[發明專利]一種基于高頻電磁閥組的高精度氣壓控制系統和方法

有效

• 申請號: 201710259354.1
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN107168395B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 熊遠生;吳偉雄;肖銳;黃風立
• 申請（專利權）人: 嘉興學院
• 主分類號: G05D16/20
• 分類號: G05D16/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于高頻電磁閥組的高精度氣壓控制系統和方法，控制系統包括依次連接的氣源、過濾器、油霧分離器、精密減壓閥、緩沖密閉氣室、進氣高頻電磁閥組、密閉氣室、排氣高頻電磁閥組；控制CPU和AD轉換器實時采集密閉氣室內的氣壓；氣壓設定值和氣壓實測值作差后，得到誤差信號，根據誤差信號，執行分段控制算法，得到輸出控制量；根據誤差的不同分段，控制進氣高頻電磁閥組和排氣高頻電磁閥組。本發明基于高頻電磁閥組的高精度氣壓控制系統和方法，相對比例閥和伺服閥，價格低，經濟性好，體積小，在某些場所更容易安裝。

技術領域

本發明涉及氣壓控制技術，尤其是涉及一種基于高頻電磁閥組的控制系統和方法。

背景技術

無污染、成本低、結構簡單、壓力等級低、安全性好、響應速度快等優點，使得氣動技術得到了廣泛的應用。

由于氣動技術的工作介質-空氣有可壓縮性強、閥口流出氣體存在非線性和活塞與氣缸之間摩擦力的影響，導致了氣動系統非線性強和剛度低，使得氣動系統的穩定性較差，因而，氣壓的控制精度一般都不高。一般將氣壓波動限制在100Pa以內可以認為是高精度氣壓控制。在超精密零件加工、高精度壓力表檢測、模態測試等應用場合中，迫切需要對氣壓進行高精度的控制。

控制密閉氣室氣壓的方法有兩種，即氣體輸送系統壓力可變的方法和改變密閉氣室容積的方法。后者由于用氣室容積變化來控制壓力，故對系統的氣密性要求較高，另外為了滿足氣室容積的變化，調節器的構造比較復雜，從而也使其應用困難。針對氣壓控制，采用氣體輸送系統壓力可變的控制方法時，目前最常用的系統構成是采用比例閥進行控制，日本SMC和德國FESTO等公司都有一系列的比例閥，如日本SMC的ITV0000系列，但是最終控制精度只能達到1kPa，而在微壓(介于1個標準大氣壓與2個標準大氣壓之間的壓強)控制的場合，1kPa的相對精度太低。采用特制的壓力控制裝置，氣壓波動也只能抑制在50-100Pa。故采用比例閥實現氣壓波動在50Pa以下是很難實現的。控制密閉氣室壓力還可以采用基于開關閥的系統構成，通常采用進氣和排氣獨立動作的控制方式，這種方式簡單靈活，響應速度快，但是早期由于開關閥開關頻率的限制，導致其控制精度較低。

發明內容

為了克服上述氣壓控制的常見問題，本發明提供一種高精度的氣壓控制系統和方法。

本發明提供的一種基于高頻電磁閥組的高精度氣壓控制系統，包括依次連接的氣源、過濾器、油霧分離器、精密減壓閥、緩沖密閉氣室、進氣高頻電磁閥組、密閉氣室、排氣高頻電磁閥組；緩沖密閉氣室上連接監視壓力表；氣源經過濾器、所述油霧分離器、精密減壓閥將氣壓調整到期望控制壓力最大值的1.5-2.5倍；精密減壓閥的輸出連接著緩沖密閉氣室，緩沖密閉氣室上設有開孔，開孔連接監視壓力表，對緩沖密閉氣室的氣壓進行監視；從緩沖密閉氣室出來的氣路經過進氣高頻電磁閥組，接到密閉氣室，控制密閉氣室的進氣；排氣高頻電磁閥組連接密閉氣室，控制密閉氣室向環境空氣排氣；密閉氣室上連接高精度氣壓傳感器；

進氣高頻電磁閥組有i個，每個電磁閥組由N個相同的電磁閥組成，N從1開始，每個電磁閥組的電磁閥個數依次增大2倍，每個電磁閥的直徑為φ；

排氣高頻電磁閥組有j個，每個電磁閥組由N個相同的電磁閥組成，N從1開始，每個電磁閥組的電磁閥個數依次增大2倍，每個電磁閥的直徑為φ；