样品气体配气装置制造方法及图纸

一种样品气体配气装置，由样品气体配置气路、自动流量控制仪、计算机和计算机预装控制软件组成，其特征在于：样品气体配置气路置于一恒温装置中，由复数个质量流量控制器、三通电磁阀、气体导管和一混合气室以及相应的控制电路接口组成；质量流量控制器的输入口与高压气体钢瓶相连，其中，一质量流量控制器的输出口经气体导管连接于混合气室，其余质量流量控制器的输出口经气体导管连接于三通电磁阀的输入口，三通电磁阀的输出口与混合气室相通，混合气室的输出口与配置气路输出口相通；　　　　自动流量控制仪，设有单片机，Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ电路，质量流量控制器信号接口，电磁阀驱动信号接口，图形液晶显示模块，计算机接口和自动／手动切换开关；　　　　样品气体配置气路的质量流量控制器的控制电路接口与质量流量控制器信号接口电连接；　　　　样品气体配置气路的三通电磁阀的控制电路接口与电磁阀驱动信号接口电连接；　　　　计算机通过计算机接口与自动流量控制仪电连接。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及气体检测和自动控制
，是一种气体混合装置，样品气体配气系统适用于科研、化工、环境监测等方面。
技术介绍
在科研实验领域，进行气敏材料、气体传感器气体响应研究或进行气体传感器的标定，以及电子鼻系统研究时，需要用到具有一定浓度和流量的混合气体作为样品气体，要求该样品气体气流平稳，浓度准确，可以根据需要快速地改变样品气体的种类以及浓度，具有较高的重复性，这样可以减小环境变化、人为因素造成的影响，提高研究的可靠性。目前采用的配气方式有以下几种气源经气体流量计控制进入抽成真空或负压的混合气室中混合产生所需的样品气体；采用高压气瓶中的压缩气体作为气源，通过减压器、阀门等的调节进入混合气室产生样品气体，如中国技术专利00211457.7。这些方式一般采用手工调整阀门、气体质量流量控制器的方法对气体进行关断和流量调节，操作复杂，难以满足实际的要求。使用控制电路以及微处理器电路的配气装置可以提高装置的自动化水平，改善操作性能，提高一致性，如中国技术专利91227165.5、95222039.3。但这些装置没有涉及实时改变气体的流量和浓度，如果在研究过程中需要多次改变气体的浓度，控制电路就比较复杂，而且缺乏产生蒸汽类型混合气体(如乙醇蒸汽、汽油蒸汽等)的功能，整个系统的性能仍不能令人满意。因此我们提出了智能配气装置的设想，该系统可以在计算机上设定配气方案，由计算机来控制配气的过程，这样就简化操作过程，提高可靠性和一致性。另外该装置易于扩展，可以和其它实验系统集成。新型内容为了提高气体流量装置的自动化水平，本技术提供了一种基于单片机和可编程控制技术的样品气体配气装置，它是一种多用途气体混合装置，可以快速便捷地按一定比例进行两种不同气体的混合，准确地配置样品气体的浓度和流量。本技术能根据预先设定产生浓度随时间变化的样品气体。为达到上述目的，本技术的技术解决方案是提供一种样品气体配气装置，由样品气体配置气路、自动流量控制仪、计算机和计算机预装控制软件组成，其样品气体配置气路置于一恒温装置中，由复数个质量流量控制器、三通电磁阀、气体导管和一混合气室以及相应的控制电路接口组成；质量流量控制器的输入口与高压气体钢瓶相连，其中，一质量流量控制器的输出口经气体导管连接于混合气室，其余质量流量控制器的输出口经气体导管连接于三通电磁阀的输入口，三通电磁阀的输出口与混合气室相通，混合气室的输出口与配置气路输出口相通；自动流量控制仪，设有单片机，A/D、D/A电路，质量流量控制器信号接口，电磁阀驱动信号接口，图形液晶显示模块，计算机接口和自动/手动切换开关；样品气体配置气路的质量流量控制器的控制电路接口与质量流量控制器信号接口电连接；样品气体配置气路的三通电磁阀的控制电路接口与电磁阀驱动信号接口电连接；计算机通过计算机接口与自动流量控制仪电连接。所述的样品气体配气装置，其所述样品气体配置气路中，有补偿载气气路或有微调载气流量装置。所述的样品气体配气装置，其所述样品气体配置气路中，于一气体导管中段设有密闭容器。所述的样品气体配气装置，其所述容器为烧瓶。所述的样品气体配气装置，其所述三通电磁阀，为两位三通阀，其一输出口通混合气室，另一输出口通排气口。所述的样品气体配气装置，其所述气体导管，以聚四氟乙烯材料制作。所述的样品气体配气装置，其所述自动流量控制仪的面板上，还设有键盘，开关，旋钮。所述的样品气体配气装置，其所述质量流量控制器的出气口气压接近于大气压。所述的样品气体配气装置，其配有计算机接口，可以与其他系统集成。本技术适用于需要准确地对气体进行配置、稀释的传感器性能分析，检验等科研场合，也能方便地集成在其他系统中，作为一台标准气体发生装置等等。附图说明图1是本技术样品气体配气装置结构示意图；图2配气装置气路结构示意图；图3(a)、3(b)是气体流量控制仪控制面板正面和背面图；图4是本技术样品气体配气装置的气体流量控制仪电路原理框图；图5是气体流量控制仪单片机软件流程图；图6是计算机监控软件流程框图；图7是举例产生一段样品气体脉冲的具体控制流程图。具体实现方式参见附图，本技术由样品气体配置气路1、气体流量控制仪2和计算机监控软件3组成。计算机监控软件3通过气体流量控制仪2监视气体配置气路1的工作状态，并根据预先的设定对气路1进行实时控制。本技术所提供的样品气体配置气路1由质量流量控制器5、三通电磁阀6以及相互连接的气体导管7组成。其中质量流量控制器5带有模拟信号输入输出及控制接口，用于调节气路的气体流量；三通电磁阀6是两位三通阀，包括一个输入口和两个输出口，其中一路输出口与混合气室10相连，另一路与排气口相连，由控制电信号控制该电磁阀6的输入口和其中一路输出口导通而与另一路输出口关闭，在通气时该电磁阀6可以维持质量流量控制器5出气口气压的平稳(一直都是接近于大气压)，保证了气流的平稳，避免了使用两通阀气流在阀门开启时混合气室10内气压变化造成的气流的不稳。此外为了减少环境温度的影响，整个气路放在恒温装置8中。配制样品气体时，由高压气体钢瓶4输出待混合气体，通过各个质量流量控制器5设置气流流量，由三通电磁阀6进行气路的选择，使不同气体按一定比率进入到混合气室10进行混合最终输出所需的混合气体。通过质量流量控制器5和三通电磁阀6的配合使用可以快速改变混合气体的浓度和种类。在通气时，控制三通电磁阀6切换气流方向，可以使混合气室10中的气体浓度瞬时发生较大变化，即产生一段样品气体脉冲。此外该样品气体配置气路可以产生蒸汽类型气体(如乙醇，汽油等)，方法是将洁净载气经过质量流量控制器5调节流量，通过装有挥发性液体的容器9形成该液体的饱和蒸汽由该液体在环境所在温度下的饱和蒸汽压，计算出此时的气体浓度，蒸汽在气流稳定后可以由三通电磁阀6切换注入到混合气室10混合稀释。该气路有气流补偿气路的设计，以减少气路切换时的气流变化，保证气流流量的平稳，由质量流量控制器5调节流量以平衡气室10中总的气流流量。本技术所提供的气体流量控制仪2驱动样品气体配置气路1的各个质量流量控制器5和三通电磁阀6，具有体积小、多路信号输出、可进行实时气体流量检测和显示的特点。它采用单片机作为处理核心，对气路装置中的质量流量控制器5和电磁阀6进行及时准确的控制，使不同的气体按一定的比例组成较复杂的混合气体，从而得到所需的样品气体。气体流量控制仪2的面板如图3a、图3b所示，具有液晶显示屏幕12，信号指示灯21、22、23，输入按键13、14、15，开关16、19，旋钮20和各个信号接口24、25、26；它可以工作于自动方式和手动方式，当工作于手动方式时，可以用手动开关19和旋钮20对气路中的质量流量控制器5和三通电磁阀6进行单独调整。当工作于自动方式时，可以实时地由计算机监控软件3灵活方便地改变所配置气体的流量和浓度，配置出的混合气体，具有流量稳定、浓度准确等优点。本技术所提供的计算机监控软件3，通过计算机接口24与气体流量控制仪2通讯，进行实时监控。该软件除了提供参数设定和装置状态显示功能外，还能以编写流程脚本文件的方式设定工作流程，在配气时可以根据要求导入流程脚本文件，依据文件中的控制语句自动控制配气装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李建平，贾建，高晓光，何秀丽，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：实用新型
国别省市：