 原料氣體對應(yīng)的質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)，計算修正后的實(shí)際流量值，顯示模塊134可以將該 實(shí)際流量值發(fā)送至顯示器23實(shí)時顯示。此外，瞬時流量和設(shè)置流量實(shí)時用游標(biāo)直尺對應(yīng) 位置，在滿量程時游標(biāo)指向最高處。[0072]本實(shí)施例工控機(jī)通過RS485接口與氣體質(zhì)量流量控制器通信，可以準(zhǔn)確控制各 組分原料氣體的流量，實(shí)現(xiàn)多組分動態(tài)配氣，本實(shí)用新型配制的目標(biāo)組分標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度 可達(dá)10-9級且連續(xù)可調(diào)；可稀釋范圍寬，可以達(dá)到1/2000;系統(tǒng)不受環(huán)境溫度與壓力變 化影響，可以適用于配制高、低濃度的多種目標(biāo)組分標(biāo)準(zhǔn)氣體，甚至包括爆炸性氣體和 毒性氣體，具有很好的應(yīng)用價值；采用氣體質(zhì)量流量控制器控制每一路所需的原料氣體 的流量，可以控制配制目標(biāo)組分標(biāo)準(zhǔn)氣體的總流量，實(shí)現(xiàn)連續(xù)配制并供給目標(biāo)組分標(biāo)準(zhǔn) 氣體，使用方便、靈敏度高、精度高。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對其限 制；盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 理解其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特 征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各 實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種動態(tài)配氣控制系統(tǒng)，其特征在于，包括電源、工控機(jī)、電磁閥控制電路、 至少兩個用于盛放原料氣體的鋼瓶和至少兩路氣體質(zhì)量流量控制器；所述電磁閥控制電路包括至少兩個電磁閥；所述電磁閥的氣體輸入端口與所述鋼瓶對應(yīng)連接，所述電磁閥的氣體輸出端口與所 述氣體質(zhì)量流量控制器的氣體輸入端口對應(yīng)連接；所述電源，分別與所述工控機(jī)、所述電磁閥控制電路和所述氣體質(zhì)量流量控制器連 接，用于為所述工控機(jī)、所述電磁閥控制電路和所述氣體質(zhì)量流量控制器供電；所述工控機(jī)，分別與所述電磁閥控制電路和所述氣體質(zhì)量流量控制器連接，用于根 據(jù)目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體的配氣參數(shù)，控制所述電磁閥控制電路和所述氣體質(zhì)量流量控制器 配置所述目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)配氣控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電源包括第一直流電 源、第二直流電源和交流電源；所述第一直流電源，與所述電磁閥控制電路連接，用于為所述電磁閥控制電路供電；所述第二直流電源，與所述氣體質(zhì)量流量控制器連接，用于為所述氣體質(zhì)量流量控 制器供電；所述交流電源，與所述工控機(jī)連接，用于為所述工控機(jī)供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)配氣控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括減壓閥，與所 述鋼瓶連接，用于控制所述鋼瓶的中原料氣體的輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)配氣控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括機(jī)柜外殼，所 述工控機(jī)、所述氣體質(zhì)量流量控制器和所述電磁閥控制電路設(shè)置在所述機(jī)柜外殼中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)配氣控制系統(tǒng)，其特征在于，所述工控機(jī)通過RS485通 信線與所述氣體質(zhì)量流量控制器連接；所述工控機(jī)通過RS232串口線與所述電磁閥控制 電路連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)配氣控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括顯示器，與所 述工控機(jī)連接，用于顯示所述工控機(jī)輸出的目標(biāo)組分標(biāo)準(zhǔn)氣體的實(shí)際流量值、電磁閥狀 態(tài)、設(shè)置流量值、閥控狀態(tài)和氣體質(zhì)量流量控制器量程。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的動態(tài)配氣控制系統(tǒng)，其特征在于，所述工控機(jī)包括 參數(shù)設(shè)置模塊、氣體系數(shù)模塊和配氣模塊；所述參數(shù)設(shè)置模塊，用于對所述工控機(jī)與所述氣體質(zhì)量流量控制器的通訊參數(shù)以及 所述工控機(jī)與所述電磁閥的通訊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；所述氣體系數(shù)模塊，用于獲取所述目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體所需的每一種原料氣體與預(yù)設(shè) 標(biāo)準(zhǔn)氣體的質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)；所述配氣模塊，所述氣體系數(shù)模塊相連，用于根據(jù)所述目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體的配氣參 數(shù)和所述質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)，獲取所述目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體所需的每一種原料氣體所對應(yīng) 的氣體質(zhì)量流量控制器的流量配比值，根據(jù)所述流量配比值，控制所述電磁閥的開關(guān)和 所述氣體質(zhì)量流量控制器的氣體流量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動態(tài)配氣控制系統(tǒng)，其特征在于，所述配氣模塊包括計算子模塊，用于根據(jù)所述目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體的配氣參數(shù)，計算每一種原料氣體所對應(yīng)的氣體質(zhì)量流量控制器的設(shè)定流量值；修正子模塊，與所述計算子模塊相連，用于根據(jù)每一種原料氣體所對應(yīng)的質(zhì)量流量 轉(zhuǎn)換系數(shù)，修正對應(yīng)的氣體質(zhì)量流量控制器的設(shè)定流量值，得到每一種原料氣體所對應(yīng) 的氣體質(zhì)量流量控制器的流量配比值。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動態(tài)配氣控制系統(tǒng)，其特征在于，所述工控機(jī)還包括 顯示模塊，用于從所述氣體質(zhì)量流量控制器讀取流量測試值，根據(jù)所述質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)對所述流量測試值進(jìn)行修正，得到用于顯示的實(shí)際流量值。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動態(tài)配氣控制系統(tǒng)，其特征在于，所述工控機(jī)還包括退 出模塊，用于退出所述動態(tài)配氣控制系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種動態(tài)配氣控制系統(tǒng)，包括電源、工控機(jī)、電磁閥控制電路、至少兩個用于盛放原料氣體的鋼瓶和至少兩路氣體質(zhì)量流量控制器；電磁閥控制電路包括至少兩個電磁閥；電磁閥的氣體輸入端口與鋼瓶對應(yīng)連接，電磁閥的氣體輸出端口與氣體質(zhì)量流量控制器的氣體輸入端口對應(yīng)連接；電源，分別與工控機(jī)、電磁閥控制電路和氣體質(zhì)量流量控制器連接，用于為工控機(jī)、電磁閥控制電路和氣體質(zhì)量流量控制器供電；工控機(jī)，分別與電磁閥控制電路和氣體質(zhì)量流量控制器連接，用于根據(jù)目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體的配氣參數(shù)，控制電磁閥控制電路和氣體質(zhì)量流量控制器配置目標(biāo)組份標(biāo)準(zhǔn)氣體。本實(shí)用新型動態(tài)配氣控制系統(tǒng)簡單且成本低。
文檔編號B01F3/02GK201799249SQ20102028519
公開日2011年4月20日 申請日期2010年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者尚中鋒, 張永懷, 張青云, 王書潛, 王豪, 祁澤剛, 秦偉山, 馬文生 申請人:河南漢威電子股份有限公司