CN112540154A - 一种智能配气方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能配气方法及系统，其中，方法包括：接收用户输入的配气方案；根据配气方案确定控制方案并对各气路的输出阀进行相应的控制，各气路释放的气体在混合气仓中进行配制；采集各气路的真实气体累计流量，根据配气方案确定真实气体累计流量是否达标，若达标，关闭相应气路的输出阀；配制完成后，输出配置好的混合气体。本发明的智能配气方法及系统，提升了配气的精度，降低了成本，提升了经济性，避免了用户购买标准气体可能造成气体浪费的问题。

Description

一种智能配气方法及系统

技术领域

本发明涉及配气技术领域，特别涉及一种智能配气方法及系统。

背景技术

目前，在气体分析仪器领域，标准气体是标定和校准气体分析仪器测量结果的重要手段，在对仪器进行标定或校准时，需要不同浓度的气体，而此时所需的每种浓度的标准气体量不大，但又需要为标定点配备相应浓度的标准气体。如果为每个标定点购买专业厂家生产的标准气体，不但成本高，不经济，而且还造成很大的浪费。

发明内容

本发明目的之一在于提供了一种智能配气方法及系统，通过设置触摸屏接收用户输入的配气方案，操作简单，使用方便，一键配气，无冗余操作，采用高精度的质量流量控制器，提升了配气的精度，降低了成本，提升了经济性，避免了用户购买标准气体可能造成气体浪费的问题。

本发明实施例提供的一种智能配气方法，包括：

接收用户输入的配气方案；

根据配气方案确定控制方案并对各气路的第一输出阀进行相应的控制，各气路释放的气体在混合气仓中进行配制；

采集各气路的真实气体累计流量，根据配气方案确定真实气体累计流量是否达标，若达标，关闭相应气路的第一输出阀；

配制完成后，输出配置好的混合气体。

优选地，接收用户输入的配气方案，包括：

获取并显示预设的参数选择界面；

接收用户从参数选择界面选择的配气方案；

配气方案包括：

输出总流量、控制方式和与控制方式对应的各气路的配比参数；

控制方式包括：按浓度控制、按稀释倍数控制和按稀释比例控制；

配比参数包括：气体名称、浓度、稀释倍数和稀释比例。

优选地，根据配气方案确定控制方案并对各气路的输出阀进行相应的控制，包括：

若用户选择按浓度控制，基于浓度确定各气路的目标流量和气路输出阀的开启幅度，对气路的第一输出阀按开启幅度进行相应的控制；

或，

若用户选择按稀释倍数控制，基于稀释倍数确定各气路的目标流量和气路输出阀的开启幅度，对气路的第一输出阀按开启幅度进行相应的控制；

或，

若用户选择按稀释倍数控制，基于稀释倍数确定各气路的目标流量和气路输出阀的开启幅度，对气路的第一输出阀按开启幅度进行相应的控制。

优选地，采集各气路的真实气体浓度，根据配气方案确定真实气体浓度是否达标，若达标，关闭相应气路的输出阀，包括：

按预设的第一时间间隔采集各气路的真实气体累计流量；

若真实气体累计流量大于等于目标流量，则真实气体累计流量达标；

立即控制与真实气体累计流量对应气路的第一输出阀关闭。

优选地，本发明实施例提供的一种智能配气方法，还包括：

采集与各气路对应的原气瓶中气体的组成成分并确定所述组成成分的气体参数；

基于所述气体参数计算气路的修正系数：

其中，ε为气路的修正系数，m_i为气路对应原气瓶中气体第i个成分的密度，V_i为气路对应原气瓶中气体第i个成分的容积成分，d_i为气路对应原气瓶中气体第i个成分的定压比热值，S_i为气路对应原气瓶中气体第i个成分的气体常数，n为气路对应原气瓶中气体的成分总个数，k₁、k₂、k₃和k₄为预设的权重值；

使用所述修正系数对所述真实气体累计流量进行修正，将所述真实气体累计流量与所述修正系数的的乘积作为待比较参数；

若所述待比较参数大于等于所述目标流量，则所述真实气体累计流量达标，立即控制与所述真实气体累计流量对应气路的第一输出阀关闭。

优选地，本发明实施例提供的一种智能配气方法，还包括：

混合气仓包括：多个一级混合仓和二级混合仓；

各气路分为多个分支气路，分支气路与一级混合仓连通，分支气路中设置有第一逆止阀；汇流气路分别与一级混合仓和二级混合仓连通，汇流气路中设置有第二输出阀和第二逆止阀；出口气路分别与二级混合仓和储存仓连通，出口气路中设置有第三输出阀和第三逆止阀；一级混合仓中多个第一位置点设置有第一气体浓度检测装置；二级混合仓中多个第二位置点设置有第二气体浓度检测装置；一级混合仓和二级混合仓中均设置有多个气体混合装置；第一排气气路分别与一级混合仓和第一废气瓶连通，第一排气气路中设置有第四输出阀和第四逆止阀；第二排气气路分别与二级混合仓和第二废气瓶连通，第二排气气路中设置有第五输出阀和第五逆止阀；

当气路的第一输出阀打开时，原气瓶将气体通过气路输送到多个分支气路，气体通过分支气路流进一级混合仓进行混合；

每隔预设的第二时间间隔控制第一气体浓度检测装置采集一级混合仓中第一位置点的第一气体浓度，按预设的第一判定区间构建规则基于第一气体浓度构建第一浓度判定区间；

当一级混合仓中所有第一位置点的第一气体浓度均在除自身在所有的第一浓度判定区间内时，则一级混合仓混合达标，控制与一级混合仓对应汇流气路的第二输出阀打开，在一级混合仓中混合完成混合的气体通过汇流气路进入二级混合仓进行混合，每隔预设的第三时间间隔控制第二气体浓度检测装置采集二级混合仓中第一位置点的第二气体浓度，按预设的第二判定区间构建规则基于第二气体浓度构建第二浓度判定区间，

否则判断一级混合仓混合不达标的次数是否大于等于预设的第一次数阈值，若一级混合仓混合不达标的次数大于等于第一次数阈值，控制第四输出阀打开，将一级混合仓中完成混合的气体传输至第一废气瓶；

当二级混合仓中所有第二位置点的第二气体浓度均在除自身外所有的第二浓度判定区间内时，

和，

根据配气方案确定用户所需的目标浓度，按预设的第三判定区间构建规则构建第三浓度判定区间，当二级混合仓中所有第二位置点的第二气体浓度均在第三浓度判定区间内时，则二级混合仓达标，控制与第三输出阀打开，在二级混合仓中完成混合的混合气体通过出口输出，

否则判断二级混合仓不达标的次数是否大于等于预设的第二次数阈值，若二级混合仓不达标的次数大于等于第二次数阈值，控制第五输出阀打开，将二级混合仓中完成混合的气体传输至第二废气瓶。

本发明实施例提供的一种智能配气系统，包括：

控制模块、与控制模块电连接的显示模块和配气模块；

配气模块包括：多个气路和原气瓶；气路分别与原气瓶和混合气仓连通；气路中依次设置有减压阀、第一输出阀和质量流量控制器；

显示模块接收用户输入的配气方案；控制模块根据配气方案确定控制方案并对各气路的第一输出阀进行相应的控制，各气路释放的气体在混合气仓中进行配制；质量流量控制器采集各气路的真实气体累计流量，控制模块根据配气方案确定真实气体累计流量是否达标，若达标，关闭相应气路的第一输出阀；配制完成后，输出配置好的混合气体。

优选地，显示模块执行包括如下操作：

获取并显示预设的参数选择界面；

接收用户从参数选择界面选择的配气方案；

配气方案包括：

输出总流量、控制方式和与控制方式对应的各气路的配比参数；

控制方式包括：按浓度控制、按稀释倍数控制和按稀释比例控制；

配比参数包括：气体名称、浓度、稀释倍数和稀释比例。

优选地，控制模块执行包括如下操作：

若用户选择按浓度控制，基于浓度确定各气路的目标流量和气路输出阀的开启幅度，对气路的第一输出阀按开启幅度进行相应的控制；

或，

若用户选择按稀释倍数控制，基于稀释倍数确定各气路的目标流量和气路输出阀的开启幅度，对气路的第一输出阀按开启幅度进行相应的控制；

或，

若用户选择按稀释倍数控制，基于稀释倍数确定各气路的目标流量和气路输出阀的开启幅度，对气路的第一输出阀按开启幅度进行相应的控制。

优选地，控制模块执行包括如下操作：

按预设的第一时间间隔采集各气路的真实气体累计流量；

若真实气体累计流量大于等于目标流量，则真实气体累计流量达标；

立即控制与真实气体累计流量对应气路的第一输出阀关闭。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种智能配气方法的流程图；

图2为本发明一个实施例的软件界面说明图；

图3为本发明一个实施例的装置结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种智能配气方法，如图1所示，包括：

S1、接收用户输入的配气方案；

S2、根据配气方案确定控制方案并对各气路的第一输出阀进行相应的控制，各气路释放的气体在混合气仓中进行配制；

S3、采集各气路的真实气体累计流量，根据配气方案确定真实气体累计流量是否达标，若达标，关闭相应气路的第一输出阀；

S4、配制完成后，输出配置好的混合气体。

上述技术方案的工作原理为：

用户通过触摸屏等输入想要配制气体的配气方案；根据用户输入的配气方案确定控制方案；控制方案具体为：根据配气方案决定释放出哪条气路的气体，要打开哪条气路的输出阀；根据控制方案对各气路的输出阀进行相应的控制；当气路的输出阀打开后，各气路的气体就会流进混合气仓，在混合气仓内进行混合即配制；每个气路中设置有质量流量控制器；控制质量流量分析器采集各气路的真实气体累计流量，根据用户输入的配气方案确定气路的真实气体累计流量是否达标；若真实气体累计流量达标，需要停止该气路继续释放出气体即关闭相应的输出阀；气体在混合气仓中配置完成后由出口输出，供用户储存或使用。

上述技术方案的有益效果为：本发明实施例通过设置触摸屏接收用户输入的配气方案，操作简单，使用方便，一键配气，无冗余操作，采用高精度的质量流量控制器，提升了配气的精度，降低了成本，提升了经济性，避免了用户购买标准气体可能造成气体浪费的问题。

本发明实施例提供了一种智能配气方法，接收用户输入的配气方案，包括：

获取并显示预设的参数选择界面；

接收用户从参数选择界面选择的配气方案；

配气方案包括：

输出总流量、控制方式和与控制方式对应的各气路的配比参数；

控制方式包括：按浓度控制、按稀释倍数控制和按稀释比例控制；

配比参数包括：气体名称、浓度、稀释倍数和稀释比例。

上述技术方案的工作原理为：

触摸屏调用预设的参数选择界面；用户可以通过对触摸屏进行操作选择设置相应的配气方案；用户不仅可以设置最后配制完成气体的输出总流量，还可以设置配气的控制方式，是按浓度控制、按稀释倍数控制还是按稀释比例控制；还可以输入配制气体的配比参数即设置各个气路的气体名称、所需浓度、稀释倍数和稀释比例等；如图2所示，为本发明实施例的软件界面说明图。

上述技术方案的有益效果为：本发明实施例通过设置触摸屏接收用户输入的配气方案，用户可以通过触摸屏选择配气控制方式、输出总流量、各气路的所需气体和相应的气体浓度等，提升了用户操作的便利性，同时，增强了用户的使用体验。

本发明实施例提供了一种智能配气方法，根据配气方案确定控制方案并对各气路的输出阀进行相应的控制，包括：

若用户选择按浓度控制，基于浓度确定各气路的目标流量和气路输出阀的开启幅度，对气路的第一输出阀按开启幅度进行相应的控制；

或，

若用户选择按稀释倍数控制，基于稀释倍数确定各气路的目标流量和气路输出阀的开启幅度，对气路的第一输出阀按开启幅度进行相应的控制；

或，

若用户选择按稀释倍数控制，基于稀释倍数确定各气路的目标流量和气路输出阀的开启幅度，对气路的第一输出阀按开启幅度进行相应的控制。

上述技术方案的工作原理为：

若用户通过对触摸屏进行操作选择的是按浓度控制，MCU控制器可以根据用户输入浓度确定各个气路应该输出的气体流量即目标流量和对应气路的气体输出阀应该打开多少让气体流出即气路输出阀的开启程度；并根据气路输出阀的开启程度对相应的气路输出阀进行相应的操作；若用户通过对触摸屏进行操作选择的是按稀释倍数控制，MCU控制器则基于用户输入的稀释倍数确定各个气路的目标流量和气路输出阀的开启程度并对对应气路的气路输出阀进行相应控制；若用户通过对触摸屏进行操作选择时按稀释比例控制，MCU控制器则基于用户输入的稀释比例确定各个气路的目标流量和气路输出阀的开启程度并对对应气路的气路输出阀进行相应控制。

上述技术方案的有益效果为：本发明实施例通过设置触摸屏，用户可以通过对触摸屏进行操作选择控制方式和设置配比参数等，系统可以根据控制方式和配比参数自动对相应气路的气体输出阀进行相应控制，让气路快速释放出气体，响应时间快，提升了配气的速度和效率。

本发明实施例提供了一种智能配气方法，采集各气路的真实气体浓度，根据配气方案确定真实气体浓度是否达标，若达标，关闭相应气路的输出阀，包括：

按预设的第一时间间隔采集各气路的真实气体累计流量；

若真实气体累计流量大于等于目标流量，则真实气体累计流量达标；

立即控制与真实气体累计流量对应气路的第一输出阀关闭。

上述技术方案的工作原理为：

控制质量流量控制器采集各气路的真实气体累计流量，质量流量控制器采集气路的气体流量是一个不断累加的过程即采集的真实气体累计流量是从该气路中出去的全部气体的总流量；将质量流量控制器采集到的气路的真实气体累计流量与目标流量进行比较，若真实气体累计流量大于等于目标流量时，则真实气体累计流量达标，该气路需要停止输出气体，立即控制与真实气体累计流量对应的气路的第一输出阀关闭，以免输出多余的气体，造成配气误差。

上述技术方案的有益效果为：本发明实施例通过通过质量流量控制器采集各气路的真实气体累计流量并基于真实气体累计流量，并将气路的真实气体累计流量与目标流量比较判断是否达标，若达标，及时关闭对应气路的第一输出阀，以免使气路输出过多的气体，造成配气的误差，提升了配气的精准性，实时比较真实气体累计流量和目标流量的关系决定对应气路的第一输出阀关闭还是继续开启，属于闭合反馈控制，提升了系统部件设置的合理性。

本发明实施例提供了一种智能配气方法，还包括：

采集与各气路对应的原气瓶中气体的组成成分并确定所述组成成分的气体参数；

基于所述气体参数计算气路的修正系数：

其中，ε为气路的修正系数，m_i为气路对应原气瓶中气体第i个成分的密度，V_i为气路对应原气瓶中气体第i个成分的容积成分，d_i为气路对应原气瓶中气体第i个成分的定压比热值，S_i为气路对应原气瓶中气体第i个成分的气体常数，n为气路对应原气瓶中气体的成分总个数，k₁、k₂、k₃和k₄为预设的权重值；

使用所述修正系数对所述真实气体累计流量进行修正，将所述真实气体累计流量与所述修正系数的的乘积作为待比较参数；

若所述待比较参数大于等于所述目标流量，则所述真实气体累计流量达标，立即控制与所述真实气体累计流量对应气路的第一输出阀关闭。

上述技术方案的工作原理为：

配制一定浓度的气体或者将气体稀释需要使用零气气路的零气将其它气路出来的气体进行填充稀释；该零气一般为氮气；但是，原气瓶在供气时，原气瓶中的气体的组成成分会发生缓慢的变化，会对配气结果产生误差，这就要将该误差尽可能地消除；将原气瓶中的气体当作由多个成分组成的混合气体，使用气相色谱仪对气路对应原气瓶中的原料气的成分即组成成分进行检测，并根据组成成分确定各成分的气体参数；气体参数包括：各气体组成成分的密度、容积成分、定压比热值和气体常数；密度、定压比热值和气体常数用户可以根据气体的类型查表或原气瓶相关说明书事先设定好参数即可；容积成分具体为：某个组分气体的容积与混合气体总容积的比值，是由气相色谱仪直接测得；根据气体参数并赋予对应的权重值计算气路的修正系数，使用修正参数对真实气体累计流量进行修正，将修真参数与真实气体累计流量的乘积作为待比较参数，若待比较参数大于等于目标流量，立即关闭对应气路的第一输出阀。

上述技术方案的有益效果为：本发明实施例通过根据气路对应原气瓶中的气体参数计算气路修正系数并使用该修正系数对气路的真实气体浓度进行修正，将修正后的参数与目标流量进行比较，若达标，则关系相应气路的气路输出阀，避免了气体组成成分变化对配气精度的影响，极大地提升了配气的精准性。

本发明实施例提供了一种智能配气方法，如图3所示，还包括：

混合气仓包括：多个一级混合仓和二级混合仓；

各气路分为多个分支气路，分支气路与一级混合仓连通，分支气路中设置有第一逆止阀；汇流气路分别与一级混合仓和二级混合仓连通，汇流气路中设置有第二输出阀和第二逆止阀；出口气路分别与二级混合仓和储存仓连通，出口气路中设置有第三输出阀和第三逆止阀；一级混合仓中多个第一位置点设置有第一气体浓度检测装置；二级混合仓中多个第二位置点设置有第二气体浓度检测装置；一级混合仓和二级混合仓中均设置有多个气体混合装置；第一排气气路分别与一级混合仓和第一废气瓶连通，第一排气气路中设置有第四输出阀和第四逆止阀；第二排气气路分别与二级混合仓和第二废气瓶连通，第二排气气路中设置有第五输出阀和第五逆止阀；

当气路的第一输出阀打开时，原气瓶将气体通过气路输送到多个分支气路，气体通过分支气路流进一级混合仓进行混合；

每隔预设的第二时间间隔控制第一气体浓度检测装置采集一级混合仓中第一位置点的第一气体浓度，按预设的第一判定区间构建规则基于第一气体浓度构建第一浓度判定区间；

当一级混合仓中所有第一位置点的第一气体浓度均在除自身在所有的第一浓度判定区间内时，则一级混合仓混合达标，控制与一级混合仓对应汇流气路的第二输出阀打开，在一级混合仓中混合完成混合的气体通过汇流气路进入二级混合仓进行混合，每隔预设的第三时间间隔控制第二气体浓度检测装置采集二级混合仓中第一位置点的第二气体浓度，按预设的第二判定区间构建规则基于第二气体浓度构建第二浓度判定区间，

否则判断一级混合仓混合不达标的次数是否大于等于预设的第一次数阈值，若一级混合仓混合不达标的次数大于等于第一次数阈值，控制第四输出阀打开，将一级混合仓中完成混合的气体传输至第一废气瓶；

当二级混合仓中所有第二位置点的第二气体浓度均在除自身外所有的第二浓度判定区间内时，

和，

根据配气方案确定用户所需的目标浓度，按预设的第三判定区间构建规则构建第三浓度判定区间，当二级混合仓中所有第二位置点的第二气体浓度均在第三浓度判定区间内时，则二级混合仓达标，控制与第三输出阀打开，在二级混合仓中完成混合的混合气体通过出口输出，

否则判断二级混合仓不达标的次数是否大于等于预设的第二次数阈值，若二级混合仓不达标的次数大于等于第二次数阈值，控制第五输出阀打开，将二级混合仓中完成混合的气体传输至第二废气瓶。

上述技术方案的工作原理为：

采集各仓中气体浓度使用气体浓度检测仪，通过在相应位置点设置气体浓度检测仪即可；各仓中多个采集位置点的选取需间隔均匀；预设的判定区间构建规则具体为：根据历史上大量的各仓检测浓度的数据，确定各仓的浓度检测数据平均误差值，将实时测得的浓度值减去该平均值作为区间下限，加上该平均值作为区间上限；例如：气体浓度检测器在一个位置点测得的CO₂浓度为0.1ppm，构建浓度判定区间(0.05ppm，0.15ppm)，若在另一个位置点测得CO₂浓度为0.16ppm，不在第一判定区间内，则不达标；各气路的第一输出阀打开后，气路中的气体经过分支气路释放到一级混合仓中进行混合；一级混合仓中设置有多个气体混合装置如叶轮等；当全部气路输出完毕后第一输出阀全部关闭，气体在一级混合仓进行充分混合；MCU控制器根据用户输入的配气方案确定最后配制完成的混合气体的浓度即目标浓度，基于目标浓度构建第三浓度判定区间；每隔预设的第二时间间隔如0.1秒控制第一气体浓度检测装置采集一级混合仓中第一位置点第一气体浓度，基于第一气体浓度构建第一浓度判定区间；当一级混合仓中每一个第一位置点的第一气体浓度均在除自身外其余第一位置点的第一浓度区间内时，控制相应输出阀打开；气体进入二级混合仓；每隔预设的第三时间间隔如0.05秒控制第二气体浓度检测装置采集二级混合仓中第二位置点第二气体浓度，基于第二气体浓度构建第二浓度判定区间；当二级混合仓中每一个第二位置点的第二气体浓度均在除自身外其余第二位置点的第二浓度区间内且每一个第二位置点的第二气体浓度均在第三浓度判定区间内时，控制相应输出阀打开，输出配制好的混合气体；逆止阀用于防止气体回流。

上述技术方案的有益效果为：本发明实施例通过在混合气仓中对气体进行多次混合，先将气体分流至多个一级混合仓中进行混合，只有气体在一级混合仓中充分混合达标后才能汇流进二级混合仓中，气体的浓度层层达标后才能输出，对气体的浓度的精度层层进行严格把控，极大程度提升了系统配气的精准性和混合均匀性，为用户提供可靠浓度标准的气体。

本发明实施例提供了一种智能配气系统，包括：

控制模块、与控制模块电连接的显示模块和配气模块；

配气模块包括：多个气路和原气瓶；气路分别与原气瓶和混合气仓连通；气路中依次设置有减压阀、第一输出阀和质量流量控制器；

显示模块接收用户输入的配气方案；控制模块根据配气方案确定控制方案并对各气路的第一输出阀进行相应的控制，各气路释放的气体在混合气仓中进行配制；质量流量控制器采集各气路的真实气体累计流量，控制模块根据配气方案确定真实气体累计流量是否达标，若达标，关闭相应气路的第一输出阀；配制完成后，输出配置好的混合气体。

上述技术方案的工作原理为：

显示模块具体为：触摸屏等；控制模块具体为MCU控制器等；配气模块由气路、质量流量控制器、输出阀、减压阀和混合气仓等组成；在接入原气时，为保证通入气体的压力在0.2-0.3Mpa之间，需要接入原气前端加减压阀以防压力过大使仪器受损；用户通过触摸屏等输入想要配制气体的配气方案；根据用户输入的配气方案确定控制方案；控制方案具体为：根据配气方案决定释放出哪条气路的气体，要打开哪条气路的输出阀；根据控制方案对各气路的输出阀进行相应的控制；当气路的输出阀打开后，各气路的气体就会流进混合气仓，在混合气仓内进行混合即配制；每个气路中设置有质量流量控制器；控制质量流量分析器采集各气路的真实气体累计流量，根据用户输入的配气方案确定气路的真实气体累计流量是否达标；若真实气体累计流量达标，需要停止该气路继续释放出气体即关闭相应的输出阀；气体在混合气仓中配置完成后由出口输出，供用户储存或使用。

上述技术方案的有益效果为：本发明实施例通过设置触摸屏接收用户输入的配气方案，操作简单，使用方便，一键配气，无冗余操作，采用高精度的质量流量控制器，提升了配气的精度，降低了成本，提升了经济性，避免了用户购买标准气体可能造成气体浪费的问题。

本发明实施例提供了一种智能配气系统，显示模块执行包括如下操作：

获取并显示预设的参数选择界面；

接收用户从参数选择界面选择的配气方案；

配气方案包括：

输出总流量、控制方式和与控制方式对应的各气路的配比参数；

控制方式包括：按浓度控制、按稀释倍数控制和按稀释比例控制；

配比参数包括：气体名称、浓度、稀释倍数和稀释比例。

上述技术方案的工作原理为：

触摸屏调用预设的参数选择界面；用户可以通过对触摸屏进行操作选择设置相应的配气方案；用户不仅可以设置最后配制完成气体的输出总流量，还可以设置配气的控制方式，是按浓度控制、按稀释倍数控制还是按稀释比例控制；还可以输入配制气体的配比参数即设置各个气路的气体名称、所需浓度、稀释倍数和稀释比例等；如图2所示，为本发明实施例的软件界面说明图。

上述技术方案的有益效果为：本发明实施例通过设置触摸屏接收用户输入的配气方案，用户可以通过触摸屏选择配气控制方式、输出总流量、各气路的所需气体和相应的气体浓度等，提升了用户操作的便利性，同时，增强了用户的使用体验。

本发明实施例提供了一种智能配气系统，控制模块执行包括如下操作：

若用户选择按浓度控制，基于浓度确定各气路的目标流量和气路输出阀的开启幅度，对气路的第一输出阀按开启幅度进行相应的控制；

或，

若用户选择按稀释倍数控制，基于稀释倍数确定各气路的目标流量和气路输出阀的开启幅度，对气路的第一输出阀按开启幅度进行相应的控制；

或，

若用户选择按稀释倍数控制，基于稀释倍数确定各气路的目标流量和气路输出阀的开启幅度，对气路的第一输出阀按开启幅度进行相应的控制。

上述技术方案的工作原理为：

若用户通过对触摸屏进行操作选择的是按浓度控制，MCU控制器可以根据用户输入浓度确定各个气路应该输出的气体流量即目标流量和对应气路的气体输出阀应该打开多少让气体流出即气路输出阀的开启程度；并根据气路输出阀的开启程度对相应的气路输出阀进行相应的操作；若用户通过对触摸屏进行操作选择的是按稀释倍数控制，MCU控制器则基于用户输入的稀释倍数确定各个气路的目标流量和气路输出阀的开启程度并对对应气路的气路输出阀进行相应控制；若用户通过对触摸屏进行操作选择时按稀释比例控制，MCU控制器则基于用户输入的稀释比例确定各个气路的目标流量和气路输出阀的开启程度并对对应气路的气路输出阀进行相应控制。

上述技术方案的有益效果为：本发明实施例通过设置触摸屏，用户可以通过对触摸屏进行操作选择控制方式和设置配比参数等，系统可以根据控制方式和配比参数自动对相应气路的气体输出阀进行相应控制，让气路快速释放出气体，响应时间快，提升了配气的速度和效率。

本发明实施例提供了一种智能配气系统，控制模块执行包括如下操作：

按预设的第一时间间隔采集各气路的真实气体累计流量；

若真实气体累计流量大于等于目标流量，则真实气体累计流量达标；

立即控制与真实气体累计流量对应气路的第一输出阀关闭。

上述技术方案的工作原理为：

控制质量流量控制器采集各气路的真实气体累计流量，质量流量控制器采集气路的气体流量是一个不断累加的过程即采集的真实气体累计流量是从该气路中出去的全部气体的总流量；将质量流量控制器采集到的气路的真实气体累计流量与目标流量进行比较，若真实气体累计流量大于等于目标流量时，则真实气体累计流量达标，该气路需要停止输出气体，立即控制与真实气体累计流量对应的气路的第一输出阀关闭，以免输出多余的气体，造成配气误差。

上述技术方案的有益效果为：本发明实施例通过通过质量流量控制器采集各气路的真实气体累计流量并基于真实气体累计流量，并将气路的真实气体累计流量与目标流量比较判断是否达标，若达标，及时关闭对应气路的第一输出阀，以免使气路输出过多的气体，造成配气的误差，提升了配气的精准性，实时比较真实气体累计流量和目标流量的关系决定对应气路的第一输出阀关闭还是继续开启，属于闭合反馈控制，提升了系统部件设置的合理性。

本发明实施例提供了一种智能配气系统，还包括：

采集与各气路对应的原气瓶中气体的组成成分并确定所述组成成分的气体参数；

基于所述气体参数计算气路的修正系数：

其中，ε为气路的修正系数，m_i为气路对应原气瓶中气体第i个成分的密度，V_i为气路对应原气瓶中气体第i个成分的容积成分，d_i为气路对应原气瓶中气体第i个成分的定压比热值，S_i为气路对应原气瓶中气体第i个成分的气体常数，n为气路对应原气瓶中气体的成分总个数，k₁、k₂、k₃和k₄为预设的权重值；

使用所述修正系数对所述真实气体累计流量进行修正，将所述真实气体累计流量与所述修正系数的的乘积作为待比较参数；

若所述待比较参数大于等于所述目标流量，则所述真实气体累计流量达标，立即控制与所述真实气体累计流量对应气路的第一输出阀关闭。

上述技术方案的工作原理为：

配制一定浓度的气体或者将气体稀释需要使用零气气路的零气将其它气路出来的气体进行填充稀释；该零气一般为氮气；但是，原气瓶在供气时，原气瓶中的气体的组成成分会发生缓慢的变化，会对配气结果产生误差，这就要将该误差尽可能地消除；将原气瓶中的气体当作由多个成分组成的混合气体，使用气相色谱仪对气路对应原气瓶中的原料气的成分即组成成分进行检测，并根据组成成分确定各成分的气体参数；气体参数包括：各气体组成成分的密度、容积成分、定压比热值和气体常数；密度、定压比热值和气体常数用户可以根据气体的类型查表或原气瓶相关说明书事先设定好参数即可；容积成分具体为：某个组分气体的容积与混合气体总容积的比值，是由气相色谱仪直接测得；根据气体参数并赋予一定的权重值计算气路的修正系数，使用修正参数对真实气体累计流量进行修正，将修真参数与真实气体累计流量的乘积作为待比较参数，若待比较参数大于等于目标流量，立即关闭对应气路的第一输出阀。

上述技术方案的有益效果为：本发明实施例通过根据气路对应原气瓶中的气体参数计算气路修正系数并使用该修正系数对气路的真实气体浓度进行修正，将修正后的参数与目标流量进行比较，若达标，则关系相应气路的气路输出阀，避免了气体组成成分变化对配气精度的影响，极大地提升了配气的精准性。

本发明实施例提供了一种智能配气系统，如图3所示，还包括：

混合气仓包括：多个一级混合仓和二级混合仓；

各气路分为多个分支气路，分支气路与一级混合仓连通，分支气路中设置有第一逆止阀；汇流气路分别与一级混合仓和二级混合仓连通，汇流气路中设置有第二输出阀和第二逆止阀；出口气路分别与二级混合仓和储存仓连通，出口气路中设置有第三输出阀和第三逆止阀；一级混合仓中多个第一位置点设置有第一气体浓度检测装置；二级混合仓中多个第二位置点设置有第二气体浓度检测装置；一级混合仓和二级混合仓中均设置有多个气体混合装置；第一排气气路分别与一级混合仓和第一废气瓶连通，第一排气气路中设置有第四输出阀和第四逆止阀；第二排气气路分别与二级混合仓和第二废气瓶连通，第二排气气路中设置有第五输出阀和第五逆止阀；

当气路的第一输出阀打开时，原气瓶将气体通过气路输送到多个分支气路，气体通过分支气路流进一级混合仓进行混合；

每隔预设的第二时间间隔控制第一气体浓度检测装置采集一级混合仓中第一位置点的第一气体浓度，按预设的第一判定区间构建规则基于第一气体浓度构建第一浓度判定区间；

当一级混合仓中所有第一位置点的第一气体浓度均在除自身在所有的第一浓度判定区间内时，则一级混合仓混合达标，控制与一级混合仓对应汇流气路的第二输出阀打开，在一级混合仓中混合完成混合的气体通过汇流气路进入二级混合仓进行混合，每隔预设的第三时间间隔控制第二气体浓度检测装置采集二级混合仓中第一位置点的第二气体浓度，按预设的第二判定区间构建规则基于第二气体浓度构建第二浓度判定区间，

否则判断一级混合仓混合不达标的次数是否大于等于预设的第一次数阈值，若一级混合仓混合不达标的次数大于等于第一次数阈值，控制第四输出阀打开，将一级混合仓中完成混合的气体传输至第一废气瓶；

当二级混合仓中所有第二位置点的第二气体浓度均在除自身外所有的第二浓度判定区间内时，

和，

根据配气方案确定用户所需的目标浓度，按预设的第三判定区间构建规则构建第三浓度判定区间，当二级混合仓中所有第二位置点的第二气体浓度均在第三浓度判定区间内时，则二级混合仓达标，控制与第三输出阀打开，在二级混合仓中完成混合的混合气体通过出口输出，

否则判断二级混合仓不达标的次数是否大于等于预设的第二次数阈值，若二级混合仓不达标的次数大于等于第二次数阈值，控制第五输出阀打开，将二级混合仓中完成混合的气体传输至第二废气瓶。

上述技术方案的工作原理为：

采集各仓中气体浓度使用气体浓度检测仪，通过在相应位置点设置气体浓度检测仪即可；各仓中多个采集位置点的选取需间隔均匀；预设的判定区间构建规则具体为：根据历史上大量的各仓检测浓度的数据，确定各仓的浓度检测数据平均误差值，将实时测得的浓度值减去该平均值作为区间下限，加上该平均值作为区间上限；例如：气体浓度检测器在一个位置点测得的CO₂浓度为0.1ppm，构建浓度判定区间(0.05ppm，0.15ppm)，若在另一个位置点测得CO₂浓度为0.16ppm，不在第一判定区间内，则不达标；各气路的第一输出阀打开后，气路中的气体经过分支气路释放到一级混合仓中进行混合；一级混合仓中设置有多个气体混合装置如叶轮等；当全部气路输出完毕后第一输出阀全部关闭，气体在一级混合仓进行充分混合；MCU控制器根据用户输入的配气方案确定最后配制完成的混合气体的浓度即目标浓度，基于目标浓度构建第三浓度判定区间；每隔预设的第二时间间隔如0.1秒控制第一气体浓度检测装置采集一级混合仓中第一位置点第一气体浓度，基于第一气体浓度构建第一浓度判定区间；当一级混合仓中每一个第一位置点的第一气体浓度均在除自身外其余第一位置点的第一浓度区间内时，控制相应输出阀打开；气体进入二级混合仓；每隔预设的第三时间间隔如0.05秒控制第二气体浓度检测装置采集二级混合仓中第二位置点第二气体浓度，基于第二气体浓度构建第二浓度判定区间；当二级混合仓中每一个第二位置点的第二气体浓度均在除自身外其余第二位置点的第二浓度区间内且每一个第二位置点的第二气体浓度均在第三浓度判定区间内时，控制相应输出阀打开，输出配制好的混合气体；逆止阀用于防止气体回流。

上述技术方案的有益效果为：本发明实施例通过在混合气仓中对气体进行多次混合，先将气体分流至多个一级混合仓中进行混合，只有气体在一级混合仓中充分混合达标后才能汇流进二级混合仓中，气体的浓度层层达标后才能输出，对气体的浓度的精度层层进行严格把控，极大程度提升了系统配气的精准性和混合均匀性，为用户提供可靠浓度标准的气体。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种智能配气方法，其特征在于，包括：

接收用户输入的配气方案；

根据所述配气方案确定控制方案并对各气路的第一输出阀进行相应的控制，各气路释放的气体在混合气仓中进行配制；

采集各气路的真实气体累计流量，根据所述配气方案确定所述真实气体累计流量是否达标，若达标，关闭相应气路的第一输出阀；

配制完成后，输出配置好的混合气体。

2.如权利要求1所述的一种智能配气方法，其特征在于，所述接收用户输入的配气方案，包括：

获取并显示预设的参数选择界面；

接收用户从所述参数选择界面选择的配气方案；

所述配气方案包括：

输出总流量、控制方式和与所述控制方式对应的各气路的配比参数；

所述控制方式包括：按浓度控制、按稀释倍数控制和按稀释比例控制；

所述配比参数包括：气体名称、浓度、稀释倍数和稀释比例。

3.如权利要求2所述的一种智能配气方法，其特征在于，所述根据所述配气方案确定控制方案并对各气路的第一输出阀进行相应的控制，包括：

若用户选择所述按浓度控制，基于所述浓度确定各气路的目标流量和气路输出阀的开启幅度，对所述气路的第一输出阀按所述开启幅度进行相应的控制；

或，

若用户选择所述按稀释倍数控制，基于所述稀释倍数确定各气路的目标流量和气路输出阀的开启幅度，对所述气路的第一输出阀按所述开启幅度进行相应的控制；

或，

若用户选择所述按稀释倍数控制，基于所述稀释倍数确定各气路的目标流量和气路输出阀的开启幅度，对所述气路的第一输出阀按所述开启幅度进行相应的控制。

4.如权利要求3所述的一种智能配气方法，其特征在于，所述采集各气路的真实气体流量，根据所述配气方案确定所述真实气体累计流量是否达标，若达标，关闭相应气路的第一输出阀，包括：

按预设的第一时间间隔采集各气路的真实气体累计流量；

若所述真实气体累计流量大于等于所述目标流量，则所述真实气体累计流量达标；

立即控制与所述真实气体累计流量对应气路的第一输出阀关闭。

5.如权利要求4所述的一种智能配气方法，其特征在于，还包括：

采集与各气路对应的原气瓶中气体的组成成分并确定所述组成成分的气体参数；

基于所述气体参数计算气路的修正系数：

其中，ε为气路的修正系数，m_i为气路对应原气瓶中气体第i个成分的密度，V_i为气路对应原气瓶中气体第i个成分的容积成分，d_i为气路对应原气瓶中气体第i个成分的定压比热值，S_i为气路对应原气瓶中气体第i个成分的气体常数，n为气路对应原气瓶中气体的成分总个数，k₁、k₂、k₃和k₄为预设的权重值；

使用所述修正系数对所述真实气体累计流量进行修正，将所述真实气体累计流量与所述修正系数的的乘积作为待比较参数；

若所述待比较参数大于等于所述目标流量，则所述真实气体累计流量达标，立即控制与所述真实气体累计流量对应气路的第一输出阀关闭。

6.如权利要求1所述的一种智能配气方法，其特征在于，还包括：

所述混合气仓包括：多个一级混合仓和二级混合仓；

各气路分为多个分支气路，所述分支气路与所述一级混合仓连通，所述分支气路中设置有第一逆止阀；汇流气路分别与所述一级混合仓和所述二级混合仓连通，所述汇流气路中设置有第二输出阀和第二逆止阀；出口气路分别与所述二级混合仓和所述储存仓连通，所述出口气路中设置有第三输出阀和第三逆止阀；所述一级混合仓中多个第一位置点设置有第一气体浓度检测装置；所述二级混合仓中多个第二位置点设置有第二气体浓度检测装置；所述一级混合仓和二级混合仓中均设置有多个气体混合装置；第一排气气路分别与所述一级混合仓和第一废气瓶连通，所述第一排气气路中设置有第四输出阀和第四逆止阀；第二排气气路分别与所述二级混合仓和第二废气瓶连通，所述第二排气气路中设置有第五输出阀和第五逆止阀；

当所述气路的第一输出阀打开时，原气瓶将气体通过所述气路输送到多个分支气路，所述气体通过所述分支气路流进所述一级混合仓进行混合；

每隔预设的第二时间间隔控制所述第一气体浓度检测装置采集所述一级混合仓中所述第一位置点的第一气体浓度，按预设的第一判定区间构建规则基于所述第一气体浓度构建第一浓度判定区间；

当所述一级混合仓中所有所述第一位置点的所述第一气体浓度均在除自身在所有的第一浓度判定区间内时，则所述一级混合仓混合达标，控制与所述一级混合仓对应所述汇流气路的所述第二输出阀打开，在所述一级混合仓中混合完成混合的气体通过所述汇流气路进入所述二级混合仓进行混合，每隔预设的第三时间间隔控制所述第二气体浓度检测装置采集所述二级混合仓中所述第一位置点的第二气体浓度，按预设的第二判定区间构建规则基于所述第二气体浓度构建第二浓度判定区间，

否则判断所述一级混合仓混合不达标的次数是否大于等于预设的第一次数阈值，若所述一级混合仓混合不达标的次数大于等于所述第一次数阈值，控制所述第四输出阀打开，将所述一级混合仓中完成混合的气体传输至所述第一废气瓶；

当所述二级混合仓中所有所述第二位置点的所述第二气体浓度均在除自身外所有的第二浓度判定区间内时，

和，

根据所述配气方案确定用户所需的目标浓度，按预设的第三判定区间构建规则构建第三浓度判定区间，当所述二级混合仓中所有所述第二位置点的所述第二气体浓度均在所述第三浓度判定区间内时，则所述二级混合仓达标，控制与所述第三输出阀打开，在所述二级混合仓中完成混合的所述混合气体通过所述出口输出，

否则判断所述二级混合仓不达标的次数是否大于等于预设的第二次数阈值，若所述二级混合仓不达标的次数大于等于所述第二次数阈值，控制所述第五输出阀打开，将所述二级混合仓中完成混合的气体传输至所述第二废气瓶。

7.一种智能配气系统，其特征在于，包括：

控制模块、与所述控制模块电连接的显示模块和配气模块；

所述配气模块包括：多个气路和原气瓶；所述气路分别与所述原气瓶和混合气仓连通；所述气路中依次设置有减压阀、第一输出阀和质量流量控制器；

所述显示模块接收用户输入的配气方案；所述控制模块根据所述配气方案确定控制方案并对各气路的第一输出阀进行相应的控制，各气路释放的气体在所述混合气仓中进行配制；所述质量流量控制器采集各气路的真实气体累计流量，所述控制模块根据所述配气方案确定所述真实气体累计流量是否达标，若达标，关闭相应气路的第一输出阀；配制完成后，输出配置好的混合气体。

8.如权利要求7所述的一种智能配气系统，其特征在于，所述显示模块执行包括如下操作：

获取并显示预设的参数选择界面；

接收用户从所述参数选择界面选择的配气方案；

所述配气方案包括：

输出总流量、控制方式和与所述控制方式对应的各气路的配比参数；

所述控制方式包括：按浓度控制、按稀释倍数控制和按稀释比例控制；

所述配比参数包括：气体名称、浓度、稀释倍数和稀释比例。

9.如权利要求8所述的一种智能配气系统，其特征在于，所述控制模块执行包括如下操作：

若用户选择所述按浓度控制，基于所述浓度确定各气路的目标流量和气路输出阀的开启幅度，对所述气路的第一输出阀按所述开启幅度进行相应的控制；

或，

若用户选择所述按稀释倍数控制，基于所述稀释倍数确定各气路的目标流量和气路输出阀的开启幅度，对所述气路的第一输出阀按所述开启幅度进行相应的控制；

或，

若用户选择所述按稀释倍数控制，基于所述稀释倍数确定各气路的目标流量和气路输出阀的开启幅度，对所述气路的第一输出阀按所述开启幅度进行相应的控制。

10.如权利要求9所述的一种智能配气系统，其特征在于，所述控制模块执行包括如下操作：

按预设的第一时间间隔采集各气路的真实气体累计流量；

若所述真实气体累计流量大于等于所述目标流量，则所述真实气体累计流量达标；

立即控制与所述真实气体累计流量对应气路的第一输出阀关闭。

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