CN107943125A - 一种双压法湿度发生器的自动压力调节控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双压法湿度发生器的自动压力调节控制系统，属于计量测试技术领域。一种双压法湿度发生器的自动压力调节控制系统，由质量流量计、第一电控比例减压阀、饱和室、第二电控比例减压阀、测量室、第一压力传感器、PLC触摸屏和第二压力传感器组成。根据双压法湿度发生器的目标相对湿度值自动调节饱和器内部的压力和测量室内部的压力，当测量室压力测量值和饱和室压力测量值的比值和设定的相对湿度值有偏差时，通过PLC进行控制，设置电控比例压力阀输入电压值，调节比例压力阀输出口的压力，即测量室和饱和室的压力比值接近于目标相对湿度值。该发明结构简单、操作方便，发生湿气饱和度高、稳定性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种双压法湿度发生器的自动压力调节控制系统，属于计量测试技术领域。
背景技术
双压法湿度发生器的工作原理是气体在加压状态下在饱和室内得到100％饱和，然后减压膨胀至接近常压，进入测量室，测量室内部的相对湿度即为测量室压力和饱和室压力的比值。通过改变饱和室内部的压力可以得到不同的相对湿度值。
如图1所示为双压法湿度发生器的基本原理，通过自动调节饱和室和测量室内部的压力，可以得到稳定的流量的具有一定相对湿度值的湿气。
一般要实现饱和室压力和测量室压力的调节，主要通过手动调节常规的减压阀改变饱和室的进气压力，然后气体通过针阀进入测量室，采用手动针阀调节控制测量室的压力，但是流量无法精确控制。还有一种方式是采用驱动电机驱动针阀调节开度，此种方式体积较大，调节不灵敏，使用比较繁琐。
发明内容
本发明的目的是为了解决精确控制和调节灵敏度低的问题，而提供了一种双压法湿度发生器的自动压力调节控制系统。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的。
一种双压法湿度发生器的自动压力调节控制系统，由质量流量计、第一电控比例减压阀、饱和室、第二电控比例减压阀、测量室、第一压力传感器、PLC触摸屏和第二压力传感器组成。连接关系为：质量流量计、第一个电控比例减压阀、饱和室、第二个电控比例减压阀和测量室依次排列；第一压力传感器和第二压力传感器针对饱和室和测量室内部的压力进行监测；当测量室压力测量值和饱和室压力测量值的比值和设定的相对湿度值有偏差时，通过PLC触摸屏进行控制。
工作方法为：
步骤一，双压法湿度发生器的气体首先经过质量流量计自动控制气体流量后，经过第一个电控比例减压阀调节压力，然后进入饱和室内部；
步骤二，饱和室的出气口连接第二个电控比例减压阀，第二个电控比例减压阀的出气口连接测量室，双压法湿度发生器的饱和室压力和测量室压力分别由两只不同量程的压力传感器进行实时测量，其中测量室内部压力接近于常压；
步骤三，采用的电控比例减压阀，根据双压法湿度发生器的目标相对湿度值自动调节饱和器内部的压力和测量室内部的压力，当测量室压力测量值和饱和室压力测量值的比值和设定的相对湿度值有偏差时，通过可编程逻辑控制器，即PLC进行控制，设置电控比例压力阀输入电压值，调节比例压力阀输出口的压力，即测量室和饱和室的压力比值接近于目标相对湿度值。
所述的双压法湿度发生器的自动压力调节控制系统，首先自动调节第二个电控比例减压阀的出气口接近于常压，然后通过实时监测饱和室和测量室内部的压力传感器，计算测量室压力测量值和饱和室压力测量值的比值，当该值比目标相对湿度值小时，则自动调节第一个电控比例减压阀的输出口压力减小；当该值比目标相对湿度值大时，则自动调节第一个电控比例减压阀的输出口压力升高；最后调节该值在“目标相对湿度值±5％目标相对湿度值”范围内即判断压力稳定。
所述的双压法湿度发生器的自动压力调节控制系统，在饱和室内部压力达到设定值后，通过自动控制第二个电控比例减压阀，调节减压阀的开度来控制进入测量室气体的流量，当气体实际流量满足“设定值±10％设定值”范围时，则不用调节第二个电控比例减压阀开度；当气体流量超出“设定值±10％设定值”范围时，则自动控制第二个电控比例减压阀，流量偏小时，调大减压阀的开度，流量偏大时，则减小调压阀的开度。
所述的双压法湿度发生器的自动压力调节控制系统，在饱和器和测量室气路上设置有压力传感器，所述压力传感器电信号输出，输出压力值反馈电信号给可编程逻辑控制器，即PLC控制器。
所述的双压法湿度发生器的自动压力调节控制系统，控制系统自动设定质量流量计的输出流量，当实际流量不满足“设定值±10％设定值”范围，则需要可编程逻辑控制器，即PLC控制器输出电压，自动调节第二个电控比例减压阀的开度，调节流量至“设定值±10％设定值”范围之间。
有益效果
本发明涉及的一种双压法湿度发生器的自动压力调节控制系统，结构简单、操作方便，发生湿气饱和度高、稳定性好，适用于湿度发生器。
附图说明
图1是一种双压法湿度发生器的自动压力调节控制系统的结构原理图；
图2是本发明涉及的双压法湿度发生器的气路示意图；
图3是本发明涉及的双压法湿度发生器的控制电路示意图。
附图标记：1-质量流量计、2-第一电控比例减压阀、3-饱和室、4-第二电控比例减压阀、5-测量室、6-第一压力传感器、7-PLC触摸屏、8-第二压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明做以下详细描述。
以产生湿度范围为10％RH～95％RH的双压法湿度发生器为例。
双压法湿度发生器的结构原理图如附图1所示，由质量流量计1、第一电控比例减压阀2和第二电控比例减压阀4、饱和室3、测量室5、第一压力传感器6和第二压力传感器8、PLC触摸屏7等组成。质量流量计1对气体的流量进行设置和实时显示；第一电控比例减压阀2和第二电控比例减压阀4对饱和室3压力和测量室5压力进行实时调节；饱和室3对气体进行100％饱和；测量室5可以放置被测仪器进行测试；第一压力传感器6和第二压力传感器8主要针对饱和室3和测量室5内部的压力进行监测；PLC触摸屏7主要实时采集温度信号、流量信号和压力信号等，并实时进行处理。
双压法湿度发生器的气路示意图如附图2所示，无油空压机提供气源，气体经过过滤器过滤掉水和油，然后经过过滤减压阀稳压，然后气体通过槽体上的进气口进入槽体内部，经过第一电控比例减压阀经过自动控制压力调节后，气体通过质量流量计控制流量，槽子内部均采用外径6mm的聚四氟乙烯管，过滤后的气体从湿气进气口进入双压法湿度发生器，通过换热器换热以后进入饱和器进气口，进行充分饱和以后，饱和湿气的压力通过第一压力传感器进行测量，通过第二电控压力比例减压阀调节饱和器出气口压力，然后调节至常压范围的湿气通过换热器换热以后进入测量室，测量室的压力通过第二压力传感器进行测量，最后气体从出气口排出。
双压法湿度发生器的控制电路示意图如附图3所示，饱和室压力和测量室压力均采用压力传感器进行测量，饱和室压力测量范围：0～1.6MPa，测量室压力传感器压力测量范围：0～0.16MPa；PL触摸屏采集多路信号，质量流量计通过RS485和PL触摸屏进行通信；第一压力传感器和第二压力传感器通过A/D模块进行转换，把实际测量的压力模拟量数值转换成数字信号，通过RS232和PL触摸屏进行通信；饱和室温度传感器和测量室温度传感器通过A/D模块进行转换，把实际测量的温度模拟量数值转换成数字信号，通过RS232和PL触摸屏进行通信；第一电控比例减压阀和第二电控比例减压阀通过和PL触摸屏进行通信，采用D/A模块进行转换，把要产生的压力的数值转换成模拟信号，进而控制减压阀的调节量大小；恒温装置里面的控温仪通过RS232和PL触摸屏进行通信，进行温度值设置和实时采集显示，恒温装置的“制冷1”和“制冷2”以及“搅拌”功能键设置都是通过和触摸屏的通断设置来控制该功能的实现。
Claims (6)
1.一种双压法湿度发生器的自动压力调节控制系统，其特征在于：由质量流量计、第一电控比例减压阀、饱和室、第二电控比例减压阀、测量室、第一压力传感器、PLC触摸屏和第二压力传感器组成；连接关系为：质量流量计、第一个电控比例减压阀、饱和室、第二个电控比例减压阀和测量室依次排列；第一压力传感器和第二压力传感器针对饱和室和测量室内部的压力进行监测；当测量室压力测量值和饱和室压力测量值的比值和设定的相对湿度值有偏差时，通过PLC触摸屏进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种双压法湿度发生器的自动压力调节控制系统，其特征在于：工作方法为如下步骤，
步骤一，双压法湿度发生器的气体首先经过质量流量计自动控制气体流量后，经过第一个电控比例减压阀调节压力，然后进入饱和室内部；
步骤二，饱和室的出气口连接第二个电控比例减压阀，第二个电控比例减压阀的出气口连接测量室，双压法湿度发生器的饱和室压力和测量室压力分别由两只不同量程的压力传感器进行实时测量，其中测量室内部压力接近于常压；
步骤三，采用的电控比例减压阀，根据双压法湿度发生器的目标相对湿度值自动调节饱和器内部的压力和测量室内部的压力，当测量室压力测量值和饱和室压力测量值的比值和设定的相对湿度值有偏差时，通过可编程逻辑控制器，即PLC进行控制，设置电控比例压力阀输入电压值，调节比例压力阀输出口的压力，即测量室和饱和室的压力比值接近于目标相对湿度值。
3.根据权利要求1所述的一种双压法湿度发生器的自动压力调节控制系统，其特征在于：首先自动调节第二个电控比例减压阀的出气口接近于常压，然后通过实时监测饱和室和测量室内部的压力传感器，计算测量室压力测量值和饱和室压力测量值的比值，当该值比目标相对湿度值小时，则自动调节第一个电控比例减压阀的输出口压力减小；当该值比目标相对湿度值大时，则自动调节第一个电控比例减压阀的输出口压力升高；最后调节该值在“目标相对湿度值±5％目标相对湿度值”范围内即判断压力稳定。
4.根据权利要求1所述的一种双压法湿度发生器的自动压力调节控制系统，其特征在于：在饱和室内部压力达到设定值后，通过自动控制第二个电控比例减压阀，调节减压阀的开度来控制进入测量室气体的流量，当气体实际流量满足“设定值±10％设定值”范围时，则不用调节第二个电控比例减压阀开度；当气体流量超出“设定值±10％设定值”范围时，则自动控制第二个电控比例减压阀，流量偏小时，调大减压阀的开度，流量偏大时，则减小调压阀的开度。
5.根据权利要求1所述的一种双压法湿度发生器的自动压力调节控制系统，其特征在于：在饱和器和测量室气路上设置有压力传感器，压力传感器电信号输出，输出压力值反馈电信号给可编程逻辑控制器，即PLC控制器。
6.根据权利要求1所述的一种双压法湿度发生器的自动压力调节控制系统，其特征在于：自动设定质量流量计的输出流量，当实际流量不满足“设定值±10％设定值”范围，则需要可编程逻辑控制器，即PLC控制器输出电压，自动调节第二个电控比例减压阀的开度，调节流量至“设定值±10％设定值”范围之间。
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