CN110954659B - 一种用于在线检测的智能配气系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于在线检测的智能配气系统，包括依次连接的多组分动态配气装置，电磁控制阀，校准装置，检测仪和数据采集装置和打印机，数据采集装置还连接多组分动态配气装置，多组分动态配气装置包括高精度质量流量控制器和传输模块，其可连续配制并供给浓度值连续可调的多组分混合标准气体，并可以通过传输模块实时实现数据的保存上传和检测结果的打印。
Description
技术领域
本发明涉及检测领域，具体涉及一种用于在线检测的智能配气系统。
背景技术
标准气体作为气体成分量值的计量标准，已广泛应用于科学研究、大气环境监测、仪器仪表的校准、化工产品的检验等领域，特别是在气体监测领域，标准气体是检验监测方法、分析仪器、监测仪器技术及进行质量控制的重要依据。
专业厂家所配制的标准气体成本很高，非常不经济，还造成很大的浪费。另外，配制静态标准气体，往往很难得到一个准确的标称值，这些都给标定工作带来一定的困难。在对多组分气体监测系统进行标定时，这种情况尤其严重。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于在线检测的智能配气系统，其能够可连续配制并供给浓度值连续可调的多组分混合标准气体。并实时实现数据的保存上传和检测结果的打印功能，系统精度高，不受环境温度与压力影响，具有很好的应用价值。
本发明提供了一种用于在线检测的智能配气系统，包括依次连接的多组分动态配气装置，电磁控制阀，校准装置，检测仪和数据采集装置和打印机，数据采集装置还连接多组分动态配气装置，多组分动态配气装置包括高精度质量流量控制器和传输模块，其可连续配制并供给浓度值连续可调的多组分混合标准气体，并可以通过传输模块实时实现数据的保存上传和检测结果的打印。
其中，电磁控制阀包括阀杆组件和电磁驱动装置，其中电磁驱动装置可以实现在第一时间内控制产生正向电压控制阀杆组件向锁紧方向运动，在四分之一的第一时间长度内，逐渐减小电压，阀杆组件向锁紧方向运动的速度变缓；然后再以第二时间内控制产生和第一时间内相同的正向电压控制阀杆组件向锁紧方向运动，同样在四分之一的第二时间长度内，逐渐减小电压，阀杆组件向锁紧方向运动的速度变缓；然后再以第三时间内控制产生和第一时间内相同的正向电压控制阀杆组件向锁紧方向运动，同样在四分之一的第三时间长度内，逐渐减小电压，阀杆组件向锁紧方向运动的速度变缓，依此类推，直到阀门关闭。
其中，阀杆组件包括两组阀杆组件，即分别设置于电磁控制阀上下两端的上、下阀杆组件，并且下阀杆组件采用微偏心结构。
其中，下阀杆组件偏离中心轴的长度介于0.7mm-1.3mm之间。
其中，校准装置包括装置腔体，外接出气端口，外接进气端口，抽气泵，第一阀门，第二阀门，其中装置腔体的两端分别设置有外接出气端口和外接进气端口，外接出气端口连接检测仪，外接进气端口连接多组分动态配气装置的通路；装置腔体连接外接出气端口的管路上设置有第一阀门，连接外接进气端口的管路上设置有第二阀门，装置腔体的下部设置有抽气泵。
其中，装置腔体表面设置有显示屏和指示灯，装置腔体的内部还设置有中央处理单元和传感单元，显示屏、指示灯和传感单元分别与中央处理单元连接，传感单元测量的数据传输给中央处理器，并实施显示于显示屏上，指示灯也对应的显示工作状态。
其中，装置腔体与外接进气端口连接的管路具有第一管路和第二管路，其中第二管路与第一管路连接的一端具有逐渐增大直径尺寸的连接部和直径大于第一管路的直径后端部，连接部与后端部导通连接，装置腔体与外接进气端口连接的管路中内设有中间管路，中间管路的直径小于第一管路和第二管路的直径，并且中间管路的末端对准传感单元。
本发明的用于在线检测的智能配气系统，可以实现：
1)经反复试验和理论论证，采用数据采集系统对实时数据进行系统控制和数据采集保存功能。在传统的质量流量计控制的基础上，加入自动控制程序，使配气检测过程更具有稳定性和准确性；
2)可连续配制并供给浓度值连续可调的多组分混合标准气体。采用智能控制系统，解决检测数据的保存和实时上传打印功能，节约人力和设备成本的基础上，可以尽量减少环境及人为等各种客观因素的影响，使检测工作更科学性，准确性；
3)结构紧凑简单，中间通路的设置使得测量更加快速准确；
4)微偏心结构、时间控制电压驱动方式，可以在不影响阀门的功能的情况下，保证了更方便人工操作的效果。
附图说明
图1为在线检测的智能配气系统的结构示意图；
图2为校准装置结构示意图；
附图标记说明：1.装置腔体；2外接出气端口；3外接进气端口；4抽气泵；5第一阀门；6第二阀门；7样气出气接口。
具体实施方式
下面详细说明本发明的具体实施，有必要在此指出的是，以下实施只是用于本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍然属于本发明的保护范围。
本发明提供了一种用于在线检测的智能配气系统，其结构如附图1所示。如附图1所示，用于在线检测的智能配气系统包括依次连接的多组分动态配气装置，电磁控制阀，校准装置，检测仪和数据采集装置和打印机。
多组分动态配气装置包括高精度质量流量控制器和传输模块，其可连续配制并供给浓度值连续可调的多组分混合标准气体。并可以通过传输模块实时实现数据的保存上传和检测结果的打印，精度高，不受环境温度与压力影响，具有很好的应用价值。
电磁控制阀包括阀杆组件和电磁驱动装置，其中电磁驱动装置可以实现在第一时间内控制产生正向电压控制阀杆组件向锁紧方向运动，在四分之一的第一时间长度内，逐渐减小电压，阀杆组件向锁紧方向运动的速度变缓；然后再以第二时间内控制产生和第一时间内相同的正向电压控制阀杆组件向锁紧方向运动，同样在四分之一的第二时间长度内，逐渐减小电压，阀杆组件向锁紧方向运动的速度变缓；然后再以第三时间内控制产生和第一时间内相同的正向电压控制阀杆组件向锁紧方向运动，同样在四分之一的第三时间长度内，逐渐减小电压，阀杆组件向锁紧方向运动的速度变缓，依此类推，直到阀门关闭。这样，通过控制对锁紧方向的运动速度控制来是得阀门的锁紧部门更加紧密，并且相对于现有的锁紧方式可以更容易的打开，且不会发生泄漏等缺陷。利用电磁控制阀的控制可以控制多组分动态配气装置的配气按照预设进入校准装置。此外，对于阀杆组件，其包括两组阀杆组件，即分别设置于电磁控制阀上下两端的上、下阀杆组件，并且下阀杆组件采用微偏心结构。现有的同心结构需要人工操作时有足够的气力才行。偏心结构在旋转的过程中会发生“振动”，利用这种原理，在操作时可以使人更加省力，现有技术中都是同轴的设计方式，并没有将偏心结构应用于电磁阀以方便人工操作的方案。过大的偏心尺寸，则会出现明显的振动，显然这并不利于电磁阀门的功能，会使得阀门容易泄露或出现其他缺陷，因此本发明采用微偏心结构，即下阀杆组件偏离中心轴的长度介于0.7mm-1.3mm之间，通过实际的操作发现，这个区间范围即不会影响阀门的功能，也可以保证产生有效的“振动”且不会是过分的“振动”。这种微偏心结构结合上述时间控制推进的方式，两者的结合可以使得锁紧过程中，同样利用微偏心结构产生微振动，在不影响阀门的功能的情况下，保证了更方便人工操作的效果。利用电磁阀门的特点，可以精确的实现电磁的控制，通过电压的施加的变化，可以将阀杆组件逐步的进行锁紧，并且需要说明的是，这种方式的锁紧更加的平顺，不会破坏内部结构，从而不会导致出现泄漏，变型锁死等情况的发生，而且电磁控制时，电压的降低相当于“倒退”的操作，这样“推进”更加的平顺，也是得“退出”变的平顺，更加有利于人工操作。
校准装置的结构如附图2所示，校准装置包括装置腔体，外接出气端口，外接进气端口，抽气泵，第一阀门，第二阀门。装置腔体的两端分别设置有外接出气端口和外接进气端口，其中外接出气端口能够连接对应的检测仪，外接进气端口连接多组分动态配气装置的通路。
装置腔体连接外接出气端口的管路上设置有第一阀门，连接外接进气端口的管路上设置有第二阀门，通过第一阀门和第二阀门可以控制进入在先校准装置的样气量和出气量，在适当的时候可以关闭和打开对应的管路。
装置腔体的下部设置有抽气泵，在需要对装置腔体的内部的气体进行清理的时候，则可以通过关闭第一阀门和第二阀门后，利用抽气泵抽出腔内的剩余气体，从而使得腔体内不含有其他气体，可以在下次通入样品气体时保证样品气体的浓度精度。此外，在进行校准的过程中，当不同样品的气体进行切换通入的间隔中，可以关闭第一阀门后，直接打开抽气泵，抽出后样品后在关闭抽气泵，再打开第一阀门，从而保证了切换后外接出气端口出的样气是预期浓度，不会和之前的样品发生混合。
装置腔体表面设置有显示屏和指示灯，装置腔体的内部还设置有中央处理单元和传感单元(例如高精度的气体检测单元和流量单元)，显示屏、指示灯和传感单元分别与中央处理单元连接，传感单元测量的数据可以传输给中央处理器，并实施显示于显示屏上，指示灯也可以对应的显示工作状态。
装置腔体与外接进气端口连接的管路具有第一管路和第二管路，其中第二管路与第一管路连接的一端具有逐渐增大直径尺寸的连接部和直径大于第一管路的直径后端部，连接部与后端部导通连接。此外，装置腔体与外接进气端口连接的管路中内设有中间管路，中间管路的直径小于第一管路和第二管路的直径，并且中间管路的末端对准传感单元，这样通入的样气可以沿着中间管路、中间管路和装置腔体与外接进气端口连接的管路之间的通路分别进入装置腔体，中间管路中的样气直接由传感单元测量，这样传感单元测量的结构更加的准确，不会因为可能两次不同样气的通入之间的混合影响测量结果，还可以同时保证样气体快速的从外接出气端口通入至检测仪，从而实现快速的校准。
数据采集装置还连接多组分动态配气装置，其可以实现数据的采集，并将采集的结果发送至打印机和多组分动态配气装置，提高数据采集系统的实时性和准确性，这样可以利用实时检测软件控制系统，对所需数据进行实时采集处理。并有报表输出，电子签名等流程控制。保证了检测数据的科学严谨性。
尽管为了说明的目的，已描述了本发明的示例性实施方式，但是本领域的技术人员将理解，不脱离所附权利要求中公开的发明的范围和精神的情况下，可以在形式和细节上进行各种修改、添加和替换等的改变，而所有这些改变都应属于本发明所附权利要求的保护范围，并且本发明要求保护的产品各个部门和方法中的各个步骤，可以以任意组合的形式组合在一起。因此，对本发明中所公开的实施方式的描述并非为了限制本发明的范围，而是用于描述本发明。相应地，本发明的范围不受以上实施方式的限制，而是由权利要求或其等同物进行限定。
Claims (4)
1.一种用于在线检测的智能配气系统，包括依次连接的多组分动态配气装置，电磁控制阀，校准装置，检测仪和数据采集装置和打印机，数据采集装置还连接多组分动态配气装置，其特征在于：多组分动态配气装置包括高精度质量流量控制器和传输模块，其可连续配制并供给浓度值连续可调的多组分混合标准气体，并可以通过传输模块实时实现数据的保存上传和检测结果的打印；
其中，电磁控制阀包括阀杆组件和电磁驱动装置，其中电磁驱动装置可以实现在第一时间内控制产生正向电压控制阀杆组件向锁紧方向运动，在四分之一的第一时间长度内，逐渐减小电压，阀杆组件向锁紧方向运动的速度变缓；然后再以第二时间内控制产生和第一时间内相同的正向电压控制阀杆组件向锁紧方向运动，同样在四分之一的第二时间长度内，逐渐减小电压，阀杆组件向锁紧方向运动的速度变缓；然后再以第三时间内控制产生和第一时间内相同的正向电压控制阀杆组件向锁紧方向运动，同样在四分之一的第三时间长度内，逐渐减小电压，阀杆组件向锁紧方向运动的速度变缓，依此类推，直到阀门关闭；
阀杆组件包括两组阀杆组件，即分别设置于电磁控制阀上下两端的上、下阀杆组件，并且下阀杆组件采用微偏心结构；
其中，下阀杆组件偏离中心轴的长度介于0.7mm-1.3mm之间。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：校准装置包括装置腔体，外接出气端口，外接进气端口，抽气泵，第一阀门，第二阀门，其中装置腔体的两端分别设置有外接出气端口和外接进气端口，外接出气端口连接检测仪，外接进气端口连接多组分动态配气装置的通路；装置腔体连接外接出气端口的管路上设置有第一阀门，连接外接进气端口的管路上设置有第二阀门，装置腔体的下部设置有抽气泵。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于：装置腔体表面设置有显示屏和指示灯，装置腔体的内部还设置有中央处理单元和传感单元，显示屏、指示灯和传感单元分别与中央处理单元连接，传感单元测量的数据传输给中央处理器，并实施显示于显示屏上，指示灯也对应的显示工作状态。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于：装置腔体与外接进气端口连接的管路具有第一管路和第二管路，其中第二管路与第一管路连接的一端具有逐渐增大直径尺寸的连接部和直径大于第一管路的直径后端部，连接部与后端部导通连接，装置腔体与外接进气端口连接的管路中内设有中间管路，中间管路的直径小于第一管路和第二管路的直径，并且中间管路的末端对准传感单元。
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