一种基于DTA/DSC热分析仪器的专用气氛切换及流量智能控制模块制造技术

本实用新型专利技术涉及一种气氛切换及流量智能控制模块，该装置主要由气氛切换模块和流量控制模块组成，所述气氛切换模块主要包括气氛切换电磁阀V1和气体切换驱动电路。当上位机发出切换命令后，将命令传输至MCU，MCU将信号转换成控制信号通过驱动电路和光藕，从而驱动二位三通电磁阀进行切换，完成气氛二选一的切换控制。电磁阀选用常通型，且电磁阀采用24VDC供电，消耗功率小，开关对气路的影响也较小，能够满足气氛的平稳切换。流量传感器的信号通过传输接口传至MCU，经数字PID控制算法计算后，输出控制信号控制比例阀，从而调节比例阀输出至传感器的气氛流量。通过这种反馈控制回路，大大提高了流量控制精度。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种气氛切换及流量智能控制模块，特别涉及一种基于DTA/DSC 热分析仪器的专用气氛切换及流量智能控制模块。
技术介绍
在DTA/DSC热分析仪器中，为了提高仪器的抗腐蚀能力，或者为了观察试样在某种气氛中的反应情况需要在加热炉体中通入保护气氛或反应气氛，而不同的气氛和气氛流量可以影响试样化学反应和物理变化的平衡温度以及出峰的形状，所以必须有专门的气氛控制模块实现对气氛流量的精确控制，以及提供方便的气路切换开关。许多原有的DTA/DSC 热分析仪器气氛控制包括流量控制以及气路切换控制均采用手动方式，流量控制采用浮子流量计，流量控制精度低，两路气氛的切换通过对两只先导电磁阀的手动开关方式进行控制，此种电磁阀采用交流供电，电磁干扰大，响应速度慢，造成气流的切换平稳性差。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种基于DTA/DSC热分析仪器的专用气氛切换及流量智能控制模块，该模块采用微机智能控制，并对原有气路系统结构进行了改进， 减少了气路组件，简化了整个气路系统，使得新的气氛控制模块在流量控制和气路切换的操作上更加方便、快捷以及精确。为解决上述技术问题，一种基于DTA/DSC热分析仪器的专用气氛切换及流量智能控制模块，主要由气氛切换模块和流量控制模块组成，其特征在于所述气氛切换模块主要包括气氛切换电磁阀Vl和与该气氛切换电磁阀Vl电连接并用以控制其气路切换的气体切换驱动电路；所述气氛切换电磁阀Vi为二位三通电磁阀，包括两个各分别外接一路气体的进气口和一个出气口 ；所述流量控制模块主要由比例阀V4、流量传感器FS、单片微处理器 MCU、DA转换器和用以驱动比例阀V4的流量驱动电路组成，所述流量传感器FS、单片微处理器MCU、DA转换器、流量驱动电路和比例阀V4依次电连接；所述气氛切换电磁阀Vl的出气口通过输气管道依次经过减压阀V2、针形阀V3与所述比例阀V4的进气口相连通，所述比例阀V4的出气口与流量传感器FS的进气口相连通；所述单片微处理器MCU与气体切换驱动电路电连接。其中，所述单片微处理器MCU还通过USB端口外接一个流量设置及气氛切换装置。其中，所述流量设置及气氛切换装置为触摸屏。其中，所述气体切换驱动电路主要由驱动电路和光藕组成，所述单片微处理器 MCU、驱动电路、光藕和气氛切换电磁阀Vl依次电连接。与现有技术相比，本技术的优点是1、本技术的气氛切换模块主要包括气氛切换电磁阀Vl和与该气氛切换电磁阀Vl电连接并用以控制其气路切换的气体切换驱动电路。气氛切换模块中，当上位机发出切换命令后，将命令传输至单片微处理器MCU，单片微处理器MCU将信号转换成控制信号通过驱动电路和光藕，从而驱动二位三通电磁阀进行切换，完成气氛二选一的切换控制。电磁阀选用常通型，在没有上电的情况下气氛一直接进入后续气路，且电磁阀采用MVDC供电， 消耗功率小，开关对气路的影响也较小，能够满足气氛的平稳切换。2、本技术的流量控制模块主要由比例阀V4、流量传感器FS、单片微处理器 MCU、DA转换器和用以驱动比例阀V4的流量驱动电路组成。气氛通入流量控制模块，也即通入比例阀，从比例阀输出，通入流量传感器，流量传感器的信号通过传输接口传至单片微处理器MCU，经数字PID控制算法计算后，输出控制信号控制比例阀，也即改变比例阀的控制电压来控制阀门，从而调节比例阀输出至传感器的气氛流量。通过这种反馈控制回路，大大提高了流量控制精度。附图说明图1为本技术基于DTA/DSC热分析仪器的专用气氛切换及流量智能控制模块的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步说明如图1所示，一种基于DTA/DSC热分析仪器的专用气氛切换及流量智能控制模块， 主要由气氛切换模块和流量控制模块组成；所述气氛切换模块主要包括气氛切换电磁阀 Vl和与该气氛切换电磁阀Vl电连接并用以控制其气路切换的气体切换驱动电路；所述气氛切换电磁阀Vl为二位三通电磁阀，包括两个各分别外接一路气体的进气口和一个出气气氛切换模块中，当上位机发出切换命令后，将命令传输至单片微处理器MCU，单片微处理器MCU将信号转换成控制信号通过驱动电路和光藕，从而驱动二位三通电磁阀进行切换，完成气氛二选一的切换控制。电磁阀选用常通型，在没有上电的情况下气氛一直接进入后续气路，且电磁阀采用MVDC供电，消耗功率小，开关对气路的影响也较小，能够满足气氛的平稳切换。所述流量控制模块主要由比例阀V4、流量传感器FS、单片微处理器MCU、DA转换器和用以驱动比例阀V4的流量驱动电路组成，所述流量传感器FS、单片微处理器MCU、DA转换器、流量驱动电路和比例阀V4依次电连接；所述气氛切换电磁阀Vl的出气口通过输气管道依次经过减压阀V2、针形阀V3与所述比例阀V4的进气口相连通，所述比例阀V4的出气口与流量传感器FS的进气口相连通；所述单片微处理器MCU与气体切换驱动电路电连接。两路气体(气氛一、气氛二)通入气氛切换电磁阀VI，气氛切换电磁阀Vl控制一路气氛输出，气氛进入减压阀V2，气氛从减压阀V2输出后通入针形阀V3。气氛经此气路输出后对气氛进行降压限流，然后气氛通入流量控制模块，也即通入比例阀，从比例阀输出， 通入流量传感器，流量传感器的信号通过传输接口传至单片微处理器MCU，经数字PID控制算法计算后，输出控制信号控制比例阀，也即改变比例阀的控制电压来控制阀门，从而调节比例阀输出至传感器的气氛流量。流量控制模块中，同样在设置了气氛流量数值后，数据将传输给单片微处理器MCU;单片微处理器MCU与流量传感器之间采用I2C通讯，流量传感器将检测的流量信号转换后传输给单片微处理器MCU，单片微处理器MCU将此数据与设置数值相比较，经过PID控制算法的计算，输出信号，经过DA转换以及驱动电路输出控制电压，以控制比例阀的阀门的开关阀值大小，流经的气氛通过比例后进入流量传感器，再由流量传感器将转换后气氛流量信号反馈至单片微处理器MCU，通过这种反馈控制回路，可以使流量控制达到设定值。其中，所述单片微处理器MCU还通过USB端口外接一个流量设置及气氛切换装置。 所述流量设置及气氛切换装置为触摸屏。所述气体切换驱动电路主要由驱动电路和光藕组成，所述单片微处理器MCU、驱动电路、光藕和气氛切换电磁阀Vl依次电连接。以上显示和描述了本技术的基本原理和主要特征及其优点。本行业的技术人士应该了解，本技术不受上述实施条例的限制，上述实施条例和说明书中描述的只是用于说明本技术的原理，在不脱离本技术原理和范围的前提下，本技术还可有各种变化和改进，这些变化和改进都属于要求保护的本技术范围内。本技术要求保护范围同所附的权利要求书及其它等效物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于ＤＴＡ／ＤＳＣ热分析仪器的专用气氛切换及流量智能控制模块，主要由气氛切换模块和流量控制模块组成，其特征在于：所述气氛切换模块主要包括气氛切换电磁阀Ｖ１和与该气氛切换电磁阀Ｖ１电连接并用以控制其气路切换的气体切换驱动电路；所述气氛切换电磁阀Ｖ１为二位三通电磁阀，包括两个各分别外接一路气体的进气口和一个出气口；所述流量控制模块主要由比例阀Ｖ４、流量传感器ＦＳ、单片微处理器ＭＣＵ、ＤＡ转换器和用以驱动比例阀Ｖ４的流量驱动电路组成，所述流量传感器ＦＳ、单片微处理器ＭＣＵ、ＤＡ转换器、流量驱动电路和比例阀Ｖ４依次电连接；所述气氛切换电磁阀Ｖ１的出气口通过输气管道依次经过减压阀Ｖ２、针形阀Ｖ３与所述比例阀Ｖ４的进气口相连通，所述比例阀Ｖ４的出气口与流量传感器ＦＳ的进气口相连通；所述单片微处理器ＭＣＵ与气体切换驱动电路电连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于DTA/DSC热分析仪器的专用气氛切换及流量智能控制模块，主要由气氛切换模块和流量控制模块组成，其特征在于所述气氛切换模块主要包括气氛切换电磁阀Vi 和与该气氛切换电磁阀Vi电连接并用以控制其气路切换的气体切换驱动电路；所述气氛切换电磁阀Vl为二位三通电磁阀，包括两个各分别外接一路气体的进气口和一个出气口 ； 所述流量控制模块主要由比例阀V4、流量传感器FS、单片微处理器MCU、DA转换器和用以驱动比例阀V4的流量驱动电路组成，所述流量传感器FS、单片微处理器MCU、DA转换器、流量驱动电路和比例阀V4依次电连接；所述气氛切换电磁阀Vl的出气口通过输气管道依次经过减压阀V2、针形阀V3与所述比例阀V4的进...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洋，吴亚锋，倪东华，
申请(专利权)人：上海精密科学仪器有限公司，上海精科天美科学仪器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31