本發(fā)明屬于標(biāo)準(zhǔn)氣生成裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)氣體發(fā)生器聯(lián)用生成混合氣體的控制系統(tǒng)和聯(lián)用系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
標(biāo)準(zhǔn)氣是指濃度均勻，穩(wěn)定性良好，量值準(zhǔn)確的氣體。在物理，化學(xué)，生物與工程測(cè)量領(lǐng)域中標(biāo)準(zhǔn)氣用于校準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器和測(cè)量過(guò)程，評(píng)價(jià)測(cè)量方法的準(zhǔn)確度和檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)能力，確定材料或產(chǎn)品的特性量值，進(jìn)行量值仲裁等。
標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器利用比例稀釋的原理對(duì)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行比例稀釋，包括氣體與氣體間稀釋和氣體和液體(定量汽化成氣體)間稀釋，生成預(yù)設(shè)的定量濃度的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器被廣泛的應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室分析、儀器研發(fā)制造、化工等領(lǐng)域。
目前的標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器只是單臺(tái)使用，局限于硬件氣路，每臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器只能用于單一稀釋某一種標(biāo)準(zhǔn)氣。然而，有時(shí)操作人員需生成混合氣體，這就需要操作人員對(duì)多臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器分別進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置時(shí)需計(jì)算不同出氣口的氣體流量，計(jì)算過(guò)程繁瑣，不能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器之間的互聯(lián)互通，不利于實(shí)驗(yàn)或檢驗(yàn)的進(jìn)行。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明題述一種多臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)氣體發(fā)生器的控制系統(tǒng)和聯(lián)用系統(tǒng)及方法，在多臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)氣體發(fā)生器之間建立連接，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)氣體發(fā)生器之間的互聯(lián)，操作人員可以輕松對(duì)每一路氣體進(jìn)行精確控制。
本發(fā)明的目的之一是提供一種多臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)氣體發(fā)生器控制系統(tǒng)，用于多臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)氣體發(fā)生器聯(lián)用的控制，每個(gè)所述標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器安裝有微控制單元；其中，一個(gè)所述微控制單元為主機(jī)，其余所述微控制單元為從機(jī)，所述主機(jī)連接所述從機(jī)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種多臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)氣體發(fā)生器聯(lián)用系統(tǒng)，包括多臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)氣體發(fā)生器和混合氣體出口；
所述標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器包括微控制單元(MCU單元)、質(zhì)量流量控制器、稀釋氣口和標(biāo)準(zhǔn)氣口；
所述質(zhì)量流量控制器包括氣體入口和氣體出口，所述質(zhì)量流量控制器氣體入口連接所述稀釋氣口和標(biāo)準(zhǔn)氣口，所述質(zhì)量流量控制器氣體出口連接所述混合氣體出口，所述微控制單元連接所述質(zhì)量流量控制器；
其中，一個(gè)所述標(biāo)準(zhǔn)氣體發(fā)生器的微控制單元為主機(jī)，其余所述微控制單元為從機(jī)，所述主機(jī)連接所述從機(jī)。
標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生的微控制單元為微型處理器，具有計(jì)算處理功能，用于控制質(zhì)量流量控制器。稀釋氣口和標(biāo)準(zhǔn)氣口分別連接質(zhì)量流量控制器，質(zhì)量流量控制器用于精確控制氣體流量。
作為本發(fā)明優(yōu)選的在主機(jī)和從機(jī)之間建立連接的方式，所述主機(jī)通過(guò)有線形式連接所述從機(jī)。有線形式為：串口通信、總線通信等。
作為另一種在主機(jī)和從機(jī)之間建立連接的方式，所述主機(jī)通過(guò)無(wú)線形式連接所述從機(jī)。無(wú)線形式為：藍(lán)牙、無(wú)線局域網(wǎng)、公共網(wǎng)絡(luò)等。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種多臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)氣體發(fā)生器聯(lián)用的方法，包括以下步驟：
A、選擇一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣體發(fā)生器的微控制單元作為主機(jī)，其余標(biāo)準(zhǔn)氣體發(fā)生器的微控制單元作為從機(jī)；
B、所述主機(jī)檢測(cè)是否已與所述從機(jī)建立連接；若未連接，則所述主機(jī)與所述從機(jī)建立連接；若已連接，則執(zhí)行下一步；
C、輸入混合氣體出口流量值、混合氣體中各標(biāo)準(zhǔn)氣的濃度值和各標(biāo)準(zhǔn)氣口的接入標(biāo)準(zhǔn)氣濃度值；
D、所述主機(jī)根據(jù)輸入的混合氣體出口流量值、混合氣體中各標(biāo)準(zhǔn)氣的濃度值和各標(biāo)準(zhǔn)氣口的接入標(biāo)準(zhǔn)氣濃度值，計(jì)算出各個(gè)稀釋氣口和標(biāo)準(zhǔn)氣口的流量值；
E、所述主機(jī)將所述稀釋氣口和標(biāo)準(zhǔn)氣口的流量值發(fā)送給相應(yīng)的從機(jī)；
F、所述主機(jī)和從機(jī)控制相應(yīng)的質(zhì)量流量控制器，使相應(yīng)稀釋氣口和標(biāo)準(zhǔn)氣口的氣體流量分別達(dá)到所述稀釋氣口和標(biāo)準(zhǔn)氣口的流量值。
本發(fā)明中，混合氣體包含多種標(biāo)準(zhǔn)氣，各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣在混合氣體中的濃度是一定的。各標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器的稀釋氣口和標(biāo)準(zhǔn)氣口接入的氣體的濃度也是已知的。
作為本發(fā)明優(yōu)選的方案，步驟C中，在所述主機(jī)輸入混合氣體出口流量值、混合氣體中各標(biāo)準(zhǔn)氣的濃度值和各標(biāo)準(zhǔn)氣口的接入標(biāo)準(zhǔn)氣濃度值。由主機(jī)的程序計(jì)算出各個(gè)稀釋氣口和標(biāo)準(zhǔn)氣口的流量值。
另一種優(yōu)選的方案，步驟C中，在所述主機(jī)輸入混合氣體出口流量值、主機(jī)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)氣在混合氣體中的濃度值和所述主機(jī)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)氣口的接入標(biāo)準(zhǔn)氣濃度值，在所述從機(jī)輸入從機(jī)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)氣在混合氣體中的濃度值和所述從機(jī)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)氣口的接入標(biāo)準(zhǔn)氣濃度值。
本發(fā)明中，主機(jī)所在的標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器的稀釋氣口和標(biāo)準(zhǔn)氣口即是主機(jī)相對(duì)應(yīng)的稀釋氣口和標(biāo)準(zhǔn)氣口，主機(jī)所在的標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器接入的標(biāo)準(zhǔn)氣即是主機(jī)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)氣，主機(jī)所在的標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器的質(zhì)量流量控制器即是主機(jī)對(duì)應(yīng)的質(zhì)量流量控制器。從機(jī)所在的標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器的稀釋氣口和標(biāo)準(zhǔn)氣口即是從機(jī)相對(duì)應(yīng)的稀釋氣口和標(biāo)準(zhǔn)氣口，從機(jī)所在的標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器接入的標(biāo)準(zhǔn)氣即是從機(jī)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)氣，從機(jī)所在的標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器的質(zhì)量流量控制器即是從機(jī)對(duì)應(yīng)的質(zhì)量流量控制器。
進(jìn)一步的，所述主機(jī)通過(guò)有線形式連接所述從機(jī)。有線形式的連接，可以使主機(jī)和從機(jī)間的信號(hào)傳輸更穩(wěn)定。
另一方案為所述主機(jī)通過(guò)無(wú)線形式連接所述從機(jī)。無(wú)線形式的連接，可使操作更方便，節(jié)省時(shí)間。
進(jìn)一步的，在所述步驟A之前包括步驟：在標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器的稀釋氣口和標(biāo)準(zhǔn)氣口分別接入稀釋氣和標(biāo)準(zhǔn)氣。
優(yōu)選的，在所述步驟B之前包括步驟：在所述主機(jī)上設(shè)置連接從機(jī)的數(shù)量。
本發(fā)明提供的多臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器控制系統(tǒng)和聯(lián)用的系統(tǒng)及方法，在不改變硬件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過(guò)設(shè)置主、從功能，在微控制單元間建立連接，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)氣之間的互聯(lián)；由主機(jī)計(jì)算各個(gè)稀釋氣口和標(biāo)準(zhǔn)氣口的流量值，省去了操作人員的大量計(jì)算；作為一個(gè)系統(tǒng)，生成的混合氣體均勻，更有利于實(shí)驗(yàn)和檢測(cè)。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明實(shí)施例的多臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器聯(lián)用的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案及其各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方式和實(shí)施例僅是說(shuō)明的目的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種多臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)氣體發(fā)生器控制系統(tǒng)，用于多臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)氣體發(fā)生器聯(lián)用的控制，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器均包括一個(gè)微控制單元。其中，一個(gè)微控制單元為主機(jī)，其余微控制單元為從機(jī)，主機(jī)連接從機(jī)。通過(guò)連接，主機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)從機(jī)的控制。
實(shí)施例1
本發(fā)明實(shí)施例需要同時(shí)稀釋發(fā)生三種標(biāo)準(zhǔn)氣體，第一標(biāo)準(zhǔn)氣(SO2：100ppm)，第二標(biāo)準(zhǔn)氣(NO：100ppm)，第三標(biāo)準(zhǔn)氣(CO：50ppm)，得到一種三種氣體的混合氣體(SO2:10ppm、NO：10ppm、CO：10ppm)，混合氣體流量1000mL/min。單一標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器只能稀釋其中一種氣體，沒(méi)辦法同時(shí)稀釋三種標(biāo)準(zhǔn)氣。
如圖1所示，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種三臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器連用的系統(tǒng)，包括：第一標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器100、第二標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器200、第三標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器300和混合氣體出口400。
第一標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器100包括：第一微控制單元101、第一質(zhì)量流量控制器A102、第一質(zhì)量流量控制器B103、第一稀釋氣口104和第一標(biāo)準(zhǔn)氣口105。第一微控制單元101連接、控制第一質(zhì)量流量控制器A102和第一質(zhì)量流量控制器B103。第一質(zhì)量流量控制器A102和第一質(zhì)量流量控制器B103均包括氣體入口和氣體出口。第一質(zhì)量流量控制器A102的氣體入口連接第一稀釋氣口104，第一質(zhì)量流量控制器B103的氣體入口連接第一標(biāo)準(zhǔn)氣口105。
第二標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器200包括：第二微控制單元201、第二質(zhì)量流量控制器A202、第二質(zhì)量流量控制器B203、第二稀釋氣口204和第二標(biāo)準(zhǔn)氣口205。第二微控制單元201連接、控制第二質(zhì)量流量控制器A202和第二質(zhì)量流量控制器B203。第二質(zhì)量流量控制器A202和第二質(zhì)量流量控制器B203均包括氣體入口和氣體出口。第二質(zhì)量流量控制器A202的氣體入口連接第二稀釋氣口204，第二質(zhì)量流量控制器B203的氣體入口連接第二標(biāo)準(zhǔn)氣口205。
第三標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器300包括：第三微控制單元301、第三質(zhì)量流量控制器A302、第三質(zhì)量流量控制器B303、第三稀釋氣口304和第三標(biāo)準(zhǔn)氣口305。第三微控制單元301連接、控制第三質(zhì)量流量控制器A302和第三質(zhì)量流量控制器B303。第三質(zhì)量流量控制器A302和第三質(zhì)量流量控制器B303均包括氣體入口和氣體出口。第三質(zhì)量流量控制器A302的氣體入口連接第三稀釋氣口304，第三質(zhì)量流量控制器B303的氣體入口連接第三標(biāo)準(zhǔn)氣口305。
質(zhì)量流量控制器用于控制稀釋氣口和標(biāo)準(zhǔn)氣口的氣體流量。各質(zhì)量流量控制器的氣體出口均連接混合氣體出口400。
選擇第一微控制器101作為主機(jī)，第二微控制器201和第三微控制器301為從機(jī)。通過(guò)串口通信在第一微控制器101和第二微控制器201、第三微控制器301之間建立有線連接，其他形式的有線通信也可實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種實(shí)現(xiàn)三臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器聯(lián)用的方法，包括以下步驟：
1、在第一稀釋氣口接入N2，第一標(biāo)準(zhǔn)氣口接入SO2，第二稀釋氣口懸空，第二標(biāo)準(zhǔn)氣口接入標(biāo)準(zhǔn)氣體NO，第三稀釋氣口懸空，第三標(biāo)準(zhǔn)氣口接入標(biāo)準(zhǔn)氣體CO。
2、選擇第一微控制單元作為主機(jī)，第二微控制單元和第三微控制單元作為從機(jī)。
3、在主機(jī)上設(shè)置連接的從機(jī)數(shù)量為2，在主機(jī)和兩個(gè)從機(jī)之間建立有線連接。
4、在主機(jī)上輸入混合氣體出口流量值1000mL/min、SO2在混合氣體中的濃度值10ppm和第一標(biāo)準(zhǔn)氣口的接入SO2濃度值100ppm，程序自動(dòng)計(jì)算出第一標(biāo)準(zhǔn)氣口流量為100mL/min，此時(shí)第一稀釋氣口流量為1000-100＝900mL/min。
5、在第二微控制單元上輸入第二標(biāo)準(zhǔn)氣接入的NO濃度值100ppm，NO在混合氣體中的濃度值10ppm，程序自動(dòng)計(jì)算出第二標(biāo)準(zhǔn)氣口流量值為100mL/min，此時(shí)第一稀釋氣口流量變?yōu)?000-100-100＝800mL/min；主機(jī)將第二標(biāo)準(zhǔn)氣口流量值發(fā)送給第二微控制單元，第二微控制單元控制第二質(zhì)量流量控制器B，使第二標(biāo)準(zhǔn)氣口的氣體流量達(dá)到100mL/min。
6、在第三微控制單元輸入第三標(biāo)準(zhǔn)氣口接入的CO濃度50ppm，CO在混合氣體中的濃度值10ppm，程序自動(dòng)計(jì)算出第三標(biāo)準(zhǔn)氣口流量為200mL/min，此時(shí)第一稀釋氣口流量變?yōu)?000-100-100-200＝600mL/min；主機(jī)將第三標(biāo)準(zhǔn)氣口的流量值發(fā)送給第三微控制單元，第三微控制單元控制第三質(zhì)量流量控制器B，使第三標(biāo)準(zhǔn)氣口的氣體流量達(dá)到200mL/min。
7、第一質(zhì)量流量控制器A、第一質(zhì)量流量控制器B、第二質(zhì)量流量控制器B和第三質(zhì)量流量控制器B的氣體出口流出的氣體匯集至混合氣體出口，得到混合氣體。
在實(shí)際使用中，若之前生成混合氣體時(shí)，已經(jīng)在主機(jī)和從機(jī)之間建立了連接，則主機(jī)和從機(jī)在開(kāi)機(jī)后自動(dòng)建立連接。在使用中，選定主機(jī)后，主機(jī)可先檢查是否已與從機(jī)建立了連接，若已建立連接，則不用執(zhí)行步驟3。
實(shí)施例2
本發(fā)明實(shí)施例所用的標(biāo)準(zhǔn)氣和得到的混合氣體與實(shí)施例1相同，使用的系統(tǒng)也相同。
本發(fā)明實(shí)施例提供的利用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器聯(lián)用方法，包括以下步驟：
1、在第一稀釋氣口接入N2，第一標(biāo)準(zhǔn)氣口接入SO2，第二稀釋氣口懸空，第二標(biāo)準(zhǔn)氣口接入標(biāo)準(zhǔn)氣體NO，第三稀釋氣口懸空，第三標(biāo)準(zhǔn)氣口接入標(biāo)準(zhǔn)氣體CO。
2、選擇第一微控制單元作為主機(jī)，第二微控制單元和第三微控制單元作為從機(jī)。
3、在主機(jī)上設(shè)置連接的從機(jī)數(shù)量為2，在主機(jī)和兩個(gè)從機(jī)之間建立無(wú)線的連接。
4、在主機(jī)上輸入混合氣體出口流量值1000mL/min、SO2在混合氣體中的濃度值10ppm、第一標(biāo)準(zhǔn)氣口的接入SO2濃度值100ppm，第二標(biāo)準(zhǔn)氣口接入的NO濃度值100ppm、NO在混合氣體中的濃度值10ppm，第三標(biāo)準(zhǔn)氣口接入的CO濃度50ppm，CO在混合氣體中的濃度值10ppm；程序自動(dòng)計(jì)算出第一標(biāo)準(zhǔn)氣口流量為100mL/min，第一稀釋氣口流量為600mL/min，第二標(biāo)準(zhǔn)氣口流量值為100mL/min，第三標(biāo)準(zhǔn)氣口流量值為200mL/min。
5、主機(jī)將第二標(biāo)準(zhǔn)氣口流量值發(fā)送給第二微控制單元，第三標(biāo)準(zhǔn)氣口流量值發(fā)送給第三微控制單元；第二微控制單元控制第二質(zhì)量流量控制器B，使第二標(biāo)準(zhǔn)氣口的氣體流量達(dá)到100mL/min；第三微控制單元控制第三質(zhì)量流量控制器B，使第三標(biāo)準(zhǔn)氣口的氣體流量達(dá)到200mL/min。
6、第一質(zhì)量流量控制器A、第一質(zhì)量流量控制器B、第二質(zhì)量流量控制器B和第三質(zhì)量流量控制器B的氣體出口流出的氣體匯集至混合氣體出口，得到混合氣體。
本發(fā)明實(shí)施例與實(shí)施例1相比，操作更簡(jiǎn)單，在主機(jī)上即實(shí)現(xiàn)了對(duì)所有標(biāo)準(zhǔn)氣發(fā)生器的控制。
需要說(shuō)明的是，以上參照附圖所描述的各個(gè)實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明而非限制本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。此外，除上下文另有所指外，以單數(shù)形式出現(xiàn)的詞包括復(fù)數(shù)形式，反之亦然。另外，除非特別說(shuō)明，那么任何實(shí)施例的全部或一部分可結(jié)合任何其它實(shí)施例的全部或一部分來(lái)使用。