[實用新型]精密氣體流量自動控制裝置

有效

• 申請號: 201220659663.0
• 申請日: 2012-12-05
• 公開（公告）號: CN202929489U
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 王小飛;郭學成;楊妍璨;董沛毅
• 申請（專利權）人: 華北電力大學(保定)
• 主分類號: G05D7/06
• 分類號: G05D7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及氣體流量控制裝置，特別是一種用于控制小流量氣體的自動控制裝置。

背景技術

氣體流量控制裝置主要是用于控制輸出的氣體流量，目前能夠實現氣體流量的自動控制裝置較多，但大多針對大流量氣體的控制，存在結構組件多、連接關系混亂、結構復雜、加工裝配困難、成本較高的缺點；并且由于主要是針對大流量氣體設計，因此大流量氣體控制裝置的管道口徑較大，如用于控制小流量氣體，則存在控制精度差、容易產生較大誤差的不足，因此普通的氣體流量控制裝置不適用于小流量氣體的測量與控制。

實用新型內容

本實用新型解決的技術問題是提供一種結構簡單、成本低廉、控制精度高的小流量氣體自動控制裝置，以適用于小流量氣體的測量與控制。

為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是：

精密氣體流量自動控制裝置，包括氣源連通的管道，所述管道上自氣源始依次設置有手動控制閥、自動控制閥以及流量傳感器，所述流量傳感器的信號端連接控制模塊，控制模塊的輸出端通過舵機連接齒輪組，所述齒輪組的輸出軸連接自動控制閥。

所述控制模塊的具體結構為：所述控制模塊包括輸入端與流量傳感器信號端連接的單片機，單片機的輸入端還連接按鍵操作模塊以及用于為單片機提供電源的蓄電池，所述單片機的輸出端分別連接液晶顯示屏和舵機。

本實用新型的改進在于：所述蓄電池與單片機之間設置有穩壓電路。

本實用新型所述齒輪組的具體結構為：所述齒輪組包括相互嚙合的齒輪一和齒輪二，所述齒輪一的轉軸與舵機軸連接，齒輪二的轉軸與自動控制閥連接。

由于采用了以上技術方案，本實用新型所取得的技術進步在于：

本實用新型結構簡單、成本低廉，采用單片機作為微控制器，對小流量氣體進行實時監測與控制，具有控制精度高、實時性好、反應速度快的優點，特別適用于小流量氣體的測量與控制。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為控制模塊的結構框圖。

圖3為舵機與閥門的連接關系示意圖。

其中：1.氣源，2.手動控制閥，3.自動控制閥，4.流量傳感器，5.控制模塊，51.蓄電池，52.穩壓電路，53.按鍵操作模塊，54.單片機，55.液晶顯示屏，6.舵機，7.齒輪組，71.齒輪一，72.齒輪二。

具體實施方式

下面將結合附圖和具體實施例對本實用新型進行進一步詳細說明。

一種精密氣體流量自動控制裝置，其結構如圖1所述。包括與氣源1連通的管道，管道上自氣源1開始依次設置有手動控制閥2、自動控制閥3以及流量傳感器4，流量傳感器的信號端連接控制模塊5，控制模塊的輸出端通過舵機6連接齒輪組7，齒輪組的輸出軸連接自動控制閥3。手動控制閥用于初步調節進入管道的氣體流速；自動控制閥用于在控制模塊的作用下對氣體的流量進行精密控制；流量傳感器用于實時監測管道內氣體的流量；控制模塊用于根據流量傳感器檢測的流量控制舵機、齒輪組動作，進一步控制自動控制閥的開度大小。

控制模塊5的結構框圖如圖2所示，包括單片機54、蓄電池51、穩壓電路52、按鍵操作模塊53和液晶顯示屏55。單片機的輸入端分別與流量傳感器信號端、按鍵操作模塊和穩壓模塊的輸出端連接，穩壓模塊的輸入端連接蓄電池51；單片機的輸出端分別與液晶顯示屏55和舵機6連接。蓄電池提供的電源經穩壓電路調解后為單片機供電；單片機根據流量傳感器測量的信號進行分析計算，然后控制舵機的轉向以及轉角的大小，舵機帶動齒輪組轉動，將電信號轉換為機械傳動，以控制自動控制閥的開度大小；按鍵操作模塊用于手動設定瞬時流量值等；液晶顯示屏用于顯示瞬時流量、累積流量以及設定值等。

齒輪組7如圖3所示，包括相互嚙合的齒輪一71和齒輪二72，齒輪一71的轉軸與舵機軸連接，齒輪二72的轉軸與自動控制閥3連接。

本實用新型的工作過程如下所述：

首先，將手動控制閥2關閉，通過按鍵操作模塊53輸入瞬時流量設定值b，設定完畢后，打開手動控制閥2，使氣體流過。流量傳感器4實時采集流量信號，并將流量信號a傳遞給單片機，單片機將流量信號a和設定值b進行比較，如果a＞b，且超過了允許的誤差范圍，單片機54就會發出控制指令，控制舵機6的旋轉方向和轉角大小，通過齒輪組7傳動，使自動控制閥3關小；同時流量傳感器4又會向單片機54輸入新的數據，單片機54再將該數據與設定值b進行比較，若還不相等，單片機54會繼續發出控制命令，讓自動控制閥3進一步關小，直到瞬時測量值與設定值達到允許的誤差內為止。如果a＜b，且超過了允許的誤差范圍，則說明此刻流經管道的流量偏小，這時單片機54就會發出控制指令，控制舵機反向旋轉，并給定轉角大小，進一步通過齒輪組7來控制自動控制閥3向著開大的方向旋轉，直到瞬時測量值與給定值達到允許的誤差內為止。在變化的過程中可以通過液晶顯示屏55觀察到瞬時流量不斷變化，最終向設定值逼近的過程。