[发明专利]一种动态可调配气控制系统

说明书

一种动态可调配气控制系统，加入一个比例阀进行小工作气流调节，同时引入PID控制器，实现了稀释气体流量可调，达到协调控制。该控制系统比常规配气系统中单纯只对质量流量控制器流量值进行简单设置的动态配气系统稳定性更好，响应速度更快。

技术领域

本发明涉及一种动态可调配气控制系统，适用于机械领域。

背景技术

在目前我国的气体配制设备制造业中，标准浓度的气体获得可采用静态配气法和动态配气法。其中，静态配气法包括两种：一种是称重法，根据分子量和所要配制的浓度计算物质的量，利用超高精度天平称量各组成部分质量，从而得到单一浓度的混合气体。另一种是体积法，根据气体方程，按照计算好的体积对多种气体混合后加压，再充入高压气钢瓶。这些方法的成本较高，技术严密，而且必须由专业厂家生产，稳定时间短，局限性很大。

动态配气法中多采用质量流量控制器对流量进行控制，根据原料气体的浓度值和配气浓度值计算出质量流量控制器的设定值。当稀释气体进入混气室，与原料气混合后，经过一段时间后才能进入检测仪器，检测气体浓度后，返回到控制系统中的数据有一定时间的滞后，产生气体浓度的波动，这样在配气的过程时就可能造成所配气体浓度不准确，造成最终气体浓度不能精确快速达到要求数值。

发明内容

本发明提出了一种动态可调配气控制系统，加入一个比例阀进行小工作气流调节，同时引入PID控制器，实现了稀释气体流量可调，达到协调控制。

本发明所采用的技术方案是：

所述控制系统中，比例阀作为调节气体流量的执行机构，质量流量控制器作为气路流量的检测器件，用浓度检测仪对从混气室流出的气体进行检测，微控制器作为主要的控制系统，接受反馈数据，并通过比例阀对气路的流量进行控制。

所述整个配气系统由两条气路组成，原料气通过的为主气路，稀释气体通过的为副气路，在副气路中，先用大工作气流的比例阀进行调节，将原料气稀释到一个接近要求数值且稳定的状态时，停止对大工作气流比例阀的调节，转入对小工作气流比例阀的调节，这样减小了系统滞后以及气体浓度产生的波动范围，这样就减小了气体浓度值带来得影响，能更加精确地得到气体要求浓度。

所述控制系统利用PID控制器对系统进行控制，可使系统的型别提高一级，与PI控制器相比，PID控制器除了同样具有提高系统的稳态性能的优点外，还多提供了一个负实零点，从而在提高系统动态性能方面，具有更大的优越性。

本发明的有益效果是：该控制系统比常规配气系统中单纯只对质量流量控制器流量值进行简单设置的动态配气系统稳定性更好，响应速度更快。

附图说明

图1是本发明的动态配气原理图。

图2是本发明的控制流程图。

图3是本发明的系统流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例本发明作进一步说明。

如图1，在动态配气的过程中，将已知浓度的原料气，以恒定的流量送入气体混气室，而稀释气体先以大工作气流的气路通过比例阀进入混气室，对原料气进行稀释，得到稀释后的样气再经过检测仪器，进行浓度检测，得到的检测数据将传回微控制器，微控制器再对比例阀进行气流比值调试，当浓度检测仪检测到的气体浓度接近最终要求的浓度时，停止对工作气流气路的比例阀调试，转入小工作气流气路进行稀释配气，使气体浓度能更稳定地达到要求气体浓度。配气系统中，比例阀作为调节气体流量的执行机构，质量流量控制器作为气路流量的检测器件，用浓度检测仪对从混气室流出的气体进行检测，微控制器作为主要的控制系统，接受反馈数据，并通过比例阀对气路的流量进行控制。