CN102841178A - 具有进气流量补偿控制系统的voc释放舱及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱及控制方法，包括舱体，与舱体进气口相连接的进气管路，与舱体排气口相连接的排气管路，还包用于对进气管路的进气流量进行补偿控制的进气流量补偿控制系统，依次连接在进气管路上用于控制干燥空气体积流量的质量流量控制器、用于对进气管路内的干燥空气进行加湿的加湿器，舱体装设有用于检测舱体内的温度的温度传感器和用于检测舱体内的湿度的湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器与控制器的信号输入端连接，所述质量流量控制器与控制器的信号输入/输出端连接，还包括与信号输入端连接的用于检测大气压力的压力传感器。能精确控制舱体内所实际需要的空气体积流量，测试精度高。
Description
技术领域
本发明涉及挥发性有机物检测系统，更具体地说，是涉及一种具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱及控制方法。
技术背景
挥发性有机物检测系统是用于对产品所含的挥发性有机物（VOC，即被测试物）进行检测，以检测该产品的挥发性有机含量是否达到相关标准的要求，传统的VOC释放舱是在一标准大气压、0℃的条件下，在控制器内设定舱体内所需要的干燥空气体积流量Q0，通过控制器来控制VOC释放舱的进行量，但没有考虑到海拔高度不同，大气压也不相同，也没有考虑到VOC释放舱内温度和湿度是影响。由于各地的大气压不相同以及VOC释放舱内的温度和蒸气压变化均会造成在控制器内设定舱体内所需要的干燥空气体积流量Q0偏离舱体内所实际需要的干燥空气体积流量Q1，使VOC释放舱的测试精度产生了较偏差，舱体内的温度一般为23℃以上其影响达到10％左右，而气压在海拔较高时产生的误差也很大。在海拔2千米以内，可以近似地认为每升高12米，大气压降低1毫米汞柱。海拔1.2千米时，误差可达到13％左右，而湿度的蒸气压力在1个大气压23℃50％时误差为1.3％左右，在大气压越低时误差越大。因此应对在控制器内设定的舱体内所需要的干燥空气体积流量Q0进行修正补偿，以减小误差，提高VOC释放舱的测试精度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中上述缺陷：提供一种能对在控制器内设定的舱体内所需要的干燥空气体积流量Q0进行修正补偿，精确控制舱体内所实际需要的干燥空气体积流量Q1，以减小误差，从而有效提高VOC释放舱的测试精度的具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱及控制方法。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：构造一种具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱，包括舱体，与舱体进气口相连接的进气管路，与舱体排气口相连接的排气管路，还包用于对进气管路的进气流量进行补偿控制的进气流量补偿控制系统，所述进气流量补偿控制系统包括依次连接在进气管路上用于控制干燥空气体积流量的质量流量控制器、用于对进气管路内的干燥空气进行加湿的加湿器和与质量流量控制器连接的控制器，所述质量流量控制器与控制器的信号输入/输出端连接。
作为本发明的进一步改进，所述进气流量补偿控制系统还包括装设在舱体内有用于检测舱体内的温度的温度传感器和用于检测舱体内的湿度的湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器与控制器的信号输入端连接，
作为本发明的更进一步改进，所述进气流量补偿控制系统还包括与控制器信号输入端连接的用于检测大气压力的压力传感器。
提供一种用于上述具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱的控制方法，包括以下步骤：
（1）、在控制器中直接设定舱体内的温度，并在控制器中直接输入VOC释放舱安装地点的大气压力，在控制器中直接设定舱体内的湿度，控制器根据舱体设定的温度/湿度参数，查出对应状态的水蒸气分压；
（2）、控制器根据以上参数计算出VOC释放舱内实际所需要的换气流量，并输出控制信号对控制质量流量的流量进行调节。
再提供一种用于上述具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱的控制方法，包括以下步骤：
（一）、在控制器内设定舱体内所需要换气流量Q1；
（二）、根据理想气体状态方程：pV=nRT可推导出nR=PV/T，当管道流通无泄漏时，nR为恒量，通过温度传感器检测舱体内的温度，通过压力传感器检测VOC释放舱安装地的大气压力，通过湿度传感器检测到释放舱内湿度或者露点，查表得出VOC释放舱内的水蒸气分压e，并将上述检测的数据输入到控制器，对控制器内检测到质量流量控制器的流量Q0进行修正补偿，即可算出进入舱体内，在释放舱进行测试时所控制的温度、湿度和大气压力下的实际空气体积流量Q1，其计算公式如下：
Q1=Q0*（T1/T0）*（P0/P1）*(P1/（P1-e）)
式中：
Q0代表质量流量计检测到的气体流量（标准大气压/273K状态下）；
T0为标准状况下开尔文温度273K；
Q1代表舱体内进入的气体在释放舱进行测试时所控制的温度、湿度和大气压力下的气体流量；
P0为标准状况大气压力101325Pa；
T1为舱体内开尔文温度273K+t，t为舱体内的摄氏温度；
P1为VOC释放舱安装地的大气压力；
e为舱体内的水蒸气分压；
（T1/T0）为温度补偿系数；
（P0/P1）为大气压力补偿系数；
(P1/（P1-e）)为水蒸气分压补偿系数；
然后由控制器输出控制信号，对质量流量控制器进行控制，根据舱体内所实际需要的空气体积流量Q1适时调节质量流量控制器的流量Q0。
本发明所述具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱及控制方法的有益效果是：可通过直接将所设定的温度、大气压力及水蒸气分压输入控制器，控制器根据以上参数计算出VOC释放舱内实际所需要的换气流量，并输出控制信号对控制质量流量的流量进行调节。还可通过在舱体内装设有用于检测舱体内的温度的温度传感器和用于检测舱体内的湿度的湿度传感器，还包括与信号输入端连接的用于检测大气压力的压力传感器，根据理想气体状态方程：pV=nRT可推导出nR=PV/T，当管道流通无泄漏时，nR为恒量，通过温度传感器检测舱体内的温度，通过压力传感器检测VOC释放舱安装地的大气压力，通过湿度传感器检测到释放舱内湿度或者露点，查表得出VOC释放舱内的水蒸气分压e，并将上述检测的数据输入到控制器，通过控制器即可算出舱体内所实际需要的干燥空气体积流量Q1，大大减小了误差，从而有效提高释放舱的测试精度。
下面结合附图和实施例对本发明所述的具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱及控制方法作进一步说明：
附图说明
图1是本发明具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱实施一的结构示意图；
图2是本发明具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱实施二的结构示意图；
图3是本发明具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱实施一的结构示意图。
具体实施方式
以下本发明所述具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱及控制方法的最佳实施例，并不因此限定本发明的保护范围。
实施一，参照图1，提供一种具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱，包括舱体1，与舱体1进气口相连接的进气管路2，与舱体1排气口相连接的排气管路3，还包用于对进气管路2的进气流量进行补偿控制的进气流量补偿控制系统4，所述进气流量补偿控制系统4包括依次连接在进气管路2上用于控制干燥空气体积流量的质量流量控制器5、用于对进气管路2内的干燥空气进行加湿的加湿器6和与质量流量控制器5连接的控制器7，所述质量流量控制器5与控制器7的信号输入/输出端连接。
提供一种用于实施一所述具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱的控制方法，包括以下步骤：
（1）、在控制器7中直接设定舱体1内的温度，并在控制器7中直接输入VOC释放舱安装地点的大气压力，在控制器7中直接设定舱体1内的湿度，控制器7根据舱体1设定的温度/湿度参数，查出对应状态的水蒸气分压；
（2）、控制器7根据以上参数计算出VOC释放舱内实际所需要的换气流量，并输出控制信号对控制质量流量5的流量进行调节。
实施二，参照图2，提供一种具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱，包括舱体1，与舱体1进气口相连接的进气管路2，与舱体1排气口相连接的排气管路3，还包用于对进气管路2的进气流量进行补偿控制的进气流量补偿控制系统4，所述进气流量补偿控制系统4包括依次连接在进气管路2上用于控制干燥空气体积流量的质量流量控制器5、用于对进气管路2内的干燥空气进行加湿的加湿器6，与质量流量控制器5连接的控制器7，装设在舱体1内有用于检测舱体1内的温度的温度传感器8和用于检测舱体1内的湿度的湿度传感器9，所述温度传感器8和湿度传感器9与控制器7的信号输入端连接，所述质量流量控制器5与控制器7的信号输入/输出端连接。
提供一种用于实施二所述具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱的控制方法，包括以下步骤：
（一）、在控制器7内设定舱体1内所需要换气流量Q1；
（二）、根据理想气体状态方程：pV=nRT可推导出nR=PV/T，当管道流通无泄漏时，nR为恒量，通过温度传感器8检测舱体1内的温度，通过压力传感器10检测VOC释放舱安装地的大气压力，通过湿度传感器9检测到释放舱内湿度或者露点，查表得出VOC释放舱内的水蒸气分压e，并将上述检测的数据输入到控制器7，对控制器7内检测到质量流量控制器的流量Q0进行修正补偿，即可算出进入舱体1内，在释放舱进行测试时所控制的温度和湿度下的实际空气体积流量Q1，其计算公式如下：
Q1=Q0*（T1/T0）*（P0/P1）
式中：
Q0代表质量流量计检测到的气体流量（标准大气压/273K状态下）；
T0为标准状况下开尔文温度273K；
Q1代表舱体内进入的气体在释放舱进行测试时所控制的温度和湿度下的气体流量；
P0为标准状况大气压力101325Pa；
T1为舱体内开尔文温度273K+t，t为舱体内的摄氏温度；
P1为VOC释放舱安装地的大气压力；
（T1/T0）为温度补偿系数；
（P0/P1）为大气压力补偿系数；
然后由控制器7输出控制信号，对质量流量控制器5进行控制，根据舱体1内所实际需要的空气体积流量Q1适时调节质量流量控制器5的流量Q0。
实施三，参照图3，提供一种具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱，包括舱体1，与舱体1进气口相连接的进气管路2，与舱体1排气口相连接的排气管路3，还包用于对进气管路2的进气流量进行补偿控制的进气流量补偿控制系统4，所述进气流量补偿控制系统4包括依次连接在进气管路2上用于控制干燥空气体积流量的质量流量控制器5、用于对进气管路2内的干燥空气进行加湿的加湿器6，与质量流量控制器5连接的控制器7，与控制器7信号输入端连接的用于检测大气压力的压力传感器10，装设在舱体1内有用于检测舱体1内的温度的温度传感器8和用于检测舱体1内的湿度的湿度传感器9，所述温度传感器8和湿度传感器9与控制器7的信号输入端连接，所述质量流量控制器5与控制器7的信号输入/输出端连接。
提供一种用于实施三所述具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱的控制方法，包括以下步骤：
（一）、在控制器7内设定舱体1内所需要换气流量Q1；
（二）、根据理想气体状态方程：pV=nRT可推导出nR=PV/T，当管道流通无泄漏时，nR为恒量，通过温度传感器8检测舱体1内的温度，通过压力传感器10检测VOC释放舱安装地的大气压力，通过湿度传感器9检测到释放舱内湿度或者露点，查表得出VOC释放舱内的水蒸气分压e，并将上述检测的数据输入到控制器7，对控制器7内检测到质量流量控制器的流量Q0进行修正补偿，即可算出进入舱体1内，在释放舱进行测试时所控制的温度、湿度和大气压力下的实际空气体积流量Q1，其计算公式如下：
Q1=Q0*（T1/T0）*（P0/P1）*(P1/（P1-e）)
式中：
Q0代表质量流量计检测到的气体流量（标准大气压/273K状态下）；
T0为标准状况下开尔文温度273K；
Q1代表舱体内进入的气体在释放舱进行测试时所控制的温度、湿度和大气压力下的气体流量；
P0为标准状况大气压力101325Pa；
T1为舱体内开尔文温度273K+t，t为舱体内的摄氏温度；
P1为VOC释放舱安装地的大气压力；
e为舱体内的水蒸气分压；
（T1/T0）为温度补偿系数；
（P0/P1）为大气压力补偿系数；
(P1/（P1-e）)为水蒸气分压补偿系数；
然后由控制器7输出控制信号，对质量流量控制器5进行控制，根据舱体1内所实际需要的空气体积流量Q1适时调节质量流量控制器5的流量Q0。
为了简化控制器的计算，在低海拔地区，不用大气压力补偿；在水蒸气分压较小时，不用水蒸气分压补偿；还可设定质量流量控制器的检测温度为23度时，同时并VOC释放舱设定温度为23度，可以无需温度补偿。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱，包括舱体（1），与舱体（1）进气口相连接的进气管路（2），与舱体（1）排气口相连接的排气管路（3），其特征在于，还包用于对进气管路（2）的进气流量进行补偿控制的进气流量补偿控制系统（4），所述进气流量补偿控制系统（4）包括依次连接在进气管路（2）上用于控制干燥空气体积流量的质量流量控制器（5）、用于对进气管路（2）内的干燥空气进行加湿的加湿器（6）和与质量流量控制器（5）连接的控制器（7），所述质量流量控制器（5）与控制器（7）的信号输入/输出端连接。
2.根据权利要求1所述的具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱，其特征在于，所述进气流量补偿控制系统（4）还包括装设在舱体（1）内有用于检测舱体（1）内的温度的温度传感器（8）和用于检测舱体（1）内的湿度的湿度传感器（9），所述温度传感器（8）和湿度传感器（9）与控制器（7）的信号输入端连接。
3.根据权利要求2所述的具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱，其特征在于，所述进气流量补偿控制系统（4）还包括与控制器（7）信号输入端连接的用于检测大气压力的压力传感器（10）。
4.一种用于权利要求1所述的具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、在控制器（7）中直接设定舱体（1）内的温度，并在控制器（7）中直接输入VOC释放舱安装地点的大气压力，在控制器（7）中直接设定舱体（1）内的湿度，控制器（7）根据舱体（1）设定的温度/湿 度参数，查出对应状态的水蒸气分压；
（2）、控制器（7）根据以上参数计算出VOC释放舱内实际所需要的换气流量，并输出控制信号对控制质量流量（5）的流量进行调节。
5.一种用于权利要求2所述的具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（一）、在控制器（7）内设定舱体（1）内所需要换气流量Q1；
（二）、根据理想气体状态方程：pV=nRT可推导出nR=PV/T，当管道流通无泄漏时，nR为恒量，通过温度传感器（8）检测舱体（1）内的温度，通过压力传感器（10）检测VOC释放舱安装地的大气压力，并将上述检测的数据输入到控制器（7），对控制器（7）内检测到质量流量控制器的流量Q0进行修正补偿，即可算出进入舱体（1）内，在释放舱进行测试时所控制的温度、湿度下的实际空气体积流量Q1，其计算公式如下：
Q1=Q0*（T1/T0）*（P0/P1）
式中：
Q0代表质量流量计检测到的气体流量（标准大气压/273K状态下）；
T0为标准状况下开尔文温度273K；
Q1代表舱体内进入的气体在在释放舱进行测试时所控制的温度和湿度下的气体流量；
P0为标准状况大气压力101325Pa；
T1为舱体内开尔文温度273K+t，t为舱体内的摄氏温度；
P1为VOC释放舱安装地的大气压力；
（T1/T0）为温度补偿系数；
（P0/P1）为大气压力补偿系数；
然后由控制器（7）输出控制信号，对质量流量控制器（5）进行控制，根据舱体（1）内所实际需要的空气体积流量Q1适时调节质量流量控制器（5）的流量Q0。
6.一种用于权利要求3所述的具有进气流量补偿控制系统的VOC释放舱的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（一）、在控制器（7）内设定舱体（1）内所需要换气流量Q1；
（二）、根据理想气体状态方程：pV=nRT可推导出nR=PV/T，当管道流通无泄漏时，nR为恒量，通过温度传感器（8）检测舱体（1）内的温度，通过压力传感器（10）检测VOC释放舱安装地的大气压力，通过湿度传感器（9）检测到释放舱内湿度或者露点，查表得出VOC释放舱内的水蒸气分压e，并将上述检测的数据输入到控制器（7），对控制器（7）内检测到质量流量控制器的流量Q0进行修正补偿，即可算出进入舱体（1）内，在释放舱进行测试时所控制的温度、湿度和大气压力下的实际空气体积流量Q1，其计算公式如下：
Q1=Q0*（T1/T0）*（P0/P1）*(P1/（P1-e）)
式中：
Q0代表质量流量计检测到的气体流量（标准大气压/273K状态下）；
T0为标准状况下开尔文温度273K；
Q1代表舱体内进入的气体在在释放舱进行测试时所控制的温度、湿度和大气压力下的气体流量；
P0为标准状况大气压力101325Pa；
T1为舱体内开尔文温度273K+t，t为舱体内的摄氏温度；
P1为VOC释放舱安装地的大气压力；
e为舱体内的水蒸气分压；
（T1/T0）为温度补偿系数；
（P0/P1）为大气压力补偿系数；
(P1/（P1-e）)为水蒸气分压补偿系数；
然后由控制器（7）输出控制信号，对质量流量控制器（5）进行控制，根据舱体（1）内所实际需要的空气体积流量Q1适时调节质量流量控制器（5）的流量Q0。
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