一種進樣分流口氣路控制系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于分析儀器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種進樣分流口氣路控制系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氣相色譜儀在石油、化工、生物化學(xué)、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品工業(yè)、環(huán)保等方面應(yīng)用廣泛， 能夠?qū)怏w進行定量和定性分析。目前市面上常用的氣相色譜儀采用了電子氣路控制模塊 (EPC)，其中包含溫度傳感器、加熱裝置、壓力傳感器、電子閥等反饋控制裝置。
[0003] 現(xiàn)有的氣相色譜儀的電子氣路控制模塊中進樣口為保證分流比恒定，對分流口采 用恒流控制。隨著氣相色譜儀應(yīng)用的推廣和市場的不同需求，由于恒定流量下，分流口容易 被大量樣品污染，從而導(dǎo)致氣路堵塞，影響了電子氣路控制模塊的使用壽命。目前，部分氣 相色譜儀將分流口電磁閥單獨隔離出來，避免更換整個EPC，但是更換價格仍然昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種微震蕩波形的分流氣路控制方 法，在保證進樣口總流量穩(wěn)定的前提下，在分流口形成氣流脈沖，對樣品進行吹掃，減輕了 污染程度，延長了EPC的壽命。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種進樣分流口氣路控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括主控制器、 第一電磁閥、第二電磁閥和流量傳感器，
[0006] 所述主控制器連接控制所述分流口氣路上的第一電磁閥，處于所述第一電磁閥氣 路輸出端口的流量傳感器的數(shù)據(jù)輸出口連接至所述主控制器，形成主控制器對氣路的閉環(huán) 控制，
[0007] 所述流量傳感器的氣路輸出端口還連接第二電磁閥，該第二電磁閥由所述主控制 器連接控制，形成主控制器對氣路的開環(huán)控制。
[0008] 所述主控制器對氣路的閉環(huán)控制采用經(jīng)典的PID控制算法，即
[0009] 設(shè)FMt為流量設(shè)置值，則主控制器每隔Δt采集實際流量F，與流量設(shè)置值進行 對比，根據(jù)公式1計算出比例閥控制參數(shù)D。，
[0010]
[0011] 同時，所述主控制器對于開環(huán)控制中的第二電磁閥輸入周期方波控制信號。
[0012] 所述主控制器采用DM3730,流量傳感器采用189系列，第一電磁閥和第二電磁閥 采用parker電磁比例閥。
[0013] -種進樣分流口氣路控制方法，
[0014] 采用主控制器連接控制所述分流口氣路上的第一電磁閥，處于所述第一電磁閥氣 路輸出端口的流量傳感器的數(shù)據(jù)輸出口連接至所述主控制器，形成主控制器對氣路的閉環(huán) 控制，
[0015] 所述流量傳感器的氣路輸出端口還連接第二電磁閥，該第二電磁閥由所述主控制 器連接控制，形成主控制器對氣路的開環(huán)控制，
[0016] 所述主控制器對氣路的閉環(huán)控制采用經(jīng)典的PID控制算法，即
[0017] 設(shè)Fset為流量設(shè)置值，則主控制器每隔Δt采集實際流量F，與流量設(shè)置值進行 對比，根據(jù)公式1計算出比例閥控制參數(shù)Dp，
[0018]
同時，所述主控制器對于開環(huán)控制中的第二電磁閥輸入周期方波控制信號。
[0019] 本發(fā)明的處于分流口氣路上的流量傳感器與分流出口之間的空間起到了流量緩 沖的作用，分流口流量雖然產(chǎn)生脈沖，但是內(nèi)部實際流出流量仍然是可控的。閉環(huán)和開環(huán)的 綜合控制，在保證分流總流量恒定的前提下在分流口形成脈沖流量，實現(xiàn)吹掃效果。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖2是本發(fā)明實施例中控制系統(tǒng)開環(huán)控制波形圖。
[0022] 圖3是本發(fā)明實施例中控制系統(tǒng)氣路流量波形圖。
[0023] 圖4是本發(fā)明實施例中控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 其中，1--主控制器，2--第一電磁閥，3--流量傳感器，4--第二電磁閥。
【具體實施方式】
[0025] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。本發(fā)明包括：主控制器、電磁閥和流量傳感 器。主控制器通過AD轉(zhuǎn)換芯片與流量傳感器的輸出管腳連接，通過PWM控制模塊與電磁閥 連接，具體系統(tǒng)框圖如圖1所示。該系統(tǒng)所包含的主控制器1、一個電磁閥2和一個流量傳 感器3,構(gòu)成一個閉環(huán)，保證分流口總流量的實時精確調(diào)節(jié)；同時主控制器1與另外一個電 磁閥4單獨形成開環(huán)脈沖控制。
[0026] 本發(fā)明閉環(huán)部分采用經(jīng)典的PID控制算法，設(shè)Fset為期望的流量值，則PID控制器 每隔At采集實際流量匕_，與流量設(shè)置值進行對比，根據(jù)PID算法（參考公式1)計算出比 例閥控制參數(shù)D。，控制氣流大小，從而形成閉環(huán)，保持流量穩(wěn)定：
[0027]
[0028] 本發(fā)明開環(huán)部分采用周期波形控制，控制信號波形如圖2所示。
[0029] 流量傳感器處流量波形和分流口出口波形圖如圖3所示。通過波形可以看出，由 于流量傳感器與分流出口之間的空間起到了流量緩沖的作用，分流口流量雖然產(chǎn)生脈沖， 但是內(nèi)部實際流出流量仍然是可控的。閉環(huán)和開環(huán)的綜合控制，在保證分流總流量恒定的 前提下在分流口形成脈沖流量，實現(xiàn)吹掃效果。
[0030] 圖4為一個通用的氣路控制模塊，表示了該模塊的硬件結(jié)構(gòu)圖，其中主控制器采 用DM3730 ;流量傳感器采用189系列；兩個電磁閥采用parker電磁比例閥。
[0031] 本實施例中，流量傳感器的模擬信號輸出管腳連接到DM3730的AD轉(zhuǎn)換模塊管腳； Parker電磁閥的控制管腳連接到DM3730的PWM輸出管腳。DM3730為一款TI的ARM9芯片， 完全可以滿足本實例程序中溫度補償算法和PID控制算法的計算需求
[0032] 本實施例中，設(shè)置色譜柱流量為3ml/min，分流比為10,則分流口流量為30ml/ min，等待流量傳感器反饋值穩(wěn)定后，表明閉環(huán)調(diào)節(jié)穩(wěn)定，此時測量分流口出口流量，在 28ml/min~33ml/min之間震蕩，實現(xiàn)了微震蕩波形的分流氣路控制方法。
【主權(quán)項】
1. 一種進樣分流口氣路控制系統(tǒng)，其特征在于，該控制系統(tǒng)包括主控制器、第一電磁 閥、第二電磁閥和流量傳感器， 所述主控制器連接控制所述分流口氣路上的第一電磁閥，處于所述第一電磁閥氣路 輸出端口的流量傳感器的數(shù)據(jù)輸出口連接至所述主控制器，形成主控制器對氣路的閉環(huán)控 制， 所述流量傳感器的氣路輸出端口還連接第二電磁閥，該第二電磁閥由所述主控制器連 接控制，形成主控制器對氣路的開環(huán)控制。2. 如權(quán)利要求1所述的進樣分流口氣路控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制器對氣路 的閉環(huán)控制采用經(jīng)典的PID控制算法，即 設(shè)Fwt為流量設(shè)置值，則主控制器每隔At采集實際流量F。。,，與流量設(shè)置值進行對比， 根據(jù)公式1計算出比例閥控制參數(shù)D。，同時，所述主控制器對于開環(huán)控制中的第二電磁閥輸入周期方波控制信號。3. 如權(quán)利要求1所述的進樣分流口氣路控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制器采用 DM3730,流量傳感器采用189系列，第一電磁閥和第二電磁閥采用Parker電磁比例閥。4. 一種進樣分流口氣路控制方法，其特征在于， 采用主控制器連接控制所述分流口氣路上的第一電磁閥，處于所述第一電磁閥氣路 輸出端口的流量傳感器的數(shù)據(jù)輸出口連接至所述主控制器，形成主控制器對氣路的閉環(huán)控 制， 所述流量傳感器的氣路輸出端口還連接第二電磁閥，該第二電磁閥由所述主控制器連 接控制，形成主控制器對氣路的開環(huán)控制， 所述主控制器對氣路的閉環(huán)控制采用經(jīng)典的PID控制算法，即 設(shè)Fwt為流量設(shè)置值，則主控制器每隔At采集實際流量F。。,，與流量設(shè)置值進行對比， 根據(jù)公式1計算出比例閥控制參數(shù)D。，同時，所述主控制器對于開環(huán)控制中的第二電磁閥輸入周期方波控制信號。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種進樣分流口氣路控制系統(tǒng)和方法，該控制系統(tǒng)包括主控制器、第一電磁閥、第二電磁閥和流量傳感器，所述主控制器連接控制所述分流口氣路上的第一電磁閥，處于所述第一電磁閥氣路輸出端口的流量傳感器的數(shù)據(jù)輸出口連接至所述主控制器，形成主控制器對氣路的閉環(huán)控制，所述流量傳感器的氣路輸出端口還連接第二電磁閥，該第二電磁閥由所述主控制器連接控制，形成主控制器對氣路的開環(huán)控制。
【IPC分類】G01N30/28, G01N30/16
【公開號】CN105372359
【申請?zhí)枴緾N201510665060
【發(fā)明人】管玉柱, 張彥俊
【申請人】上海炫一電子科技有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年10月15日