一種壓力式流量控制器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種壓力式流量控制器，包括氣路模塊、比例控制閥、壓力傳感器和控制組件，所述氣路模塊與進(jìn)氣口接口和出氣口接口相連，從所述進(jìn)氣口接口進(jìn)入的氣體經(jīng)氣路模塊后送至比例控制閥，經(jīng)所述比例控制閥的調(diào)節(jié)后由出氣口接口輸出；在所述比例控制閥的輸出端與出氣口接口之間設(shè)置多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)，通過多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)中的孔隙將恒定的氣體壓力轉(zhuǎn)換為恒定流量輸出。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、體積小、能夠提高可靠性和精度等優(yōu)點。
【專利說明】一種壓力式流量控制器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型主要涉及到精密分析儀器領(lǐng)域，特指一種適用于精密分析儀器的不受環(huán)境壓力影響的壓力式流量控制器。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，在眾多的精密分析設(shè)備中常常要使用到對于流體進(jìn)行控制的器件，比如流量控制器。現(xiàn)有的壓力式流量控制器一般是采用單孔或是毛細(xì)管104作為氣阻，通過改變控制壓力的大小，來實現(xiàn)流量的控制。如圖1所示，該壓力式流量控制器包括壓力控制模塊101、進(jìn)氣口 102和出氣口 103，在出氣口 103與壓力控制模塊101之間設(shè)置有毛細(xì)管104作為氣阻。
[0003]對于使用單微孔或是毛細(xì)管104作為氣阻，存在以下不足:
[0004]( I)單微孔或是毛細(xì)管104均是單孔的，易堵塞且不方便維護(hù)；
[0005](2)毛細(xì)管104作為氣阻，由于其是長管道，使用時會很浪費空間和體積，若是使用彎折形式，由于每次彎折的差異性，也很難保證氣阻的一致性；
[0006](3)單微孔或是毛細(xì)管104的制作成本較高。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型要解決的技術(shù)問題就在于:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、體積小、能夠提高可靠性和精度的壓力式流量控制器。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0009]一種壓力式流量控制器，包括氣路模塊、比例控制閥、壓力傳感器和控制組件，所述氣路模塊與進(jìn)氣口接口和出氣口接口相連，從所述進(jìn)氣口接口進(jìn)入的氣體經(jīng)氣路模塊后送至比例控制閥，經(jīng)所述比例控制閥的調(diào)節(jié)后由出氣口接口輸出；在所述比例控制閥的輸出端與出氣口接口之間設(shè)置多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)，通過多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)中的孔隙將恒定的氣體壓力轉(zhuǎn)換為恒定流量輸出。多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)
[0010]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn):所述多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)安裝在氣阻基座內(nèi)，在多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)的進(jìn)口端設(shè)置氣阻進(jìn)氣口 O型圈，在多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)的出口端設(shè)置氣阻出氣口O型圈。
[0011]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn):所述比例控制閥的輸出端經(jīng)氣路模塊后與出氣口接口相連，所述多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)通過緊固件連接于出氣口接口和氣路模塊之間。
[0012]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn):所述多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)為金屬粉末冶金氣阻、高鋁陶瓷過濾片、或蜂窩陶瓷載體
[0013]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn):所述氣路模塊的進(jìn)氣口處連接一呈豎直布置的進(jìn)氣口接口，氣體輸入后再側(cè)向輸出到比例控制閥的入口；所述比例控制閥的出口輸入到氣路模塊后分支輸出，一路輸出連接壓力傳感器，另一路直接輸出到多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)的輸入□。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于:
[0015]1、本實用新型的壓力式流量控制器，直接使用多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)作為氣阻來實現(xiàn)精密流量的控制，可以很好的回避使用單孔或毛細(xì)管作為氣阻的缺點，適應(yīng)于便攜設(shè)備上體積小、重量輕、方便維護(hù)等要求。
[0016]2、本實用新型的壓力式流量控制器，采用進(jìn)口和出口雙O型圈鎖住氣阻的方式，以提升多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)用于氣路中的氣阻阻值的一致性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中電子流量控制器的原理示意圖。
[0018]圖2是本實用新型電子流量控制器的原理示意圖。
[0019]圖3是本實用新型電子流量控制器的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0020]圖4是本實用新型中控制組件的工作原理示意圖。
[0021]圖5是一種圓柱形多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)的具體實例示意圖。
[0022]圖6是一種方形多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)的具體實例示意圖。
[0023]圖例說明:
[0024]1、進(jìn)氣口接口 ；2、氣路模塊；3、比例控制閥；4、壓力傳感器；5、控制組件；6、氣阻基座；7、出氣口接口 ；8、多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)；9、氣阻出氣口 O型圈；10、氣阻進(jìn)氣口 O型圈；31、恒流驅(qū)動電路；32、信號調(diào)理電路；33、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元；34、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元；35、數(shù)據(jù)處理單元；36、存儲器；37、對外通訊單元；101、壓力控制模塊；102、進(jìn)氣口 ；103、出氣口 ；104、毛細(xì)管。

【具體實施方式】
[0025]以下將結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0026]如圖2和圖3所示，本實用新型的壓力式流量控制器，包括氣路模塊2、比例控制閥3、壓力傳感器4和控制組件5，氣路模塊2與進(jìn)氣口接口 I和出氣口接口 7相連，從進(jìn)氣口接口 I進(jìn)入的氣體經(jīng)氣路模塊2后送至比例控制閥3，經(jīng)比例控制閥3的調(diào)節(jié)后由出氣口接口 7輸出。比例控制閥3、壓力傳感器4和控制組件5形成氣體壓力控制模塊，實現(xiàn)氣路模塊2內(nèi)氣體壓力穩(wěn)定控制在設(shè)定值的功能。
[0027]本實用新型在比例控制閥3與出氣口接口 7之間設(shè)置多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)8，利用多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)8將恒定的氣體壓力轉(zhuǎn)換為恒定流量輸出的模塊，其原理為泊肅葉方程。多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)8可以選擇金屬粉末冶金氣阻、高鋁陶瓷過濾片、或蜂窩陶瓷載體。本實用新型以使用了金屬粉末冶金器件作為氣阻為例，這種氣阻可以做得很小(體積為幾個_3)，可以根據(jù)實際需要將其直接鑲嵌在氣路中；同時，由于它是采用金屬粉末燒結(jié)在一起的，因而具有多孔隙性質(zhì)，表面粗糙，使其具有難堵塞的特點，維護(hù)量少。
[0028]本實用新型中的氣路模塊2用來實現(xiàn)氣路傳輸，其進(jìn)氣口處連接一呈豎直布置的進(jìn)氣口接口 1，輸入后再側(cè)向輸出到比例控制閥3的入口 ；比例控制閥3的出口輸入到氣路模塊2后分支輸出，一路輸出連接壓力傳感器4，另一路直接輸出到多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)8的輸入口，氣路上要求進(jìn)行拋光處理，無明顯毛糙，同時氣路的交叉口處死角的體積盡可能的小，以此保證氣體在氣路模塊2的傳輸穩(wěn)定。整個氣路模塊2的選材需要使用輕質(zhì)有一定強(qiáng)度的材料，如鑄鋁，以盡可能的減輕流量控制模塊的整體重量；
[0029]本實用新型中的壓力傳感器4用來實現(xiàn)檢測氣路模塊2的輸出壓力，其將檢測到的壓力信號電壓值傳給控制組件5，由控制組件5計算出當(dāng)前測量的壓力值與實際設(shè)定值的差異，再通過PID算法控制驅(qū)動比例控制閥3的電流，達(dá)到控制輸入氣體流量的目的；即壓力傳感器4、控制組件5和比例控制閥3共同實現(xiàn)氣路模塊2輸出氣體壓力的穩(wěn)定控制。
[0030]多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)8是實現(xiàn)將穩(wěn)定的壓力出轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定流量輸出，本實施例中，其安裝形式包括一個氣阻基座6，一個氣阻進(jìn)氣口 O型圈10，一個氣阻出氣口 O型圈9 ;進(jìn)氣口和出氣口的O型圈將多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)8鎖在氣阻基座6內(nèi)，再用螺絲通過出氣口接口 7和氣路模塊2將固定有多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)8和兩個O型圈的氣阻基座6壓接在中間，使得氣體只能從多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)8的入口流出到出口。這樣主要是為了防止氣體從多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)8的側(cè)面流動，當(dāng)氣阻安裝時出現(xiàn)轉(zhuǎn)動時，可能導(dǎo)致其氣阻值大小的改變，此雙O型圈的安裝方式，能有效提高此壓力式流量控制模塊拆裝維護(hù)前面氣體流量控制的一致性。
[0031]進(jìn)氣口接口 I和出氣口接口 7均要使用強(qiáng)度大的材料制作，因為氣路安裝時會有較強(qiáng)的應(yīng)力作用，此處使用的是不銹鋼材料，這里只是進(jìn)氣口與出氣口使用不銹鋼材料，與氣路模塊2進(jìn)行分開，也是考慮保證其機(jī)械強(qiáng)度的同時，使整個模塊的重量盡可能的輕。
[0032]如圖5所示，在具體應(yīng)用實例中，可以采用圓柱形的多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)8，也可以采用如圖6所示的方形多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)8。
[0033]如圖4所示，本實施例中，壓力傳感器4檢測到的壓力信號經(jīng)過信號調(diào)理電路32調(diào)理后進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換單元34 (ADC)進(jìn)行采樣，采樣的壓力信號傳入到數(shù)據(jù)處理單元35(MCU)中處理，MCU將此壓力信號與存儲器36中存儲的設(shè)定目標(biāo)值進(jìn)行對比，通過計算其與目標(biāo)設(shè)定值的差異進(jìn)行調(diào)整數(shù)模轉(zhuǎn)換單元33 (DAC)的輸出，以控制恒流驅(qū)動電路31的輸出電流大小來控制比例控制閥3，由比例控制閥3調(diào)整流過其氣體的流量，以達(dá)到控制壓力傳感器4檢測到的壓力信號穩(wěn)定在目標(biāo)設(shè)定值，達(dá)到氣路模塊2內(nèi)的壓力穩(wěn)定控制的目的。數(shù)據(jù)處理單元35 (MCU)通過對外通訊單元37與上位機(jī)或其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
[0034]以上僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本實用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種壓力式流量控制器，其特征在于，包括氣路模塊(2)、比例控制閥(3)、壓力傳感器(4 )和控制組件(5 )，所述氣路模塊(2 )與進(jìn)氣口接口(I)和出氣口接口(7)相連，從所述進(jìn)氣口接口(I)進(jìn)入的氣體經(jīng)氣路模塊(2)后送至比例控制閥(3)，經(jīng)所述比例控制閥(3)的調(diào)節(jié)后由出氣口接口(7)輸出；在所述比例控制閥(3)的輸出端與出氣口接口(7)之間設(shè)置多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)(8)，通過多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)(8)中的孔隙將恒定的氣體壓力轉(zhuǎn)換為恒定流量輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力式流量控制器，其特征在于，所述多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)(8)安裝在氣阻基座(6)內(nèi)，在多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)(8)的進(jìn)口端設(shè)置氣阻進(jìn)氣口 O型圈(10)，在多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)(8)的出口端設(shè)置氣阻出氣口 O型圈(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓力式流量控制器，其特征在于，所述比例控制閥(3)的輸出端經(jīng)氣路模塊(2)后與出氣口接口(7)相連，所述多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)(8)通過緊固件連接于出氣口接口( 7 )和氣路模塊(2 )之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓力式流量控制器，其特征在于，所述多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)(8)為金屬粉末冶金氣阻、高鋁陶瓷過濾片、或蜂窩陶瓷載體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的壓力式流量控制器，其特征在于，所述氣路模塊(2)的進(jìn)氣口處連接一呈豎直布置的進(jìn)氣口接口(I)，氣體輸入后再側(cè)向輸出到比例控制閥(3)的入口；所述比例控制閥(3)的出口輸入到氣路模塊(2)后分支輸出，一路輸出連接壓力傳感器(4)，另一路直接輸出到多孔隙氣阻結(jié)構(gòu)(8)的輸入口。
【文檔編號】G05D7/06GK204101991SQ201420490680
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】朱先德, 胡亞軍, 方偉, 胡娟 申請人:湖南三德科技股份有限公司