[發(fā)明專利]一種帶有分段PI調(diào)節(jié)的數(shù)字恒流空氣采樣器

有效

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• 申請日: 2022-09-28
• 公開（公告）號: CN115639026B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尤林森
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫啟沃環(huán)境科技有限公司
• 主分類號: G01N1/24
• 分類號: G01N1/24;G05B11/42;G05B19/042
• 代理公司: 江蘇無錫蘇匯專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32593
• 代理人: 沈彬彬

本發(fā)明涉及數(shù)字恒流空氣采樣器技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種帶有分段PI調(diào)節(jié)的數(shù)字恒流空氣采樣器，包括鋰電池電源模塊、采樣器主控制板模塊、采樣氣泵模塊和LCD顯示屏模塊；所述鋰電池電源模塊用于給所述采樣器主控制板模塊、采樣氣泵模塊和LCD顯示屏模塊提供工作電源；所述采樣器主控制板模塊用于對所述采樣氣泵模塊的運(yùn)行工作進(jìn)行控制調(diào)節(jié)；所述采樣氣泵模塊用于根據(jù)所述采樣器主控制板模塊的輸出信號進(jìn)行驅(qū)動工作；所述LCD顯示屏模塊包括按鍵輸入單元、LCD顯示單元和燈光報警輸出單元，所述LCD顯示屏模塊用于參數(shù)信息的顯示、鍵入操作和燈光信號的傳輸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字恒流空氣采樣器技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種帶有分段PI調(diào)節(jié)的數(shù)字恒流空氣采樣器。

背景技術(shù)

空氣采樣器主要用于環(huán)境監(jiān)測、衛(wèi)生防疫、工作場所、疾控中心、工程質(zhì)量室內(nèi)檢測、科研單位等采集有害氣體的樣品。隨著國家對環(huán)境保護(hù)和職業(yè)衛(wèi)生健康保護(hù)的日益重視，空氣采樣器的標(biāo)準(zhǔn)和性能要求也越來越高。近幾年，數(shù)字恒流空氣采樣器逐步取代了傳統(tǒng)的浮子流量計空氣采樣器。同時數(shù)字恒流空氣采樣器的國產(chǎn)化率也越來越高。

數(shù)字恒流空氣采樣器常用的原理和方法是利用壓差傳感器組成流量反饋電路，根據(jù)反饋AD值對氣體流量進(jìn)行PI閉環(huán)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)采樣器的數(shù)字恒流控制。

增加了PI調(diào)節(jié)器的數(shù)字恒流空氣采樣器在低流量段或高流量段時由于PI參數(shù)很難做到兼顧的影響，采樣器的低流量段和高流量段普遍存在流量誤差大、超調(diào)大、響應(yīng)慢的問題。同時，受運(yùn)放電路放大范圍的影響，采樣器還普遍存在流量范圍受限的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種帶有分段PI調(diào)節(jié)的數(shù)字恒流空氣采樣器，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種帶有分段PI調(diào)節(jié)的數(shù)字恒流空氣采樣器，包括鋰電池電源模塊、采樣器主控制板模塊、采樣氣泵模塊和LCD顯示屏模塊；

鋰電池電源模塊用于給采樣器主控制板模塊、采樣氣泵模塊和LCD顯示屏模塊提供工作電源；

采樣器主控制板模塊用于對采樣氣泵模塊的運(yùn)行工作進(jìn)行控制調(diào)節(jié)；

采樣氣泵模塊用于根據(jù)采樣器主控制板模塊的輸出信號進(jìn)行驅(qū)動工作；

LCD顯示屏模塊包括按鍵輸入單元、LCD顯示單元和燈光報警輸出單元，LCD顯示屏模塊用于參數(shù)信息的顯示、鍵入操作和燈光信號的傳輸。參數(shù)信息包括提供流量、運(yùn)行時間、采樣進(jìn)度、電池電量等各種信息。

進(jìn)一步的，采樣器主控制板模塊包括MCU單元、JATG下載接口單元、鐵電存儲器單元、藍(lán)牙單元、AD采樣單元和驅(qū)動輸出單元；

MCU單元用于控制整個系統(tǒng)，負(fù)責(zé)各模塊間的組織與功能實現(xiàn)，將節(jié)點數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理和存儲，最終將節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆品?wù)器中；MCU單元包含主控CPU；

JATG下載接口單元用于主控CPU軟件的仿真和下載；

鐵電存儲器單元用于數(shù)據(jù)的存儲和讀取；

藍(lán)牙模塊用于數(shù)據(jù)的無線傳輸和打印；

AD采樣器模塊用于為系統(tǒng)的恒流控制提供反饋信號，并且為閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定提供主要的硬件保證；

驅(qū)動輸出模塊用于驅(qū)動采樣氣泵的運(yùn)行，驅(qū)動輸出模塊包括驅(qū)動信號放大電路和MOS管。

進(jìn)一步的，AD采樣器模塊包括壓差傳感器電路、運(yùn)放電路、比較器電路和D觸發(fā)器電路；

壓差傳感器電路用于將輸出信號作為運(yùn)放電路的輸入信號；

運(yùn)放電路用于將輸出信號輸入到主控CPU的AD輸入口；

比較器電路用于設(shè)置兩個比較點；