真空度控制系统、控制方法及X射线荧光光谱仪技术方案

本发明专利技术公开了一种真空度控制系统、控制方法及X射线荧光光谱仪，属于真空度控制领域，为解决现有技术中真空泵持续运转导致能耗高等问题而设计。本发明专利技术真空度控制系统包括真空腔室、真空规管、控制装置、变频器以及真空泵；真空泵与真空腔室通过管道连接，管道上分别设置有抽真空阀和进气阀。本发明专利技术真空度控制方法是根据所述真空腔室中的真空度数值来调整真空泵、抽真空阀和/或进气阀的工作参数。本发明专利技术真空度控制系统、控制方法及X射线荧光光谱仪利用变频器对真空泵进行控制，通过调整变频器的输出频率来改变真空泵电机的转速，从而达到降低设备能损、节能环保的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及真空度控制领域，尤其涉及一种真空度控制系统、基于该真空度控制系统的真空度控制方法以及包括有该真空度控制系统的X射线荧光光谱仪。
技术介绍
X射线荧光光谱定性分析和X射线荧光光谱定量分析都需要使用X射线照射，而X射线光路的真空度对X射线强度有着非常大的影响。具体的，X射线波长越长，空气的吸收就越多，导致X射线的强度变小，给后续的测量和信号处理带来困难；另外，当真空度发生变化时X射线的强度也不够稳定，会给测量带来误差。为了保持样品室和测量室具有稳定的真空环境，需要使用真空泵固定抽速地运转。该结构的缺陷是：1、真空泵固定抽速持续运转造成能源浪费；2、如果为了节约能源而频繁启停真空泵的话会增加对真空系统管线的冲击力，加速部件的磨损，缩短设备零部件的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提出一种解决了真空泵固定抽速运转导致能耗高问题的真空度控制系统。本专利技术的另一个目的是提出一种能耗更低、抽真空效果更好的真空度控制方法。本专利技术的还一个目的是提出一种能利用变频器控制真空泵运行的X射线荧光光谱仪。为达此目的，一方面，本专利技术采用以下技术方案：一种真空度控制系统，所述控制系统包括真空腔室、连接至所述真空腔室的真空规管、信号连接所述真空规管的控制装置、信号连接所述控制装置的变频器、以及信号连接所述变频器的真空泵；所述真空泵与所述真空腔室通过管道连接，所述管道上分别设置有抽真空阀和进气阀。特别是，所述抽真空阀包括并列设置的快速抽真空阀和慢速抽真空阀。特别是，所述进气阀包括快速进气阀和慢速进气阀；在所述快速进气阀和慢速进气阀之间设置有过滤器。特别是，所述控制系统还包括上位机；所述上位机用于向控制装置发送指令，当系统处于调试模式时所述上位机控制所述抽真空阀、进气阀以及变频器的输入信号，对真空度控制系统各个部件进行调试；当系统处于正常工作模式时，所述上位机用于向所述控制装置发送指令以模拟整个工作过程。特别是，所述真空规管为皮拉尼真空计。另一方面，本专利技术采用以下技术方案：一种基于上述真空度控制系统的真空度控制方法，所述控制方法是根据所述真空腔室中的真空度数值来调整真空泵、抽真空阀和/或进气阀的工作参数。特别是，所述控制方法包括真空泵的工作参数控制，包括下述步骤：步骤S1、所述真空规管检测所述真空腔室中的真空度数值，将真空度数值信号发送至所述控制装置；步骤S2、所述控制装置根据所述真空度数值得到对应的所述变频器的输出频率值；步骤S3、所述控制装置的控制芯片输出幅值为3.3V且脉冲宽度可调的PWM脉冲；经光耦隔离升压后得到幅值为5V且脉冲宽度可变的信号；所述信号依次经过RC滤波器和二阶巴特沃斯低通滤波器处理，得到只含有直流分量的模拟量信号；步骤S4、所述控制装置将所述模拟量信号发送至所述变频器；步骤S5、所述变频器根据所述模拟量信号改变输出频率，进而改变所述真空泵的转速。特别是，所述控制方法还包括抽真空阀和/或进气阀的工作参数控制，包括下述步骤：步骤H1、所述控制装置的控制芯片输出幅值为3.3V的电压经光耦隔离升压得到幅值为5V的信号；步骤H2、所述控制装置将信号发送至继电器，由所述继电器控制抽真空阀和/或进气阀的通断；所述继电器的输出端并联一个续流二极管，并接地。特别是，所述控制方法还包括下述步骤：步骤H3、所述控制装置判断当前需要抽真空还是进气；是抽真空则转至步骤H4，是进气则转至步骤H5；步骤H4、关闭进气阀，开启快速抽真空阀和慢速抽真空阀，升高所述真空泵的频率值；直至真空度数值符合要求后关闭快速抽真空阀，程序结束；步骤H5、降低所述真空泵的频率值，关闭所述抽真空阀，开启慢速进气阀，直至第一气压值符合设定值；开启快速进气阀，直至第二气压值符合设定值；程序结束。再一方面，本专利技术采用以下技术方案：一种X射线荧光光谱仪，所述光谱仪包括上述的真空度控制系统，所述真空度控制系统的所述真空腔室为所述光谱仪提供真空的样品室和/或测量室；所述样品室和/或测量室中分别设置有皮拉尼真空计。本专利技术真空度控制系统包括真空规管、变频器、抽真空阀和进气阀，利用变频器对真空泵进行控制，通过调整变频器的输出功率来改变真空泵电机的转速，从而达到降低设备能损、节能环保的目的。本专利技术真空度控制方法是根据真空腔室中的真空度数值来调整真空泵、抽真空阀和/或进气阀的工作参数，避免真空泵持续地以固定抽速运行，能耗更低，抽真空效果更好。本专利技术X射线荧光光谱仪包括上述的真空度控制系统，利用变频器控制真空泵的运行，当真空度维持一定时间后调整变频器的输出功率，降低了设备的能源损耗，节能环保。附图说明图1是本专利技术优选实施例一提供的真空度控制系统的原理图。图中标记为：1、真空腔室；2、真空规管；3、真空泵；4、控制装置；5、变频器；6、管道；9、上位机；71、快速抽真空阀；72、慢速抽真空阀；81、快速进气阀；82、慢速进气阀；83、过滤器。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。优选实施例一：本优选实施例公开一种真空度控制系统。如图1所示，该控制系统包括真空腔室1、连接至真空腔室1的真空规管2、信号连接真空规管2的控制装置4、信号连接控制装置4的变频器5、信号连接变频器5的真空泵3、以及上位机9；真空泵3与真空腔室1通过管道6连接，管道6上分别设置有抽真空阀和进气阀。其中，真空规管2为皮拉尼真空计；控制装置4的芯片采用型号为MFC320F28335的DSP。上位机9用于向控制装置4发送指令，当系统处于调试模式时上位机9控制抽真空阀、进气阀以及变频器5的输入信号，对真空度控制系统各个部件进行调试；当系统处于正常工作模式时，上位机9用于向控制装置4发送指令以模拟整个工作过程。该控制系统可以实时或者每间隔一段时间检测真空腔室1内的真空度数值，根据真空度数值来调整真空泵3、抽真空阀和/或进气阀的工作参数，解决了真空泵3持续以固定转速工作导致能源浪费的问题，同时能解决盲目地启停真空泵3导致真空系统管线以及加速部件磨损严重的问题，延长了装置的使用寿命。抽真空阀的具体结构不限，能辅助真空泵3快速稳定抽真空即可。优选的，抽真空阀包括并列设置的快速抽真空阀71和慢速抽真空阀72。进气阀的具体结构不限，能保证真空腔室1中及时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空度控制系统，其特征在于，所述控制系统包括真空腔室(1)、连接至所述真空腔室(1)的真空规管(2)、信号连接所述真空规管(2)的控制装置(4)、信号连接所述控制装置(4)的变频器(5)、以及信号连接所述变频器(5)的真空泵(3)；所述真空泵(3)与所述真空腔室(1)通过管道(6)连接，所述管道(6)上分别设置有抽真空阀和进气阀。

【技术特征摘要】
1.一种真空度控制系统，其特征在于，所述控制系统包括真空腔室(1)、
连接至所述真空腔室(1)的真空规管(2)、信号连接所述真空规管(2)的控
制装置(4)、信号连接所述控制装置(4)的变频器(5)、以及信号连接所述变
频器(5)的真空泵(3)；所述真空泵(3)与所述真空腔室(1)通过管道(6)
连接，所述管道(6)上分别设置有抽真空阀和进气阀。
2.根据权利要求1所述的真空度控制系统，其特征在于，所述抽真空阀包
括并列设置的快速抽真空阀(71)和慢速抽真空阀(72)。
3.根据权利要求1所述的真空度控制系统，其特征在于，所述进气阀包括
快速进气阀(81)和慢速进气阀(82)；在所述快速进气阀(81)和慢速进气阀
(82)之间设置有过滤器(83)。
4.根据权利要求1所述的真空度控制系统，其特征在于，所述控制系统还
包括上位机(9)；所述上位机(9)用于向控制装置(4)发送指令，当系统处
于调试模式时所述上位机(9)控制所述抽真空阀、进气阀以及变频器(5)的
输入信号，对真空度控制系统各个部件进行调试；当系统处于正常工作模式时，
所述上位机(9)用于向所述控制装置(4)发送指令以模拟整个工作过程。
5.根据权利要求1至4任一所述的真空度控制系统，其特征在于，所述真
空规管(2)为皮拉尼真空计。
6.一种基于如权利要求1至5任一所述真空度控制系统的真空度控制方法，
其特征在于，所述控制方法是根据所述真空腔室(1)中的真空度数值来调整真
空泵(3)、抽真空阀和/或进气阀的工作参数。
7.根据权利要求6所述的真空度控制方法，其特征在于，所述控制方法包
括真空泵(3)的工作参数控制，包括下述步骤：
步骤S1、所述真空规管(2)检测所述真空腔室(1)中的真空度数值，将

\t真空度数值信号发送至所述控制装置(4)；
步骤S2、所述控制装置(4)根据所述真空度数值得到对应的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：麻硕，邱忠义，陈卓哲，邓赛文，
申请(专利权)人：北京金自天正智能控制股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11