[发明专利]一种用于空间微重力燃烧实验的气体流量控制系统及方法

权利要求书

1.一种用于空间微重力燃烧实验的气体流量控制系统，该系统用于控制空间微重力燃烧实验的气体流量，所述控制系统包含：

PID控制器，用于控制气体流量信号，完成控制算法，输出电机控制信号与上位机进行信息交换；

步进电机驱动器，用于接收PID控制器输出的电机控制信号，并输出步进信号驱动步进电机；

步进电机，用于控制气体阀门的开度，以此控制阀门中通过的气体流量的大小；

气体控制阀，用于改变针阀中通过的气体流量的大小，该控制阀由针阀构成，所述针阀包含阀体、阀杆和阀帽三部分组成，所述阀杆与阀体之间靠锥面进行紧密配合；和

质量流量计，用于检测气体流量的大小，具体采用MEMS芯片作为流量传感器检测实际气体流量的大小，并输出模拟电压作为采集的气体流产信号输入所述PID控制器的输入端；

其中，所述PID控制器还通过串口通信接口与PC机进行数据通信，该PC机用于实时控制和监视气体流量，发送设定的气体流量值并实时显示流量曲线。

2.根据权利要求1所述的用于空间微重力燃烧实验的气体流量控制系统，其特征在于，所述PID控制器由单片机构成；

所述针阀包含阀体、阀杆和阀帽，所述阀杆与阀体之间靠锥面进行紧密配合，阀杆和阀体的材料为不锈钢。

3.根据权利要求1所述的用于空间微重力燃烧实验的气体流量控制系统，其特征在于，所述步进电机驱动器是由步进电机微步进驱动控制芯片构成。

4.根据权利要求1所述的用于空间微重力燃烧实验的气体流量控制系统，其特征在于，所述步进电机还包含减速器。

5.根据权利要求1所述的用于空间微重力燃烧实验的气体流量控制系统，其特征在于，所述质量流量计包含依次串联连接的减法放大电路、A/D采样电路及比较电路；

其中，所述比较电路用于比较计算代表实际气体流量的输出电压与一代表设定的气流流量设定电压的差值。

6.一种用于空间微重力燃烧实验的气体流量控制方法，该方法用于控制空间微重力燃烧实验的气体量，所述方法包含如下步骤：

步骤101)将代表实际气体流量的输出电压与一代表设定的气流流量设定电压比较，求出两者的差值；

步骤102)将上述的差值信号输入PID控制器，进而生成控制脉冲数和方向；

步骤103)将控制脉冲数和方向输入步进电机驱动器生成步进信号；

步骤104)采用生成的步进信号驱动步进电机，进而调节气体流量使之与设定流程相等，从而达到气体流量的控制精度。

7.根据权利要求6所述的用于空间微重力燃烧实验的气体流量控制方法，其特征在于，所述步骤101)还包含将代表实际气体流量的输出电压依次输入减法电路放大器和A/D采样处理器进行放大和采样处理后输出给比较电路，该比较电路用于将经过处理后的信号与一代表设定的气流流量设定电压比较，求出两者的差值。