CN204374787U - 一种可实现大调节比的气体质量流量控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种实现大调节比的气体质量流量控制器，所述气体质量流量控制器包括第一过滤器、分流器、流量传感器、曲线线性化模块、控制器、两条控制支路和第二过滤器；所述两条控制支路为第一控制支路和第二控制支路；所述第一控制支路上设置第一信号放大器和第一比例电磁阀；所述第二控制支路上设置第二信号放大器和第二比例电磁阀；所述第二分流通道的气体经过所述第一比例电磁阀和第二比例电磁阀与所述第二过滤器连接；随后从气体输出口输出；所述第一比例电磁阀和第二比例电磁阀并联连接；所述第一比例电磁阀和第二比例电磁阀的量程为3-1650NL/min。本实用新型提出了一种可实现调节比为1∶500的气体质量流量控制器。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动化技术领域，特别涉及一种可实现1∶500调节比的气体质量流量控制器。
背景技术
气体质量流量控制器(Mass Flow Contrller)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。
现有的质量流量控制器，其采用热式风速计原理测量并采用比例调节阀来控制气体流量，通用调节比为1∶50。
在很多工业场合，要求控制元件具备更宽的调节比，适应其工艺要求；例如在真空精炼炉VD应用时(以120tVD炉为例)，要求抽真空或在破空时，底吹氩气的流量在5-6NL/min甚至更小，在保真脱气阶段，底吹氩气的流量大于300NL/min(视渣层吹开表面积)。若选择控制元件的调节比为1∶50，往往无法满足冶金工艺对小流量的调节控制要求，往往容易造成钢液喷溅、溢渣等生产损耗。
实用新型内容
本实用新型专利的目的在于提出了一种可实现调节比为1∶500的气体质量流量控制器。
为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：一种实现大调节比的气体质量流量控制器；
所述气体质量流量控制器包括第一过滤器、分流器、流量传感器、曲线线性化模块、控制器、两条控制支路和第二过滤器；
所述两条控制支路为第一控制支路和第二控制支路；
所述气体经气体输入口进入所述第一过滤器，所述第一过滤器的出口连接所述分流器，所述分流器将气体流通通道分为第一分流通道和第二分流通道；
所述第一分流通道包括依次连接的流量传感器、曲线线性化模块、控制器和第一控制支路以及第二控制支路；
所述第一控制支路上设置第一信号放大器和第一比例电磁阀；所述第二控制支路上设置第二信号放大器和第二比例电磁阀；
所述第二分流通道的气体经过所述第一比例电磁阀和第二比例电磁阀与所述第二过滤器连接；随后从气体输出口输出；
所述第一比例电磁阀和第二比例电磁阀并联连接；
所述第一比例电磁阀和第二比例电磁阀的量程为3-1650NL/min。
如上所述的一种实现大调节比的气体质量流量控制器，其中，
所述第一比例电磁阀的流量控制范围3-60NL/min；
所述第二比例电磁阀的流量控制范围60-1650NL/min。
如上所述的一种实现大调节比的气体质量流量控制器，其中，所述气体质量流量控制器的调节比为1∶500。
如上所述的一种实现大调节比的气体质量流量控制器，其中，所述曲线线性化模块为线性化及温度补偿电路。
如上所述的一种实现大调节比的气体质量流量控制器，其中，所述控制器采用PID线性连续调节的方式。
与现有技术相比，本实用新型产生的有益效果主要体现在：
1、本实用新型的一种实现大调节比的气体质量流量控制器，通过将两个比例电磁阀集成在一起的方法，从而有效地将量程比从1∶50提高到1∶500；不仅其设计比较简单，而且可以保证其测量精度不变，仍然保持在±1％之间；
2、本实用新型的一种实现大调节比的气体质量流量控制器，不仅保持3-6S的稳定响应输出，还保证全量程范围内(3-1650NL/min)调节无扰动；
3、本实用新型的一种实现大调节比的气体质量流量控制器，两只比例阀采用各自的放大单元，也保证了全量程范围内(3-1650NL/min)调节控制精度。
附图说明
图1是本实用新型的一种实现大调节比的气体质量流量控制器的连接示意图；
附图标记说明：
1、第一过滤器 2、分流器 3、流量传感器
4、曲线线性化模块 5、控制器 6、第二信号放大器
7、第一信号放大器 8、第二比例电磁阀 9、第一比例电磁阀
10、第二过滤器
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做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。
如图1所示，本实用新型的一种实现大调节比的气体质量流量控制器，所述气体质量流量控制器5包括第一过滤器1、分流器2、流量传感器3、曲线线性化模块4、控制器5和两条控制支路和第二过滤器10；所述两条控制支路为第一控制支路和第二控制支路；所述气体经气体输入口进入所述第一过滤器1，所述第一过滤器1的出口连接所述分流器2，所述分流器2将气体流通通道分为第一分流通道和第二分流通道；所述第一分流通道包括依次连接的流量传感器3、曲线线性化模块4、控制器5和第一控制支路以及第二控制支路；所述第一控制支路上设置第一信号放大器7和第一比例电磁阀9第一比例电磁阀9；所述第二控制支路上设置第二信号放大器6和第二比例电磁阀8第二比例电磁阀8；所述第二分流通道的气体经过所述第一比例电磁阀9和第二比例电磁阀8与所述第二过滤器10连接；随后从气体输出口输出；所述第一比例电磁阀9和第二比例电磁阀8并联连接；所述第一比例电磁阀9和第二比例电磁阀8的量程为3-1650NL/min。
本实用新型的一种实现大调节比的气体质量流量控制器，通过将两个比例电磁阀集成在一起的方法，从而有效地将量程比从1∶50提高到1∶500；其不仅设计比较简单，而且可以保证其测量精度不变，仍然保持在±1％之间；以满足冶金工艺对小流量的调节控制要求。
如图1所示，本实用新型的一种实现大调节比的气体质量流量控制器，所述第一比例电磁阀9的流量控制范围0-60NL/min；所述第二比例电磁阀8的流量控制范围60-1650NL/min。
本实用新型的一种实现大调节比的气体质量流量控制器，设计第一比例电磁阀9和第二比例电磁阀8，第一比例电磁阀9的流量控制范围为0-60NL/min，第二比例电磁阀8的流量控制范围为60-1650NL/min；在0-60NL/min的流量范围内，气体流经第一比例电磁阀9的调节控制到达出口，第二比例电磁阀8关闭；在60-1650NL/min的流量范围内，气体流经第二比例电磁阀8比例电磁阀调节控制到达出口，第一比例电磁阀9关闭；控制器5实现控制中保证单只比例阀打开，保证控制中始终有一只比例阀关闭。
如图1所示，本实用新型的一种实现大调节比的气体质量流量控制器，所述气体质量流量控制器5的调节比为1∶500。
如图1所示，本实用新型的一种实现大调节比的气体质量流量控制器，所述曲线线性化模块4为线性化及温度补偿电路。
如图1所示，本实用新型的一种实现大调节比的气体质量流量控制器，所述控制器5采用PID线性连续调节的方式；
工业生产过程中，对于生产装置的温度、压力、流量、液位等工艺变量常常要求维持在一定的数值上，或按一定的规律变化，以满足生产工艺的要求。PID线性连续调节的方式是根据PID控制原理对整个控制系统进行偏差调节，从而使被控变量的实际值与工艺要求的预定值一致。不同的控制规律适用于不同的生产过程，所述实现大调节比的气体质量流量控制器包含两条PID曲线。
本实用新型的一种实现大调节比的气体质量流量控制器，将两只比例阀集成在一起，使用一套测量单元测量气体流量，保证测量精度不变；使用一套控制器来控制两只比例阀的开启和关闭，控制中保证单只比例阀打开，保证控制中始终有一只比例阀关闭；不仅保持3-6S的稳定响应输出，还保证全量程范围内(3-1650NL/min)调节无扰动；两只比例阀采用各自的放大单元，也保证了全量程范围内(3-1650NL/min)调节控制精度。
本实用新型的一种实现大调节比的气体质量流量控制器，有效将MFC的量程比从1∶50提高到1∶500。
本实用新型的一种实现大调节比的气体质量流量控制器，两只比例阀采用各自的放大单元，也保证了全量程范围内(3-1650NL/min)调节控制精度，使得测量精度和调节精度依旧保持在±1％。
本实用新型的一种实现大调节比的气体质量流量控制器，气体先通过质量流量控制器5的第一过滤器1，经分流器2进入旁路通道，进入流量传感器3芯片测量(流量传感器3采用毛细管传热温差量热法原理测量气体的质量流量，无需温度和压力补偿)，传感器加热电桥测得的流量信号，经过流量放大线性化后，得到流量测量电压，与设定电压进行比较，比较信号进入控制单元，再将差值信号放大后去选择并控制第一比例电磁阀9和第二比例电磁阀8，通过闭环控制通过的流量，并使之与设定的流量相等。
以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。
Claims (5)
1.一种实现大调节比的气体质量流量控制器，其特征在于：
所述气体质量流量控制器包括第一过滤器、分流器、流量传感器、曲线线性化模块、控制器、两条控制支路和第二过滤器；
所述两条控制支路为第一控制支路和第二控制支路；
所述气体经气体输入口进入所述第一过滤器，所述第一过滤器的出口连接所述分流器，所述分流器将气体流通通道分为第一分流通道和第二分流通道；
所述第一分流通道包括依次连接的流量传感器、曲线线性化模块、控制器和第一控制支路以及第二控制支路；
所述第一控制支路上设置第一信号放大器和第一比例电磁阀；所述第二控制支路上设置第二信号放大器和第二比例电磁阀；
所述第二分流通道的气体经过所述第一比例电磁阀和第二比例电磁阀与所述第二过滤器连接；随后从气体输出口输出；
所述第一比例电磁阀和第二比例电磁阀并联连接；
所述第一比例电磁阀和第二比例电磁阀的量程为3-1650NL/min。
2.根据权利要求1所述的一种实现大调节比的气体质量流量控制器，其特征在于：
所述第一比例电磁阀的流量控制范围3-60NL/min；
所述第二比例电磁阀的流量控制范围60-1650NL/min。
3.根据权利要求2所述的一种实现大调节比的气体质量流量控制器，其特征在于：
所述气体质量流量控制器的调节比为1∶500。
4.根据权利要求3所述的一种实现大调节比的气体质量流量控制器，其特征在于：
所述曲线线性化模块为线性化及温度补偿电路。
5.根据权利要求4所述的一种实现大调节比的气体质量流量控制器，其特征在于：
所述控制器采用PID线性连续调节的方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201520080981.5U CN204374787U (zh) | 2015-02-02 | 2015-02-02 | 一种可实现大调节比的气体质量流量控制器 |
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| CN201520080981.5U CN204374787U (zh) | 2015-02-02 | 2015-02-02 | 一种可实现大调节比的气体质量流量控制器 |
Publications (1)
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| CN204374787U true CN204374787U (zh) | 2015-06-03 |
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| CN (1) | CN204374787U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108277320A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-07-13 | 唐山钢铁集团微尔自动化有限公司 | 一种lf炉底吹氩双支路流量控制装置 |
| CN109791415A (zh) * | 2016-10-14 | 2019-05-21 | 株式会社富士金 | 流体控制装置 |
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2015
- 2015-02-02 CN CN201520080981.5U patent/CN204374787U/zh active Active
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| CN108277320A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-07-13 | 唐山钢铁集团微尔自动化有限公司 | 一种lf炉底吹氩双支路流量控制装置 |
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