CN107519773B - 带校准的大浓度范围标准气配气仪及其校准方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及气体检测仪技术领域,尤其涉及一种带校准的大浓度范围标准气配气仪及其校准方法。本发明提供的配气仪包括载气通路、第一稀释气通路及第二稀释气通路;载气通路与第一稀释气通路并联连接第一混合室,第一混合室的第一出口连接排气口,第二出口与第二稀释气通路并联连接第二混合室,第二混合室连接标准气出口;第二稀释气通路设有第一流路控制阀及第二流量控制器,第一混合室的第一出口处设有第三流量控制器及第二流路控制阀;第二流路控制阀与第一流路控制阀连接。结构简单,配备出的标气浓度范围广;校准时,校准所在的气路继续参加后续校准,简化了校准结构流路且配气精度高。

Description

带校准的大浓度范围标准气配气仪及其校准方法
技术领域
本发明涉及气体检测仪技术领域,尤其涉及一种带校准的大浓度范围标准气配气仪及其校准方法。
背景技术
在气体检测分析仪器中,常需要用到配气仪来获取不同浓度的标准气体来对仪器进行标定,且随着工业检测领域对气体浓度检测准确度的要求越来越严格,对标准气体的浓度要求也越来越高。
现有的标准气配气仪,如若需配置汞标气,Hg标气发生装置利用饱和汞蒸气原理或化学反应产生元素汞,一路通过载气将汞蒸气带出形成某一浓度的汞标气,另一路作为稀释气对汞标气进行稀释,最终浓度的大小由总流量决定。然而通过流量的直接稀释很难做到大的浓度范围的标气的配置,而且浓度越低所需气体流量越大,这不仅会增加流量计的成本,浪费大量气体,而且由于流量的增加,误差增加,浓度的稳定性和准确性会降低。
另外,在配气***中,有时会用到多个流量控制器,而为了减少多个流量计带来的误差,每次配气前通过以某一个流量计对其他流量计进行校准以达到较小配气浓度的偏差。而特别涉及到类似Hg渗透腔这类对内部环境要求稳定的气路结构,即要保证配气***中某关键气路的环境稳定性,即流量稳定,又要实现自校准功能以保证配气仪配气浓度的准确性,从现有公开的校准方式来看,均未考虑上述情形。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的第一目的是:提供一种结构简单、浓度调节范围大、调节方便且配气精度高的带校准的大浓度范围标准气配气仪,以解决的现有的配气仪存在的误差累计大、配气精度低及气体浓度的准确性和稳定性差问题。
本发明的第二目的是:提供一种对结构简单、浓度调节范围大、调节方便且配气精度高的带校准的大浓度范围标准气配气仪进行校准的方法,以解决现有的配气仪存在的误差累计大、配气精度低及气体浓度的准确性和稳定性差问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种带校准的大浓度范围标准气配气仪,包括载气通路、第一稀释气通路及第二稀释气通路;所述载气通路与所述第一稀释气通路并联连接第一混合室,所述第一混合室的第一出口连接排气口,所述第一混合室的第二出口与所述第二稀释气通路并联连接第二混合室,所述第二混合室连接标准气出口;
所述第二稀释气通路上自进气端依次设有第一流路控制阀及第二流量控制器,所述第一混合室的第一出口处设有第三流量控制器及第二流路控制阀,所述第二流路控制阀与所述排气口连接;所述第三流量控制器通过所述第二流路控制阀与所述第一流路控制阀连接,以实现与所述第二流量控制器连接。
其中,所述第一混合室的第二出口设有第二控制阀,所述第二控制阀与所述第二混合室连接。
其中,所述的带校准的大浓度范围标准气配气仪还包括气源通路,所述气源通路为一进两出的三通管,所述气源通路通过第一流量控制器分别与所述载气通路及第一稀释气通路连接。
其中,所述载气通路和所述第一稀释气通路中的至少一个通路上设有第一控制阀;当只有其中一个通路上设有所述第一控制阀时,另一个通路上设有流量计。
其中,所述载气通路上设有渗透腔和所述流量计,所述流量计用于测量载气通入所述渗透腔的气体流量,所述渗透腔用于与所述第一混合室连接。
其中,所述第一稀释气通路上设有所述第一控制阀,所述第一控制阀用于控制稀释气体通入所述第一稀释气通路的气体流量,以确保流经所述渗透腔的气体流量恒定不变。
其中,所述的带校准的大浓度范围标准气配气仪还包括补气通路,所述补气通路上设有第三控制阀,所述第三控制阀与所述第三流量控制器连接。
其中,所述载气通路上设有第四流量控制器和渗透腔,所述渗透腔与所述第一混合室连接;所述第一稀释气体通路上设有第五流量控制器,所述第五流量控制器与所述第一混合室连接。
其中,所述载气通路还设有第三流路控制阀及第五流路控制阀,所述第三流路控制阀设于所述载气通路的进气端,所述第五流路控制阀设于所述渗透腔与所述第一混合室之间;所述第一稀释气体通路上还设有第四流路控制阀,所述第五流量控制器通过所述第四流路控制阀分别与所述第四流量控制器和第一混合室连接。
其中,所述第四流路控制阀为一进两出的三通阀,其进口与所述第五流量控制器连接,出口分别连接所述第四流量控制器及所述第一混合室;第五流路控制阀为一进两出的三通阀,其进口与所述渗透腔连接,出口分别连接排空口及所述第一混合室。
其中,所述第一流路控制阀为两进一出的三通阀,其进口分别连接所述第二稀释气通路的接入气源及所述第二流路控制阀,其出口与所述第二流量控制器连接;第二流路控制阀为一进两出的三通阀,其进口与所述第三流量控制器连接,出口分别连接所述第一流路控制阀及所述排气口。
本发明还提供了一种带校准的大浓度范围标准气配气仪进行的校准方法,以所述第三流量控制器为标准对所述第一流量控制器进行校准,具体包括如下操作步骤:
打开所述第一流量控制器、第三流量控制器,关闭所述第二控制阀,并将所述第二流路控制阀切换至NO端;或打开所述第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器,关闭所述第二控制阀,并将第一流路控制阀与第二流路控制阀连通;
调节所述第一流量控制器的开度,当所述第三流量控制器的示值达到所述第一流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取所述第一流量控制器的输入输出数据偏差值,根据所述输入输出数据偏差值对所述第一流量控制器进行校正。
本发明还提供了一种带校准的大浓度范围标准气配气仪进行的校准方法,以所述第三流量控制器为标准对所述第二流量控制器进行校准,包括如下操作步骤:
当所述第一流量控制器的目标流量不小于所述第二流量控制器的目标流量时:
打开所述第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器及第二控制阀,并将所述第一流路控制阀与第二流路控制阀连通;
经第一混合室稀释后的一部分气体依次通过所述第三流量控制器、第二流路控制阀、第一流路控制阀及第二流量控制器后通过所述标准气出口流出;剩余部分气体通过所述第二控制阀后通过所述标准气出口流出;
调节所述第二控制阀的开度,当所述第三流量控制器的示值达到所述第二流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取所述第二流量控制器的输入输出数据偏差值,根据所述输入输出数据偏差值对所述第二流量控制器进行校正;
当所述第一流量控制器的目标流量小于所述第二流量控制器的目标流量时:
打开所述第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器,并将所述第一流路控制阀与第二流路控制阀连通;
经第一混合室稀释后的气体依次通过所述第三流量控制器、第二流路控制阀、第一流路控制阀及第二流量控制器后通过所述标准气出口流出;
调节所述第一流量控制器的开度,当所述第三流量控制器的示值达到所述第二流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取所述第二流量控制器的输入输出数据偏差值,根据所述输入输出数据偏差值对所述第二流量控制器进行校正。
本发明还提供了一种带校准的大浓度范围标准气配气仪进行的校准方法,以所述第三流量控制器为标准对所述第二流量控制器进行校准,包括如下操作步骤:
当所述第一流量控制器的目标流量小于所述第二流量控制器的目标流量时:
打开所述第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器及第三控制阀,并将所述第一流路控制阀与第二流路控制阀连通;
通过所述补气通路补入所述第二流量控制器与第一流量控制器的目标流量差值的气体流量,调节所述第三控制阀的开度,当所述第三流量控制器的示值达到所述第二流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取所述第二流量控制器的输入输出数据偏差值,根据所述输入输出数据偏差值对所述第二流量控制器进行校正。
本发明还提供了一种带校准的大浓度范围标准气配气仪进行的校准方法,以所述第三流量控制器为标准依次对所述第四流量控制器、第五流量控制器的总和及对第二流量控制器进行校准,包括如下操作步骤:
设置所述第三流量控制器的控制量为所述第四流量控制器及第五流量控制器的总目标流量;将所述第四流量控制器的流量设为固定值并将所述第五流量控制器及第三流量控制器打开;调节所述第五流量控制器的开度,当所述第三流量控制器的示值达到所述第四流量控制器及第五流量控制器的总目标流量且示值稳定后,获取所述第四流量控制器与第五流量控制器的总目标流量值的输入输出数据偏差值,并根据所述输入输出数据偏差值对所述第四流量控制器及第五流量控制器的总目标流量进行校正;
设置所述第三流量控制器的控制量为所述第二流量控制器的目标流量,当所述第四流量控制器及第五流量控制器的总目标流量不小于第二流量控制器的目标流量时:
打开所述第二流量控制器、第三流量控制器、第四流量控制器、第五流量控制器及第二控制阀,并将所述第一流路控制阀与第二流路控制阀连通;经所述第一混合室稀释后的一部分气体依次通过所述第三流量控制器、第二流路控制阀、第一流路控制阀及第二流量控制器后通过标准气出口流出;剩余部分气体通过所述第二控制阀后通过标准气出口流出;调节所述第二控制阀的开度,当所述第三流量控制器的示值达到所述第二流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取所述第二流量控制器的输入输出数据偏差值,根据输入输出数据偏差值对所述第二流量控制器进行校正;
当所述第四流量控制器及第五流量控制器的总目标流量小于第二流量控制器的目标流量时:
打开所述第二流量控制器、第三流量控制器、第四流量控制器、第五流量控制器,并将所述第一流路控制阀与第二流路控制阀连通;经所述第一混合室稀释后的气体依次通过所述第三流量控制器、第二流路控制阀、第一流路控制阀及第二流量控制器后通过标准气出口流出;调节所述第五流量控制器的开度,当所述第三流量控制器的示值达到所述第二流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取所述第二流量控制器的输入输出数据偏差值,根据所述输入输出数据偏差值对所述第二流量控制器进行校正。
本发明还提供了一种带校准的大浓度范围标准气配气仪进行的校准方法,以所述第三流量控制器为标准依次对所述第四流量控制器、第五流量控制器及第二流量控制器进行校准,包括如下操作步骤:
设置所述第三流量控制器的控制量为所述第四流量控制器的目标流量,打开所述第三流路控制阀、第四流量控制器及第三流量控制器,并将所述第五流路控制阀切换至NO端;和/或打开所述第五流量控制器、第四流量控制器及第三流量控制器,将所述第四流路控制阀切换至NC端并将所述第五流路控制阀切换至NO端;如此,气体可从所述载气通路和/或第一稀释气通路流入所述第四流量控制器并经过所述第五流路控制阀流至所述第三流量控制器,从所述第三流量控制器流出的气体可通过所述第二流路控制阀直接排出和/或从所述第二流路控制阀、第一流路控制阀及第二流量控制器排出;调节所述第四流量控制器的开度,当所述第三流量控制器的示值达到所述第四流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取所述第四流量控制器的输入输出数据偏差值,根据所述输入输出数据偏差值对所述第四流量控制器进行校正;
设置所述第三流量控制器的控制量为所述第五流量控制器的目标流量,打开第三流路控制阀,并将所述第五流路控制阀切换至NC端及将所述第四流路控制阀切换至NO端,调节所述第五流量控制器的开度,当所述第三流量控制器的示值达到所述第五流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取所述第五流量控制器的输入输出数据偏差值,根据所述输入输出数据偏差值对所述第五流量控制器进行校正;
设置所述第三流量控制器的控制量为所述第二流量控制器的目标流量,将所述第四流路控制阀切换至NO端,并将所述第一流路控制阀与第二流路控制阀连通;调节所述第五流量控制器的开度,当所述第三流量控制器的示值达到所述第二流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取所述第二流量控制器的输入输出数据偏差值,根据所述输入输出数据偏差值对所述第二流量控制器进行校正。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点:
本发明提供了一种带校准的大浓度范围标准气配气仪,包括载气通路、第一稀释气通路及第二稀释气通路;载气通路与第一稀释气通路并联连接第一混合室,第一混合室的第一出口连接排气口,第一混合室的第二出口与第二稀释气通路并联连接第二混合室,第二混合室连接标准气出口;第二稀释气通路上自进气端依次设有第一流路控制阀及第二流量控制器,第一混合室的第一出口处设有第三流量控制器及第二流路控制阀,第二流路控制阀与排气口连接;第三流量控制器通过第二流路控制阀与第一流路控制阀连接,以实现与第二流量控制器连接。结构简单,经第一混合室稀释后的标气流量大且可调,控制性好且分配精度高,通过第一混合室的两个出口进行流量分配后,进入第二混合室的标气浓度的准确度好,在第二混合室与第二稀释气通路混合后,配备出的标气浓度范围广。另外,本申请提供的配气仪可校准其中一个流量控制器后,在校准其它流量控制器时,该气路继续参加后续校准中,极大地简化了校准结构流路;并且该气路流量正常稳定工作,不受后续校准的干扰,避免了后续校准对该气路稳定性的影响,有效提高了配气的精度及确保浓度准确性。
附图说明
图1是本发明实施例一的带校准的大浓度范围标准气配气仪的结构示意图;
图2是本发明实施例二的带校准的大浓度范围标准气配气仪的结构示意图;
图3是本发明实施例三的带校准的大浓度范围标准气配气仪的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需说明的是,图1至图3中的MFC,英文名称为“Mass Flow Controller”,中文名称为流量控制器;MFC1为第一流量控制器,MFC2为第二流量控制器,MFC3为第三流量控制器,MFC4为第四流量控制器,MFC5为第五流量控制器;本实施例中的流量指的是流速,即单位时间内的气体体积流量。
另还需说明的是,在校准过程中,校准方式可以多样,以MFC3校准MFC1为例加以具体说明。其一、将MFC3设置为MFC1的目标流量,调节MFC1的开度,当MFC3的示值达到MFC1的目标流量时,读取MFC1的示值并校准;其二、调节MFC1的开度,使得MFC3的读数靠近MFC1的目标流量时,读取MFC3的示值并校准。具体地,可根据实际实施条件来选择合理的校准方式。
实施例一
一方面,如图1所示,本发明实施例提供了一种带校准的大浓度范围标准气配气仪,包括载气通路、第一稀释气通路及第二稀释气通路;载气通路与第一稀释气通路并联连接第一混合室,第一混合室的第一出口连接排气口,第一混合室的第二出口与第二稀释气通路并联连接第二混合室,第二混合室连接标准气出口;第二稀释气通路上自入口端依次设有第一流路控制阀及第二流量控制器(即MFC2),第一混合室的第一出口处设有第三流量控制器(即MFC3)及第二流路控制阀,第二流路控制阀与排气口连接;第三流量控制器通过第二流路控制阀与第一流路控制阀连接,以实现与第二流量控制器连接。通过在气源通路、第一混合室的第一出口处及第二稀释气通路分别设置流量控制器,可以各自按需控制载气与第一稀释气及第二稀释气的流量,从而配置目标气体;通过设置第一流路控制阀及第二流路控制阀,且第一流路控制阀与第二流路控制阀连接,可以连通第三流量控制器与第二流量控制器,能通过其中一个流量控制器来校准另一个流量控制器,减小误差,提高精度。
本申请提供的配气仪,结构简单,经第一混合室稀释后的标气流量大且可调,控制性好且分配精度高,通过第一混合室的两个出口进行流量分配后,进入第二混合室的标气浓度的准确度好,在第二混合室与第二稀释气通路混合后,配备出的标气浓度范围广。另外,本申请提供的配气仪可校准其中一个流量控制器后,在校准其它流量控制器时,该气路继续参加后续校准中,极大地简化了校准结构流路,操作简单且节约气体流量;并且该气路流量正常稳定工作,不受后续校准的干扰,避免了后续校准对该气路稳定性的影响,有效提高了配气的精度及确保浓度准确性,特别适用于类似Hg渗透腔这类对内部环境要求稳定的气路结构,即要保证配气***中某关键气路的环境稳定性,即流量稳定,又要实现校准功能以保证配气仪配气浓度的准确性。
在本实施例中,第一混合室的第二出口设有第二控制阀,第二控制阀与第二混合室连接,第二控制阀用于控制从排气口排空的气体的流量。在本实施例中,经一级稀释后的气体分为两路,一路通过排气口排空或用作它用,具体地,在第一混合室与排气口之间设有第二控制阀,可以根据所需标气的浓度来调节第二控制阀的开度,操作简单,使用方便,且利于实现更广的配气浓度范围。需说明的是,第二控制阀可以为比例阀、针阀、节流阀、伺服阀等其他元器件类型,具体可根据实际实施条件来选择合理的元器件类型。
除上述之外,也可将第二控制阀与第三流量控制器互换,即在第一混合室的第二出口设有第三流量控制器,第一混合室的第一出口处设有第二控制阀。采用这种结构形式的配气仪,操作简单,使用方便,且也能实现更广的配气浓度范围,具体可根据实际实施条件来选择相应的结构形式。
进一步地,标准气配气仪还包括气源通路,气源通路为一进两出的三通管,气源通路通过第一流量控制器分别与载气通路及第一稀释气通路连接。在本实施例中,气源通路用于提供气源,气源通路通过第一流量控制器(即MFC1)进行流量控制,一部分气体用作载气,另一部分气体用作稀释气。
具体配气时,气源通过MFC1后分为两路,一路用作载气,即通过载气通路进入第一混合室,另一路用作稀释气,即稀释气通过第一稀释气通路进入第一混合室后并与进入第一混合室的载气混合,得到一级稀释后的混合气体;该混合气体分为两路,一路通过排气口排空或用作它用;另一路进入第二混合室,气源通过第二稀释气通路进入第二混合室后并与进入第二混合室的混合气体作进一步地混合,得到二级稀释后的混合气体,并从标准气出口流出。本申请提供的标准气配气仪,结构简单,经第一混合室稀释后的标气流量大,进行流量分配易于实现,控制性好且分配精度高,通过第一混合室的两个出口进行流量分配后,进入第二混合室的标气流量的误差对二次稀释后浓度的影响小,因而利于提高标气的精度及准确度;在第二混合室与第二稀释气通路混合稀释后,配备出的标气浓度范围更广、精密度更高且浓度准确性更好;另外,由于经第一混合室稀释后的标气流量大,因而更易控制,调节更为方便。
需说明的是,本实施例提供的标准气配气仪,可以用于配备不同的标准气,如汞标气、一氧化氮、甲烷、苯、甲苯、甲醛、乙醇等。根据需配备的标准气来选择相应的渗透腔类型。其中,气源一般为高纯氮气或其它干净无干扰的气体,气源用作载气或稀释气。
进一步地,本申请提供的带校准的大浓度范围标准气配气仪还包括补气通路,补气通路上设有第三控制阀,第三控制阀与第三流量控制器连接。具体地,在本实施例中,可先校准第三流量控制器,在校核第二流量控制器时,若第一流量控制器的目标流量小于第二流量控制器的目标流量时,可将第三控制阀打开并关闭第二控制阀,通过补气通路补入第一流量控制器与第二流量控制器的目标流量差值的气体流量,以通过第三流量控制器来校核第二流量控制器。
具体地,载气通路和第一稀释气通路中的至少一个通路上设有第一控制阀;当只有其中一个通路上设有第一控制阀时,另一个通路上设有流量计。即有三种设置情形:其一、载气通路和第一稀释气通路均设有第一控制阀;其二、载气通路上设有第一控制阀,第一稀释通路上设有流量计;其三、第一稀释通路上设有第一控制阀,载气通路上设有流量计。需说明的是,第一控制阀和流量计都可以替换为其它类似功能的阀门件,如针阀、节流阀、伺服阀等其他元器件类型,具体可根据实际实施条件来选择相应的设置方式及元器件类型。
优选地,在本实施例中,载气通路上设有渗透腔和流量计,流量计可以制造一定的压力差以方便第一控制阀的流量调节且能实时监测载气通入渗透腔的气体流量,渗透腔用于与第一混合室连接;第一稀释气通路上设有第一控制阀,第一控制阀用于控制稀释气体通入第一稀释气通路的气体流量,以确保流经渗透腔的气体流量恒定不变。在本实施例中,气源通路通过第一流量控制器(即MFC1)进行流量控制,用作载气的一部分气体通过流量计进入渗透腔,经渗透腔处理后得到的标气进入第一混合室,用作稀释气的剩余部分气体通过第一控制阀进入第一混合室,并与进入第一混合室的标气进行混合,以实现一级稀释,结构紧凑,利于减小整体占用空间。
需说明的是:渗透腔为某一恒定温度下渗透率稳定的装置,对温度的稳定性要求为0.1℃以内,所以其对内部环境的稳定性要求非常高。一般情况下,渗透腔稳定后,载气的流速不能随便变动。因此,在载气通过渗透腔时,对流速的稳定性要求高。在本实施例中,MFC1的流量可调,调节MFC1的流量时,通过调节第一控制阀的开度来调节通过第一稀释气通路的流量,进而使得载气通路中经过渗透腔的流量恒定不变,以保证渗透腔内环境的稳定性,进而提高配备标准气的质量。本发明采用载气进行一级稀释混合后再进行流量分配,并将流量分配后的部分气体再进行二级稀释混合,采用这种方式得到的配气浓度范围更广,浓度误差更小,且更易实现,控制性好。
其中,第一控制阀也可替换为针阀、节流阀、伺服阀等其他元器件类型,具体可根据实际实施条件来选择合理的元器件类型。
优选地,在本实施例中,第一流路控制阀为两进一出的三通阀,其进口分别连接第二稀释气通路的接入气源及第二流路控制阀,其出口与第二流量控制器连接。如此,通过第一流路控制阀的作用可灵活切换不同的通路状况,以实现对不同流量控制器的校核。优选地,第一流路控制阀也可以采用两个二位二通的流路控制阀,其中一个流路控制阀用于连接第二稀释气通路的接入气源与第二流量控制器,另一个流路控制阀用于连接第二流路控制阀与第二流量控制器,以实现等同效果。具体可根据实际实施条件进行合理的选择。
优选地,在本实施例中,第二流路控制阀为一进两出的三通阀,其进口与第三流量控制器连接,出口分别连接第一流路控制阀及排气口。如此,通过第二流路控制阀的作用可灵活切换不同的通路状况,以实现对不同流量控制器的校核。优选地,第二流路控制阀也可以采用两个二位二通的流路控制阀,其中一个流路控制阀用于连接第三流量控制器与排气口,另一个流路控制阀用于连接第一流路控制阀与第三流量控制器,以实现等同效果。具体可根据实际实施条件进行合理的选择。
需说明的是:针对包括有渗透腔的配气管路,因渗透腔对气路稳定性较高,MFC1的流量变化不能太大,预热阶段MFC1的流量固定,以后的校准过程中MFC1的流量变化较小,以确保流经渗透腔的气体流量恒定不变。
另一方面,本发明还提供了一种带校准的大浓度范围标准气配气仪进行的校准方法,在本实施例中,预先对第三流量控制器进行校准,再以第三流量控制器为标准对第一流量控制器进行校准,具体包括如下操作步骤:
打开第一流量控制器、第三流量控制器,关闭第二控制阀,并将第二流路控制阀切换至NO端,气体流路为载气通路及第一稀释气通路上的气体在第一混合室混合后,通过第三质量控制器及第二流路控制阀从排气口排出;或打开所述第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器,关闭所述第二控制阀,并将第一流路控制阀与第二流路控制阀连通,气体流路为载气通路及第一稀释气通路上的气体在第一混合室混合后,通过第三质量控制器、第二流路控制阀、第一流路控制阀及第二流量控制器后从出气口排出;具体地,在用第三流量控制器校核第一流量控制器时,可以通过上述两种方式进行校核,具体可根据实际实施条件来选择合理的校准方式;
调节第一流量控制器的开度,优选方案是缓慢调节第一流路控制器的开度,以避免大流量跳跃引起渗透腔的内部环境骤变,保证环境稳定性;当第三流量控制器的示值达到第一流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取第一流量控制器的输入输出数据偏差值,根据输入输出数据偏差值对第一流量控制器进行校正,操作简便且极大地简化了校准结构流路。
另一方面,本发明还提供了一种带校准的大浓度范围标准气配气仪进行的校准方法,在本实施例中,也是以第三流量控制器为标准对第二流量控制器进行校准,包括如下操作步骤:
当第一流量控制器的目标流量不小于第二流量控制器的目标流量时:
打开第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器、第一流路控制阀及第二控制阀,将第二流路控制阀切换至NC端,并将第一流路控制阀与第二流路控制阀连通;经第一混合室稀释后的一部分气体依次通过第三流量控制器、第二流路控制阀、第一流路控制阀及第二流量控制器后通过标准气出口流出;剩余部分气体通过第二控制阀后通过标准气出口流出;
调节第二控制阀的开度,当第三流量控制器的示值达到第二流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取第二流量控制器的输入输出数据偏差值,根据输入输出数据偏差值对第二流量控制器进行校正;
当第一流量控制器的目标流量小于第二流量控制器的目标流量时:
打开第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器、第一流路控制阀,将第二流路控制阀切换至NC端,并将第一流路控制阀与第二流路控制阀连通;经第一混合室稀释后的气体依次通过第三流量控制器、第二流路控制阀、第一流路控制阀及第二流量控制器后通过标准气出口流出;
调节第一流量控制器的开度,优选方案是缓慢调节第一流路控制器的开度,以避免大流量跳跃引起渗透腔的内部环境骤变,保证环境稳定性;当第三流量控制器的示值达到第二流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取第二流量控制器的输入输出数据偏差值,根据输入输出数据偏差值对第二流量控制器进行校正,操作简便且极大地简化了校准结构流路。
另一方面,本发明还提供了一种带校准的大浓度范围标准气配气仪进行的校准方法,在本实施例中,也是以第三流量控制器为标准对第二流量控制器进行校准,包括如下操作步骤:
当第一流量控制器的目标流量小于第二流量控制器的目标流量时:
打开第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器、第一流路控制阀、第二控制阀及第三控制阀,将第二流路控制阀切换至NC端,并将第一流路控制阀与第二流路控制阀连通;
通过补气通路补入第二流量控制器与第一流量控制器的目标流量差值的气体流量;其中,第一流量控制器的开度不变,以避免大流量跳跃引起渗透腔的内部环境骤变,保证环境稳定性;调节第三控制阀的开度,当第三流量控制器的示值达到第二流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取第二流量控制器的输入输出数据偏差值,根据输入输出数据偏差值对第二流量控制器进行校正,操作简便且极大地简化了校准结构流路。
需说明的是,本申请提供的标准气配气仪,除了能采用第三流量控制器来校核第一流量控制器和第二流量控制器外,还可以采用第二流量控制器来校核第一流量控制器和第三流量控制器,预热阶段MFC1的流量固定为为L1,以后的配气过程中MFC1的流量基本不变,设所需目标MFC2的流量为L2,MFC3的流量为L3:关闭第二控制阀,全开MFC2,关闭第一控制阀,调节MFC1流量由L1缓慢调节为LJ1使得MFC2读数为L1,获取MFC1的输入输出数据偏差值,根据输入输出数据偏差值对MFC1进行校正;开启第一控制阀,设置MFC2的流量为L3,调节第一控制阀使得MFC2的流量稳定为L3,若第一控制阀全关后MFC2流量仍大于L3,调节第二控制阀使得MFC2流量稳定为L3,获取MFC3的输入输出数据偏差值,根据输入输出数据偏差值对MFC3进行校正。
校准过程中,可以选择其中一种校准模式进行校准,也可以选择两种校准模式进行混合校准,以上的校准过程只以各种组合方式中的一种进行说明。
实施例二
如图2所示,本发明实施例提供了一种标准气配气仪,包括载气通路、第一稀释气通路及第二稀释气通路;载气通路与第一稀释气通路并联连接第一混合室,第一混合室的第一出口连接排气口,第一混合室的第二出口与第二稀释气通路并联连接第二混合室,第二混合室连接标准气出口;第二稀释气通路上自入口端依次设有第一流路控制阀及第二流量控制器(即MFC2),第一混合室的第一出口处设有第三流量控制器(即MFC3)及第二流路控制阀,第二流路控制阀与排气口连接;第三流量控制器通过第二流路控制阀与第一流路控制阀连接,以实现与第二流量控制器连接。其中,载气通路上自进气端依次设有第四流量控制器和渗透腔,渗透腔用于与第一混合室连接。第一稀释气体通路上设有第五流量控制器,第五流量控制器与第一混合室连接。
在本实施例中,标准气配气仪中的载气通路及第一稀释气通路上均设有流量控制器,即载气通路通过第四流量控制器控制流入渗透腔的量,以制备标气,制备后的标气进入第一混合室;第一稀释气通路通过第五流量控制器控制流入第一混合室的气体流量后并与在第一混合室内的标气进行混合,以实现一级稀释,结构简单,操作简便。
优选地,为便于说明本实施例中标准气配气仪的配气过程,以配置一定浓度的汞标气为例,此时,渗透腔为HG渗透腔。
采用本实施例中的标准气配气仪,其配气方式为:载气通过MFC4进入HG渗透腔把HG蒸气带出后形成HG标气进入第一混合室;稀释气通过MFC5进入第一混合室后并与进入第一混合室的HG标气混合;混合后的HG标气分支为至少两部分,一部分HG标气通过第二控制阀进入第二混合室,第二稀释气通路的稀释气体通过第一流路控制阀及MFC2后进入第二混合室后并与进入第二混合室内的一部分HG标气做进一步地混合,以形成新的浓度的标气,从标准气出口流出;剩余部分的HG标气通过MFC3及第二流路控制阀后并经排气口排空或用作它用。
本发明采用将载气进行一级稀释混合后再进行流量分配,并将流量分配后的部分气体再进行二级稀释混合,采用这种方式得到的配气浓度范围更广,浓度误差更小,且更易实现,控制性好。
另外,本实施例还提供了一种采用的带校准的大浓度范围标准气配气仪进行的校准方法,以第三流量控制器为标准依次对第四流量控制器、第五流量控制器的总和及对第二流量控制器进行校准,包括如下操作步骤:
设置第三流量控制器的控制量为第四流量控制器及第五流量控制器的总目标流量;将第四流量控制器的流量设为固定值并将第五流量控制器及第三流量控制器打开;其中,气体流路为:载气通路及第一稀释气通路上的气体在第一混合室混合后,通过第三流量控制器及第二流路控制阀从排气口排出或通过第三质量控制器、第二流路控制阀、第一流路控制阀及第二流量控制器后从出气口排出;调节第五流量控制器的开度,当第三流量控制器的示值达到第四流量控制器及第五流量控制器的总目标流量且示值稳定后,获取第四流量控制器与第五流量控制器的总目标流量值的输入输出数据偏差值,并根据输入输出数据偏差值对第四流量控制器及第五流量控制器的总目标流量进行校正;
设置第三流量控制器的控制量为第二流量控制器的目标流量,当第四流量控制器及第五流量控制器的总目标流量不小于第二流量控制器的目标流量时:
打开第二流量控制器、第三流量控制器、第四流量控制器、第五流量控制器及第二控制阀,并将第一流路控制阀与第二流路控制阀连通;经第一混合室稀释后的一部分气体依次通过第三流量控制器、第二流路控制阀、第一流路控制阀及第二流量控制器后通过标准气出口流出;剩余部分气体通过第二控制阀后通过标准气出口流出;调节第二控制阀的开度,当第三流量控制器的示值达到第二流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取第二流量控制器的输入输出数据偏差值,根据输入输出数据偏差值对第二流量控制器进行校正;
当第四流量控制器及第五流量控制器的总目标流量小于第二流量控制器的目标流量时:
打开第二流量控制器、第三流量控制器、第四流量控制器、第五流量控制器,并将第一流路控制阀与第二流路控制阀连通;经第一混合室稀释后的气体依次通过第三流量控制器、第二流路控制阀、第一流路控制阀及第二流量控制器后通过标准气出口流出;调节第五流量控制器的开度,当第三流量控制器的示值达到第二流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取第二流量控制器的输入输出数据偏差值,根据输入输出数据偏差值对第二流量控制器进行校正。
实施例三
如图3所示,本发明实施例提供了一种标准气配气仪,包括载气通路、第一稀释气通路及第二稀释气通路;载气通路与第一稀释气通路并联连接第一混合室,第一混合室的第一出口连接排气口,第一混合室的第二出口与第二稀释气通路并联连接第二混合室,第二混合室连接标准气出口;第二稀释气通路上自入口端依次设有第一流路控制阀及第二流量控制器(即MFC2),第一混合室的第一出口处设有第三流量控制器(即MFC3)及第二流路控制阀,第二流路控制阀与排气口连接;第三流量控制器通过第二流路控制阀与第一流路控制阀连接,以实现与第二流量控制器连接。其中,载气通路上自进气端依次设有第三流路控制阀、第四流量控制器、渗透腔和第五流路控制阀,第五流路控制阀用于与第一混合室连接。第一稀释气体通路上设有第五流量控制器和第四流路控制阀,第五流量控制器通过第四流路控制阀分别与第四流量控制器和第一混合室连接。
在本实施例中,标准气配气仪中的载气通路及第一稀释气通路上均设有流量控制器,即载气通路通过第四流量控制器控制流入渗透腔的量,以制备标气,制备后的标气进入第一混合室;第一稀释气通路通过第五流量控制器控制流入第一混合室的气体流量后并与在第一混合室内的标气进行混合,以实现一级稀释,结构简单,操作简便。
优选地,为便于说明本实施例中标准气配气仪的配气过程,以配置一定浓度的汞标气为例,此时,渗透腔为HG渗透腔。
采用本实施例中的标准气配气仪,其配气方式为:载气通过第三流路控制阀及MFC4进入HG渗透腔把HG蒸气带出后形成HG标气通过第五流路控制阀进入第一混合室;稀释气通过MFC5及第四流路控制阀后进入第一混合室后并与进入第一混合室的HG标气混合;混合后的HG标气分支为至少两部分,一部分HG标气通过第二控制阀进入第二混合室,第二稀释气通路的稀释气体通过第一流路控制阀及MFC2后进入第二混合室后并与进入第二混合室内的一部分HG标气做进一步地混合,以形成新的浓度的标气,从标准气出口流出;剩余部分的HG标气通过MFC3后并经排气口排空或用作它用。
本发明采用将载气进行一级稀释混合后再进行流量分配,并将流量分配后的部分气体再进行二级稀释混合,采用这种方式得到的配气浓度范围更广,浓度误差更小,且更易实现,控制性好。
优选地,在本实施例中,第四流路控制阀为一进两出的三通阀,其进口与第五流量控制器连接,出口分别连接第四流量控制器及第一混合室;如此,通过第四流路控制阀的作用可灵活切换不同的通路状况,以实现对不同流量控制器的校核。优选地,第四流路控制阀也可以采用两个二位二通的流路控制阀,其中一个流路控制阀用于连接第五流量控制器与第四流量控制器,另一个流路控制阀用于连接第五流量控制器与第一混合室,以实现等同效果。具体可根据实际实施条件进行合理的选择。
优选地,在本实施例中,第五流路控制阀为一进两出的三通阀,其进口与渗透腔连接,出口分别连接排空口及第一混合室;如此,通过第五流路控制阀的作用可灵活切换不同的通路状况,以实现对不同流量控制器的校核。优选地,第五流路控制阀也可以采用两个二位二通的流路控制阀,其中一个流路控制阀用于连接渗透腔与第一混合室,另一个流路控制阀用于连接渗透腔与排空口,以实现等同效果。具体可根据实际实施条件进行合理的选择。
另外,本实施例还提供了一种采用的带校准的大浓度范围标准气配气仪进行的校准方法,以第三流量控制器为标准依次对第四流量控制器、第五流量控制器及第二流量控制器进行校准,包括如下操作步骤:
设置第三流量控制器的控制量为第四流量控制器的目标流量,打开第三流路控制阀、第四流量控制器及第三流量控制器,并将第五流路控制阀切换至NO端;和/或打开第五流量控制器、第四流量控制器及第三流量控制器,将第四流路控制阀切换至NC端并将第五流路控制阀切换至NO端;如此,气体可从载气通路和/或第一稀释气通路流入第四流量控制器并经过第五流路控制阀流至第三流量控制器,从第三流量控制器流出的气体可通过第二流路控制阀直接排出和/或从第二流路控制阀、第一流路控制阀及第二流量控制器排出;
调节第四流量控制器的开度,优选地,缓慢调节第四流量控制器的开度,以避免大流量跳跃引起渗透腔的内部环境骤变,保证环境稳定性;当第三流量控制器的示值达到第四流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取第四流量控制器的输入输出数据偏差值,根据输入输出数据偏差值对第四流量控制器进行校正;采用上述校准方式,操作简便且极大地简化了校准结构流路。
设置第三流量控制器的控制量为第五流量控制器的目标流量,打开第三流路控制阀,并将第五流路控制阀切换至NC端及将第四流路控制阀切换至NO端,调节第五流量控制器的开度,当第三流量控制器的示值达到第五流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取第五流量控制器的输入输出数据偏差值,根据输入输出数据偏差值对第五流量控制器进行校正;采用上述校准方式,操作简便且极大地简化了校准结构流路。
具体地,在校核第五流量控制器时,校准时,气体的行走路线为:依次经过MFC5、第四流路控制阀、MFC3、第二流路控制阀及排气口。采用上述校准方式,操作简便且极大地简化了校准结构流路。
设置第三流量控制器的控制量为第二流量控制器的目标流量,将第四流路控制阀切换至NO端,并将第一流路控制阀与第二流路控制阀连通;调节第五流量控制器的开度,当第三流量控制器的示值达到第二流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取第二流量控制器的输入输出数据偏差值,根据输入输出数据偏差值对第二流量控制器进行校正;采用上述校准方式,操作简便且极大地简化了校准结构流路。
具体地,在校核第二流量控制器时,校准时的气体行走路线为:依次经过MFC5、第四流路控制阀、MFC3、第二流路控制阀、第一流路控制阀、MFC2及标准气出气口。采用上述校准方式,操作简便且极大地简化了校准结构流路。
校准完成后,根据校准值即可开始配气。
其它技术方案与实施例一中的技术方案相同,为避免赘述,在这不做额外的阐述。
综上所述,本发明提供了一种带校准的大浓度范围标准气配气仪,包括载气通路、第一稀释气通路及第二稀释气通路;载气通路与第一稀释气通路并联连接第一混合室,第一混合室的第一出口连接排气口,第一混合室的第二出口与第二稀释气通路并联连接第二混合室,第二混合室连接标准气出口;第二稀释气通路上自进气端依次设有第一流路控制阀及第二流量控制器,第一混合室的第一出口处设有第三流量控制器及第二流路控制阀,第二流路控制阀与排气口连接;第三流量控制器通过第二流路控制阀与第一流路控制阀连接,以实现与第二流量控制器连接。结构简单,经第一混合室稀释后的标气流量大且可调,控制性好且分配精度高,通过第一混合室的两个出口进行流量分配后,进入第二混合室的标气浓度的准确度好,在第二混合室与第二稀释气通路混合后,配备出的标气浓度范围广。另外,本申请提供的配气仪可校准其中一个流量控制器后,在校准其它流量控制器时,该气路继续参加后续校准中,极大地简化了校准结构流路;并且该气路流量正常稳定工作,不受后续校准的干扰,避免了后续校准对该气路稳定性的影响,有效提高了配气的精度及确保浓度准确性。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (15)

1.一种带校准的大浓度范围标准气配气仪,其特征在于:包括载气通路、第一稀释气通路及第二稀释气通路;所述载气通路与所述第一稀释气通路并联连接第一混合室,所述第一混合室的第一出口连接排气口,所述第一混合室的第二出口与所述第二稀释气通路并联连接第二混合室,所述第二混合室连接标准气出口;
所述第二稀释气通路上自进气端依次设有第一流路控制阀及第二流量控制器,所述第一混合室的第一出口处设有第三流量控制器及第二流路控制阀,所述第二流路控制阀与所述排气口连接;所述第三流量控制器通过所述第二流路控制阀与所述第一流路控制阀连接,以实现与所述第二流量控制器连接;
所述第一混合室的第二出口设有第二控制阀,所述第二控制阀与所述第二混合室连接;所述载气通路上设有渗透腔,所述渗透腔用于与所述第一混合室连接;
其中,一个流量控制器能够通过另一个流量控制器进行校准。
2.根据权利要求1所述的带校准的大浓度范围标准气配气仪,其特征在于:还包括气源通路,所述气源通路为一进两出的三通管,所述气源通路通过第一流量控制器分别与所述载气通路及第一稀释气通路连接。
3.根据权利要求2所述的带校准的大浓度范围标准气配气仪,其特征在于:所述载气通路和所述第一稀释气通路中的至少一个通路上设有第一控制阀;当只有其中一个通路上设有所述第一控制阀时,另一个通路上设有流量计。
4.根据权利要求3所述的带校准的大浓度范围标准气配气仪,其特征在于:所述载气通路上设有所述流量计,所述流量计用于测量载气通入所述渗透腔的气体流量。
5.根据权利要求4所述的带校准的大浓度范围标准气配气仪,其特征在于:所述第一稀释气通路上设有所述第一控制阀,所述第一控制阀用于控制稀释气体通入所述第一稀释气通路的气体流量,以确保流经所述渗透腔的气体流量恒定不变。
6.根据权利要求2所述的带校准的大浓度范围标准气配气仪,其特征在于:还包括补气通路,所述补气通路上设有第三控制阀,所述第三控制阀与所述第三流量控制器连接。
7.根据权利要求1所述的带校准的大浓度范围标准气配气仪,其特征在于:所述载气通路上设有第四流量控制器;所述第一稀释气体通路上设有第五流量控制器,所述第五流量控制器与所述第一混合室连接。
8.根据权利要求7所述的带校准的大浓度范围标准气配气仪,其特征在于:所述载气通路还设有第三流路控制阀及第五流路控制阀,所述第三流路控制阀设于所述载气通路的进气端,所述第五流路控制阀设于所述渗透腔与所述第一混合室之间;所述第一稀释气体通路上还设有第四流路控制阀,所述第五流量控制器通过所述第四流路控制阀分别与所述第四流量控制器和第一混合室连接。
9.根据权利要求8所述的带校准的大浓度范围标准气配气仪,其特征在于:所述第四流路控制阀为一进两出的三通阀,其进口与所述第五流量控制器连接,出口分别连接所述第四流量控制器及所述第一混合室;第五流路控制阀为一进两出的三通阀,其进口与所述渗透腔连接,出口分别连接排空口及所述第一混合室;
其中,所述第四流路控制阀的出口与所述第四流量控制器连接端为NC端,所述第四流路控制阀的出口与所述第一混合室连接端为NO端;所述第五流路控制阀的出口与所述排空口连接端为NC端,所述第五流路控制阀的出口与所述第一混合室连接端为NO端。
10.根据权利要求1所述的带校准的大浓度范围标准气配气仪,其特征在于:所述第一流路控制阀为两进一出的三通阀,其进口分别连接所述第二稀释气通路的接入气源及所述第二流路控制阀,其出口与所述第二流量控制器连接;第二流路控制阀为一进两出的三通阀,其进口与所述第三流量控制器连接,出口分别连接所述第一流路控制阀及所述排气口。
11.一种采用如权利要求2所述的带校准的大浓度范围标准气配气仪进行的校准方法,其特征在于,以所述第三流量控制器为标准对所述第一流量控制器进行校准,具体包括如下操作步骤:
打开所述第一流量控制器、第三流量控制器,关闭所述第二控制阀,并将所述第二流路控制阀切换至NO端;或打开所述第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器,关闭所述第二控制阀,并将第一流路控制阀与第二流路控制阀连通;
调节所述第一流量控制器的开度,当所述第三流量控制器的示值达到所述第一流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取所述第一流量控制器的输入输出数据偏差值,根据所述输入输出数据偏差值对所述第一流量控制器进行校正。
12.一种采用如权利要求2所述的带校准的大浓度范围标准气配气仪进行的校准方法,其特征在于,以所述第三流量控制器为标准对所述第二流量控制器进行校准,包括如下操作步骤:
当所述第一流量控制器的目标流量不小于所述第二流量控制器的目标流量时:
打开所述第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器及第二控制阀,并将所述第一流路控制阀与第二流路控制阀连通;
经第一混合室稀释后的一部分气体依次通过所述第三流量控制器、第二流路控制阀、第一流路控制阀及第二流量控制器后通过所述标准气出口流出;剩余部分气体通过所述第二控制阀后通过所述标准气出口流出;
调节所述第二控制阀的开度,当所述第三流量控制器的示值达到所述第二流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取所述第二流量控制器的输入输出数据偏差值,根据所述输入输出数据偏差值对所述第二流量控制器进行校正;
当所述第一流量控制器的目标流量小于所述第二流量控制器的目标流量时:
打开所述第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器,并将所述第一流路控制阀与第二流路控制阀连通;
经第一混合室稀释后的气体依次通过所述第三流量控制器、第二流路控制阀、第一流路控制阀及第二流量控制器后通过所述标准气出口流出;
调节所述第一流量控制器的开度,当所述第三流量控制器的示值达到所述第二流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取所述第二流量控制器的输入输出数据偏差值,根据所述输入输出数据偏差值对所述第二流量控制器进行校正。
13.一种采用如权利要求6所述的带校准的大浓度范围标准气配气仪进行的校准方法,其特征在于,以所述第三流量控制器为标准对所述第二流量控制器进行校准,包括如下操作步骤:
当所述第一流量控制器的目标流量小于所述第二流量控制器的目标流量时:
打开所述第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器及第三控制阀,并将所述第一流路控制阀与第二流路控制阀连通;
通过所述补气通路补入所述第二流量控制器与第一流量控制器的目标流量差值的气体流量,调节所述第三控制阀的开度,当所述第三流量控制器的示值达到所述第二流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取所述第二流量控制器的输入输出数据偏差值,根据所述输入输出数据偏差值对所述第二流量控制器进行校正。
14.一种采用如权利要求7所述的带校准的大浓度范围标准气配气仪进行的校准方法,其特征在于,以所述第三流量控制器为标准依次对所述第四流量控制器、第五流量控制器的总和及对第二流量控制器进行校准,包括如下操作步骤:
设置所述第三流量控制器的控制量为所述第四流量控制器及第五流量控制器的总目标流量;将所述第四流量控制器的流量设为固定值并将所述第五流量控制器及第三流量控制器打开;调节所述第五流量控制器的开度,当所述第三流量控制器的示值达到所述第四流量控制器及第五流量控制器的总目标流量且示值稳定后,获取所述第四流量控制器与第五流量控制器的总目标流量值的输入输出数据偏差值,并根据所述输入输出数据偏差值对所述第四流量控制器及第五流量控制器的总目标流量进行校正;
设置所述第三流量控制器的控制量为所述第二流量控制器的目标流量,当所述第四流量控制器及第五流量控制器的总目标流量不小于第二流量控制器的目标流量时:
打开所述第二流量控制器、第三流量控制器、第四流量控制器、第五流量控制器及第二控制阀,并将所述第一流路控制阀与第二流路控制阀连通;经所述第一混合室稀释后的一部分气体依次通过所述第三流量控制器、第二流路控制阀、第一流路控制阀及第二流量控制器后通过标准气出口流出;剩余部分气体通过所述第二控制阀后通过标准气出口流出;调节所述第二控制阀的开度,当所述第三流量控制器的示值达到所述第二流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取所述第二流量控制器的输入输出数据偏差值,根据输入输出数据偏差值对所述第二流量控制器进行校正;
当所述第四流量控制器及第五流量控制器的总目标流量小于第二流量控制器的目标流量时:
打开所述第二流量控制器、第三流量控制器、第四流量控制器、第五流量控制器,并将所述第一流路控制阀与第二流路控制阀连通;经所述第一混合室稀释后的气体依次通过所述第三流量控制器、第二流路控制阀、第一流路控制阀及第二流量控制器后通过标准气出口流出;调节所述第五流量控制器的开度,当所述第三流量控制器的示值达到所述第二流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取所述第二流量控制器的输入输出数据偏差值,根据所述输入输出数据偏差值对所述第二流量控制器进行校正。
15.一种采用如权利要求9所述的带校准的大浓度范围标准气配气仪进行的校准方法,其特征在于,以所述第三流量控制器为标准依次对所述第四流量控制器、第五流量控制器及第二流量控制器进行校准,包括如下操作步骤:
设置所述第三流量控制器的控制量为所述第四流量控制器的目标流量,打开所述第三流路控制阀、第四流量控制器及第三流量控制器,并将所述第五流路控制阀切换至NO端;和/或打开所述第五流量控制器、第四流量控制器及第三流量控制器,将所述第四流路控制阀切换至NC端并将所述第五流路控制阀切换至NO端;如此,气体可从所述载气通路和/或第一稀释气通路流入所述第四流量控制器并经过所述第五流路控制阀流至所述第三流量控制器,从所述第三流量控制器流出的气体可通过所述第二流路控制阀直接排出和/或从所述第二流路控制阀、第一流路控制阀及第二流量控制器排出;调节所述第四流量控制器的开度,当所述第三流量控制器的示值达到所述第四流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取所述第四流量控制器的输入输出数据偏差值,根据所述输入输出数据偏差值对所述第四流量控制器进行校正;
设置所述第三流量控制器的控制量为所述第五流量控制器的目标流量,打开第三流路控制阀,并将所述第五流路控制阀切换至NC端及将所述第四流路控制阀切换至NO端,调节所述第五流量控制器的开度,当所述第三流量控制器的示值达到所述第五流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取所述第五流量控制器的输入输出数据偏差值,根据所述输入输出数据偏差值对所述第五流量控制器进行校正;
设置所述第三流量控制器的控制量为所述第二流量控制器的目标流量,将所述第四流路控制阀切换至NO端,并将所述第一流路控制阀与第二流路控制阀连通;调节所述第五流量控制器的开度,当所述第三流量控制器的示值达到所述第二流量控制器的目标流量且示值稳定后,获取所述第二流量控制器的输入输出数据偏差值,根据所述输入输出数据偏差值对所述第二流量控制器进行校正。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109738579A (zh) * 2018-11-13 2019-05-10 中国航天员科研训练中心 一种基于渗透管的标准气体发生装置
FR3093444B1 (fr) * 2019-03-06 2021-03-05 Centre Nat Rech Scient Générateur microfluidique de mélange gazeux
CN114184741A (zh) * 2020-09-15 2022-03-15 中国计量科学研究院 一种用于无组织排放监测计量的可控释放装置
CN112816601A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 杭州谱育科技发展有限公司 基于选择技术的气体稀释装置及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102240519A (zh) * 2011-05-27 2011-11-16 中国计量科学研究院 标准气体的动态配气***
KR20120030668A (ko) * 2010-09-20 2012-03-29 삼성전자주식회사 질량 유량계의 캘리브리이팅 장치
CN202478878U (zh) * 2012-02-29 2012-10-10 广东省职业病防治院 一种动态配气仪
CN104678985A (zh) * 2013-12-03 2015-06-03 无锡华润华晶微电子有限公司 一种校验质量流量控制器的装置及方法
CN106352956A (zh) * 2016-09-30 2017-01-25 广东省环境监测中心 一种在线颗粒物分析仪流量自动检查和校准装置及方法
CN207271080U (zh) * 2017-08-23 2018-04-27 力合科技(湖南)股份有限公司 带校准的大浓度范围标准气配气仪

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120030668A (ko) * 2010-09-20 2012-03-29 삼성전자주식회사 질량 유량계의 캘리브리이팅 장치
CN102240519A (zh) * 2011-05-27 2011-11-16 中国计量科学研究院 标准气体的动态配气***
CN202478878U (zh) * 2012-02-29 2012-10-10 广东省职业病防治院 一种动态配气仪
CN104678985A (zh) * 2013-12-03 2015-06-03 无锡华润华晶微电子有限公司 一种校验质量流量控制器的装置及方法
CN106352956A (zh) * 2016-09-30 2017-01-25 广东省环境监测中心 一种在线颗粒物分析仪流量自动检查和校准装置及方法
CN207271080U (zh) * 2017-08-23 2018-04-27 力合科技(湖南)股份有限公司 带校准的大浓度范围标准气配气仪

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