專利名稱：一種氣體流量顯示和控制儀表的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種氣體流量顯示和控制儀表。
背景技術：
目前小型或中型加氫過程中，氫油體積比是一項重要的工藝參數(shù)，氣體測量與控制是否準確直接影響產品的質量，目前采用的氣體流量控制儀表采取以下控制方案:氣體流過主通路與毛細管通路，在主通路上安裝氣體過濾器，恒溫加熱元件將毛細管通路加熱，當氣體的流通質量不同時，毛細管兩端產生的溫度不同，毛細管兩端的傳感元件感受到不同溫度，使傳感元件的阻值發(fā)生不同的變換，該變換的信號與計算機給定值比較，產生偏差信號，來控制閥體的開度，最終實現(xiàn)控制氣體流量的大小。在應用中存在以下不足:1、容易出現(xiàn)假顯示，由于過濾器加在主氣體流通氣路，氣體中時常含有雜質使過濾器產生堵塞，這樣通過毛細管；恒溫元件與傳感元件測出的氣體流量數(shù)值與實際氣體通過值不符，使氣體流量產生誤差。2、目前氣體流量控制儀表當出口氣體與液體混合時，有時由于液體壓力過高，液體會流入氣體流量計中，使氣路中存有液體，導致氣體流量計產生誤差。3、目前氣體流量控制儀表現(xiàn)場無狀態(tài)顯示，當氣體流量控制儀表出現(xiàn)故障時不易發(fā)現(xiàn)。
發(fā)明內容
針對現(xiàn)有氣體流量控制儀表在應用中存在的不足，本實用新型的目的提供一種測量精度高，現(xiàn)場具有狀態(tài)顯示，同時也可實現(xiàn)計算機遠程監(jiān)控，具有高可靠性的氣體流量顯示和控制儀表。本實用新型的氣體流量顯示和控制儀表包括傳感部分1、測量部分I1、顯示部分II1、氣體流通部分IV和控制部分V ;其中傳感部分I包括恒功率加熱元件1、橋路測量電路2和毛細管氣路3 ;測量部分II按信號傳輸方向依次包括第一放大電路4、第一加法器電路
6、第二放大電路4'和電流輸出電路7,第一調零電路5輸出端與第一加法器電路6的輸入端相連；顯示部分III包括計算機顯示電路8、跟隨器9、采樣電路10、第三放大電路4"、第二加法器6'、第二調零電路5'、第二加法器6'、第四放大電路4" '、A/D轉換電路11和譯碼-驅動-顯示電路12 ;氣體流通部分IV按氣體流向包括氣體流入通路13、過濾器14、主氣體流通氣路15、閥體執(zhí)行機構16、單向閥17和氣體輸出通路18 ;控制部分V包括給定值設定電路19、計算機給定值設定電路20、切換開關21、第五放大電路4""、第三加法器6"、第三調零電路5"、第六放大電路4""'、控制電路22、驅動電路23和閥體調節(jié)機構24。本實用新型的氣體顯示控制儀表中，所述傳感部分I中的毛細管氣路3的輸入端與輸出端分別與氣體流通部分IV的過濾器14的輸出端與閥體執(zhí)行機構16的輸入端連接，傳感部分I中的橋路測量電路2的輸出端與測量部分II的放大電路4的輸入端連接。測量部分II的電流輸出電路7分別與顯示部分III的計算機顯示電路8和跟隨器9的輸入端連接。測量部分II的第二放大電路4'的輸出端與控制部分V的第三加法器6"的輸入端連接?？刂撇糠諺中的第三調零電路5"的輸出端與第三加法器6"的輸入端連接。本實用新型的實現(xiàn)方式如下:氣體通過氣體流通部分IV的過濾器14后分兩路，一路到主氣體流通氣路15，另一路到毛細管氣路3，恒功率加熱元件I將毛細管氣路3恒功率加熱，當不同質量氣體通過毛細管氣路3時，橋路測量電路2的阻值發(fā)生不同的變化，測量部分II將變化的輸入信號轉換為標準電流信號輸出，通過顯示部分III進行遠程計算機顯示與現(xiàn)場顯示?？刂撇糠諺輸出控制信號，實現(xiàn)對氣體流通部分IV的閥體執(zhí)行機構16的自動控制。本實用新型的優(yōu)點在于來自氣體流入通路13的氣體經首先通過過濾器14，避免了傳感部分I中傳出的信號當氣體中含有雜質的情況下產生較大誤差；本實用新型的優(yōu)點還在于氣體流通部分IV的出口部分加裝單向閥17，避免了毛細管氣路3以及主氣體流通氣路15中因液體倒流產生的誤差；本實用新型的優(yōu)點還在于通過顯示部分III可對氣體流量進行現(xiàn)場顯示與遠程計算機顯示，可及時發(fā)現(xiàn)氣體流量測量過程中出現(xiàn)的問題；本實用新型的優(yōu)點還在于電子處理電路采用了目前技術上成熟的芯片與高可靠性和穩(wěn)定性的電子元器件，因此增加了電路的穩(wěn)定性與可靠性。
圖1是本實用新型的氣體顯示控制儀表的構成示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的氣體顯示控制儀表的工作過程作詳細說明。如圖1所示，當測量氣體通過氣體流入通路13時，經過過濾器14分成兩路，一路通過毛細管氣路3，另一輛通過主氣體流通氣路15。毛細管氣路3的氣體流量與主氣體流通氣路15氣體的流通質量之比為一個固定的常數(shù)。毛細管氣路3的輸出與主氣體流通氣路15的輸出同時通過閥體執(zhí)行機構16，閥體執(zhí)行機構16依據(jù)閥體調節(jié)機構24的信號大小產生動作，來控制氣體流入量的大小，氣體總量通過單向閥17輸出，單向閥17的作用是阻止氣體輸出通路18中的液體倒流現(xiàn)象的發(fā)生。傳感部分I中的恒功率加熱元件I對毛細管氣路3加以恒定的功率。當不同量的氣體通過毛細管氣路3時，毛細管氣路3的兩端產生不同的溫度，毛細管氣路3的兩端的橋路測量電路2的阻值產生不同的變化，使橋路測量電路2的輸出電壓信號產生不同的變化，該電壓信號送入測量部分II的放大電路4的輸入端，經放大電路4放大后輸出放大后的電壓信號，該信號送入加法電路6，當毛細管氣路3無氣體流通時，通過調零電路5的調節(jié)使加法器電路6的輸出為零，加法器電路6輸出的電壓信號送入到第二放大電路V的輸入端，第二放大電路4,的作用是當毛細管氣路3的氣體流通氣量達到最大值時，通過第二放大電路4,使輸出信號達到工程上所需要的數(shù)值，第二放大電路4,的輸出信號分成兩路，一路送給第三加法器6 ",另一路送給電流輸出電路7。電流輸出電路7將輸入的電壓信號轉換為標準的電流信號如4-20mA，該電路具有輸出阻抗高，輸出的電流信號具有抗干擾能力強的特點。電流輸出電路7對該電流信號處理后分別送入計算機顯示電路8與跟隨器9的輸入端，跟隨器9具有輸入阻抗高和輸出阻抗低的特點。信號通過跟隨器9后輸出到采樣電路10，采樣電路10輸出的信號到第三放大電路4"，第三放大電路4"接收到輸入信號后，進行阻抗變換后輸出信號到第二加法器6'，第二調零電路5'的輸出信號同時送入到加法器6';第二調零電路5'的作用:當毛細管氣路3中的氣體流量為零時使譯碼-驅動-顯示電路12顯示為零，第二加法器6'的輸出信號送入到第四放大電路4"，，經第四放大電路4"，放大后的信號送入A/D轉換電路11，通過A/D轉換電路11將其輸入的模擬量轉換為數(shù)字。將該數(shù)字量送入譯碼-驅動-顯示電路12進行現(xiàn)場數(shù)字顯示?？刂撇糠諺的切換開關21中的A點切換到B點時，可通過儀表上的給定值設定電路19設定給定值，當切換開關21中的A點切換到C時，可通過計算機給定值設定電路20設定給定值。第五放大電路4""將設定信號進行放大，將放大的信號送入第三加法器6"。第三加法器6"將第五放大電路4""和第二放大電路4,的信號進行運算輸出偏差信號，第三調零電路5"的作用是，當?shù)谖宸糯箅娐?""的輸出信號與第二放大電路4,的輸出信號值相同時，調節(jié)第三調零電路5"使第三加法器6"的輸出信號為零。第三加法器6"輸出的偏差信號送入到第六放大電路4""，，第六放大電路4""，將輸入的偏差信號進行放大后，送入到控制電路22，通過控制電路22輸出控制信號，該控制信號送入驅動電路23的輸入端，通過驅動電路23輸出足夠強的控制信號，以驅動閥體調節(jié)機構24，最終控制閥體執(zhí)行機構16的調節(jié)閥的開度，以達到控制氣體質量流量大小的目的。
權利要求1.一種氣體流量顯示和控制儀表，包括傳感部分(I )、測量部分(II)、顯示部分(III)、氣體流通部分(IV)和控制部分(V);其中傳感部分(I )包括恒功率加熱元件(I)、橋路測量電路(2)和毛細管氣路(3);測量部分(II)按信號傳輸方向依次包括第一放大電路(4)、第一加法器電路(6)、第二放大電路(4')和電流輸出電路(7)，第一調零電路(5)輸出端與第一加法器電路(6)的輸入端相連；顯示部分(III)包括計算機顯示電路(8)、跟隨器(9)、采樣電路(10)、第三放大電路(4〃)、第二加法器(6')、第二調零電路(5')、第二加法器(6')、第四放大電路(4〃 ' )、A/D轉換電路(11)和譯碼-驅動-顯示電路(12);氣體流通部分(IV)按氣體流向包括氣體流入通路(13)、過濾器(14)、主氣體流通氣路(15)、閥體執(zhí)行機構(16)、單向閥(17)和氣體輸出通路(18);控制部分(V)包括給定值設定電路(19)、計算機給定值設定電路(20)、切換開關(21)、第五放大電路(4〃 ")、第三加法器(6〃)、第三調零電路(5〃)、第六放大電路(4〃 "')、控制電路(22)、驅動電路(23)和閥體調節(jié)機構(24)。
2.按照權利要求1所述的氣體流量顯示和控制儀表，其特征在于，所述傳感部分(I)中的毛細管氣路(3)的輸入端與輸出端分別與氣體流通部分(IV)的過濾器(14)的輸出端與閥體執(zhí)行機構(16)的輸入端連接。
3.按照權利要求1所述的氣體流量顯示和控制儀表，其特征在于，所述傳感部分(I)中的橋路測量電路(2)的輸出端與測量部分(II)的放大電路(4)的輸入端連接。
4.按照權利要求1所述的氣體流量顯示和控制儀表，其特征在于，所述測量部分(II)的電流輸出電路(7)分別與顯示部分(ΠΙ)的計算機顯示電路(8)和跟隨器(9)的輸入端連接。
5.按照權利要求1所述的氣體流量顯示和控制儀表，其特征在于，所述測量部分(II)的第二放大電路(4')的輸出端與控制部分(V)的第三加法器(6〃)的輸入端連接。
6.按照權利要求1所述的氣體流量顯示和控制儀表，其特征在于，所述控制部分(V)中的第三調零電路(5〃)的輸出端與第三加法器(6〃)的輸入端連接。
專利摘要本實用新型公開了一種氣體流量顯示和控制儀表。該儀表主要由傳感部分Ⅰ、測量部分Ⅱ、顯示部分Ⅲ、氣體流通部分Ⅳ和控制部分Ⅴ組成。本實用新型儀表的特點在于氣體流量顯示與控制過程中，可減小氣體測量過程中產生的誤差，避免氣路中產生的液體倒流，同時具有現(xiàn)場監(jiān)視和遠程計算機監(jiān)視氣體流量的功能。本實用新型儀表也可對各種氣體進行流量顯示與控制，具有高可靠性、高穩(wěn)定性、使用方便和成本低等特點。
文檔編號G05D7/06GK202975845SQ201220546198
公開日2013年6月5日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權日2012年10月24日
發(fā)明者吳長喜, 吳長安, 楊福利 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院