CN210222530U - 一种自适应腔体气密性的负压控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自适应腔体气密性的负压控制系统，包括系统板卡、负压储存罐、气泵、泄气二通阀和墨盒；系统板卡设置气压传感器，负压储存罐气路分别连接气压传感器、气泵、泄气二通阀和墨盒，使气泵、泄气二通阀、系统板卡、负压存储罐形成一个闭环控制系统，系统板卡上的气压传感器获取负压存储罐的气压值，把获取的气压值与系统板卡上设定的数值对比，从而通过系统板卡上的驱动芯片控制气泵和泄气二通阀工作，气泵与泄气二通阀作用于负压存储罐改变其气压值，负压储存罐连通所述墨盒的墨腔，使负压作用于墨腔，使得系统控制的负压精度高，使得系统具有良好的鲁棒性。

Description

一种自适应腔体气密性的负压控制系统

技术领域

本实用新型涉及喷绘打印机等机械制造领域，具体涉及一种自适应腔体气密性的负压控制系统。

背景技术

喷绘机在打印过程中，是通过喷头把墨腔里面的墨水挤压到打印材料上，从而形成图案，墨水由于重力原因会从上往下流，如果没有负压作用在墨腔的墨水上，墨水会直接滴到材料上从而影响打印，负压的稳定性直接影响一台打印机的精度效果，目前市场上产生的负压形式有1.通过气泵一直工作和气体限流阀产生一个负压值，这种方式气泵寿命短，负压波动大；2.通过气压传感器和气泵产生负压值，当气体压力达到设定值时气泵停止工作，当气体压力小于设定值容差范围时满功率工作，这种方式对系统负压腔体气密性要求高，负压波动大。

实用新型内容

针对上述问题，我司为此加大投入、集中研发一种自适应腔体气密性的负压控制系统，输出稳定的负压，可以适应广泛的气体腔体。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供提供了一种自适应腔体气密性的负压控制系统，包括系统板卡、负压储存罐、气泵、泄气二通阀和墨盒；系统板卡设置气压传感器，负压储存罐气路分别连接气压传感器、气泵、泄气二通阀和墨盒，使气泵、泄气二通阀、系统板卡、负压存储罐形成一个闭环控制系统，系统板卡上的气压传感器获取负压存储罐的气压值，把获取的气压值与系统板卡上设定的数值对比，从而通过系统板卡上的驱动芯片控制气泵和泄气二通阀工作，气泵与泄气二通阀作用于负压存储罐改变其气压值，负压储存罐连通所述墨盒的墨腔，使负压作用于墨腔。

进一步的，系统板卡上设置中央处理器CPU，优选的中央处理器CPU型号为MSP430，作为控制系统的大脑，实现系统的运算、分析功能。

进一步的，系统板卡上设置驱动模块，驱动模块与气泵和泄气二通阀相连，并电连通中央处理器CPU，放大中央处理器CPU的驱动能力，通过占空比控制气泵的工作功率从0到100％，控制输出功率无极可调；优选的为驱动芯片IRF540 和驱动芯片74HC541D。

进一步的，系统板卡上设置采集负压储存罐气压值电路，包括气压传感器和放大信号芯片组组成的差分信号放大电路，放大信号芯片组与气压传感器连接，气压传感器把气压信号转换为电信号，放大信号芯片组连接到中央处理器 CPU，具有抑制温漂和抑制共模信号作用，把气体压力信号转变为微小电信号，再把微小电信号放大到中央处理器CPU可以识别的模拟信号；优选的气压传感器型号为PSG020，放大信号芯片组型号为LM358。

进一步的，系统板卡上设置电源模块，把接入系统板卡的24V电压转变为芯片的正常工作电压，优选的，电源模块包括芯片LM2596S-5.0、LM2596S-3.3 和AMS1117-3.3V。

进一步的，系统板卡上设置系统状态语音提示电路，优选的为语音报警提示芯片JQ6500、存储语音数据flash芯片组成，中央处理器与语音报警提示芯片JQ6500通过串口通讯，并外接喇叭，flash芯片预先存储了系统状态语音，语音报警提示芯片JQ6500识别中央处理器命令，进行调取flash里面的语音数据并输出到喇叭，进行报读系统状态以及报读异常处理。

进一步的，系统板卡上设置系统负压值设置电路模块，与中央处理器连接，进行设置负压值大小，显示设置的负压值，实时设置与显示同时设置的数值保存到flash中，具有掉电保存功能，优选的，包括按键和显示数码管，按键进行设置负压值大小，显示数码管显示设置的负压值。

进一步的，系统板卡上设置串口通讯芯片，可以长距离与电脑或者手持设备通讯，实时监控系统运行状态，优选的为串口通讯芯片MAX488。

进一步的，中央处理器CPU连接功能扩展芯片CPLD，功能扩展芯片CPLD 连接驱动芯片和采集墨桶液位信号的输入光耦隔离芯片，用以控制墨泵泵墨以及提示墨桶状态；优选为功能扩展芯片CPLDEPM240T100，和输入光耦隔离芯片PS2801-4。

进一步的，墨盒为二级墨盒。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:

本实用新型负压控制系统是一种自适应腔体气密性的负压控制系统，通过气泵，泄气二通阀，气压传感器，系统板卡形成一个闭环控制，以及通过系统气密性补偿的计算，使得系统控制的负压精度高，并且与气泵占空比控制结合，使得系统具有良好的鲁棒性，在系统进行自检气密性过程中，即检查了整体负压腔体气密性同时检查了系统工作的状态，使得系统具有较好的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例的结构示意框图；

图2位本实施例的系统板卡的结构示意框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

请参阅附图1、图2，一种自适应腔体气密性的负压控制系统，包括系统板卡、负压储存罐、气泵、泄气二通阀和二级墨盒；系统板卡设置气压传感器，负压储存罐气路分别连接气压传感器、气泵、泄气二通阀和墨盒，使气泵、泄气二通阀、系统板卡、负压存储罐形成一个闭环控制系统，系统板卡上的气压传感器获取负压存储罐的气压值，把获取的气压值与系统板卡上设定的数值对比，从而通过系统板卡上的驱动芯片控制气泵和泄气二通阀工作，气泵与泄气二通阀作用于负压存储罐改变其气压值，负压储存罐连通所述墨盒的墨腔，使负压作用于墨腔。系统板卡上设置中央处理器CPU，优选的中央处理器CPU型号为MSP430，作为控制系统的大脑，实现系统的运算、分析功能。系统板卡上设置驱动模块，驱动模块与气泵和泄气二通阀相连，并电连通中央处理器CPU，放大中央处理器CPU的驱动能力，通过占空比控制气泵的工作功率从0到100％，控制输出功率无极可调；优选的为驱动芯片IRF540和驱动芯片74HC541D。系统板卡上设置采集负压储存罐气压值电路，包括气压传感器和放大信号芯片组组成的差分信号放大电路，放大信号芯片组与气压传感器连接，气压传感器把气压信号转换为电信号，放大信号芯片组连接到中央处理器CPU，具有抑制温漂和抑制共模信号作用，把气体压力信号转变为微小电信号，再把微小电信号放大到中央处理器CPU可以识别的模拟信号；优选的气压传感器型号为PSG020，放大信号芯片组型号为LM358。系统板卡上设置电源模块，把接入系统板卡的 24V电压转变为芯片的正常工作电压，优选的，电源模块包括芯片LM2596S-5.0、 LM2596S-3.3和AMS1117-3.3V。系统板卡上设置系统状态语音提示电路，优选的为语音报警提示芯片JQ6500、存储语音数据flash芯片组成，中央处理器与语音报警提示芯片JQ6500通过串口通讯，并外接喇叭，flash芯片预先存储了系统状态语音，语音报警提示芯片JQ6500识别中央处理器命令，进行调取flash里面的语音数据并输出到喇叭，进行报读系统状态以及报读异常处理。系统板卡上设置系统负压值设置电路模块，与中央处理器连接，进行设置负压值大小，显示设置的负压值，实时设置与显示同时设置的数值保存到flash中，具有掉电保存功能，优选的，包括按键和显示数码管，按键进行设置负压值大小，显示数码管显示设置的负压值。系统板卡上设置串口通讯芯片，可以长距离与电脑或者手持设备通讯，实时监控系统运行状态，优选的为串口通讯芯片MAX488。中央处理器CPU连接功能扩展芯片CPLD，功能扩展芯片CPLD连接驱动芯片和采集墨桶液位信号的输入光耦隔离芯片，用以控制墨泵泵墨以及提示墨桶状态；优选为功能扩展芯片CPLDEPM240T100，和输入光耦隔离芯片PS2801-4。

工作原理：

气泵，泄气二通阀，气压传感器，系统板卡形成一个闭环控制系统，系统板卡通过气压传感器采集负压腔体的负压值大小，并与设定的负压值对比，当采集的负压值大于系统容许的上限值，泄气二通阀工作，气泵停止工作，当采集的负压值小于设置负压值容差时气泵开始以占空比控制方式工作，当采集的负压值等于设置的负压值时气泵以补偿系统气密性的功率运行。气泵以补偿系统气密性的功率，是指气泵以这一个功率运行恰好使得单位时间内气泵抽出去的气体体积等于整体负压腔由于气密性的进气量。气泵以补偿系统气密性的功率数值，是控制系统计算整体负压腔气密性得出的。整体负压腔气密性计算，是控制系统计算整体负压腔体积V0在负压值为P0时经过T时间后变为P1，得出整体负压腔在负压值为P0时腔体内的气体流动速度v0＝(P0-P1)V0/T,T趋向于0。当采集的负压值小于设置负压值容差时气泵开始以占空比控制方式工作，当采集的负压值远小于设置负压值时气泵满功率工作，当采集的负压值逐渐接近设置负压值时气泵功率逐渐减小，当气泵功率减小到补偿系统气密性的功率时，气泵功率停止减小并以补偿系统气密性的功率工作。即，中央处理器MSP430 获取负压存储罐的负压值，与按键设定的数值进行比较，再进行调整输出功率控制气泵；中央处理器MSP430获取负压存储罐的负压值，与按键设定的数值相等时，控制气泵的功率不为零，以最小的功率运行，以补偿整体负压腔体气密性。

在此需要说明的是，以上实施例的方式的说明仅用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变化、修改、替换、整合和变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种自适应腔体气密性的负压控制系统，其特征在于：包括系统板卡、负压储存罐、气泵、泄气二通阀和墨盒；所述系统板卡设置气压传感器，所述负压储存罐气路分别连接所述气压传感器、气泵、泄气二通阀和墨盒，使所述气泵、泄气二通阀、系统板卡、负压存储罐形成一个闭环控制系统，所述系统板卡上的气压传感器获取所述负压存储罐的气压值，把获取的气压值与所述系统板卡上设定的数值对比，从而通过所述系统板卡上的驱动芯片控制所述气泵和所述泄气二通阀工作，所述气泵与所述泄气二通阀作用于所述负压存储罐改变其气压值，所述负压储存罐连通所述墨盒的墨腔，使负压作用于所述墨腔。

2.根据权利要求1所述的一种自适应腔体气密性的负压控制系统，其特征在于：所述系统板卡上设置中央处理器CPU，所述中央处理器CPU型号为MSP430，作为控制系统的大脑，实现系统的运算、分析功能。

3.根据权利要求2所述的一种自适应腔体气密性的负压控制系统，其特征在于：所述系统板卡上设置驱动模块，所述驱动模块与所述气泵和所述泄气二通阀相连，并电连通所述中央处理器CPU，放大中央处理器CPU的驱动能力，通过占空比控制气泵的工作功率从0到100％，控制输出功率无极可调；驱动模块的驱动芯片型号为IRF540和74HC541D。

4.根据权利要求2所述的一种自适应腔体气密性的负压控制系统，其特征在于：所述系统板卡上设置采集所述负压储存罐气压值电路，包括气压传感器和放大信号芯片组组成的差分信号放大电路，所述放大信号芯片组与所述气压传感器连接，所述气压传感器把气压信号转换为电信号，放大信号芯片组连接到中央处理器CPU，具有抑制温漂和抑制共模信号作用，把气体压力信号转变为微小电信号，再把微小电信号放大到中央处理器CPU可以识别的模拟信号；所述气压传感器型号为PSG020，所述放大信号芯片组型号为LM358。

5.根据权利要求1所述的一种自适应腔体气密性的负压控制系统，其特征在于：所述系统板卡上设置电源模块，把接入所述系统板卡的24V电压转变为芯片的正常工作电压，所述电源模块包括芯片LM2596S-5.0、LM2596S-3.3和AMS1117-3.3V。

6.根据权利要求1所述的一种自适应腔体气密性的负压控制系统，其特征在于：所述系统板卡上设置系统状态语音提示电路，为语音报警提示芯片JQ6500、存储语音数据flash芯片组成，中央处理器与语音报警提示芯片JQ6500通过串口通讯，并外接喇叭，flash芯片预先存储了系统状态语音，语音报警提示芯片JQ6500识别中央处理器命令，进行调取flash里面的语音数据并输出到喇叭，进行报读系统状态以及报读异常处理。

7.根据权利要求1所述的一种自适应腔体气密性的负压控制系统，其特征在于：所述系统板卡上设置系统负压值设置电路模块，与中央处理器连接，进行设置负压值大小，显示设置的负压值，实时设置与显示同时设置的数值保存到flash中，具有掉电保存功能，包括按键和显示数码管，按键进行设置负压值大小，显示数码管显示设置的负压值。

8.根据权利要求1所述的一种自适应腔体气密性的负压控制系统，其特征在于：所述系统板卡上设置串口通讯芯片，可以长距离与电脑或者手持设备通讯，实时监控系统运行状态，串口通讯芯片型号为MAX488。

9.根据权利要求2所述的一种自适应腔体气密性的负压控制系统，其特征在于：所述中央处理器CPU连接功能扩展芯片CPLD，所述功能扩展芯片CPLD连接驱动芯片和采集墨桶液位信号的输入光耦隔离芯片，用以控制墨泵泵墨以及提示墨桶状态；功能扩展芯片型号为CPLDEPM240T100，输入光耦隔离芯片型号为PS2801-4。

10.根据权利要求1至9任一项所述的一种自适应腔体气密性的负压控制系统，其特征在于：所述墨盒为二级墨盒。

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