CN203397223U

CN203397223U - 一种用于分析仪器的智能型气体流量控制系统

Info

Publication number: CN203397223U
Application number: CN201320452581.3U
Authority: CN
Inventors: 王庆; 梁敬; 陈璐; 董芳; 侯爱霞; 杨名名; 张锦茂
Original assignee: BEIJING RUILI ANALYSIS INSTRUMENT CO LTD
Current assignee: BEIJING RUILI ANALYSIS INSTRUMENT CO LTD
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2013-07-26
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2023-07-26

Abstract

本实用新型公开一种用于分析仪器的智能型气体流量控制系统，减压阀与气源的出口相连接，入口精密压力传感器安装在减压阀的出口与二位二通电磁阀之间，二位二通电磁阀与调节阀相连接，出口精密压力传感器安装在调节阀与气路出口之间，入口精密压力传感器和出口精密压力传感器分别与控制单元相连接，向控制单元传送测得的实时压力值，控制单元与二位二通电磁阀相连接；二位二通电磁阀与调节阀的数目相同，分别为多组，以并联的形式连接在调节阀与气路出口之间，每一二位二通电磁阀控制相应的调节阀的打开与关闭；控制单元分别与每一二位二通电磁阀相连接，通过控制某一组或某几组电磁阀的打开或关闭控制气路出口的流量输出。

Description

一种用于分析仪器的智能型气体流量控制系统

技术领域

本实用新型涉及分析仪器气路控制领域，具体而言，涉及一种用于分析仪器的智能型气体流量控制系统。

背景技术

分析仪器领域中气动的应用相当广泛，它通常是作为动力推动样品向前参与在线反应，进而推动生成的待测气体进入检测装置得到最终分析结果。

气体的流量直接取决于气路两端的压差及气路的最小通径，保证压差及通径的稳定即可保证输出流量的稳定，从另一方面来看，当气路两端的压差发生变化时，气路的通径必须作相应改变才能够继续保证流量的稳定。

现阶段中低档分析仪器中气路广泛采用阀岛式气路模块的控制方式，它在一个阀岛上集成多组调节阀与开关阀，每个调节阀事先设定好一个固定流量，由开关阀控制其打开或关闭，多组调节阀流量的叠加就是整个气路系统的输出。此方式的优点在于成本比较低，控制方式比较简单，可以方便实现气路的自动控制；但这种方式的缺点也是显而易见的：气路的入口压力即为减压阀的输出压力，而目前广泛使用的减压阀受限于成本其稳压精度都不高；与此同时由于分析仪器中相当剧烈的在线反应使得出口压力频繁波动，这二者的叠加大大影响到了气路系统的压差，造成输出流量的稳定性和重复性都比较差，更为严重的是：由于没有反馈，导致操作人员对仪器当前的状态一无所知，这些弊端最终导致分析结果的不稳定，重复性差。

有鉴于此，为了解决这一技术难题，实现低成本前提下的气路自动控制并最终提升分析结果的稳定性和重复性，经过不断研发与改良，进而有本实用新型的产生。

目前现有技术还未见有公开类似的分析仪器智能型气路流量控制系统。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于分析仪器的智能型气体流量控制系统，用以提高分析仪器中气路流量的稳定性。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种用于分析仪器的智能型气体流量控制系统，包括：气源、减压阀、入口精密压力传感器、二位二通电磁阀、调节阀、出口精密压力传感器、气路出口和控制器，其中：

减压阀与气源的出口相连接，入口精密压力传感器安装在减压阀的出口与二位二通电磁阀之间，二位二通电磁阀与调节阀相连接，出口精密压力传感器安装在调节阀与气路出口之间，入口精密压力传感器和出口精密压力传感器分别与控制单元相连接，向控制单元传送测得的实时压力值，控制单元与二位二通电磁阀相连接；

二位二通电磁阀与调节阀的数目相同，分别为多组，并且以并联的形式连接在调节阀与气路出口之间，每一二位二通电磁阀控制相应的调节阀的打开与关闭，各组打开的调节阀的流量的叠加即为整体输出的气路流量；

控制单元分别与每一二位二通电磁阀相连接，通过控制某一组或某几组电磁阀的打开或关闭控制气路出口的流量输出。

可选的，二位二通电磁阀与调节阀的组数为3～8。

可选的，每一调节阀均预先调节为固定流量。

可选的，入口精密压力传感器和出口精密压力传感器的测量精度均为0.8KPa。

上述实施例改进了广泛应用于分析仪器领域的阀岛式气路模块，在低成本的前提下有效的克服了现有技术流量不稳定、压力波动大、准确度不高等诸多不足，使得气路系统更加稳定和可靠，可维护性大大提高，同时实现了气路系统中压力与流量的实时监测与控制，从而显著改善了分析过程中的压力特性，进而使得分析结果的重复性与稳定性大大提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型一个实施例的用于分析仪器的智能型气体流量控制系统示意图。

附图标记说明：

1-气源；2-减压阀；3-入口精密压力传感器；4-1、4-2、4-3、4-4-二位二通电磁阀；5-1、5-2、5-3、5-4-调节阀；6-出口精密压力传感器；7-气路出口；8-控制单元。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型一个实施例的用于分析仪器的智能型气体流量控制系统示意图。如图所示，该控制单元包括：气源1、减压阀2、入口精密压力传感器3、二位二通电磁阀、调节阀、出口精密压力传感器6、气路出口7和控制器8，其中：

减压阀2与气源1的出口相连接，入口精密压力传感器3安装在减压阀2的出口与二位二通电磁阀之间，二位二通电磁阀与调节阀相连接，出口精密压力传感器6安装在调节阀与气路出口7之间，入口精密压力传感器3和出口精密压力传感器6分别与控制单元8相连接，向控制单元8传送测得的实时压力值，其中入口精密压力传感器3和出口精密压力传感器6的测量精度可以根据具体的控制精度的需要来选择，例如在一个具体的实施例中，入口精密压力传感器3和出口精密压力传感器6的精度均为0.8KPa；控制单元8与二位二通电磁阀相连接；

二位二通电磁阀与调节阀的数目相同，分别为多组，在具体实施时可以根据具体的需要对二位二通电磁阀与调节阀的数目进行设置，如3～8组，而图1仅示意性地示出了4组二位二通电磁阀4-1、4-2、4-3、4-4以及调节阀5-1、5-2、5-3、5-4；每一组以并联的形式连接在调节阀2与气路出口7之间，每一二位二通电磁阀控制相应的调节阀的打开与关闭，各组打开的调节阀的流量的叠加即为整体输出的气路流量；

控制单元8分别与每一二位二通电磁阀相连接，通过控制某一组或某几组电磁阀的打开或关闭控制气路出口7的流量输出。

在具体实施时，可以将每一调节阀均预先调节为固定流量。例如，为了方便操作人员的使用，尽量细化每一级流量的间隔，可以把各个调节阀的固定流量值按二进制关系增量设置，如：设置1#调节阀流量为100mL/min、2#调节阀流量为200mL/min、3#调节阀流量为400mL/min、4#调节阀流量为800mL/min，这样通过控制各个电磁阀就能在理论上实现气路系统从0mL/min到1500mL/min的每间隔100mL/min的输出。例如：想要气路输出500mL/min的流量，可以打开第1#、3#电磁阀；想要气路输出1100mL/min的流量，可以打开第1#、2#、4#电磁阀，以此类推。

在具体实施时，还需要事先为控制单元绘制压差-流量表，以便控制单元根据出入口压差的波动并参照事先预存的压差-流量表，通过打开或关闭某一个或某几个电磁阀的方式保证气路流量输出的稳定。在绘制压差-流量表时，可以使用精密质量流量计来完成这一工作。表1为一个具体实施例的控制单元预存的表压差-流量表数据。

表1

系统工作时，操作人员先向系统发出某一确定流量值的指令，例如600mL/min，安装在流路入口及出口处的精密压力传感器随时向控制单元反馈实时压力值，控制单元根据压差的波动并参照事先预存的压差-流量表，随时调整打开或关闭的电磁阀。例如标准压差为0.2MPa，此时为实现600mL/min的流量需要打开2#、3#电磁阀，实验过程中由于背压瞬时提升使得压差减小到0.19MPa，控制单元在压差-流量表中自动搜寻在此压差下与600mL/min最接近的流量，接着自动关闭2#、3#电磁阀、同时打开4#电磁阀，这样就消除了压差波动带来的影响，保证了气路流量输出的稳定。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种用于分析仪器的智能型气体流量控制系统，其特征在于，包括：气源、减压阀、入口精密压力传感器、二位二通电磁阀、调节阀、出口精密压力传感器、气路出口和控制器，其中：

所述减压阀与所述气源的出口相连接，所述入口精密压力传感器安装在所述减压阀的出口与所述二位二通电磁阀之间，所述二位二通电磁阀与所述调节阀相连接，所述出口精密压力传感器安装在所述调节阀与所述气路出口之间，所述入口精密压力传感器和所述出口精密压力传感器分别与所述控制单元相连接，向所述控制单元传送测得的实时压力值，所述控制单元与所述二位二通电磁阀相连接；

所述二位二通电磁阀与所述调节阀的数目相同，分别为多组，并且以并联的形式连接在所述调节阀与所述气路出口之间，每一所述二位二通电磁阀控制相应的调节阀的打开与关闭，各组打开的调节阀的流量的叠加即为整体输出的气路流量；

所述控制单元分别与每一所述二位二通电磁阀相连接，通过控制某一组或某几组电磁阀的打开或关闭控制所述气路出口的流量输出。

2.根据权利要求1所述的智能型气体流量控制系统，其特征在于，所述二位二通电磁阀与所述调节阀的组数为3～8。

3.根据权利要求1所述的智能型气体流量控制系统，其特征在于，每一所述调节阀均预先调节为固定流量。

4.根据权利要求1所述的智能型气体流量控制系统，其特征在于，所述入口精密压力传感器和所述出口精密压力传感器的测量精度均为0.8KPa。