CN117823822A - 一种高压多元混合气配制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压多元混合气配制系统,其包括上位机、下位机、第一气源控制管路、第二气源控制管路、二元混合器、第一测氧仪、二元缓冲器、增压控制管路和储气罐。本发明能够按照设定的混合气中各个气体配比浓度,获得对应匹配的气体目标流量,以控制各个气源控制管路上的气体流量调节阀的开度,使得各个气源控制管路中的气体能够按照对应匹配的气体目标流量流动,按照连续流量配气方式,经过预先校准,通过各种气体的流量控制使混合气中各种气体成分按一定比例持续充入混合气瓶内进行混合配气,实现混合气准确及稳定的输出。混合气氧浓度控制范围为0.4%‑40%,控制精度为氧浓度目标值的±5%。
Description
技术领域
本发明涉及混合气配制技术领域,特别是涉及一种高压多元混合气配制系统。
背景技术
两种或两种以上纯净的气体,按一定的比例均匀混合起来的气体叫做混合气体。空气就是一种由氮、氧、二氧化碳等多种气体混合的一种稳定的混合气体。
本发明设计人在此之前申请了一个专利号为2008200607705、专利名称为一种混合气自动配气装置的实用新型专利,此实用新型专利的设计比较粗糙,本发明的设计人在此基础上进行了第一气源控制管路和第二气源控制管路的结构优化设计、以及多元混合气配制的控制优化设计,从而实现混合气准确及稳定的输出。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题和不足,提供一种高压多元混合气配制系统。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:
本发明提供一种高压多元混合气配制系统,其特点在于,其包括上位机、下位机、第一气源控制管路、第二气源控制管路、二元混合器、第一测氧仪、二元缓冲器、增压控制管路和储气罐;
所述第一气源控制管路包括:第一气源接入第一气源管道的一端,第一气源管道的另一端接入二元混合器的进气口,第一气源管道上依次设有第一过滤器、第一压力传感器、第一减压器、第一电磁阀、第一气体流量调节阀、第一质量流量传感器和第一止回阀,第一压力传感器、第一电磁阀、第一气体流量调节阀和第一质量流量传感器均与下位机电连接;
所述第二气源控制管路包括:第二气源接入第二气源管道的一端,第二气源管道的另一端接入二元混合器的进气口,第二气源管道上依次设有第二过滤器、第二压力传感器、第二减压器、第二电磁阀、第二气体流量调节阀、第二质量流量传感器和第二止回阀,第二压力传感器、第二电磁阀、第二气体流量调节阀和第二质量流量传感器均与下位机电连接;
所述二元混合器的采样口与第一测氧仪管道连接,所述第一测氧仪与下位机电连接,所述二元混合器的出气口与二元缓冲器的进气口管道连接,所述二元缓冲器的出气口与增压控制管路连接,所述增压控制管路上依次设有总电磁阀和增压机,所述增压机的出气口与储气罐管道连接;
所述上位机用于供用户设置混合气中各个气源的目标配比浓度范围,并发送一含有混合气中各个气源的目标配比浓度范围的混合气配制指令至下位机,所述下位机用于接收该混合气配制指令后控制第一压力传感器和第二压力传感器工作,接收第一压力传感器传来的第一压力值和第二压力传感器传来的第二压力值,判断第一压力值和第二压力值是否不为零,在第一压力值为零时控制发出第一气源未进入第一气源管道中的警示信息,在第二压力值为零时控制发出第二气源未进入第二气源管道中的警示信息;在第一压力值和第二压力值均不为零时控制第一电磁阀和第二电磁阀导通,基于第一气源目标配比浓度范围计算出对应匹配的第一气源目标流量范围,基于第一气源目标流量范围控制第一气体流量调节阀的开度,第一气源经第一过滤器过滤和经第一减压器减压后依次流经第一电磁阀、第一气体流量调节阀、第一质量流量传感器和第一止回阀后进入二元混合器中,并接收第一质量流量传感器反馈的第一气源实际流量,基于第二气源目标配比浓度范围计算出对应匹配的第二气源目标流量范围,基于第二气源目标流量范围控制第二气体流量调节阀的开度,第二气源经第二过滤器过滤和经第二减压器减压后依次流经第二电磁阀、第二气体流量调节阀、第二质量流量传感器和第二止回阀后进入二元混合器中,并接收第二质量流量传感器反馈的第二气源实际流量;
所述下位机用于接收第一测氧仪检测到的二元混合器中实时氧浓度,基于第一气源实际流量和实时氧浓度值实时调整第一气体流量调节阀的开度以实时调整氧气实时流量,在二元混合器中实时氧浓度值达到对应目标浓度范围时控制总电磁阀导通,暂存至二元缓冲器中的混合气输送至增压机,增压机将混合气增大压力至设定压力值后存至储气罐中;
其中,第一气源为氧气,第二气源为氦气或氮气。
在此基础上,在第二气源为氦气时,第三气源为氮气,或者,在第二气源为氮气时,第三气源为氦气;
所述系统还包括第三气源控制管路、三元混合器、第二测氧仪和三元缓冲器;
所述第三气源控制管路包括:第三气源接入第三气源管道的一端,第三气源管道的另一端接入三元混合器的进气口,第三气源管道上依次设有第三过滤器、第三压力传感器、第三减压器、第三电磁阀、第三气体流量调节阀、第三质量流量传感器和第三止回阀,第三压力传感器、第三电磁阀、第三气体流量调节阀和第三质量流量传感器均与下位机电连接;
所述三元混合器的采样口与第二测氧仪管道连接,所述第二测氧仪与下位机电连接,所述二元缓冲器的出气口通过第四止回阀与三元混合器的进气口管道连接,所述三元混合器的出气口与三元缓冲器的进气口管道连接,所述三元缓冲器的出气口通过总电磁阀与增压机管道连接;
所述下位机用于接收该混合气配制指令后控制第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器工作,接收第一压力传感器传来的第一压力值、第二压力传感器传来的第二压力值和第三压力传感器传来的第三压力值,判断第一压力值、第二压力值和第三压力值是否不为零,在第一压力值为零时控制发出第一气源未进入第一气源管道中的警示信息,在第二压力值为零时控制发出第二气源未进入第二气源管道中的警示信息,在第三压力值为零时控制发出第三气源未进入第三气源管道中的警示信息;在第一压力值、第二压力值和第三压力值均不为零时控制第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀导通,基于第一气源目标配比浓度范围计算出对应匹配的第一气源目标流量范围,基于第一气源目标流量范围控制第一气体流量调节阀的开度,第一气源经第一过滤器过滤和经第一减压器减压后依次流经第一电磁阀、第一气体流量调节阀、第一质量流量传感器、第一止回阀、二元混合器、二元缓冲器和第四止回阀后进入三元混合器中,并接收第一质量流量传感器反馈的第一气源实际流量,基于第二气源目标配比浓度范围计算出对应匹配的第二气源目标流量范围,基于第二气源目标流量范围控制第二气体流量调节阀的开度,第二气源经第二过滤器过滤和经第二减压器减压后依次流经第二电磁阀、第二气体流量调节阀、第二质量流量传感器、第二止回阀、二元混合器、二元缓冲器和第四止回阀后进入三元混合器中,并接收第二质量流量传感器反馈的第二气源实际流量,基于第三气源目标配比浓度范围计算出对应匹配的第三气源目标流量范围,基于第三气源目标流量范围控制第三气体流量调节阀的开度,第三气源经第三过滤器过滤和经第三减压器减压后依次流经第三电磁阀、第三气体流量调节阀、第三质量流量传感器和第三止回阀后进入三元混合器中,并接收第三质量流量传感器反馈的第三气源实际流量;
所述下位机用于接收第二测氧仪检测到的三元混合器中实时氧浓度,基于第一气源实际流量和实时氧浓度值实时调整第一气体流量调节阀的开度以实时调整氧气实时流量,在三元混合器中实时氧浓度值达到对应目标浓度范围时控制总电磁阀导通,暂存至三元缓冲器中的混合气输送至增压机,增压机将混合气增大压力至设定压力值后存至储气罐中。
本发明的积极进步效果在于:
本发明能够按照设定的混合气中各个气体配比浓度,计算出对应匹配的气体目标流量,以控制各个气体管路上的气体流量调节阀的开度,使得各个气体管路中的气体能够按照对应匹配的气体目标流量流动,按照连续流量配气方式,经过预先校准,通过各种气体的流量控制使混合气中各种气体成分按一定比例持续充入混合气瓶内进行混合配气,实现混合气准确及稳定的输出。混合气氧浓度控制范围为0.4%-40%,控制精度为氧浓度目标值的±5%。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的高压多元混合气配制系统的控制原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本实施例提供一种高压多元混合气配制系统,其包括上位机、下位机、第一气源控制管路、第二气源控制管路、二元混合器、第一测氧仪、二元缓冲器、增压控制管路和储气罐。其中,第一气源为氧气,第二气源为氦气或氮气,下位机采用PLC。此高压多元混合气配制系统计划安装于饱和潜水系统的配气间内。
如图1所示,本实施例中第一气源为氧气,第二气源为氦气。
第一气源控制管路包括:第一气源(氧气)接入第一气源管道1的一端,第一气源管道1的另一端接入二元混合器2的进气口,第一气源管道1上依次设有第一过滤器3、第一压力传感器4、第一减压器5、第一电磁阀6、第一气体流量调节阀7、第一质量流量传感器8和第一止回阀9,第一压力传感器4、第一电磁阀6、第一气体流量调节阀7和第一质量流量传感器8均与下位机10电连接。此处第一气源控制管路为第一气源自动控制管路,由下位机10控制调节。
而且,第一气源管道1上且位于第一过滤器3和第一压力传感器4之间位置处设置有第一手动截止阀11,第一气体流量调节阀7与串联的第二手动截止阀12和第一手动针阀13相并联,第一气源管道1上且位于第一过滤器3前端设置有用于显示减压前的压力的第一压力表14,第一电磁阀6为常开电磁阀(处于导通状态)。此处第一气源控制管路为第一气源手动控制管路。
第二气源控制管路包括:第二气源(氦气)接入第二气源管道15的一端,第二气源管道15的另一端接入二元混合器2的进气口,第二气源管道15上依次设有第二过滤器16、第二压力传感器17、第二减压器18、第二电磁阀19、第二气体流量调节阀20、第二质量流量传感器21和第二止回阀22,第二压力传感器17、第二电磁阀19、第二气体流量调节阀20和第二质量流量传感器21均与下位机10电连接。此处第二气源控制管路为第二气源自动控制管路,由下位机10控制调节。
而且,第二气源管道15上且位于第二过滤器16和第二压力传感器17之间位置处设置有第三手动截止阀23,第二气体流量调节阀20与串联的第四手动截止阀24和第二手动针阀25相并联,第二气源管道15上且位于第二过滤器16前端设置有用于显示减压前的压力的第二压力表26,第二电磁阀19为常开电磁阀(处于导通状态)。此处第二气源控制管路为第二气源手动控制管路。
二元混合器2的采样口经减压器减压后与第一测氧仪27管道连接,第一测氧仪27与下位机10电连接,二元混合器2的出气口与二元缓冲器28的进气口管道连接,二元缓冲器28的出气口与增压控制管路29连接,增压控制管路29上依次设有总电磁阀30和增压机31,增压机31的出气口与储气罐32管道连接。本实施例中,第一测氧仪27的数量为2个,二元缓冲器28的数量为2个。
二元缓冲器28连通有第一排气管路,第一排气管路上设有第一排气电磁阀33,二元混合器2与第一测氧仪27之间的管道上设置有第一流量计34,二元缓冲器28上设置有二元混合气压力传感器35,第一排气电磁阀33、第一流量计34和二元混合气压力传感器35均与下位机10电连接。第一排气管路上还可以设有第一排气手动截止阀,用于手动操作排气。
系统还包括第一背压阀36,第一背压阀36的一端口与二元混合器2管道连接、二端口与第一减压器5管道连接、三端口与第二减压器18管道连接,第一背压阀36用于跟踪反馈二元混合器2中的气压,调整第一减压器5中的气压使得第一减压器5中的气压大于二元混合器2中的气压,调整第二减压器18中的气压使得第二减压器18中的气压大于二元混合器2中的气压。
气源压力是影响出口流量的关键因素。由于各路气源供气压力波动范围较大(1.5-20兆帕),导致流量不稳定,减压器出口压力不恒定,配气精度难以控制。本实施例设计了背压阀,使用一个背压阀控制两个减压器(第一减压器5和第二减压器18)的输出,通过压力反馈使两个减压器实现出口压力始终一致,两个减压器和二元混合器2间的压力差始终一致,保证气源流量稳定。
下面具体介绍氧气和氦气混合配制出混合气的过程:
上位机用于供用户设置混合气中各个气源(氧气和氦气)的目标配比浓度范围,并发送一含有混合气中各个气源的目标配比浓度范围的混合气配制指令至下位机10。
下位机10用于接收该混合气配制指令后控制第一压力传感器4和第二压力传感器17工作,接收第一压力传感器4传来的第一压力值和第二压力传感器17传来的第二压力值,判断第一压力值是否不为零,在为是时表明第一气源进入第一气源管道1中,在为否时表明第一气源未进入第一气源管道1中,控制发出第一气源未进入第一气源管道中的警示信息,判断第二压力值是否不为零,在为是时表明第二气源进入第二气源管道15中,在为否时表明第二气源未进入第二气源管道15中,控制发出第二气源未进入第二气源管道中的警示信息。
下位机10用于在第一压力值和第二压力值均不为零时控制第一电磁阀6和第二电磁阀19导通,基于第一气源目标配比浓度范围计算出对应匹配的第一气源目标流量范围,基于第一气源目标流量范围控制第一气体流量调节阀7的开度,第一气源经第一过滤器3过滤和经第一减压器5减压后依次流经第一电磁阀6、第一气体流量调节阀7、第一质量流量传感器8和第一止回阀9后进入二元混合器2中,并接收第一质量流量传感器8反馈的第一气源实际流量;基于第二气源目标配比浓度范围计算出对应匹配的第二气源目标流量范围,基于第二气源目标流量范围控制第二气体流量调节阀20的开度,第二气源经第二过滤器16过滤和经第二减压器18减压后依次流经第二电磁阀19、第二气体流量调节阀20、第二质量流量传感器21和第二止回阀22后进入二元混合器2中,并接收第二质量流量传感器21反馈的第二气源实际流量,二元混合器2中经混合后的氦氧混合气暂存至二元缓冲器28中。
下位机10用于接收第一测氧仪27检测到的二元混合器2中实时氧浓度,基于第一气源实际流量和实时氧浓度值实时调整第一气体流量调节阀7的开度以实时调整氧气实时流量,在二元混合器2中实时氧浓度值未达到对应目标浓度范围时控制总电磁阀30断开、同时控制第一排气电磁阀33导通,暂存至二元缓冲器28中的混合气通过第一排气管路排出,在二元混合器2中实时氧浓度值达到对应目标浓度范围时控制总电磁阀30导通,暂存至二元缓冲器28中的混合气输送至增压机31,增压机31将混合气增大压力至设定压力值(如20MPa)后存至储气罐32中。
本实施例中,增压机31采用气动压缩机,用于气体增压,为用户使用终端提供所需压力的混合气体,气动压缩机体积(重量)小,满足安装和使用要求。
本技术方案采用连续流量配气方式,连续流量配气是经过预先校准,通过各种气体的流量控制使混合气中各种气体成分按一定比例持续充入混合气瓶内进行混合配气。连续流量配气系统的设计,能保证混合气的连续精确配制。使用连续流量配气系统前,应把各种气体成分精密流量调节阀(即第一气体流量调节阀7和第二气体流量调节阀20)调节成同压同温状态。
上位机为一台触摸屏电脑,监控系统的运行状态,屏幕上显示各过程信号变化(如压力、氧浓度、流量等),并负责各操作指令的下发操作功能,能显示出各状态(如正常、报警、故障等)。上位机实时监控配气过程,记录和显示配气过程中的氧浓度、压力、流量等数据以及异常处理,实现自动配气流程。PLC主要作为系统的下位机,可以获取系统状况、直接控制系统,可采集各个传感器数据,接收并完成上位机的操作指令。
本实施例的高压多元混合气配制系统,除了可以配制上述二元混合气,还可以配制下述三元混合气,本实施例中,第三气源为氮气。
系统还包括第三气源控制管路、三元混合器、第二测氧仪和三元缓冲器。
第三气源控制管路包括:第三气源接入第三气源管道37的一端,第三气源管道37的另一端接入三元混合器38的进气口,第三气源管道37上依次设有第三过滤器39、第三压力传感器40、第三减压器41、第三电磁阀42、第三气体流量调节阀43、第三质量流量传感器44和第三止回阀45,第三压力传感器40、第三电磁阀42、第三气体流量调节阀43和第三质量流量传感器44均与下位机10电连接。此处第三气源控制管路为第三气源自动控制管路,由下位机10控制调节。
第三气源管道37上且位于第三过滤器39和第三压力传感器40之间位置处设置有第五手动截止阀46,第三气体流量调节阀43与串联的第六手动截止阀47和第三手动针阀48相并联,第三气源管道37上且位于第三过滤器39前端设置有用于显示减压前的压力的第三压力表49,第三电磁阀42为常开电磁阀(处于导通状态)。此处第三气源控制管路为第三气源手动控制管路。
三元混合器38的采样口经减压器减压后与第二测氧仪50管道连接,第二测氧仪50与下位机10电连接,二元缓冲器28的出气口通过第四止回阀51与三元混合器38的进气口管道连接,三元混合器38的出气口与三元缓冲器52的进气口管道连接,三元缓冲器52的出气口通过总电磁阀30与增压机31管道连接。
三元缓冲器52连通有第二排气管路,第二排气管路上设有第二排气电磁阀53,三元混合器38与第二测氧仪50之间的管道上设置有第二流量计54,三元缓冲器52上设置有三元混合气压力传感器55,第二流量计54和三元混合气压力传感器55均与下位机10电连接。本实施例中,第二测氧仪50的数量为1个,三元缓冲器52的数量为2个。第二排气管路上还可以设有第二排气手动截止阀,用于手动操作排气。
系统还包括第二背压阀56,第二背压阀56的一端口与三元混合器38管道连接、二端口与第三减压器41管道连接,第二背压阀56用于跟踪反馈三元混合器38中的气压,调整第三减压器41中的气压使得第三减压器41中的气压大于三元混合器38中的气压。
下位机10用于接收该混合气配制指令后控制第一压力传感器4、第二压力传感器17和第三压力传感器40工作,接收第一压力传感器4传来的第一压力值、第二压力传感器17传来的第二压力值和第三压力传感器40传来的第三压力值,判断第一压力值、第二压力值和第三压力值是否不为零,在第一压力值为零时控制发出第一气源未进入第一气源管道中的警示信息,在第二压力值为零时控制发出第二气源未进入第二气源管道中的警示信息,在第三压力值为零时控制发出第三气源未进入第三气源管道中的警示信息;在第一压力值、第二压力值和第三压力值均不为零时控制第一电磁阀6、第二电磁阀19和第三电磁阀42导通,基于第一气源目标配比浓度范围计算出对应匹配的第一气源目标流量范围,基于第一气源目标流量范围控制第一气体流量调节阀7的开度,第一气源经第一过滤器1过滤和经第一减压器5减压后依次流经第一电磁阀6、第一气体流量调节阀7、第一质量流量传感器8、第一止回阀9、二元混合器2、二元缓冲器28和第四止回阀51后进入三元混合器38中,并接收第一质量流量传感器8反馈的第一气源实际流量;基于第二气源目标配比浓度范围计算出对应匹配的第二气源目标流量范围,基于第二气源目标流量范围控制第二气体流量调节阀20的开度,第二气源经第二过滤器16过滤和经第二减压器18减压后依次流经第二电磁阀19、第二气体流量调节阀20、第二质量流量传感器21、第二止回阀22、二元混合器2、二元缓冲器28和第四止回阀51后进入三元混合器38中,并接收第二质量流量传感器21反馈的第二气源实际流量;基于第三气源目标配比浓度范围计算出对应匹配的第三气源目标流量范围,基于第三气源目标流量范围控制第三气体流量调节阀43的开度,第三气源经第三过滤器39过滤和经第三减压器41减压后依次流经第三电磁阀42、第三气体流量调节阀43、第三质量流量传感器44和第三止回阀45后进入三元混合器38中,并接收第三质量流量传感器44反馈的第三气源实际流量,三元混合器38中经混合后的氦氧氮混合气暂存至三元缓冲器52中。
下位机10用于接收第二测氧仪50检测到的三元混合器38中实时氧浓度,基于第一气源实际流量和实时氧浓度值实时调整第一气体流量调节阀7的开度以实时调整氧气实时流量,在三元混合器38中实时氧浓度值未达到对应目标浓度范围时控制总电磁阀30断开、同时控制第二排气电磁阀53导通,暂存至三元缓冲器52中的混合气通过第二排气管路排出,在三元混合器38中实时氧浓度值达到对应目标浓度范围时控制总电磁阀30导通,暂存至三元缓冲器52中的混合气输送至增压机31,增压机31将混合气增大压力至设定压力值(如20MPa)后存至储气罐32中。
本实施例可在饱和潜水准备阶段配制预定的高压多元混合气,包括各类混合器实现多元气体充分均匀混合,缓冲器实现增压机输入端压力稳定。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这些仅是举例说明,本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高压多元混合气配制系统,其特征在于,其包括上位机、下位机、第一气源控制管路、第二气源控制管路、二元混合器、第一测氧仪、二元缓冲器、增压控制管路和储气罐;
所述第一气源控制管路包括:第一气源接入第一气源管道的一端,第一气源管道的另一端接入二元混合器的进气口,第一气源管道上依次设有第一过滤器、第一压力传感器、第一减压器、第一电磁阀、第一气体流量调节阀、第一质量流量传感器和第一止回阀,第一压力传感器、第一电磁阀、第一气体流量调节阀和第一质量流量传感器均与下位机电连接;
所述第二气源控制管路包括:第二气源接入第二气源管道的一端,第二气源管道的另一端接入二元混合器的进气口,第二气源管道上依次设有第二过滤器、第二压力传感器、第二减压器、第二电磁阀、第二气体流量调节阀、第二质量流量传感器和第二止回阀,第二压力传感器、第二电磁阀、第二气体流量调节阀和第二质量流量传感器均与下位机电连接;
所述二元混合器的采样口与第一测氧仪管道连接,所述第一测氧仪与下位机电连接,所述二元混合器的出气口与二元缓冲器的进气口管道连接,所述二元缓冲器的出气口与增压控制管路连接,所述增压控制管路上依次设有总电磁阀和增压机,所述增压机的出气口与储气罐管道连接;
所述上位机用于供用户设置混合气中各个气源的目标配比浓度范围,并发送一含有混合气中各个气源的目标配比浓度范围的混合气配制指令至下位机,所述下位机用于接收该混合气配制指令后控制第一压力传感器和第二压力传感器工作,接收第一压力传感器传来的第一压力值和第二压力传感器传来的第二压力值,判断第一压力值和第二压力值是否不为零,在第一压力值为零时控制发出第一气源未进入第一气源管道中的警示信息,在第二压力值为零时控制发出第二气源未进入第二气源管道中的警示信息;在第一压力值和第二压力值均不为零时控制第一电磁阀和第二电磁阀导通,基于第一气源目标配比浓度范围计算出对应匹配的第一气源目标流量范围,基于第一气源目标流量范围控制第一气体流量调节阀的开度,第一气源经第一过滤器过滤和经第一减压器减压后依次流经第一电磁阀、第一气体流量调节阀、第一质量流量传感器和第一止回阀后进入二元混合器中,并接收第一质量流量传感器反馈的第一气源实际流量,基于第二气源目标配比浓度范围计算出对应匹配的第二气源目标流量范围,基于第二气源目标流量范围控制第二气体流量调节阀的开度,第二气源经第二过滤器过滤和经第二减压器减压后依次流经第二电磁阀、第二气体流量调节阀、第二质量流量传感器和第二止回阀后进入二元混合器中,并接收第二质量流量传感器反馈的第二气源实际流量;
所述下位机用于接收第一测氧仪检测到的二元混合器中实时氧浓度,基于第一气源实际流量和实时氧浓度值实时调整第一气体流量调节阀的开度以实时调整氧气实时流量,在二元混合器中实时氧浓度值达到对应目标浓度范围时控制总电磁阀导通,暂存至二元缓冲器中的混合气输送至增压机,增压机将混合气增大压力至设定压力值后存至储气罐中;
其中,第一气源为氧气,第二气源为氦气或氮气。
2.如权利要求1所述的高压多元混合气配制系统,其特征在于,所述二元缓冲器连通有第一排气管路,所述第一排气管路上设有第一排气电磁阀,所述下位机用于在二元混合器中实时氧浓度值未达到对应目标浓度范围时控制总电磁阀断开、同时控制第一排气电磁阀导通,暂存至二元缓冲器中的混合气通过第一排气管路排出。
3.如权利要求1所述的高压多元混合气配制系统,其特征在于,所述系统还包括第一背压阀,所述第一背压阀的一端口与二元混合器管道连接、二端口与第一减压器管道连接、三端口与第二减压器管道连接,所述第一背压阀用于跟踪反馈二元混合器中的气压,调整第一减压器中的气压使得第一减压器中的气压大于二元混合器中的气压,调整第二减压器中的气压使得第二减压器中的气压大于二元混合器中的气压。
4.如权利要求1所述的高压多元混合气配制系统,其特征在于,所述第一气源管道上且位于第一过滤器和第一压力传感器之间位置处设置有第一手动截止阀,所述第一气体流量调节阀与串联的第二手动截止阀和第一手动针阀相并联,所述第一气源管道上且位于第一过滤器前端设置有用于显示减压前的压力的第一压力表,所述第一电磁阀为常开电磁阀;
所述第二气源管道上且位于第二过滤器和第二压力传感器之间位置处设置有第三手动截止阀,所述第二气体流量调节阀与串联的第四手动截止阀和第二手动针阀相并联,所述第二气源管道上且位于第二过滤器前端设置有用于显示减压前的压力的第二压力表,所述第二电磁阀为常开电磁阀。
5.如权利要求1所述的高压多元混合气配制系统,其特征在于,所述二元混合器与第一测氧仪之间的管道上设置有第一流量计,所述二元缓冲器上设置有二元混合气压力传感器,所述第一流量计和二元混合气压力传感器均与下位机电连接。
6.如权利要求1所述的高压多元混合气配制系统,其特征在于,在第二气源为氦气时,第三气源为氮气,或者,在第二气源为氮气时,第三气源为氦气;
所述系统还包括第三气源控制管路、三元混合器、第二测氧仪和三元缓冲器;
所述第三气源控制管路包括:第三气源接入第三气源管道的一端,第三气源管道的另一端接入三元混合器的进气口,第三气源管道上依次设有第三过滤器、第三压力传感器、第三减压器、第三电磁阀、第三气体流量调节阀、第三质量流量传感器和第三止回阀,第三压力传感器、第三电磁阀、第三气体流量调节阀和第三质量流量传感器均与下位机电连接;
所述三元混合器的采样口与第二测氧仪管道连接,所述第二测氧仪与下位机电连接,所述二元缓冲器的出气口通过第四止回阀与三元混合器的进气口管道连接,所述三元混合器的出气口与三元缓冲器的进气口管道连接,所述三元缓冲器的出气口通过总电磁阀与增压机管道连接;
所述下位机用于接收该混合气配制指令后控制第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器工作,接收第一压力传感器传来的第一压力值、第二压力传感器传来的第二压力值和第三压力传感器传来的第三压力值,判断第一压力值、第二压力值和第三压力值是否不为零,在第一压力值为零时控制发出第一气源未进入第一气源管道中的警示信息,在第二压力值为零时控制发出第二气源未进入第二气源管道中的警示信息,在第三压力值为零时控制发出第三气源未进入第三气源管道中的警示信息;在第一压力值、第二压力值和第三压力值均不为零时控制第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀导通,基于第一气源目标配比浓度范围计算出对应匹配的第一气源目标流量范围,基于第一气源目标流量范围控制第一气体流量调节阀的开度,第一气源经第一过滤器过滤和经第一减压器减压后依次流经第一电磁阀、第一气体流量调节阀、第一质量流量传感器、第一止回阀、二元混合器、二元缓冲器和第四止回阀后进入三元混合器中,并接收第一质量流量传感器反馈的第一气源实际流量,基于第二气源目标配比浓度范围计算出对应匹配的第二气源目标流量范围,基于第二气源目标流量范围控制第二气体流量调节阀的开度,第二气源经第二过滤器过滤和经第二减压器减压后依次流经第二电磁阀、第二气体流量调节阀、第二质量流量传感器、第二止回阀、二元混合器、二元缓冲器和第四止回阀后进入三元混合器中,并接收第二质量流量传感器反馈的第二气源实际流量,基于第三气源目标配比浓度范围计算出对应匹配的第三气源目标流量范围,基于第三气源目标流量范围控制第三气体流量调节阀的开度,第三气源经第三过滤器过滤和经第三减压器减压后依次流经第三电磁阀、第三气体流量调节阀、第三质量流量传感器和第三止回阀后进入三元混合器中,并接收第三质量流量传感器反馈的第三气源实际流量;
所述下位机用于接收第二测氧仪检测到的三元混合器中实时氧浓度,基于第一气源实际流量和实时氧浓度值实时调整第一气体流量调节阀的开度以实时调整氧气实时流量,在三元混合器中实时氧浓度值达到对应目标浓度范围时控制总电磁阀导通,暂存至三元缓冲器中的混合气输送至增压机,增压机将混合气增大压力至设定压力值后存至储气罐中。
7.如权利要求6所述的高压多元混合气配制系统,其特征在于,所述三元缓冲器连通有第二排气管路,所述第二排气管路上设有第二排气电磁阀,所述下位机用于在三元混合器中实时氧浓度值未达到对应目标浓度范围时控制总电磁阀断开、同时控制第二排气电磁阀导通,暂存至三元缓冲器中的混合气通过第二排气管路排出。
8.如权利要求6所述的高压多元混合气配制系统,其特征在于,所述系统还包括第二背压阀,所述第二背压阀的一端口与三元混合器管道连接、二端口与第三减压器管道连接,所述第二背压阀用于跟踪反馈三元混合器中的气压,调整第三减压器中的气压使得第三减压器中的气压大于三元混合器中的气压。
9.如权利要求6所述的高压多元混合气配制系统,其特征在于,所述第三气源管道上且位于第三过滤器和第三压力传感器之间位置处设置有第五手动截止阀,所述第三气体流量调节阀与串联的第六手动截止阀和第三手动针阀相并联,所述第三气源管道上且位于第三过滤器前端设置有用于显示减压前的压力的第三压力表,所述第三电磁阀为常开电磁阀。
10.如权利要求6所述的高压多元混合气配制系统,其特征在于,所述三元混合器与第二测氧仪之间的管道上设置有第二流量计,所述三元缓冲器上设置有三元混合气压力传感器,所述第二流量计和三元混合气压力传感器均与下位机电连接。
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