CN110308755A - 气体温度湿度可控的流量控制设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气体温度湿度可控的流量控制设备,包括控制设备本体、控制模块、加湿调节通道、干燥调节通道、温度调节装置、加湿器、干燥器和温湿度传感器,温湿度传感器设置于控制设备本体上的输出通道处,加湿调节通道通过温度调节装置与加湿器相连通,干燥调节通道通过温度调节装置与干燥器相连通,加湿调节通道穿过加湿器与控制设备本体上的输出通道相连通,干燥调节通道穿过干燥器与控制设备本体上的输出通道相连通,通过温度调节装置可以实现对气体温度的调节,分别通过调节流经加湿调节通道和干燥调节通道的气体流量,可配比出不同湿度的目标气体,同时实现对输出气体的温度和湿度的控制。
Description
技术领域
本发明涉及气体控制技术领域,具体涉及一种气体温度湿度可控的流量控制设备。
背景技术
气体质量流量控制器(Mass Flow Contrller,MFC)是微电子领域、化工领域等常用的元件,气体质量流量控制器主要用于对气体的质量流量进行精密测量和控制,在半导体微电子工业、特种材料研制、化学工业、石油工业、医药、环保和真空等多种领域的科研和生产中有着重要的应用。传统流量控制方式仅仅采用气体质量流量传感器与调节阀相结合的方式,使用控制单元进行数据采集与控制的比例积分微分调节,但是大多数的只能够控制气体的流量和气体的种类。当用户对所输出气体的温度和湿度有要求时,传统的气体流量控制器就无法实现,更严重的问题是,如果使用传统的气体流量控制器去控制带有温度和湿度的气体(比如:60摄氏度90%RH),不仅不能控制,更会由于低于露点冷凝造成堵塞传感器,造成对流量控制器的损坏。
目前,针对气体流量的温度控制设备形式单一,体积庞大,没有统一标准,传统气体控温方式往往采用将固定流量的气体通入一个整体罐体加热,气体直接接触加热装置。这种控温方式不仅仅降温速度慢,控温速度不稳定,而且不够安全,如果涉及到氢气氧气等易燃易爆气体种类这种方式存在极大安全隐患。而针对气体流量的湿度控制设备,需要加湿的环境中工作,用户或设备商选择将定量的气体通入一个可加热的纯水罐体之中,并携带出水蒸气进行加湿。这种控湿的方式不仅仅气体湿度不可控,携带出水蒸气的气体都处于饱和状态也就是100%RH以上,通常会达到露点造成冷凝,从而无法真实控制输出的气体湿度。而且,无法实现对输出气体湿度的调节,只能理论计算气体湿度或根据出口湿度减少加热温度。
无论是对气体温度的控制还是对气体湿度的控制,其调节都存在较大的误差,因此,亟需一种气体温度湿度可控的流量控制设备,来满足人们对气体的温湿度要求。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种气体温度湿度可控的流量控制设备,以实现对输出气体的流量精确控制的同时还能控制其的温度和湿度。
为实现以上目的,本发明采用如下技术方案:
一种气体温度湿度可控的流量控制设备,包括控制设备本体、控制模块、加湿调节通道、干燥调节通道、温度调节装置、加湿器、干燥器和温湿度传感器;
所述加湿调节通道设置有加湿流量传感器和加湿调节阀,所述干燥调节通道设置有干燥流量传感器和干燥调节阀;
所述温湿度传感器设置于所述控制设备本体上的输出通道处;
所述加湿调节通道通过所述温度调节装置与所述加湿器相连通,所述干燥调节通道通过所述温度调节装置与所述干燥器相连通;
所述加湿调节通道穿过所述加湿器与所述控制设备本体上的输出通道相连通;所述干燥调节通道穿过所述干燥器与所述控制设备本体上的输出通道相连通;
被控气体的第一部分通过所述加湿调节通道进入所述温度调节装置,得到第一温调气体,所述被控气体的第二部分通过所述干燥调节通道进入所述温度调节装置,得到第二温调气体;
所述第一温调气体流过所述加湿器进行加湿,得到加湿气体;所述第二温调气体流过所述干燥器进行干燥,得到干燥气体;
所述加湿气体和所述干燥气体于所述控制设备本体上的输出通道处相交汇,得到目标气体;
所述温湿度传感器获取所述目标气体的温度值和湿度值,并将所述温度值和所述湿度值上传至所述控制模块;
所述控制模块比较所述温度值与预设温度值的大小,得到温度差值比较结果,并根据所述温度差值比较结果调节所述温度调节装置的温度调节值,以使改变所述被控气体的温度值;
所述控制模块比较所述湿度值与预设湿度值的大小,得到湿度差值比较结果,并分别获取所述加湿流量传感器的加湿流量数值和所述干燥流量传感器的干燥流量数值;根据所述湿度差值比较结果分别调节所述加湿调节阀的开合角度和所述干燥调节阀的开合角度,以改变所述加湿流量数值和所述干燥流量数值,进而改变所述被控气体的湿度值。
进一步地,上述所述温度调节装置包括:加热器、制冷部件和换热介质;
所述加热器与所述制冷部件均与所述控制模块电性连接;
所述制冷部件设置于所述温度调节装置的底部,所述加热器设置于与所述制冷部件相对的一侧,所述加热器与所述制冷部件之间填充所述换热介质;
所述加湿调节通道和所述干燥调节通道均穿过所述换热介质,所述加热器和所述制冷部件改变所述换热介质的温度,以使所述换热介质改变所述被控气体的第一部分的温度值至所述第一温调气体,改变所述被控气体的第二部分的温度值至所述第二温调气体。
进一步地,上述所述加热器包括加热部件和加热电路;
所述控制模块与所述加热电路相连,所述加热电路还与所述加热部件相连;
所述加热器中的加热部件贴附于穿过所述换热介质的加湿调节通道和所述干燥调节通道的外壁;
所述控制模块控制所述加热电路加热所述加热部件,所述加热部件加热所述换热介质,以使所述换热介质均加热穿过所述换热介质的所述加湿调节通道内部的被控气体的第一部分和所述干燥调节通道内部的被控气体的第二部分。
进一步地,上述所述制冷部件包括半导体制冷芯片、散热面和制冷面;
所述半导体制冷芯片设置于所述散热面和所述制冷面之间;
所述制冷面与所述换热介质相接触,所述散热面固定于所述温度调节装置的底部,作为所述温度调节装置的底部;
所述半导体制冷芯片与所述控制模块电性连接;
所述控制模块控制所述半导体制冷芯片对所述制冷面制冷,所述制冷面降低所述换热介质的温度,以使所述换热介质均制冷穿过所述换热介质的所述加湿调节通道内部的被控气体的第一部分和所述干燥调节通道内部的被控气体的第二部分。
进一步地,上述所述温度调节装置还包括散热器;
所述散热器设置于所述散热面的一侧,所述散热器与所述控制模块电性相连;
所述半导体制冷芯片通过所述制冷面吸收所述换热介质的热量,经过所述散热面排出至所述散热器,所述散热器将所述热量散失,以降低所述换热介质的温度。
进一步地,上述所述换热介质为水或硅油。
进一步地,上述所述控制模块包括有比例积分微分控制单元;
所述加湿调节阀、所述干燥调节阀和所述温度调节装置均与所述比例积分微分控制单元相电性连接;
所述比例积分微分控制单元根据所述温度值调节所述温度调节装置的温度调节值,以使改变所述被控气体的温度值;
所述比例积分微分控制单元根据所述湿度值分别调节所述加湿调节阀的开合角度和所述干燥调节阀的开合角度,以使改变所述被控气体的湿度值。
进一步地,上述所述控制模块还包括修正单元;
所述修正单元分别与所述温湿度传感器和所述比例积分微分控制单元电性连接;
所述修正单元利用最小二乘法修正所述温度值和所述湿度值,所述比例积分微分控制单元根据修正后的温度值调节所述温度调节装置的温度调节值,所述比例积分微分控制单元根据修正后的湿度信息分别控制所述加湿调节阀的开合角度和所述干燥调节阀的开合角度。
进一步地,上述所述的气体温度湿度可控的流量控制设备,还包括数据交互模块;
所述控制模块通过所述数据交互模块与目标终端相连;
所述控制模块将所述被控气体的温度值和湿度值通过所述数据交互模块发送至目标终端,所述目标终端将控制指令通过所述数据交互模块发送至所述控制模块,所述控制模块控制所述温度调节装置改变温度调节值,所述控制模块分别控制所述加湿调节阀的开合角度和所述干燥调节阀的开合角度。
进一步地,上述所述数据交互模块与所述目标终端的连接方式包括:RS485MODBUS数字通讯连接、模拟电压电流输入输出连接和紫峰协议无线连接中的至少一种。
本发明采用一种气体温度湿度可控的流量控制设备,包括控制设备本体,控制模块、加湿调节通道、干燥调节通道、温度调节装置、加湿器、干燥器和温湿度传感器,加湿调节通道设置有加湿流量传感器和加湿调节阀,干燥调节通道设置有干燥流量传感器和干燥调节阀,温湿度传感器设置于所述控制设备本体上的输出通道处,被控气体的第一部分通过加湿调节通道进入温度调节装置,被控气体的第一部分通过加湿调节通道进入温度调节装置,得到第一温调气体,被控气体的第二部分通过干燥调节通道进入温度调节装置,得到第二温调气体,第一温调气体流过加湿器进行加湿,得到加湿气体,第二温调气体流过干燥器进行干燥,得到干燥气体,加湿气体和干燥气体于控制设备本体上的输出通道处相交汇,得到目标气体,温湿度传感器获取目标气体的温度值和湿度值,并将温度值和湿度值上传至控制模块,控制模块比较温度值与预设温度值的大小,得到温度差值比较结果,并根据温度差值比较结果调节温度调节装置的温度调节值,以使改变被控气体的温度值,控制模块比较湿度值与预设湿度值的大小,得到湿度差值比较结果,并分别获取加湿流量传感器的加湿流量数值和干燥流量传感器的干燥流量数值,根据湿度差值比较结果分别调节加湿调节阀的开合角度和干燥调节阀的开合角度,以改变加湿流量数值和干燥流量数值,进而改变被控气体的湿度值。通过设置有温度调节装置可以使得控制输出气体的温度值,能够满足人们对气体温度值的需求,通过加湿调节通道和干燥调节通道,在两个调节通道的作用下利用不同湿度的气体进行配比,得到目标湿度的气体,能够满足人们对气体湿度的需求,而且通过双通道进行配比改变最终气体的湿度值的方式,能够减少延时时间,能够实现及时响应,满足人们对气体温湿度要求的同时,还有效地提高了对气体温度和湿度调节的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的气体温度湿度可控的流量控制设备的一种结构示意图。
图2是图1中的温度调节装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。
图1是本发明实施例提供的气体温度湿度可控的流量控制设备的一种结构示意图。
如图1所示,图1中所示箭头为气体的流动方向,图中的连线为各个模块元器件之间的电性连接关系。本实施例的一种气体温度湿度可控的流量控制设备,包括控制设备本体1、控制模块2、加湿调节通道3、干燥调节通道4、温度调节装置5、加湿器6、干燥器7和温湿度传感器8,其中,加湿调节通道3设置有加湿流量传感器31和加湿调节阀41,干燥调节通道4设置有干燥流量传感器和干燥调节阀42,加湿调节通道3和干燥调节通道4的主要目的是将输入的气体分为两路,一路用于加湿处理,另一路用于做干燥处理,而加湿调节阀41用于控制流经加湿一路的气体的流量,干燥调节阀42用于控制干燥一路的气体的流量,而总的流量与用户所需的流量相同,即加湿一路气体流量与干燥一路气体流量之和为气体总流量。温湿度传感器8设置于控制设备本体1上的输出通道处,加湿调节通道3通过温度调节装置5与加湿器6相连通,干燥调节通道4通过温度调节装置5与干燥器7相连通,加湿调节通道3穿过加湿器6与控制设备本体1上的输出通道相连通,干燥调节通道4穿过干燥器7与控制设备本体1上的输出通道相连通,通过特定的管道连接关系,使得加湿一路的气体与干燥一路的气体均能够通过温度调节装置5而改变自身温度,达到所需的温度值,无论是加湿一路亦或是干燥一路,两路的气体的量会有所不同,因此两者通过温度调节装置5的长度也便有所差异,该设备一经生产其长度是固定不变的,而在生产时根据所需的湿度以及温度选择合适的通过温度调节装置5的长度。例如,加湿一路的气体为5,而干燥一路的气体为3,当两者的管道直径相同时,为了能够实现加湿一路是5,其气体的流速必然高于干燥一路的3的流速,而为了保证不同的流速经过温度调节装置5后最终的温度保持一致性,则可以通过改变加湿一路流经温度调节装置5的长度,使加湿调调节通道经过温度调节装置5的长度为15厘米,而干燥一路通过温度调节装置5的长度为13厘米,如此,将流速快的一路的管道长度加长,便可以实现两条调节通道输出温度的相同。也可以是其他的方式实现对温度的控制,例如通过设置管道的不同直径大小来完成对不同流量的气体同时调节温度至特定温度值,其具体的方式不做任何限制,只是以举例的方式进行说明。另外,还需指出的是,数字13厘米、15厘米只是为了清楚的说明其原理,并不能对本发明的方案构成任何的限制作用。
具体的,气体温度湿度可控的流量控制设备生产时,其根据具体的对温湿度的要求而设置加湿调节通道3和干燥调节通道4,即为一台设备的对温湿度调节的范围基本维持在一个相对的范围值以内。为了满足同一台设备对多种温湿度调节的需求,也可以对加湿条调节通道和干燥调节通道4穿过温度调节装置5的部分设置为可拆卸连接的结构,即可通过对其更换不同长度的穿过温度调节装置5的部分,来实现增加同一台设备的使用范围。无论是通过改变管道的直径大小,还是改变穿过不同位置的长度有所差异,其最终的目的都是实现将气体的温度值调节至预设温度,将气体的湿度调节至目标湿度。由于加湿器6和干燥器7分别设置于不同的调节管道上,因此,其对湿度和干燥度的控制与对温度的控制不同,两路气体位于不同的干湿度环境中,可以直接根据实际需要的干湿度的值来直接将气体的湿度进行调节,当然,也可以与温度调节装置5的过程类似,设置不同长度的管道,也可以设置不同直径大小的管道,具体的不进行强制限定。
在使用本实施例的气体温度湿度可控的流量控制设备时,将被控气体通过设备的输入通道进行输入,输入后的被控气体的第一部分通过加湿调节通道3进入温度调节装置5,得到第一温调气体,输入后被控气体的第二部分通过干燥调节通道4进入温度调节装置5,得到第二温调气体,第一温调气体的温度与第二温调气体的温度相同,即用户所需的温度。总的输入气体的流量一定,而控制总流量一定的方式,在本实施例中不再进行详细解释,气体质量流量控制设备便可以完成对质量流量的控制,其控制过程以及原理可参照现有技术进行理解。被控气体根据初始状态分为两路之后,第一温调气体流过加湿器6进行加湿,得到加湿气体,第二温调气体流过干燥器7进行干燥,得到干燥气体,加湿气体与干燥气体的温度值相同,但湿度值有所差异,而再通过加湿气体和干燥气体于控制设备本体1上的输出通道处相交汇,是两者的湿度值相融合,湿度较高的有所降低,湿度较低的有所上升,便得到了规定目标湿度的气体。例如,干燥气体的湿度为16%RH,相对湿度(RelativeHumidity,RH),加湿气体的湿度为18%RH,而为了得到湿度为17%RH的目标气体,便可以通过加湿调节阀41设置加湿调节通道3的流量值为A,而通过干燥调节阀42调节干燥调节通道4的流量值也为A,两者的流量值相同,两者经过配比混合,便得到了湿度值为17%RH的目标气体,需说明的是,其数字16%RH、17%RH,只是为了表明其原理过程,更清晰地对其进行具体说明,没有任何的限制作用。
当干燥气体与加湿气体于控制设备的输出通道处交汇后,温湿度传感器8获取交汇后的目标气体的温度值和湿度值,并将温度值和湿度值上传至控制模块2,控制模块2比较温度值与预设温度值的大小,得到温度差值比较结果,并根据温度差值比较结果调节温度调节装置5的温度调节值,以使改变被控气体的温度值,控制模块2比较湿度值与预设湿度值的大小,得到湿度差值比较结果,并分别获取加湿流量传感器31的加湿流量数值和干燥流量传感器的干燥流量数值,根据湿度差值比较结果分别调节加湿调节阀41的开合角度和所述干燥调节阀42的开合角度,以改变加湿流量数值和干燥流量数值,进而改变被控气体的湿度值。设备在生产时,虽然是按照规格进行的生产,只用于一定温湿度的调节,例如此台设备只用于调节40℃,60%RH的气体,在实际的操作中会存在一定的误差为了进一步减小误差,在对气体进行输出时,通过温湿度传感器8获取目标气体的温湿度信息,当温湿读信息不符合标准时,通过控制模块2发送调节指令至温度调节装置5、加湿调节阀41或干燥调节阀42,来进一步恒定气体输出值的参数。控制模块2在本实施例中优选比例积分微分控制单元,其中,加湿调节阀41、干燥调节阀42和温度调节装置5均与比例积分微分控制单元相电性连接,比例积分微分控制单元根据温度值调节温度调节装置5的温度调节值,以使改变被控气体的温度值,比例积分微分控制单元根据湿度值分别调节加湿调节阀41的开合角度和干燥调节阀42的开合角度,以使改变被控气体的湿度值,通过反馈调节的方式进行调整,可以实时根据数值的微小变化而进行调节,与单纯的固定调节相比,其调节方式的灵活性更强,且通过反馈调节的方式调节的实时性更强,更加及时。
反馈调节的时效性很强,因此对反馈点以及数据的要求较为严格,而为了进一步获取准确的温湿度信息,并根据温湿度信息控制相应的设备对温度湿度进行调节,在控制模块2中增设修正单元,修正单元分别与温湿度传感器8和比例积分微分控制单元电性连接,修正单元利用最小二乘法修正温度值和湿度值,比例积分微分控制单元根据修正后的温度值调节温度调节装置5的温度调节值,比例积分微分控制单元根据修正后的湿度信息分别控制加湿调节阀41的开合角度和干燥调节阀42的开合角度。通过最小二乘法的方式对流量曲线进行修正,能够获取准确的控制数据,保证准确调整,最大限度的减少调节误差,能够有效地解决双流量控制引起的线性度误差叠加造成整体误差变大的问题。
本实施例的气体温度湿度可控的流量控制设备,通过水域的方式对气体通过的管道进行温度调节,减少了气体直接与换热介质接触,即使是氢气氧气等易燃易爆气体也不会产生安全隐患。而通过加湿器和干燥器两者各自完成后相互匹配完成对湿度的调节,能够有效地避免100%的相对湿度的问题,在湿度调节完成以后,不会再出现由于达到露点造成冷凝的问题,两者相配最后配成所需湿度的气体,可控性更强,响应更加迅速。
本实施例采用一种气体温度湿度可控的流量控制设备,包括控制设备本体1,控制模块2、加湿调节通道3、干燥调节通道4、温度调节装置5、加湿器6、干燥器7和温湿度传感器8,加湿调节通道3设置有加湿流量传感器31和加湿调节阀41,干燥调节通道4设置有干燥流量传感器和干燥调节阀42,温湿度传感器8设置于所述控制设备本体1上的输出通道处,被控气体的第一部分通过加湿调节通道3进入温度调节装置5,被控气体的第一部分通过加湿调节通道3进入温度调节装置5,得到第一温调气体,被控气体的第二部分通过干燥调节通道4进入温度调节装置5,得到第二温调气体,第一温调气体流过加湿器6进行加湿,得到加湿气体,第二温调气体流过干燥器7进行干燥,得到干燥气体,加湿气体和干燥气体于控制设备本体1上的输出通道处相交汇,得到目标气体,温湿度传感器8获取目标气体的温度值和湿度值,并将温度值和湿度值上传至控制模块2,控制模块2比较温度值与预设温度值的大小,得到温度差值比较结果,并根据温度差值比较结果调节温度调节装置5的温度调节值,以使改变被控气体的温度值,控制模块2比较湿度值与预设湿度值的大小,得到湿度差值比较结果,并分别获取加湿流量传感器31的加湿流量数值和干燥流量传感器的干燥流量数值,根据湿度差值比较结果分别调节加湿调节阀41的开合角度和干燥调节阀42的开合角度,以改变加湿流量数值和干燥流量数值,进而改变被控气体的湿度值。通过设置有温度调节装置5可以使得控制输出气体的温度值,能够满足人们对气体温度值的需求,通过加湿调节通道3和干燥调节通道4,在两个调节通道的作用下利用不同湿度的气体进行配比,得到目标湿度的气体,能够满足人们对气体湿度的需求,而且通过双通道进行配比改变最终气体的湿度值的方式,能够减少延时时间,能够实现及时响应,满足人们对气体温湿度要求的同时,还有效地提高了对气体温度和湿度调节的效率。
图2是图1中的温度调节装置的结构示意图。
如图2所示,进一步地,为了更加清晰的对温度调节装置5进行解释说明,在上述实施例的基础上,本实施例的气体温度湿度可控的流量控制设备,其中的温度调节装置5包括:加热器51、制冷部件52和换热介质53,加热器51与制冷部件52均与控制模块2电性连接,制冷部件52设置于温度调节装置5的底部,加热器51设置于与制冷部件52相对的一侧,加热器51与制冷部件52之间填充换热介质53,加湿调节通道3和干燥调节通道4均穿过换热介质53,加热器51和制冷部件52改变换热介质53的温度,以使换热介质53改变被控气体的第一部分的温度值至第一温调气体,改变被控气体的第二部分的温度值至第二温调气体。温度调节装置5可以理解为一密闭的盒体,加湿调节通道3和干燥调节通道4均穿过密闭的盒体,盒体内充满换热介质53,换热介质53可以为水或硅油,以水为例进行说明,将两路管道通过水域,通过改变水域的温度改变管道内部气体的温度,密闭盒体的底部设置有制冷组件,与底部相对的一面设置有加热器51,加热器51旨在为水域加热至目标温度,制冷组件旨在将水域温度降至目标温度,两者分开工作,即在工作时,只会有其中一个处于工作状态,可根据实际的需求调节加热或是制冷的程度。
加热器51包括加热部件511和加热电路512,控制模块2与加热电路512相连,加热电路512还与加热部件511相连,加热器51中的加热部件511贴附于穿过换热介质53的加湿调节通道3和干燥调节通道4的外壁,控制模块2控制加热电路512加热加热部件511,加热部件511加热换热介质53,以使换热介质53均加热穿过换热介质53的加湿调节通道3内部的被控气体的第一部分和干燥调节通道4内部的被控气体的第二部分。加热部件511的加热材料在本实施例中不进行具体说明,具体可参照“热得快”进行理解,而将加热部件511贴附于管道外壁的目的是,进一步加快加热的时间,保证加热的效果,加热电路512设置于密闭盒体的外部,加热部件511设置于水域的内部,既能保证加热的效果,也能保证使用的安全性能,通过改变加载于加热电路512两端的电压值,便可以改变加热部件511的发热程度,进而改变水域的温度,实现对不同温度的调节。
制冷部件52包括半导体制冷芯片521、散热面523和制冷面522,其中,半导体制冷芯片521设置于散热面523和制冷面522之间,制冷面522与换热介质53相接触,散热面523固定于温度调节装置5的底部,作为温度调节装置5的底部,半导体制冷芯片521与控制模块2电性连接,控制模块2控制半导体制冷芯片521对制冷面522制冷,制冷面522降低换热介质53的温度,以使换热介质53均制冷穿过换热介质53的加湿调节通道3内部的被控气体的第一部分和干燥调节通道4内部的被控气体的第二部分。半导体制冷芯片521可选用TEC系列,例如TECu1-12706 5-12V型号的半导体制冷芯片521,型号只是举例说明,不具备任何的限制作用。其散热面523和制冷面522材质为紫铜,为了区分制冷面522和散热面523,便于使用,可以设置有区分标识,例如制冷一面带文字,而散热一面没有文字等,将其直接焊接于温度调节装置5的底部作为温度调节装置5的底部,使得散热面523可方便的进行散热,由于其工作的过程吸收大量的热量,为了保证散热面523及时散热,在与散热面523相对的位置设置有散热器,散热器与控制模块2电性相连,半导体制冷芯片521通过制冷面522吸收换热介质53的热量,经过散热面523排出至散热器,散热器将热量散失,以降低换热介质53的温度,散热器可以是风扇散热,在散热器之间通常会添加有导热硅脂,保证半导体制冷芯片521的温度不会过高造成半导体制冷芯片521的损坏。
进一步地,为了更便于对本气体温度湿度可控的流量控制设备的控制,在上述实施例的基础上,本实施例的一种气体温度湿度可控的流量控制设备,还包括数据交互模块,控制模块2通过数据交互模块与目标终端相连,控制模块2将被控气体的温度值和湿度值通过数据交互模块发送至目标终端,目标终端将控制指令通过数据交互模块发送至控制模块2,控制模块2控制温度调节装置5改变温度调节值,控制模块2分别控制加湿调节阀41的开合角度和干燥调节阀42的开合角度,设置有数据交互模块,使得用户可以远程获取温湿度值,既能够远程发送控制信号至气体温度湿度可控的流量控制设备,还可以实时查看流量值,远程控制的方式也增加了气体温度湿度可控的流量控制设备的使用条件,可以同时控制多个设备的工作状况,有效地提高了使用效率。而数据交互模块与目标终端的连接方式可以包括多种方式,例如RS485MODBUS数字通讯连接、模拟电压电流输入输出连接和紫峰协议无线连接中的至少一种,具体的连接方式,在本实施例中不再进行详细介绍说明,只要能够实现远程传输,达到数据交互的目的即可。
可以理解的是,上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考,在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是指至少两个。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
此外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种气体温度湿度可控的流量控制设备,其特征在于,包括控制设备本体、控制模块、加湿调节通道、干燥调节通道、温度调节装置、加湿器、干燥器和温湿度传感器;
所述加湿调节通道设置有加湿流量传感器和加湿调节阀,所述干燥调节通道设置有干燥流量传感器和干燥调节阀;
所述温湿度传感器设置于所述控制设备本体上的输出通道处;
所述加湿调节通道通过所述温度调节装置与所述加湿器相连通,所述干燥调节通道通过所述温度调节装置与所述干燥器相连通;
所述加湿调节通道穿过所述加湿器与所述控制设备本体上的输出通道相连通;所述干燥调节通道穿过所述干燥器与所述控制设备本体上的输出通道相连通;
被控气体的第一部分通过所述加湿调节通道进入所述温度调节装置,得到第一温调气体,所述被控气体的第二部分通过所述干燥调节通道进入所述温度调节装置,得到第二温调气体;
所述第一温调气体流过所述加湿器进行加湿,得到加湿气体;所述第二温调气体流过所述干燥器进行干燥,得到干燥气体;
所述加湿气体和所述干燥气体于所述控制设备本体上的输出通道处相交汇,得到目标气体;
所述温湿度传感器获取所述目标气体的温度值和湿度值,并将所述温度值和所述湿度值上传至所述控制模块;
所述控制模块比较所述温度值与预设温度值的大小,得到温度差值比较结果,并根据所述温度差值比较结果调节所述温度调节装置的温度调节值,以改变所述被控气体的温度值;
所述控制模块比较所述湿度值与预设湿度值的大小,得到湿度差值比较结果,并分别获取所述加湿流量传感器的加湿流量数值和所述干燥流量传感器的干燥流量数值;根据所述湿度差值比较结果分别调节所述加湿调节阀的开合角度和所述干燥调节阀的开合角度,以改变所述加湿流量数值和所述干燥流量数值,进而改变所述被控气体的湿度值。
2.根据权利要求1所述的气体温度湿度可控的流量控制设备,其特征在于,所述温度调节装置包括:加热器、制冷部件和换热介质;
所述加热器与所述制冷部件均与所述控制模块电性连接;
所述制冷部件设置于所述温度调节装置的底部,所述加热器设置于与所述制冷部件相对的一侧,所述加热器与所述制冷部件之间填充所述换热介质;
所述加湿调节通道和所述干燥调节通道均穿过所述换热介质,所述加热器和所述制冷部件改变所述换热介质的温度,以使所述换热介质改变所述被控气体的第一部分的温度值至所述第一温调气体,改变所述被控气体的第二部分的温度值至所述第二温调气体。
3.根据权利要求2所述的气体温度湿度可控的流量控制设备,其特征在于,所述加热器包括加热部件和加热电路;
所述控制模块与所述加热电路相连,所述加热电路还与所述加热部件相连;
所述加热器中的加热部件贴附于穿过所述换热介质的加湿调节通道和所述干燥调节通道的外壁;
所述控制模块控制所述加热电路加热所述加热部件,所述加热部件加热所述换热介质,以使所述换热介质均加热穿过所述换热介质的所述加湿调节通道内部的被控气体的第一部分和所述干燥调节通道内部的被控气体的第二部分。
4.根据权利要求2所述的气体温度湿度可控的流量控制设备,其特征在于,所述制冷部件包括半导体制冷芯片、散热面和制冷面;
所述半导体制冷芯片设置于所述散热面和所述制冷面之间;
所述制冷面与所述换热介质相接触,所述散热面固定于所述温度调节装置的底部,作为所述温度调节装置的底部;
所述半导体制冷芯片与所述控制模块电性连接;
所述控制模块控制所述半导体制冷芯片对所述制冷面制冷,所述制冷面降低所述换热介质的温度,以使所述换热介质均制冷穿过所述换热介质的所述加湿调节通道内部的被控气体的第一部分和所述干燥调节通道内部的被控气体的第二部分。
5.根据权利要求4所述的气体温度湿度可控的流量控制设备,其特征在于,所述温度调节装置还包括散热器;
所述散热器设置于所述散热面的一侧,所述散热器与所述控制模块电性相连;
所述半导体制冷芯片通过所述制冷面吸收所述换热介质的热量,经过所述散热面排出至所述散热器,所述散热器将所述热量散失,以降低所述换热介质的温度。
6.根据权利要求2-5任一项所述的气体温度湿度可控的流量控制设备,其特征在于,所述换热介质为水或硅油。
7.根据权利要求1所述的气体温度湿度可控的流量控制设备,其特征在于,所述控制模块包括有比例积分微分控制单元;
所述加湿调节阀、所述干燥调节阀和所述温度调节装置均与所述比例积分微分控制单元相电性连接;
所述比例积分微分控制单元根据所述温度值调节所述温度调节装置的温度调节值,以使改变所述被控气体的温度值;
所述比例积分微分控制单元根据所述湿度值分别调节所述加湿调节阀的开合角度和所述干燥调节阀的开合角度,以使改变所述被控气体的湿度值。
8.根据权利要求7所述的气体温度湿度可控的流量控制设备,其特征在于,所述控制模块还包括修正单元;
所述修正单元分别与所述温湿度传感器和所述比例积分微分控制单元电性连接;
所述修正单元利用最小二乘法修正所述温度值和所述湿度值,所述比例积分微分控制单元根据修正后的温度值调节所述温度调节装置的温度调节值,所述比例积分微分控制单元根据修正后的湿度信息分别控制所述加湿调节阀的开合角度和所述干燥调节阀的开合角度。
9.根据权利要求1所述的气体温度湿度可控的流量控制设备,其特征在于,还包括数据交互模块;
所述控制模块通过所述数据交互模块与目标终端相连;
所述控制模块将所述被控气体的温度值和湿度值通过所述数据交互模块发送至目标终端,所述目标终端将控制指令通过所述数据交互模块发送至所述控制模块,所述控制模块控制所述温度调节装置改变温度调节值,所述控制模块分别控制所述加湿调节阀的开合角度和所述干燥调节阀的开合角度。
10.根据权利要求9所述的气体温度湿度可控的流量控制设备,其特征在于,所述数据交互模块与所述目标终端的连接方式包括:RS485MODBUS数字通讯连接、模拟电压电流输入输出连接和紫峰协议无线连接中的至少一种。
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