CN203678345U - 一种混合气体自动配比装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种混合气体自动配比装置，其特征在于：包括：用于将氢气和第二气体混合形成混合气体的混合器；混合器与气体出口连接；用于控制输入混合器的氢气流量的氢气输入控制器；用于测量输入混合器的第二气体流量的第二气体流量计；用于测量混合气体成分的气体分析仪；以及主控制器；所述主控制器的输入端分别与第二气体流量计的输出端和气体分析仪的输出端信号连接，主控制器的输出端与氢气输入控制器的输入端连接。该装置响应速度快、动态性能好、配比精度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及气体配比装置技术领域，更具体地说，涉及一种气体自动配比装置。
背景技术
在工业生产中，例如在电镀、电子和半导体等行业的产品加工生产中，由氮气和氢气混合组成的氮氢混合气体被广泛应用，是一种安全可靠的保护气体。由于氮氢混合气体具有生产成本低、保护性能好等优点，因此氮氢混合气体是一种重要的工业材料，它的制作方法一直被广泛关注。现有的氮氢配比装置普遍存在以下不足：一、响应速度慢，动态性能差，在流量出现较大变化时，氮氢混合气体的成分偏差大，达不到生产要求；二、配比精度低，不能适用于配比精度要求高的应用场合。氮氢配比精度不足将影响氮氢混合气体的保护性能，影响产品的加工工艺。除氮气外，还有一些气体也和氢气混合可形成保护气体，例如氩气。因此，需要研发出一种响应速度快、动态性能好、配比精度高的混合气体配比装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种响应速度快、动态性能好、配比精度高的混合气体自动配比装置。
为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现：一种混合气体自动配比装置，其特征在于：包括：
用于将氢气和第二气体混合形成混合气体的混合器；混合器与气体出口连接；
用于控制输入混合器的氢气流量的氢气输入控制器；
用于测量输入混合器的第二气体流量的第二气体流量计；
用于测量混合气体成分的气体分析仪；
以及主控制器；
所述主控制器的输入端分别与第二气体流量计的输出端和气体分析仪的输出端信号连接，主控制器的输出端与氢气输入控制器的输入端信号连接。
本实用新型装置的原理是：第二气体从第二气体输入端输入，氢气从氢气输入端输入。第二气体流量计测量第二气体流量，并发送第二气体流量信息；同时气体分析仪测量混合气体的成分，并发送混合气体成分信息；主控制器接收第二气体流量信息和混合气体成分信息，主控制器进行运算，根据第二气体流量得出初步的氢气流量控制值，再根据混合气体成分信息对氢气流量控制值进行修正，最后将氢气流量控制值信号发送到氢气输入控制器；由氢气输入控制器控制氢气流量的大小；以实现混合气体配比功能。本实用新型装置采用开环、闭环控制，动态性能好，响应速度快，配比精度高；尤其适用于混合气体流量变化大、配比精度要求高的应用场合。
进一步的方案是：还包括用于输入气体混合比例参数的人机交互界面，人机交互界面与主控制器信号连接。用户通过人机交互界面更改气体混合比例参数，主控制器根据气体混合比例参数信息，改变氢气流量控制值，再通过氢气输入控制器控制氢气流量，以获得不同混合比例的混合气体。
混合气体自动配比装置还包括用于吸附混合气体中杂质的纯化器，纯化器设置在混合器与气体出口之间。加设纯化器，可提高混合气体的纯度。
所述氢气输入控制器的两端分别与氢气输入端和混合器连接；第二气体流量计的两端分别与第二气体输入端和混合器连接。
所述氢气输入控制器由电磁阀和氢气流量控制仪连接组成；所述电磁阀与氢气输入端连接；所述氢气流量控制仪与混合器连接，氢气流量控制仪的输入端与主控制器的输出端信号连接。
优选的方案是：所述第二气体流量计通过减压阀一与第二气体输入端连接。采用减压阀一，可调整第二气体的进气压力，控制第二气体的进气压力低于氢气的进气压力，有利于装置稳定可靠地运行。
所述第二气体流量计与混合器之间还设置有压力传感器，压力传感器的输出端与主控制器的输入端信号连接。压力传感器用于测量第二气体流量计与混合器之间的压力，可提高气体混合配比的精度。
优选的方案是：所述第二气体采用氮气或者氩气。
所述气体分析仪采用氢分仪；所述氢分仪的输入端与混合器的输出端通过减压阀二连接。氢分仪可检测混合气体中氢百分比含量，氢分仪将氢百分比含量信息发送至主控制器，主控制器修正氢气流量控制值的初始值。采用减压阀二，可避免气体分析仪受到过大的气压冲击。
所述主控制器采用PLC控制器。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点与有益效果：
1、本实用新型装置采用开环、闭环控制，动态性能好，响应速度快，配比精度高；尤其适用于混合气体流量变化大、配比精度要求高的应用场合；
2、本实用新型装置包括人机交互界面，可由用户设定气体混合比例参数，获得不同混合比例的混合气体；
3、本实用新型装置具有良好的稳定性和可靠性。
附图说明
图1是本实用新型装置的***结构示意图；
其中，1为氢气输入控制器、2为主控制器、3为第二气体流量计、4为混合器、5为气体分析仪、6为减压阀一、7为减压阀二、8为纯化器、9为压力传感器、10为人机交互界面。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。
实施例
一种混合气体自动配比装置，其***结构示意图如图1所示。装置包括氢气输入控制器1、第二气体流量计3、混合器4、气体分析仪5和主控制器2。第二气体可采用氮气或者氩气。氢气输入端依次与氢气输入控制器1和混合器4连接。氢气输入控制器1用于控制氢气流量。第二气体输入端依次与第二气体流量计3和混合器4连接。第二气体流量计3用于测量第二气体流量。氢气和第二气体输入到混合器4中，混合器4将氢气和第二气体混合形成混合气体。气体分析仪5连接在混合器的输出端，用于测量混合气体成分。主控制器2的输入端分别与第二气体流量计3的输出端和气体分析仪5的输出端信号连接，主控制器2的输出端与氢气输入控制器1的输入端信号连接。
本实用新型装置的原理是：第二气体从第二气体输入端输入，第二气体流量由第二气体流量计3测量；氢气从氢气输入端输入，氢气流量的大小由氢气输入控制器1控制。第二气体流量计3测量第二气体流量，并发送第二气体流量信息；同时气体分析仪5测量混合气体的成分，并发送混合气体成分信息；主控制器2接收第二气体流量信息和混合气体成分信息，主控制器2进行运算，根据第二气体流量得出初步的氢气流量控制值，再根据混合气体成分信息对氢气流量控制值进行修正，最后将氢气流量控制值信号发送到氢气输入控制器1；由氢气输入控制器1控制氢气流量的大小；以实现混合气体配比功能。本实用新型装置采用开环、闭环控制，动态性能好，响应速度快，配比精度高；尤其适用于混合气体流量变化大、配比精度要求高的应用场合。
氢气输入控制器1优选由电磁阀和氢气流量控制仪连接组成。电磁阀与氢气输入端连接；氢气流量控制仪与混合器4连接，氢气流量控制仪的输入端与主控制器2的输出端信号连接。主控制器2优选采用PLC控制器。
装置还包括用于输入气体混合比例参数的人机交互界面10，人机交互界面10与主控制器2信号连接。用户通过人机交互界面10更改气体混合比例参数，主控制器2根据气体混合比例参数信息，改变氢气流量控制值，再通过氢气输入控制器1控制氢气流量，以获得不同混合比例的混合气体。
第二气体流量计3优选通过减压阀一6与第二气体输入端连接，可调整第二气体的进气压力，控制第二气体的进气压力低于氢气的进气压力，有利于装置稳定可靠地运行。第二气体流量计3与混合器4之间还设置有压力传感器9，压力传感器9的输出端与主控制器2的输入端信号连接。气体分析仪5采用氢分仪。氢分仪可检测混合气体中氢百分比含量。为避免氢分仪受到过大的气压冲击，氢分仪的输入端与纯化器的输出端通过减压阀二7连接。
装置还可以包括用于吸附混合气体中杂质的纯化器8，纯化器8设置在混合器4与气体出口之间。加设纯化器8，可提高混合气体的纯度。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种混合气体自动配比装置，其特征在于：包括：
用于将氢气和第二气体混合形成混合气体的混合器；混合器与气体出口连接；
用于控制输入混合器的氢气流量的氢气输入控制器；
用于测量输入混合器的第二气体流量的第二气体流量计；
用于测量混合气体成分的气体分析仪；
以及主控制器；
所述主控制器的输入端分别与第二气体流量计的输出端和气体分析仪的输出端信号连接，主控制器的输出端与氢气输入控制器的输入端信号连接。
2.根据权利要求1所述的混合气体自动配比装置，其特征在于：还包括用于输入气体混合比例参数的人机交互界面，人机交互界面与主控制器信号连接。
3.根据权利要求1所述的混合气体自动配比装置，其特征在于：还包括用于吸附混合气体中杂质的纯化器，纯化器设置在混合器与气体出口之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的混合气体自动配比装置，其特征在于：所述氢气输入控制器的两端分别与氢气输入端和混合器连接；第二气体流量计的两端分别与第二气体输入端和混合器连接。
5.根据权利要求4所述的混合气体自动配比装置，其特征在于：所述氢气输入控制器由电磁阀和氢气流量控制仪连接组成；所述电磁阀与氢气输入端连接；所述氢气流量控制仪与混合器连接，氢气流量控制仪的输入端与主控制器的输出端信号连接。
6.根据权利要求4所述的混合气体自动配比装置，其特征在于：所述第二气体流量计通过减压阀一与第二气体输入端连接。
7.根据权利要求4所述的混合气体自动配比装置，其特征在于：所述第二气体流量计与混合器之间还设置有压力传感器，压力传感器的输出端与主控制器的输入端信号连接。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的混合气体自动配比装置，其特征在于：所述第二气体采用氮气或者氩气。
9.根据权利要求3所述的混合气体自动配比装置，其特征在于：所述气体分析仪采用氢分仪；所述氢分仪的输入端与纯化器的输出端通过减压阀二连接。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的混合气体自动配比装置，其特征在于：所述主控制器采用PLC控制器。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN108219880A (zh) * | 2018-01-18 | 2018-06-29 | 枣庄薛能天然气有限公司 | 一种低氢碳比焦炉煤气补氢甲烷化合成天然气的方法 |
| CN109821431A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-05-31 | 海安县通用粉末冶金厂 | 一种注射成形氮氢混合气配比控制装置 |
| CN111266026A (zh) * | 2020-02-11 | 2020-06-12 | 哈尔滨焊接研究院有限公司 | 一种气体保护焊用混合气体自动配比器及其配比方法 |
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