CN112316761A - 一种智能动态配气*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能动态配气***，包括若干气源装置、稀释气体储存装置、用以将一种或多种气源与稀释气体混合的多级气体混合装置，所述多级气体混合装置内设有气体搅拌装置；所述多级气体混合装置的相邻级依次串接，任一所述气源装置连接第一电磁阀和第一质量流量计，所述稀释气体储存装置设有第二电磁阀和第二质量流量计，所述第一质量流量计连接所述多级气体混合装置的第一级，所述第二质量流量计与所述多级气体混合装置的任一级分别连接；还包括与所述多级气体混合装置的任一级连接、用以检验混合气体浓度的检验装置。本发明所提供的智能动态配气***通过多级配气和浓度检测，满足了低浓度气体的配制需求，提高了气体配制浓度的准确度。
Description
技术领域
本发明涉及气体浓度配比领域，特别涉及一种智能动态配气***。
背景技术
随着科技的发展，在气敏材料研究、气体的配制方面需要配制一定浓度的气体，由于需要的不同气体的不同浓度，或是需要较低浓度的气体，市售的一般为纯的单气体或是固定高浓度的气体，不能满足实验或是配气的需要，目前来说配气常用的方法是通过采用两个不同流速范围的质量流量计进行混合气体，通过选择需要的配制的气体和稀释气体，再通过电磁阀和质量流量计进行控制流量和流速，对需要配制的气体进行混合得到需要浓度的气体，这种配制方法只能配气的浓度准确度不高，适合高浓度气体配气，且能配气浓度范围比较小不能满足实验和配气的需求，同时在配气时，无法对该设备进行校准和清洁，进一步降低了配气浓度的准确度。
如何实现特定浓度气体配制以满足实验室配气需求成为本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能动态配气***，该配气***能够满足低浓度气体配制需求，同时保证了气体配制浓度的准确度。
为实现上述目的，本发明提供一种智能动态配气***，包括若干气源装置、稀释气体储存装置、用以将一种或多种气源与稀释气体混合的多级气体混合装置，所述多级气体混合装置内设有气体搅拌装置；所述多级气体混合装置的相邻级依次串接，任一所述气源装置连接第一电磁阀和第一质量流量计，所述稀释气体储存装置设有第二电磁阀和第二质量流量计，所述第一质量流量计连接所述多级气体混合装置的第一级，所述第二质量流量计与所述多级气体混合装置的任一级分别连接；还包括与所述多级气体混合装置的任一级连接、用以检验混合气体浓度的检验装置。
可选地，所述多级气体混合装置包括依次串接的第一混合室、第二混合室和第三混合室，所述第一混合室与所述第二混合室之间连接第三质量流量计，所述第二混合室和所述第三混合室之间连接第四质量流量计。
可选地，所述检验装置包括检验室和设于所述检验室、用以检测对应气体浓度的气敏传感器；
所述第一混合室、所述第二混合室、所述第三混合室均与所述检验室通过气管及检验阀连接。
可选地，所述气源装置、所述稀释气体储存装置、所述多级气体混合装置、所述检验装置均通过主壳体固定且均设于所述主壳体的内部。
可选地，所述主壳体的外侧设置显示部，所述主壳体的内侧设有与所述显示部连接的电路板，所述电路板用以采集处理所述气敏传感器检测的气体浓度信息并传递至所述显示部显示。
可选地，所述第一质量流量计与所述第二质量流量计之间设有连接管，所述连接管设有连接阀；还包括用以清扫所述多级气体混合装置内混合气体的清扫装置。
可选地，所述清扫装置为与所述第一混合室、所述第二混合室和所述第三混合室连接的抽气泵，所述抽气泵的抽气口之前设置抽气阀。
可选地，所述第一混合室，和/或，所述第二混合室，和/或，所述第三混合室内均设有气体搅拌装置。
可选地，所述主壳体内还设有多个用以检测混合气体温度的温度传感器，全部所述温度传感器与所述电路板连接并通过所述显示部显示检测温度。
相对于上述背景技术，本发明所提供的智能动态配气***通过气源装置储存待配制的高浓度气体，利用稀释气体储存装置释放的稀释气体将高浓度气体稀释、且本发明采用多级气体混合装置对待配制的高浓度气体进行分级稀释配制，按照第一质量流量计和第二质量流量计计量所需的高浓度气体以及稀释气体的质量流量，同时借助气体搅拌装置进行搅拌，加快气体混合和配制。本发明进一步设置检验装置，检验装置与多级气体混合装置的每一级都连接，以便于检测经过该级稀释后的气体浓度，在下一级通入特定质量流量的稀释气体，通过多级稀释，对浓度多级检验校正，满足了低浓度气体的配制需求，提高了配制气体的浓度的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的智能动态配气***的示意图。
其中：
1-气源装置、2-稀释气体储存装置、3-第一电磁阀、4-第二电磁阀、5-第一质量流量计、51-连接阀、6-第二质量流量计、7-第一混合室、8-第三质量流量计、9-第二混合室、10-第四质量流量计、11-第三混合室、12-检验室、121-检验阀、13-抽气泵、14-抽气阀、15-气体搅拌装置、16-温度传感器、17-电路板、18-显示部、19-配气阀、20-主壳体。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1，图1为本发明实施例所提供的智能动态配气***的示意图。
本发明所提供的智能动态配气***包括若干气源装置1、稀释气体储存装置2和用来将一种或多种气源与稀释气体混合的多级气体混合装置。其中，气源装置1用来储存高浓度的气源，多个气源装置1可以用来分别储存不同种类高浓度气源，稀释气体储存装置2则用来储存稀释气体，稀释气体的作用是通过与高浓度气源混合，对高浓度气源稀释，实现配制特定低浓度气体的装置，同时借助设置在多级气体混合装置内的气体搅拌装置15对混合气体进行搅拌，加快特定浓度的混合气体的混合配制。
若干个气源装置1设有第一电磁阀3且均连接至第一质量流量计5，通过交替打开某一气源装置1对应的第一电磁阀3并借助第一质量流量计5控制某一气源的输出量；稀释气体储存装置2设置第二电磁阀4通过第二电磁阀4及管路连接第二质量流量计6，第二质量流量计6通过多通接头与多级气体混合装置的每一级连接，多级混合气体装置的每一级均设置稀释气体进气口，稀释气体进气口通过配气阀19、多通接头与第二质量流量计6连接。此外，多级气体混合装置的每一级还分别与用来检测混合气体浓度的检验装置连接，用以检验经每一级混合后的浓度，以便调整下一级的稀释气体的进气量。通过多级稀释和多级检验调整配气，满足对低浓度气体的配制需求，同时提高了气体配制浓度的准确性。
在本发明所提供的一种具体实施例中，多级混合配气装置具体为三级，三级混合气体配气装置包括依次串接的第一混合室7、第二混合室9和第三混合室11，第一混合室7和第二混合室9之间通过第三质量流量计8连接，第二混合室9和第三混合室11之间通过第四质量流量计10连接。第一混合室7、第二混合室9和第三混合室11还分别设置稀释气体进气孔和检测孔，三个检测孔通过四通汇聚至检验装置。检验装置具体包括检验室12以及设置在检验室12的用来检测配制气体浓度的气敏传感器。检验室12是由上下两个部分构成的，上下两部分的材料也均是不与需要混合的气源发生反应，上下两个部分通过凹凸咬合形成密闭状态。检验室12的左侧有放置气敏传感器的线路的孔，所述的检测室12内的气敏传感器可以根据需要更换成不同种类，也可以用于检测不同气体的敏感材料。
在进行第一级的气体混合配制时，通过第一电磁阀3和第一质量流量计5向第一混合室7输入预设质量流量的一种或多种高浓度气体，然后通过第二电磁阀4和第二质量流量计6输出预设质量流量的稀释气体，此过程中，连接第一混合室7的配气阀19打开，连接第二混合室9和第三混合室11的配气阀19关闭，稀释气体和高浓度气体进入第一混合室7混合实现第一次稀释，稀释后从检测孔通过气管和检验阀121输向检验室12，经过气敏传感器检测第一级配制后的气体浓度。在第一混合室7混合后的气体通过第三质量流量计8，借助第三质量流量计8、第一次混合后的气体浓度、第二质量流量计6以及第二次稀释的目标浓度控制混合气体和稀释气体进入第二混合室9的质量流量。第二级的稀释、检验以及第三级的稀释、检测可参考第一混合室7的混合气体的配制过程，配制完成后将配好混合气通入储存瓶中储存。
为了提高高浓度气体和稀释气体混合的均匀性，气体搅拌装置15分别设置在第一混合室7、第二混合室9以及第三混合室11内，气体搅拌装置15采用电机加搅拌叶片，电机轴穿过第一混合室7或第二混合室9或第三混合室11的室壁处密封，避免混合气体逸出。
进一步地，本发明所提供的智能动态配气***还包括主壳体20，上述多个气源装置1、稀释气体储存装置2、多级气体混合装置以及检验装置均设置在主壳体20内并通过主壳体20固定。
作为可选地，主壳体20的外侧设置显示部18，显示部18可以采用高清电容触摸屏作为人机交互界面，通过设置在主壳体20内部的电路板17处理检验装置检测的每一级稀释后的浓度数据，以供显示部18显示，便于实验人员根据每一级的浓度调整稀释气体的进气质量流量。主壳体20采用不与配制气体反应的材料，，电路板17位于主壳体20的内侧，电路板17包括数据采集部分、数据处理部分以及电源部分的控制部分，借助显示部18控制***的启动和观察检测到的气体浓度。
主壳体20内还设有若干温度传感器16，温度传感器16具体可以设置为图示的两个，两个温度传感器16分别设置在第一混合室7和第二混合室9，温度传感器16用于检验高压气源装置1及稀释气体储存装置2在减压装置下放出压缩气体的温度，是否与其他位置气体的温度不一致，便于控制不同质量流量计的之间的流速。温度传感器16同样可连接至电路板17，将检测温度通过显示部18显示。
为优化上述实施例，降低智能动态配气***配气浓度误差，本发明还特别增设清扫装置，清扫装置具体采用与多级气体混合装置的每一级混合室连接的抽气泵13，抽气泵13的进气口连接抽气阀14。第一质量流量计5和第二质量流量计6之间设有连接管。连接管设置连接阀51，正常配制混合气体时，连接阀51关闭；在完成一次气体配制后，将连接阀51、第二电磁阀4打开、检验阀121及抽气阀14全部打开，抽气泵13启动，稀释气体从第二质量流量计6流向第一质量流量计5，然后逐次进入第一混合室7、第二混合室9、第三混合室11将全部的混合室内的残余气体吹出，借助抽吸泵的抽吸作用，将第一混合室7、第二混合室9、第三混合室11及检验室12的残余气体抽出，避免残余气体影响下一次气体配制的浓度的准确度。
配气***的清洁校正：通过电源开关开启电源，整个***进入待机状态，温度传感器16对主壳体20内的温度以及不同混合室进行实时在线监控，根据温度及时调整不同的质量流量计，在未进行气源的稀释时，先对整个气源气路和第一混合室7、第二混合室9、第三混合室11进行清洁，通过清扫装置即抽气泵13将残留的气体抽出和通入氮气对这个***进行清洁。
为方便***的控制，本发明将第一电磁阀3、第二电磁阀4、配气阀19、连接阀51、检验阀121、抽气阀14以及抽气泵13的开关控制集成于电路板17，以便于通过显示部18的人机交互界面控制***的运行。显然，第一电磁阀3等的控制开关还可采用机械开关设置在主壳体20上，通过手动调节对应阀门及抽气泵13的运行。
多种混合气体的配置过程可参考上述实施例，根据多种混合气体配制的浓度要求，计算出每一种气体所需要的质量流量，然后打开储存第一种气体的气源装置1的第一电磁阀3，将第一种气体定量输入第一混合室7，之后打开储存第二种气体的气源装置1的第一电磁阀3，将第二种气体定量输入第一混合室7，待全部所需气体输入第一混合室7后，打开第二电磁阀4输入稀释气体，然后根据需要进行逐级稀释、检测并进行浓度矫正即可。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。显然，上述智能动态配气***并不局限于三级配气，可以根据配气浓度需求调整混合室的数量。
以上对本发明所提供的智能动态配气***进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种智能动态配气***，其特征在于，包括若干气源装置(1)、稀释气体储存装置(2)、用以将一种或多种气源与稀释气体混合的多级气体混合装置，所述多级气体混合装置内设有气体搅拌装置(15)；所述多级气体混合装置的相邻级依次串接，任一所述气源装置(1)连接第一电磁阀(3)和第一质量流量计(5)，所述稀释气体储存装置(2)设有第二电磁阀(4)和第二质量流量计(6)，所述第一质量流量计(5)连接所述多级气体混合装置的第一级，所述第二质量流量计(6)与所述多级气体混合装置的任一级分别连接；还包括与所述多级气体混合装置的任一级连接、用以检验混合气体浓度的检验装置。
2.根据权利要求1所述的智能动态配气***，其特征在于，所述多级气体混合装置包括依次串接的第一混合室(7)、第二混合室(9)和第三混合室(11)，所述第一混合室(7)与所述第二混合室(9)之间连接第三质量流量计(8)，所述第二混合室(9)和所述第三混合室(11)之间连接第四质量流量计(10)。
3.根据权利要求2所述的智能动态配气***，其特征在于，所述检验装置包括检验室(12)和设于所述检验室(12)、用以检测对应气体浓度的气敏传感器；
所述第一混合室(7)、所述第二混合室(9)、所述第三混合室(11)均与所述检验室(12)通过气管及检验阀(121)连接。
4.根据权利要求3所述的智能动态配气***，其特征在于，所述气源装置(1)、所述稀释气体储存装置(2)、所述多级气体混合装置、所述检验装置均通过主壳体(20)固定且均设于所述主壳体(20)的内部。
5.根据权利要求4所述的智能动态配气***，其特征在于，所述主壳体(20)的外侧设置显示部(18)，所述主壳体(20)的内侧设有与所述显示部(18)连接的电路板(17)，所述电路板(17)用以采集处理所述气敏传感器检测的气体浓度信息并传递至所述显示部(18)显示。
6.根据权利要求5所述的智能动态配气***，其特征在于，所述第一质量流量计(5)与所述第二质量流量计(6)之间设有连接管，所述连接管设有连接阀(51)；还包括用以清扫所述多级气体混合装置内混合气体的清扫装置。
7.根据权利要求6所述的智能动态配气***，其特征在于，所述清扫装置为与所述第一混合室(7)、所述第二混合室(9)和所述第三混合室(11)连接的抽气泵(13)，所述抽气泵(13)的抽气口之前设置抽气阀(14)。
8.根据权利要求5至7任一项所述的智能动态配气***，其特征在于，所述主壳体(20)内还设有多个用以检测混合气体温度的温度传感器(16)，全部所述温度传感器(16)与所述电路板(17)连接并通过所述显示部(18)显示检测温度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210205 |