TW202206740A - 用於輸送氣體混合物的設備及方法 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示用於輸送一氣體混合物之設備，該設備包含：一第一氣體（1）之一源；一第二氣體（2）之一源；一混合器裝置（3），其流體連接至該第一氣體（1）源及該第二氣體（2）源，該混合器裝置（3）經組態以在一出口（33）處產生包含該第一氣體及該第二氣體之一氣體混合物；一第一流量調節器構件（41）及一第二流量調節器構件（42），其經組態以根據在操作中定義該混合器裝置（3）之該出口（33）處之該氣體混合物之一產生流率（DP）的一第一流率設定點（D1）及一第二流率設定點（D2）來分別調節流向該混合器裝置（3）之該第一氣體之流量及該第二氣體之流量；一控制單元（5），其經組態以控制該第一流量調節器構件（41）及該第二流量調節器構件（42），以便以相對於該產生流率（DP）的各別比例調整該第一流率設定點（D1）及該第二流率設定點（D2），該等各別比例係根據該氣體混合物中之第一氣體及/或第二氣體之至少一個目標含量（C1、C2）而判定；一緩衝貯槽（7），其一方面流體連接至該混合器裝置（3）之該出口（33）且另一方面流體連接至一輸送管線（6），該輸送管線（6）經組態而以表示該氣體混合物之一可變消耗量之一消耗流率（DC）將該氣體混合物輸送至一消耗單元（10）；至少一個量測感測器（8），其經組態以量測一物理量且提供該物理量之一第一量測信號，該物理量的變化表示由該輸送管線（6）輸送的該消耗流率（DC）的一變化，該控制單元（5）連接至該感測器（8）且經組態以自該第一量測信號產生一第一控制信號，該等流量調節器構件（41、42）經組態以回應於該第一控制信號調整該第一流率設定點（D1）及該第二流率設定點（D2）。
Description
本發明係關於一種用於輸送意欲由一氣體消耗單元使用的一氣體混合物之設備。該設備使得能夠將混合物直接輸送至使用地點，且亦能夠根據該消耗單元消耗的流量調整由該設備產生的混合物的流率。本發明亦係關於一種用於使用此類設備輸送混合物之方法。
特定而言，根據本發明之設備及方法意欲輸送純氣體或氣體預混合物的混合物，特定而言輸送自空氣提取的氣體的混合物，諸如氮氣、氬氣、氧氣、氦氣、氫氣、碳氫化合物，諸如丙烷。
應注意，表達「氣體消耗單元」可既擴展至單個消耗單元且又擴展至由氣體混合物並行供應之數個實體，特定而言配置在分支箱下游的數個實體。
通常，氣體混合物以壓縮或液化形式封裝在氣體鋼瓶中。氣體鋼瓶的填充以順序模式實施，混合物之成分經一個接一個地引入至鋼瓶中。對於每一成分，藉由在引入成分期間及之後監測鋼瓶中之壓力，或藉由在引入成分期間對鋼瓶進行稱重，實施對引入至鋼瓶中之氣體量的檢查。此類用於封裝氣體混合物之設備在文件WO 2010/031940 A1中特別描述。
為了向使用者保證由氣體消耗單元提供的效能及/或結果的可靠性及再現性，有必要產生對每一成分之濃度提供高精度的氣體混合物。取決於應用，濃度之實際值相對於目標值的最大變化公差可為10%（相對%），或5%或甚至較低。成分之數目愈多及/或其含量愈低，愈難以滿足此類公差。
取決於所需準確性，當前封裝方法可證明為不夠的。特定而言，藉由控制壓力的測壓封裝提供的準確性本質上受壓力感測器之準確性以及影響氣體量計算的溫度變化的限制。除了關於所產生之氣體混合物之濃度值的不判定性之外，亦存在封裝在不同鋼瓶中之混合物之間的濃度差。此類差異可導致消耗單元產生之結果在每次更換鋼瓶時發生顯著變化。
藉由稱量成分的重量測量封裝提供關於混合物之組合物的較高準確性，但仍需要逐步填充鋼瓶的過程。
然而，鋼瓶的使用導致使用者的自主性有限，當氣體混合物的消耗量變化時，難以預測輸送的停止。由於氣體混合物的前置時間可能相對較長，因此使用者必須管理其鋼瓶庫存以確保其生產的連續性。
此外，用混合物填充鋼瓶係在專門為此類操作配備的封裝中心進行。然後必須將鋼瓶運輸至其使用地點，此需要專門的物流。當涉及運輸含有易燃、發火、有毒及/或無氧成分的氣體混合物時，亦可存在與危險貨物運輸相關的限制。
此外，連接/斷開鋼瓶的操作對於使用者而言係繁瑣的且增加氣體混合物被周圍空氣污染的風險。鋼瓶亦需要在填充之前進行特定準備，包括清潔、鈍化等步驟。
本發明之目的為克服所有或一些上文所提及缺點，特定而言藉由提出一種用於輸送氣體混合物之設備，該設備使得能夠準確地控制混合物的組合物，同時提供輸送的連續性及靈活性，特定而言根據混合物之消耗點處要求。
出於此目的，本發明之解決方案為一種用於輸送氣體混合物之設備，該設備包含：
第一氣體之源，
第二氣體之源，
混合器裝置，其流體連接至第一氣體源及第二氣體源，該混合器裝置經組態以在出口處產生包含第一氣體及第二氣體的氣體混合物，
第一流量調節器構件及第二流量調節器構件，其經組態以根據在操作中定義混合器裝置之出口處之氣體混合物之產生流率的第一流率設定點及第二流率設定點來分別調節流向混合器裝置之第一氣體之流量及第二氣體之流量，
控制單元，其經組態以控制第一及第二流量調節器構件，以便以對於產生流率的各別比例調整第一流率設定點及第二流率設定點，該各別比例係根據氣體混合物中之第一氣體及/或第二氣體之至少一個目標含量而判定，
緩衝貯槽，其一方面流體連接至混合器裝置之出口且另一方面連接至輸送管線，輸送管線經組態而以表示氣體混合物之可變消耗量之消耗流率將氣體混合物輸送至消耗單元，
至少一個量測感測器，其經組態以量測物理量且提供該物理量之第一量測信號，該物理量的變化表示由輸送管線輸送的消耗流率的變化，控制單元連接至量測感測器且經組態以自第一量測信號產生第一控制信號，流量調節器構件經組態以回應於該第一控制信號來調整第一流率設定點及第二流率設定點。
取決於狀況，本發明可包含下文所提及特徵中之一或多者。
該設備包含自第一及第二流率設定點至由量測感測器提供的第一量測信號的第一回饋迴路，該第一迴路包含：
第一比較器，其配置在控制單元（5）內且經組態以自該第一量測信號產生至少第一誤差信號，
第一校正器，其配置在控制單元內，特定而言為比例、積分及導數類型，且經組態以自第一誤差信號產生第一控制信號，
第一及第二流量調節器構件之致動器，其連接至第一校正器且經組態以接收第一控制信號並使第一及第二流量調節器構件移動至各別位置中，在該等位置中第一流率設定點及第二流率設定點遵從第一控制信號。
量測感測器包含經組態以量測消耗流率的流量感測器或流量計。
第一比較器經組態以產生至少第一誤差信號，該第一誤差信號表示消耗流率變化的，且第一校正器經組態以產生控制第一及第二流量調節器構件之移動的第一控制信號，以使得第一及第二流率設定點沿與流率之變化的方向相同的方向變化。
量測感測器包含壓力感測器，該壓力感測器經組態以量測緩衝貯槽中之現時（prevailing）壓力。
第一比較器經組態以產生表示緩衝貯槽中壓力變化的第一誤差信號，且第一校正器經組態以產生控制第一及第二流量調節器構件之移動的至少第一控制信號，以使得第一及第二流率設定點沿與壓力變化的方向相反的方向變化。
第一比較器經組態以自第一量測信號與選自以下的至少一個參數的比較產生至少第一誤差信號：低壓臨限值、高壓臨限值。
第一流量調節器構件及第二流量調節器構件中之每一者可在第一流率設定點或第二流率設定點為零的閉合位置與第一流率設定點或第二流率設定點分別具有第一最大流率值或第二最大流率值的完全打開位置之間移動，第一及第二流量調節器構件可能佔據閉合位置與打開位置之間的至少一個中間位置，其中該中間位置較佳地對應於等於其各別第一或第二最大值之至少25%，更較佳地至少35%的第一流率設定點或第二流率設定點。
緩衝貯槽具有等於設備之最大產生流率的至少一半的內部體積。
該設備包含第一分析單元，該第一分析單元配置在緩衝貯槽下游且經組態以分析由供應管線輸送的混合物中第一氣體及/或第二氣體的至少一含量。
該設備包含第二分析單元，該第二分析單元經組態以量測在混合器裝置之第一出口處產生的氣體混合物中第一氣體及/或第二氣體的至少一個量且因此提供至少第二量測信號，控制單元連接至第二分析單元且經組態以自第二量測信號產生第二控制信號，且回應於該第二控制信號相對於產生流率修改第一流率設定點之比例及/或第二流率設定點之比例。
該設備包含自第一流率設定點及/或第二流率設定點相對於產生流率的各別比例至由第二分析單元提供的第二量測信號的第二回饋迴路，第二迴路包含：
第二比較器，其配置在控制單元內且經組態以自第二量測信號與選自以下的至少一個參數的比較產生至少第二誤差信號：第一氣體之目標含量、第二氣體之目標含量，
第二校正器，其配置在控制單元內，特定而言為比例、積分及導數類型，且經組態以自第二誤差信號產生第二控制信號，
第一及/或第二流量調節器構件之致動器，其連接至第二校正器且經組態以使第一及/或第二流量調節器構件移動至各別位置中，在該等位置中第一流率設定點及/或第二流率設定點相對於產生流率的比例遵從第二控制信號。
控制單元包含人機介面，該人機介面包含：
輸入介面，特定而言為觸控式螢幕，其經組態用於由使用者輸入氣體混合物中第一氣體及/或第二氣體的至少一個目標含量，
至少一個計算規則，以便根據該目標含量計算第一流率設定點及/或第二流率設定點相對於產生流率的預定比例。
該設備位於消耗單元使用氣體混合物的地點上。
此外，本發明係關於一種用於輸送氣體混合物之方法，其包含以下步驟：
a.使第一氣體進入至第一流量調節器構件中，以便將具有第一流率設定點之第一氣體輸送至混合器裝置，
b.使第二氣體進入至第二流量調節器構件中，以便將具有第二流率設定點之第二氣體輸送至混合器裝置，
c.經由混合器裝置之出口，以產生流率產生包含第一氣體及第二氣體之氣體混合物，
d.經由控制第一及/或第二流量調節器構件，以相對於產生流率的各別比例調整第一流率設定點及第二流率設定點，該等各別比例係根據氣體混合物中之第一氣體及/或第二氣體之至少一個目標含量而判定，
e.經由緩衝貯槽將步驟d）中產生的混合物引入至輸送管線中並將氣體混合物輸送至消耗單元，其中消耗流率表示氣體混合物之可變消耗量，
f.量測物理量，其變化表示輸送管線輸送的消耗流率的變化，
g.自在步驟f）中進行的量測，產生至少第一量測信號並藉由控制第一及第二流量調節器構件來根據該第一量測信號調整第一流率設定點及第二流率設定點。
圖1表示根據本發明之設備，其包含第一氣體1源及第二氣體2源。第一氣體1及第二氣體2性質不同。其可為單一的或混合的純物質，或數種純物質之預混物，特定而言為一種純物質用另一種稀釋。氣體源中之每一者可為氣體鋼瓶，典型地為可具有高達50 L的水體積之氣體鋼瓶，彼此連接以形成一捆鋼瓶的一組鋼瓶或較大容量（特定而言高達1000 L之容量）的貯槽，諸如低溫儲存貯槽或配置在卡車拖車上之貯槽。較佳地，源以氣態輸送流體。在輸送之前，流體可以氣態、以液態（亦即，液化氣體）或以液/氣兩相狀態儲存。
圖1說明設備經組態以自兩個氣體源產生二元氣體混合物，亦即含有兩種成分的狀況。當然，根據本發明之設備可包含多於兩個的氣體源並產生含有多於兩種成分之混合物，特定而言為三元或四元氣體混合物。
第一氣體源及第二氣體源中之每一者藉由第一管線21及第二管線22連接至各別第一流量調節器構件41及第二流量調節器構件42。提供此等者係為了調節流向氣體混合器裝置3之第一氣體及第二氣體之流量。較佳地，管線21、22在位於混合器裝置3上游的連接點31處接合在一起以便形成連接至混合器裝置之入口32的共用管線部分。第一氣體與第二氣體的混合物因此進入裝置3以便在其中進一步混合及均質化。應注意，亦可設想使管線21、22各自通向混合器裝置3之兩個單獨入口32a、32b。
較佳地，管線21、22中之每一者設置有減壓閥及壓力感測器，以便量測並控制此等管線中現時之壓力。第一氣體及第二氣體之壓力可各自保持恆定，典型地在1巴與10巴之間的值。
每一流量調節器構件41、42可為經組態以設定、調節、調整流體之流率以便使其達到最接近所要值之流率值的任何用具。
典型地，流量調節器構件41、42各自包含流量感測器或流量計，連同膨脹構件，諸如閥，例如比例控制閥。閥可為氣動或壓電式、類比或數位式。該閥包含移動部件，典型地至少一個閉合構件，該構件置放在流體流中，且其位移使得可能使流動面積變化，且因此使流量變化以便使其達到設定點值。特定而言，流量調節器構件41、42可為包含質量流量感測器及比例控制閥之質量流量調節器。應注意，即使調節基於流體質量的量測，設定點及所量測流量值亦未必以質量表達。因此，體積流量設定點可表達為比例控制閥的百分比開度，欲施加至經調節構件之控制閥之電壓值與其對應。百分比開度與質量或體積流量值之間的轉換係藉由瞭解100%開度的調節流量的標稱值來實現。
根據一個有利具體實例，閥係壓電式。此類型之閥提供較高準確性、良好再現性，使得能夠監測施加至閥之電壓。此類閥對磁場及射頻雜訊亦相對不敏感。其能量消耗較低低，伴隨最小熱產生。金屬控制表面上之金屬減少或甚至消除與氣體的反應。最終，由於流量控制腔體積相對較小，特定而言與電磁閥之體積相比，可快速更換氣體並具有出色的動態回應。
實際上，第一流量調節器構件41及第二流量調節器構件42可根據第一流率設定點D1及第二流率設定點D2分別調節進入混合器3之第一氣體之流量及第二氣體之流量。在混合器裝置3之出口33處，氣體混合物以產生流率DP排出，該產生流率在具有兩個氣體源之設備的狀況下對應於第一及第二氣體的兩個流率D1及D2的總和。若設備包含例如第三氣體源，則流率DP將為由對應流量調節器構件41、42、43在混合器裝置3之方向上調節的流率D1、D2、D3的總和。
根據本發明之設備進一步包含控制單元5，其連接至第一流量調節器構件41及第二流量調節器構件42以便控制其操作，特定而言以便調調整設定點值D1、D2，以便使其達根據設備之操作條件判定且為適合的值。
為此，流量調節器構件41、42各自有利地包含閉合迴路系統，該閉合迴路系統由控制單元5給定流量設定點。此等設定點然後由閉合迴路系統與由流量調節器構件41、42量測之值進行比較，且其位置因此由該系統調整以將儘可能靠近D1、D2之流量發送至混合器裝置3。
有利地，控制單元5包含可程式化控制器，亦稱為PLC（可程式化邏輯控制器）系統，亦即，用於工業程序之控制系統，包含用於監控之人機介面及數位通信網路。PLC系統可包含控制設備之控制子系統或設備的多個模組化控制器。此等件設備各自經組態以確保來自以下當中之至少一個操作：自至少一個量測感測器獲取資料、控制連接至至少一個流量控制構件的至少一個致動器、參數之調節及回饋、在系統之各種件設備之間傳輸資料。
控制單元5因此可包含以下中之至少一者：微控制器、微處理器、電腦。控制單元5可連接至設備之各種控制設備，特定而言連接至流量調節器構件41、42，連接至感測器8，並藉由電、乙太網路、Modbus等連接與該件設備通信。可為所有或一些設備設想其他連接及/或資訊傳輸模式，例如藉由射頻、WIFI、藍牙等連接。
首先，電子邏輯5根據氣體混合物中第一氣體之目標含量C1及/或氣體混合物中第二氣體之目標含量C2計算流量D1相對於產生流率DP的預定比例及/或流量D2相對於DP的預定比例，亦即，預定D1/DP及/或D2/DP比。
較佳地，電子邏輯5不根據第二氣體之目標含量C2執行第二氣體流率D2之計算，而是藉由自D1推導來設定D2。然後D2對應於自其減去D1的DP。較佳地，電子邏輯5根據目標含量C1計算相對於DP之流率D1的預定比例，目標含量C1為混合物之微量氣體的含量。
應注意，例如對於三元混合物，D1及D2將能夠自各別目標含量C1、C2設定，第三氣體之第三流率設定點D3係自D1及D2之值推導。
根據實施方案之一種可能性，控制單元5包含人機介面300，該人機介面包含輸入介面，諸如觸控式螢幕，使得使用者能夠輸入氣體混合物中之第一氣體及/或第二氣體之該至少一個目標含量。例如，含量可表達為存在於氣體混合物中之第一氣體或第二氣體之體積百分比。更一般而言，人機介面300可使得使用者能夠賦予控制單元5指令。
流量調節器構件41、42接收來自控制單元5的命令以將第一及第二的流量調節至由氣體混合物之目標組合物判定的各別設定點D1、D2。第一氣體及第二氣體正係以此等流率進入混合器裝置3。
典型地，混合器裝置3包含共同混合器體積，入口或多個入口及出口33通向其中且混合物在其中經均質化。例如可使用靜態混合器類型之混合器3，使得進入混合器之流體能夠連續混合。此類型混合器通常包含至少一個干擾元件，諸如板、管之一部分、插入件，能夠干擾流體之流動，產生壓降及/或紊流以便促進流體之混合及其均質化。
第一氣體與第二氣體之混合物因此在混合器裝置3之出口33處以產生流率DP產生。流率D1及D2由流率DP及第一氣體及第二氣體的所要含量C1、C2控管。
出現的一個問題涉及將氣體混合物輸送至消耗單元10，對於該消耗單元10對氣體混合物的需求波動。由此得出，將氣體混合物輸送至點10的流率將變化。
為了使混合器裝置之出口處產生的氣體混合物的流率與消耗的氣體之流率相適應，本發明提出將混合器3之出口33經由管線23連接至緩衝貯槽7之入口。輸送管線6流體連接至緩衝貯槽7之出口且在操作中使得能夠將氣體混合物輸送至消耗單元10。
應注意，該設備可包含流體連接至緩衝貯槽7之通氣管線25，其具有通氣口15，該通氣口鏈接至在過壓情況下使用之釋放閥，且鏈接至控制混合器傳遞至氣體再處理單元之閥。該閥使得可能在啟動向消耗單元的輸送階段期間沖洗設備及緩衝貯槽7之管線。
因此，自緩衝貯槽7發生以對應於消耗單元10之混合物的消耗量的消耗流率DC將氣體混合物輸送至消耗單元10。若在輸送設備之操作期間流率DC變化，則緩衝貯槽7上游之產生流率DP可不再對應於混合物的需求。緩衝貯槽7，由於其提供至流體迴路的補充體積，使得可能即使其不對應於流率DP亦確保以流率DC輸送。特定而言，若DP大於DC，則貯槽7防止氣體混合物經推向輸送管線並因此吸收過剩產量。且若DP小於DC，則緩衝貯槽7形成使用者可從中吸取的混合物的儲備，例如當消耗以高消耗流率過快開始時，此使得可能確保甚至在產量不足的情況下以流率DC輸送。
此外，設備包含量測物理量之量測感測器8，該物理量的變化表示在輸送管線6中流動的消耗流率DC的變化並向控制單元5提供對應第一量測信號。特定而言，第一量測信號可包含由感測器8進行的若干連續量測。單元5接收其並產生第一控制信號，該第一控制信號經傳輸至流量調節器構件41、42以便根據第一控制信號來調整第一流率設定點D1及第二流率設定點D2。
因此，本發明使得可能重新計算最初設定的流率設定點D1、D2，以便使其適應消耗流率DC的變化並因此適應使用者之需求。混合器裝置3產生混合物流率，其控制與所消耗的流率相關聯。
應注意，同時，控制單元5繼續監測D1/DP及D2/DP比率，使得其與氣體混合物所需的第一氣體及第二氣體的含量一致。
當之前未偵測到消耗時，根據本發明之方法有利地在消耗單元開始消耗混合物期間實施啟動階段。在此啟動階段期間，存在自零產生流率DP至以預定產生流率DP產生第一氣體與第二氣體的混合物的改變。
實際上，在啟動階段，使用者可以預定流率DP啟動氣體混合物的產生，該預定流率可經設定為對應於可產生的最大產生流率的預定百分比的最小「啟動」值。此最大產生流率對應於第一調節器構件41及第二調節器構件42經設計為輸送的第一最大流率值及第二最大流率值的總和。有利地，預定百分比為最大產生流率的至少25%，較佳地至少35%且更較佳地至少50%。此使得可能使用感測器在其最佳且最準確操作範圍內量測D1、D2流量調節器。
應注意，在輸送混合物至消耗單元10之前，所產生氣體混合物可輸送至通氣口15，特定而言在混合物之組合物可不遵從目標組合物的狀況下。
使用者可視情況首先設定高於預期消耗流率DC之產生流率，以便填充緩衝貯槽7並在其中構成混合物的儲備。
在消耗的啟動階段之後，接著係調節產生的階段，在此期間根據消耗流率DC調整產生流率DP。在調節階段期間，控制單元5經由自量測感測器8接收到的量測來監測消耗流率DC。若偵測到消耗流量DC的改變，則控制單元5產生第一控制信號以調適輸送至混合器上游的流率D1、D2，以便使流率DP與經改質流率DC一致。
較佳地，量測感測器8連續地或準連續地進行量測。較佳地，控制單元5經組態以使得第一控制信號的產生及/或第一控制信號至流量調節器構件的傳輸僅以預定時間間隔發生，特定而言為大約1至60秒的間隔。換言之，在此時間間隔期間維持流率設定點，而無需由控制單元5命令調整設定點。此使得可能防止設備在流率DC的無意波動之後的反應或避免產生可能引起操作錯誤的流率DP的過快速變化。
視情況，取決於流率DC的變化之振幅及/或速度，控制單元5可經組態以至少暫時地維持產生流率DP。舉例而言，若消耗流率DC增加，則連接至消耗單元10之消耗單元可利用緩衝貯槽7來補償混合器3的產量不足。若消耗流率DC降低，則緩衝貯槽7可填充以吸收混合器3的過剩產量。
較佳地，控制單元5經組態以便當由感測器8量測的物理量表示零消耗流率DC時停止氣流。因此，在不存在需求的情況下，設備不產生氣體混合物。若感測器8量測的物理量表示低消耗流率DC，亦即，低於給定低流率臨限值，則控制單元5亦可經組態以停止氣流，以便避免緩衝貯槽7中之過壓。控制單元5亦可經組態以當由感測器8量測的物理量表示高於給定高流率臨限值的消耗流率DC時產生警報信號。
有利地，根據本發明之設備使用自第一流率設定點D1及第二流率設定點D2至第一量測信號的第一回饋迴路。「回饋迴路」通常應理解為意指用於監測程序的系統，其中調節量作用於調節量，亦即，欲回饋的量，以便使其儘可能快地達到設定點值並維持其處於該設定點值。回饋的基本原理係連續量測欲回饋的量的實際值與期望達到的設定點值之間的差，並計算適用於一或多個致動器的適當命令，以便以儘快縮小此差。其亦稱為閉合迴路控制系統。
在第一回饋迴路中，調節量為量測感測器8量測的物理量，調節量為經由調整第一氣體及第二氣體之流量D1及D2的產生流率DP。設定點係可變的，取決於混合物的消耗條件。
除了感測器8之外，第一回饋迴路包含第一比較器11A，其配置在控制單元5內且經組態以自第一量測信號產生至少第一誤差信號。第一誤差信號可表示所量測物理量的變化。其有利地藉由與在另一時刻實施的該物理量的至少一次量測進行比較而獲得。
此外，第一回饋迴路包含配置在控制單元5內且經組態以自第一誤差信號產生第一控制信號的第一校正器12A。
第一校正器12A向致動器發送控制信號，致動器回應於第一控制信號控制第一流量調節器構件41及第二流量調節器構件42移動至各別位置中，在該等各別位置中根據第一控制信號調整第一流率設定點D1及第二流率設定點D2。典型地，致動器控制調節器構件內之移動部件之移動，其在往往減小流率DP與DC之間的差的方向上使發送至混合器裝置3之流率D1、D2變化。
較佳地，第一校正器12A為比例、積分及微分（PID）類型，此使得可能由於三個組合動作來改良回饋的效能：比例動作、積分動作、微分動作。
較佳地，且如上文所提及，第一回饋迴路的校正動作僅以預定時間間隔（較佳地在1 s與60 s之間的間隔、更較佳地大約20 s）應用於設定點D1、D2，以便防止可產生誤差的產生流率的過快變化。此時間間隔可為第一校正器12A之參數。
第一校正器12A可特定而言包含微處理器、記憶體暫存器、用於處理第一誤差信號並藉由數值計算產生回饋迴路的比例項、積分項及微分項的程式化指令。可藉由計算及/或以實驗方式判定的此等項經組合以提供用於調節器構件41、42之控制信號。導數項可視情況為零。
圖1說明一個具體實例，其中量測信號由流率感測器8獲得，該流率感測器亦稱為流量計，其配置在輸送管線6上以便直接量測輸送至消耗單元10的消耗流率DC。接收並發送至設備之各個元件的信號由提及為「A」的虛線示意性地示出。
典型地，若流率DC增加，則控制信號命令增加第一流率設定點D1及第二流率設定點D2，且若流率DC降低，則命令降低第一流率設定點D1及第二流率設定點D2。
應注意，在本發明之上下文中，第一流量調節器構件41及第二流量調節器構件42中之每一者可在第一流率設定點D1或第二流率設定點D2為零的閉合位置與第一流率設定點D1或第二流率設定點D2分別具有第一最大流率值或第二最大流率值的完全打開位置之間移動。
第一流量調節器構件41及第二流量調節器構件42可視情況佔據閉合位置與打開位置之間的至少一個中間位置。較佳地，該等中間位置對應於大於或等於第一最小流率值或第二最小流率值的第一流率設定點D1或第二流率設定點D2。較佳地，第一最小流率值及/或第二最小流率值等於各別第一或第二最大值的至少25%，更較佳地至少35%，或至少50%。此使得可能在流率範圍中工作，其中調節器構件41、42的準確性，更具體而言調節器構件中使用的流率感測器的準確性較佳。
根據一個具體實例變化形式，設備使用壓力感測器8，該壓力感測器量測緩衝貯槽7中現時之壓力，作為表示消耗流率DC的物理量。因此，經由判定緩衝貯槽7中之壓力波動，因此間接地判定消耗流率DC的波動。除了量測信號由連接至緩衝貯槽之感測器8而非藉由連接至管線6的感測器8產生之外，圖1的表示仍然適用。
應注意，根據本發明之設備可包含兩個感測器8，一個為流率感測器，且另一個為壓力感測器。此等感測器如上文所描述且各自產生各別第一量測信號。取決於預定選擇準則，控制單元5經組態以自源自感測器8中之一者或另一者的量測信號產生第一控制信號。較佳地，控制單元5選擇使用源自量測表示最高流率的物理量值的兩個量測感測器8中之一者的第一量測信號。
實際上，若流向消耗單元10的流率DC增加，則在混合裝置3之出口處產生的產生流率DP將開始變得不足。連接至消耗單元10之消耗設備將利用緩衝貯槽7以補償混合器3的產量不足，導致貯槽7中之壓力降低。
壓力感測器8將第一量測信號發送至第一比較器11A，該第一比較器產生對應於壓降資訊的第一誤差信號並將其傳輸至第一校正器12A，以使得其計算施加至第一流量調節器構件41及第二流量調節器構件42的第一控制信號，以使得第一流率設定點D1及第二流率設定點D2增加適當因數，此可由第一控制迴路判定。
根據一個具體實例可能性，第一比較器11A經組態以自第一量測信號與選自以下的至少一個參數的比較產生至少第一誤差信號：低壓臨限值、高壓臨限值。此等臨限值可根據操作條件、設備之特性等進行調整。當緩衝貯槽7中之壓力達到低壓臨限值時，第一校正器命令流量調節器構件根據給定流率設定點D1、D2來調節第一氣體及第二氣體的流量。
此操作模式可在調節階段期間且亦在消耗的啟動階段期間使用。在啟動階段的狀況下，一旦緩衝貯槽7中之壓力達到低壓臨限值，就命令流量調節器構件以調節第一氣體及第二氣體的流量以便以設定處於啟動值的流率DP產生氣體混合物。特定而言，流率設定點D1、D2可分別對應於第一最小流率值及第二最小流率值。流量調節器構件41、42各自開始產生導致等於啟動值的流率DP的最小流率，直至達到緩衝貯槽7中之高壓臨限值。
根據一種可能性，若貯槽7中之壓力未充分增加，特定而言若未達到高壓臨限值，或若壓力未足夠快速地增加，則藉由遵循由第一校正器12A（較佳地為PID型）的調節方案增加流率設定點D1、D2，其中流率的增加隨壓力下降而變。
若貯槽7中之壓力達到高壓臨限值，則流量調節器構件41、42可朝向其各別閉合位置移動，在該等位置中流率D1、D2為零。
圖2示意性地示出具有PID類型的第一校正器的第一回饋迴路的效應的實例，其中對應於D1與D2的總和的產生流率DP根據緩衝貯槽中7中之壓力P7之變化得以校正。設備之最大產生流率DP，對應於第一及第二最大流率值的總和，經設定為100 sL/min（標準升/分鐘），亦即6 Nm3
/h（標稱立方公尺/小時）。設備的最小產生流率DP，對應於第一及第二最小流率值的總和，經設定為25 sL/min（標準升/分鐘），亦即1.5 Nm3
/h。高壓及低壓臨限值分別設定為4巴及3.8巴。
圖2示意性地表示在設備操作期間可遇到的各種情況。若DP=DC，則壓力保持穩定在4巴（圖2之右下角的灰色箭頭）。隨後，假設DC＞0但DP=0，緩衝貯槽中之壓力將降至3.8巴（沿著灰色箭頭向左位移）。此壓力為流量調節器的啟動壓力。流率DP處於其最小啟動值，亦即，25 sL/min。一旦控制單元已命令流量調節器產生流率DP＜DC，壓力就將下降，直至達到等於設備之最大DP流率（亦即，100 sL/min）的DC流率（沿著灰色箭頭向上位移）。一旦DC降低，亦即，DP＞DC，緩衝貯槽就開始充滿，且壓力自3.5巴增加至4巴（藉由遵循帶黑色虛線之箭頭）。4巴為緩衝貯槽填充停止時之壓力。
實際發生的情況之實例如圖3中所表示，示出緩衝貯槽中現時之壓力（虛線）及產生流率DP（實線曲線）隨時間的改變。在曲線圖的開頭（區A），若不存在壓力下降，則流率設定點保持處於0。一旦壓力下降（區B），就將流率設定點賦予至流量調節器D1及D2，該等流率設定點在壓力不穩定的情況下以固定間隔遞增增加。一旦壓力穩定，緩衝貯槽就停止填充（區C）。若壓力再次下降（區D），則流量調節器之設定點將經調整至所要值，以便使其可能提供消耗DC並保持緩衝貯槽之壓力穩定。
應注意，標稱立方公尺為用於量測氣體量之單位，其對應於在標稱溫度及壓力條件（0℃或15℃或較少見20℃，取決於參考架構，及1個大氣壓，亦即，101325 Pa）下之氣體的一立方公尺之體積的含量。對於純氣體，一標稱立方公尺對應於大約44.6莫耳氣體。
應注意，緩衝貯槽有利地具有等於設備之最大產生流率DP的至少一半的內部體積。
遵守此最小內部體積使得可能吸收與DC之無意性質相關的壓力變化。緩衝貯槽可具有至少1 L、或至少50 L、或甚至1000L或更多的內部體積。較佳地，緩衝貯槽之內部體積將在50 L與400 L之間。貯槽可由單個貯槽或彼此流體連接的多個貯槽形成，緩衝貯槽之內部體積於是應理解為貯槽之體積的總和。
如在圖1中所見，該設備可進一步包含第一分析單元13，該第一分析單元經組態以分析由供應管線6輸送的氣體混合物中第一氣體及/或第二氣體的至少一含量。此特定而言使得可能在設備的啟動階段期間調節氣體混合物的輸送，使得所量測含量遵從目標含量。可設定相對於目標含量C1、C2的大約自0.1%至5%（相對%）的公差。若所產生混合物不符合要求，則可視情況停止產生。較佳地，第一分析單元13經組態以分析第一氣體之含量，該第一氣體特定而言可為氣體混合物中之微量氣體。此外，根據本發明之設備可包含配置在緩衝貯槽7上游的第二分析單元14，以便量測由混合器裝置3產生的氣體混合物中第一氣體及/或第二氣體的至少一含量。第二分析單元14經組態以因此至少提供指定用於控制單元5之第二量測信號，該控制單元自第二量測信號產生第二控制信號。第二控制信號用於控制流量調節器構件41、42中之一者及/或另一者以相對於產生流率DP調整第一流率設定點D1及第二流率設定點D2的比例中之一者及/或另一者，以使得離開混合器裝置3之氣體混合物的實際組合物接近具有含量C1、C2（C2較佳地自C1推導出且未量測）的目標組合物。在控制混合物之組合物的上下文下接收且發送至設備之各種元件的信號由虛線「B」示意性地示出。
對由混合器裝置產生的混合物的含量的此控制使得可能補償由流量調節器構件41、42實際調節的流量與應用到其的流率設定點D1、D2之間的可能誤差。位於混合器裝置之出口與緩衝貯槽7之入口之間的取樣點的配置使得能夠偵測含量的可能變化並較快速地對其作出反應，因此避免消耗緩衝貯槽7中之不合規混合物的風險。
應注意，對混合物進行取樣並將其傳送至分析單元的管線有利地具有儘可能短的長度，以使得分析器即時或幾乎即時地提供極其準確的回應。較佳地，該管線使得混合物在其取樣點處經取樣的時刻與分析單元給出其量測的時刻之間的間隔係最小的，典型地小於30秒，特定而言在1與30秒之間。
較佳地，第二控制信號由含有至少一條關於第一氣體或第二氣體的量測含量與目標含量之間的差的資訊的第二誤差信號產生。較佳地，僅量測第一氣體之含量並與其目標值進行比較，第一氣體係混合物的微量氣體。此差異特定而言可表達為：
其中M1為針對第一氣體所量測之含量。相對差ΔC1可用作第一流率設定點D1的校正因子。
考慮經組態以在混合器裝置3之出口處以100 sL/min的產生流率DP產生兩種氣體的混合物的設備的實例。所要氣體混合物係由目標含量C1為4%的第一氣體且其餘（因此含量C2為96%（體積%））為第二氣體形成的混合物。4 sL/min（0.24 Nm3
/h）之第一流率設定點D1 （相對於DP對應於4%比例）及96 sL/min（5.76 Nm3
/h）之第二設定點D2（相對於DP對應於96%比例）因此施加至各別流量調節器構件41、42。假定構件41、42的控制準確性加減1%。以D1中-1%及D2中+1%的誤差為實例。上述情形導致等於3.96 sL/min的第一氣體的實際流率，等於96.96 sL/min的第二氣體的實際流率，及100.92 sL/min的實際產生流率。在混合器裝置3之出口處量測3.92%的第一氣體含量，對應於相對於目標含量C1的-2%（相對%）的差ΔC1。控制單元5產生第二控制信號，在流量調節器構件41、42處命令調整相對於DP的流率比例D1及D2，以便補償此差異。因此，第一設定點D1經調整為D1+2%（亦即，4.08）sL/min。
較佳地，僅根據第二量測信號調節第一設定點D1，控制單元5控制D2的維持。應理解，可設想，亦回應於第二控制信號對D2進行調整。在上述實例中，D2將調整為95.04 sL/min。應注意，亦可藉由對控制單元5中預先記錄的目標內容中之至少一者應用校正因子來執行校正，在上述實例中，校正等於0.03%的因子，其具有以下效應：因此將D1調整為4.08 sL/min。
視情況，設備可包含警報器，該警報器經組態以在第一分析單元及/或第二分析單元偵測到超出預期公差範圍的含量的情況下發出警報信號。
第一分析單元13及/或第二分析單元14可特定而言選自以下類型的偵測器：熱導偵測器、順磁交變壓力偵測器、催化吸附偵測器、非分散紅外線吸收偵測器、紅外線光譜儀。分析單元的類型將能夠取決於待分析氣體的性質進行調適。第一分析單元13及第二分析單元14可視情況互換。較佳地，第一分析單元13及第二分析單元14連接至通氣口15，以便在彼處排出經分析的氣體混合物。
根據一個具體實例，設備可包含自第一流率設定點D1及/或第二流率設定點D2相對於產生流率DP的各別比例至由第二分析單元14提供的第二量測信號的第二回饋迴路。
在第二回饋迴路中，調節量為第二分析單元14量測的含量，且調節量為比例D1/DP、D2/DP中之一者及/或另一者。設定點為可變的，取決於所量測的實際含量。
第二迴路包含第二比較器11B，該第二比較器配置在控制單元5內且經組態以自第二量測信號與選自以下的至少一個參數的比較產生至少第二誤差信號：第一氣體之目標含量C1、第二氣體之目標含量C2，第二校正器12B配置在控制單元5內，特定而言為PID類型，且經組態以自第二誤差信號產生第二控制信號。回應於第二控制信號，第一流量調節器構件41及第二流量調節器構件42的致動器命令第一流量調節器構件41及第二流量調節器構件42移動至各別位置中，在該等位置中D1及/或D2相對於DP的比例遵從第二控制信號。較佳地，僅調整D1的比例，控制迴路命令D2保持固定。
應注意，第一比較器及第二比較器可視情況形成一個且相同的實體，該實體經組態以接收來自感測器8及來自第二分析單元14的量測作為輸入資料並產生適當誤差信號作為輸出。對於第一及第二校正器亦為如此。
根據本發明之設備可用於輸送在各種工業中使用的氣體混合物，諸如半導體、光伏打、LED及平板行業或任何其他行業（諸如採礦、製藥、航天或航空工業）。
較佳地，該設備包含至少一個氣櫃，其中至少安裝有控制單元5、混合器裝置3、流量調節器構件、量測感測器8、緩衝貯槽7。第一氣體源及第二氣體源可位於氣櫃中或氣櫃外。較佳地，源位於氣櫃外部，以便此氣櫃保持合理的佔用面積。較佳地，控制單元5配置在氣櫃外部，或藉由固定至氣櫃之壁中之一者，或定位在與氣櫃相距一定距離處。
氣櫃可包含具有後壁、側壁、前壁、底座及天花板的殼體。在殼體中，設置有一或多個緩衝貯槽，其立在底座上且可以現有技術中已知的方式固定在殼體中。氣體管系統配置在該殼體中，較佳地抵靠氣櫃之底座。氣櫃可包含用於控制及/或維護氣體管系統的用具，例如閥、減壓閥、壓力量測構件等，從而使得能夠實施諸如氣體輸送、打開或閉合某些管或管之部分、管理氣體壓力、執行沖洗循環、洩露測試等操作。
殼體包含用於供應第一氣體及第二氣體的氣體入口以及用於輸送氣體混合物的氣體出口。輸送管線6連接至出口。在操作中，氣櫃藉由輸送管線6連接至消耗單元。可提供其他氣體入口，特定而言係用於清洗氣體或用於校準分析儀的氣體標準。
根據本發明之設備可特定而言用於產生具有以下組合物的氣體混合物：
諸如氮氣（N2
）、氬氣或氦氣之惰性氣體中之氫氣（H2
），
諸如氮氣或氬氣之惰性氣體中之氦氣，
諸如氮氣、氬氣或氦氣之惰性氣體中之二氧化碳（CO2），
諸如氮氣、氬氣或氦氣之惰性氣體中之甲烷（CH4），
諸如氮氣、氬氣或氦氣之惰性氣體中之氧氣（O2）。
較佳地，第一氣體之目標含量C1（特定而言，H2
、氦氣、CO2
、CH4
、O2
之目標含量）在0.0001%與50%之間，較佳地在0.1%與20%之間，其餘為第二氣體。
為了證明根據本發明之設備的有效性，實施現場產生及輸送在作為第二氣體之氮氣中包含作為第一氣體之氫氣的混合物。氫之目標含量C1為4%（體積%）。該設備包含如上文所描述的PID類型之第一回饋迴路，且視情況根據消耗單元所要求的準確性要求包含第二回饋迴路。
圖4示出由包含第二回饋迴路之設備之輸送管線輸送的氣體混合物流率DC的記錄，其中氫氣含量在此記錄期間量測。
圖5為圖4中之含量之記錄的放大圖。
在含量穩定性的情況下能夠產生典型地在0與150 sL/min之間變化的氣體混合物流率DC，該特定性特徵在於在無第二回饋迴路的情況下大約3%且在具有第二回饋迴路的情況下大約1%的相對標準偏差。
應注意，本說明書描述含有兩種成分的氣體混合物，但其可轉換為具有較多數目個成分的任何混合物。舉例而言，在三元氣體混合物的狀況下，三個源各自輸送第一氣體、第二氣體及第三氣體。流量調節器構件41、42、43接收來自控制單元5的命令以將第一氣體、第二氣體及第三氣體的流量調節至各別流率設定點D1、D2、D3。混合器裝置經組態以輸送流率DP等於D1、D2、D3的總和的混合物。根據氣體混合物中分別為第一氣體、第二氣體及第三氣體的三個目標含量C1、C2、C3中之至少兩者，判定第一氣體、第二氣體及第三氣體相對於DP的比例。已針對含有兩種氣體的混合物描述的所有或一些特性可轉換為含有三種或多於三種氣體的此混合物。
無
現在自以下詳細描述將較佳理解本發明，以下詳細描述係參考下文所描述附圖藉由非限制性說明提供。
[圖1]示意性地示出根據本發明之一個具體實例之設備的操，
[圖2]示意性地示出根據本發明之一個具體實例之第一回饋迴路，
[圖3]表示緩衝貯槽中之現時壓力及設備的產生流率隨時間改變的實例，
[圖4]表示由根據本發明之一個具體實例之設備輸送的氣體混合物的流率隨時間改變的實例，其中在此改變期間量測混合物之成分的含量。
[圖5]表示與自圖4所量測含量相關的曲線的放大圖。
Claims (15)
- 一種用於輸送一氣體混合物之設備，其包含： 一第一氣體（1）之一源， 一第二氣體（2）之一源， 一混合器裝置（3），其流體連接至該第一氣體（1）源及該第二氣體（2）源，該混合器裝置（3）經組態以在一出口（33）處產生包含該第一氣體及該第二氣體的一氣體混合物， 一第一流量調節器構件（41）及一第二流量調節器構件（42），其經組態以根據在操作中定義該混合器裝置（3）之該出口（33）處之該氣體混合物之一產生流率（DP）的一第一流率設定點（D1）及一第二流率設定點（D2）來分別調節流向該混合器裝置（3）之該第一氣體之流量及該第二氣體之流量， 一控制單元（5），其經組態以控制該第一流量調節器構件（41）及該第二流量調節器構件（42），以便以相對於該產生流率（DP）的各別比例調整該第一流率設定點（D1）及該第二流率設定點（D2），該等各別比例係根據該氣體混合物中之第一氣體及/或第二氣體之至少一個目標含量（C1、C2）而判定， 一緩衝貯槽（7），其一方面流體連接至該混合器裝置（3）之該出口（33）且另一方面連接至一輸送管線（6），該輸送管線（6）經組態而以表示該氣體混合物之一可變消耗量之一消耗流率（DC）將該氣體混合物輸送至一消耗單元（10）， 至少一個量測感測器（8），其經組態以量測一物理量且提供該物理量之一第一量測信號，該物理量的變化表示由該輸送管線（6）輸送的該消耗流率（DC）的一變化， 該控制單元（5）連接至該量測感測器（8）且經組態以自該第一量測信號產生一第一控制信號，該等流量調節器構件（41、42）經組態以回應於該第一控制信號調整該第一流率設定點（D1）及該第二流率設定點（D2）。
- 如請求項1之設備，其特徵在於其包含自該第一流率設定點（D1）及該第二流率設定點（D2）至由該量測感測器（8）提供的該第一量測信號的一第一回饋迴路，該第一迴路包含： 一第一比較器（11A），其配置在該控制單元（5）內且經組態以自該第一量測信號產生至少一第一誤差信號， 一第一校正器（12A），其配置在該控制單元（5）內，特定而言為比例、積分及導數（PID）類型，且經組態以自該第一誤差信號產生該第一控制信號， 該第一流量調節器構件（41）及該第二流量調節器構件（42）之致動器，其連接至該第一校正器（12A）且經組態以接收該第一控制信號並使該第一流量調節器構件（41）及該第二流量調節器構件（42）移動至各別位置中，在該等位置中該第一流率設定點（D1）及該第二流率設定點（D2）遵從該第一控制信號。
- 如請求項1及2中任一項之設備，其特徵在於該量測感測器（8）包含經組態以量測該消耗流率（DC）的一流量感測器或流量計。
- 如請求項2及3之設備，其特徵在於該第一比較器（11A）經組態以產生表示該消耗流率（DC）的一變化的至少一第一誤差信號，且該第一校正器（12A）經組態以產生控制該第一流量調節器構件（41）及該第二流量調節器構件（42）之一移動的一第一控制信號，以使得該第一流率設定點（D1）及該第二流率設定點（D2）沿與該流率（DC）之該變化的方向相同的方向變化。
- 如請求項1及2中任一項之設備，其特徵在於該量測感測器（8）包含一壓力感測器，該壓力感測器經組態以量測該緩衝貯槽（7）中現時之壓力。
- 如請求項2及5之設備，其特徵在於該第一比較器（11A）經組態以產生表示該緩衝貯槽（7）中之該壓力之一變化的一第一誤差信號，且該第一校正器（12A）經組態以產生控制該第一流量調節器構件（41）及該第二流量調節器構件（42）之一移動的至少一第一控制信號，以使得該第一流率設定點（D1）及該第二流率設定點（D2）沿與該壓力之該變化的方向相反的方向變化。
- 如請求項5及6中任一項之設備，其特徵在於該第一比較器（11A）經組態以自該第一量測信號與選自以下的至少一個參數的一比較產生至少一第一誤差信號：一低壓臨限值、一高壓臨限值。
- 如請求項2至7中任一項之設備，其特徵在於該第一流量調節器構件（41）及該第二流量調節器構件（42）中之每一者可在該第一流率設定點（D1）或該第二流率設定點（D2）為零的一閉合位置與該第一流率設定點（D1）或該第二流率設定點（D2）分別具有一第一最大流率值或一第二最大流率值的一完全打開位置之間移動，該第一流量調節器構件（41）及該第二流量調節器構件（42）可能佔據該閉合位置與該打開位置之間的至少一個中間位置，其中該中間位置較佳地對應於等於其各別第一或第二最大值之至少25%，更較佳地至少35%的一第一流率設定點（D1）或一第二流率設定點（D2）。
- 如請求項1至8中任一項之設備，其特徵在於該緩衝貯槽具有等於該設備之最大產生流率的至少一半的一內部體積。
- 如請求項1至9中任一項之設備，其特徵在於其包含一第一分析單元（13），該第一分析單元配置在該緩衝貯槽（7）下游且經組態以分析由該供應管線（6）輸送的該混合物中之第一氣體及/或第二氣體的至少一含量。
- 如請求項1至10中任一項之設備，其特徵在於其包含一第二分析單元（14），該第二分析單元經組態以量測在該混合器裝置（3）之該第一出口（33）處產生的該氣體混合物中之第一氣體及/或第二氣體的至少一含量且因此提供至少一第二量測信號，該控制單元（5）連接至該第二分析單元（14）且經組態以自該第二量測信號產生一第二控制信號，且回應於該第二控制信號相對於該產生流率（DP）修改該第一流率設定點（D1）之該比例及/或該第二流率設定點（D2）之該比例。
- 如請求項11之設備，其特徵在於其包含自該第一流率設定點（D1）及/或該第二流率設定點（D2）相對於該產生流率（DP）的該等各別比例至由該第二分析單元（14）提供的該第二量測信號的一第二回饋迴路，該第二迴路包含： 一第二比較器（11B），其配置在該控制單元（5）內且經組態以自該第二量測信號與選自以下的至少一個參數的一比較產生至少一第二誤差信號：該第一氣體之一目標含量（C1）、該第二氣體之一目標含量（C2）， 一第二校正器（12B），其配置在該控制單元（5）內，特定而言為比例、積分及導數（PID）類型，且經組態以自該第二誤差信號產生該第二控制信號， 該第一流量調節器構件（41）及/或該第二流量調節器構件（42）之致動器，其連接至該第二校正器（12B）且經組態以使該第一流量調節器構件（41）及/或該第二流量調節器構件（42）移動至各別位置中，在該等位置中該第一流率設定點（D1）及/或該第二流率設定點（D2）相對於該產生流率（DP）的該等比例遵從該第二控制信號。
- 如請求項1至12中任一項之設備，其特徵在於該控制單元（5）包含一人機介面（300），該人機介面包含： 一輸入介面，特定而言為一觸控式螢幕，其經組態用於由一使用者輸入該氣體混合物中該第一氣體及/或該第二氣體的至少一個目標含量（C1、C2）， 至少一個計算規則，以便根據該目標含量計算第一流率設定點（D1）及/或第二流率設定點（D2）相對於該產生流率（DP）的預定比例。
- 一種用於輸送氣體混合物之總成，其包含一如請求項1至13中任一項之設備及消耗該氣體混合物之一消耗單元（10），該設備及該消耗單元（10）經由該輸送管線（6）流體連接。
- 一種用於輸送一氣體混合物之方法，其包含以下步驟： a）使第一氣體（1）進入至一第一流量調節器構件（41）中，以便將具有一第一流率設定點（D1）之該第一氣體（1）輸送至一混合器裝置（3）， b）使一第二氣體（2）進入至一第二流量調節器構件（42）中，以便將具有一第二流率設定點（D2）之該第二氣體（2）輸送至該混合器裝置（3）， c）經由該混合器裝置（3）之一出口（33），以一產生流率（DP）產生包含該第一氣體及該第二氣體之一氣體混合物， d）經由控制該第一流量調節器構件（41）及/或該第二流量調節器構件（42），以相對於該產生流率（DP）的各別比例調整該第一流率設定點（D1）及該第二流率設定點（D2），該等各別比例係根據該氣體混合物中之第一氣體及/或第二氣體之至少一個目標含量（C1、C2）而判定， e）經由一緩衝貯槽（7）將步驟d）中產生的該混合物引入至一輸送管線（6）中並以表示該氣體混合物之一可變消耗量的一消耗流率（DC）將該氣體混合物輸送至一消耗單元（10）， f）量測一物理量，該物理量的變化表示由該輸送管線（6）輸送的該消耗流率（DC）的一變化， g）自在步驟f）中進行的該第一量測，產生至少一第一量測信號並藉由控制該第一流量調節器構件（41）及該第二流量調節器構件（42）來根據該第一量測信號調整該第一流率設定點（D1）及該第二流率設定點（D2）。
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