[發明專利]一種動態可調配氣控制系統

在審

• 申請號: 201611065615.8
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN108121368A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 王麗艷
• 申請（專利權）人: 王麗艷
• 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

一種動態可調配氣控制系統，加入一個比例閥進行小工作氣流調節，同時引入PID控制器，實現了稀釋氣體流量可調，達到協調控制。該控制系統比常規配氣系統中單純只對質量流量控制器流量值進行簡單設置的動態配氣系統穩定性更好，響應速度更快。

技術領域

本發明涉及一種動態可調配氣控制系統，適用于機械領域。

背景技術

在目前我國的氣體配制設備制造業中，標準濃度的氣體獲得可采用靜態配氣法和動態配氣法。其中，靜態配氣法包括兩種：一種是稱重法，根據分子量和所要配制的濃度計算物質的量，利用超高精度天平稱量各組成部分質量，從而得到單一濃度的混合氣體。另一種是體積法，根據氣體方程，按照計算好的體積對多種氣體混合后加壓，再充入高壓氣鋼瓶。這些方法的成本較高，技術嚴密，而且必須由專業廠家生產，穩定時間短，局限性很大。

動態配氣法中多采用質量流量控制器對流量進行控制，根據原料氣體的濃度值和配氣濃度值計算出質量流量控制器的設定值。當稀釋氣體進入混氣室，與原料氣混合后，經過一段時間后才能進入檢測儀器，檢測氣體濃度后，返回到控制系統中的數據有一定時間的滯后，產生氣體濃度的波動，這樣在配氣的過程時就可能造成所配氣體濃度不準確，造成最終氣體濃度不能精確快速達到要求數值。

發明內容

本發明提出了一種動態可調配氣控制系統，加入一個比例閥進行小工作氣流調節，同時引入PID控制器，實現了稀釋氣體流量可調，達到協調控制。

本發明所采用的技術方案是：

所述控制系統中，比例閥作為調節氣體流量的執行機構，質量流量控制器作為氣路流量的檢測器件，用濃度檢測儀對從混氣室流出的氣體進行檢測，微控制器作為主要的控制系統，接受反饋數據，并通過比例閥對氣路的流量進行控制。

所述整個配氣系統由兩條氣路組成，原料氣通過的為主氣路，稀釋氣體通過的為副氣路，在副氣路中，先用大工作氣流的比例閥進行調節，將原料氣稀釋到一個接近要求數值且穩定的狀態時，停止對大工作氣流比例閥的調節，轉入對小工作氣流比例閥的調節，這樣減小了系統滯后以及氣體濃度產生的波動范圍，這樣就減小了氣體濃度值帶來得影響，能更加精確地得到氣體要求濃度。

所述控制系統利用PID控制器對系統進行控制，可使系統的型別提高一級，與PI控制器相比，PID控制器除了同樣具有提高系統的穩態性能的優點外，還多提供了一個負實零點，從而在提高系統動態性能方面，具有更大的優越性。

本發明的有益效果是：該控制系統比常規配氣系統中單純只對質量流量控制器流量值進行簡單設置的動態配氣系統穩定性更好，響應速度更快。

附圖說明

圖1是本發明的動態配氣原理圖。

圖2是本發明的控制流程圖。

圖3是本發明的系統流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例本發明作進一步說明。

如圖1，在動態配氣的過程中，將已知濃度的原料氣，以恒定的流量送入氣體混氣室，而稀釋氣體先以大工作氣流的氣路通過比例閥進入混氣室，對原料氣進行稀釋，得到稀釋后的樣氣再經過檢測儀器，進行濃度檢測，得到的檢測數據將傳回微控制器，微控制器再對比例閥進行氣流比值調試，當濃度檢測儀檢測到的氣體濃度接近最終要求的濃度時，停止對工作氣流氣路的比例閥調試，轉入小工作氣流氣路進行稀釋配氣，使氣體濃度能更穩定地達到要求氣體濃度。配氣系統中，比例閥作為調節氣體流量的執行機構，質量流量控制器作為氣路流量的檢測器件，用濃度檢測儀對從混氣室流出的氣體進行檢測，微控制器作為主要的控制系統，接受反饋數據，并通過比例閥對氣路的流量進行控制。