氣體監(jiān)測及控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種氣體監(jiān)測及控制裝置，包括氣源部、氣體輸出控制部和氣體狀態(tài)檢測報警部；所述氣源部通過所述氣體輸出控制部將氣體輸出；所述氣體狀態(tài)檢測報警部連接所述氣源部和所述氣體輸出控制部。所述氣源部包括氣源和一級減壓器；所述氣源連接所述一級減壓器；所述一級減壓器用于所述氣源輸出氣體的減壓。所述氣體輸出控制部包括對流換熱板、常閉電磁閥、氣體加熱器、過濾器、第一數字流量計和第一單向閥；所述一級減壓器、所述對流換熱板、所述常閉電磁閥、所述氣體加熱器、所述過濾器、所述第一數字流量計和所述第一單向閥順次相連。本發(fā)明設置有對流換熱板、氣體加熱器具備氣體主要參數調節(jié)功能，可將氣體溫度設定為固定值。
【專利說明】氣體監(jiān)測及控制裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及精密制造過程保護及實驗室精密設備運行定量供氣領域，具體地，涉及一種氣體監(jiān)測及控制裝置。

【背景技術】
[0002]通常情況下，對供氣參數和可靠性等級要求不高，將氣體二級減壓后通過管路簡易連接供氣即可滿足使用要求。航空、航天、精密制造及實驗室等領域均需要連續(xù)、穩(wěn)定、安全、可靠的氣體供給。在該領域，部分精密部件尤其是表面敏感器件，需要實施無間斷防污染或防氧化等保護措施，多采用惰性氣體保護方式，持續(xù)時間周期達數年。
[0003]無間斷防污染或防氧化措施對惰性保護氣體的參數要求較高，除了對氣體流量、純度等級外，還包括溫度、濕度等。與此同時，還應考慮環(huán)境參數變化對惰性氣體相關參數的影響。
[0004]現(xiàn)有技術中所使用的自動監(jiān)控報警吹氮裝置，主要對氣源供應及切換過程的連續(xù)性進行保證，實現(xiàn)了數據采集、記錄、保存等功能。但是，可靠性與便捷性較差，特別是存在單點失效的風險點較多，如無法脫離供電模塊，而當供電模塊冗余度設計較大時，其便攜性較差(重量和體積過大)。


【發(fā)明內容】

[0005]針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種氣體監(jiān)測及控制裝置，滿足氣體參數的采集存儲、主要參數調節(jié)、報(預)警等實際需求。
[0006]根據本發(fā)明提供的氣體監(jiān)測及控制裝置，包括氣源部、氣體輸出控制部和氣體狀態(tài)檢測報警部；
[0007]所述氣源部通過所述氣體輸出控制部將氣體輸出；所述氣體狀態(tài)檢測報警部連接所述氣源部和所述氣體輸出控制部。
[0008]優(yōu)選地，所述氣源部包括氣源和一級減壓器；
[0009]所述氣源連接所述一級減壓器；所述一級減壓器用于所述氣源輸出氣體的減壓。
[0010]優(yōu)選地，所述氣體輸出控制部包括對流換熱板、常閉電磁閥、氣體加熱器、第一過濾器、第一數字流量計和第一單向閥；
[0011]所述一級減壓器、所述對流換熱板、所述常閉電磁閥、所述氣體加熱器、所述第一過濾器、所述第一數字流量計和所述第一單向閥順次相連；
[0012]所述對流換熱板用于對一級減壓器輸出的氣體進行預熱，所述常閉電磁閥在通電時呈打開狀態(tài)；所述氣體加熱器用于對所述常閉電磁閥輸出的氣體進行溫度調節(jié)。
[0013]優(yōu)選地，所述氣體輸出控制部還包括常開電磁閥、二級減壓器、第二過濾器、第一浮球流量計和第二單向閥；
[0014]所述常開電磁閥、所述二級減壓器、所述第二過濾器、所述第一浮球流量計和所述第二單向閥順次相連；所述常開電磁閥連接所述對流換熱板的輸出端；
[0015]所述常開電磁閥在通電時呈閉合狀態(tài)。
[0016]優(yōu)選地，所述氣體狀態(tài)檢測報警部包括管路氣體壓力傳感器、管路氣體溫度傳感器、數據模塊和中控系統(tǒng)；
[0017]所述數據模塊連接所述氣體壓力傳感器、所述管路氣體溫度傳感器和所述第一數字流量計；所述中控系統(tǒng)連接所述數據模塊；
[0018]所述氣體壓力傳感器設置在所述氣源和所述一級減壓器之間，用于采集所述氣源輸出氣體的壓力；所述管路氣體溫度傳感器設置在所述氣體加熱器和所述第一過濾器之間，用于采集經所述氣體加熱器進行加熱后氣體的溫度；
[0019]所述數據模塊用于獲取所述氣體壓力傳感器采集的壓力信號、所述管路氣體溫度傳感器采集的溫度信號和所述第一數字流量計的流量信號；所述中控系統(tǒng)用于監(jiān)控并分析所述壓力信號、溫度信號和流量信號并根據設定閾值發(fā)出報警信號或預警信號。
[0020]優(yōu)選地，還包括報警模塊，所述報警模塊連接所述中控系統(tǒng)；所述報警模塊用于報警信號或預警信號的輸出。
[0021 ] 優(yōu)選地，還包括機柜、環(huán)境溫度計和環(huán)境濕度計；
[0022]環(huán)境溫度計、環(huán)境濕度計、所述常閉電磁閥、所述氣體加熱器、所述第一過濾器、所述第一數字流量計和所述第一單向閥均設置在所述機柜中；
[0023]所述環(huán)境溫度計用于采集機柜內的溫度信號，所述環(huán)境濕度計用于采集所述柜內的濕度信號；所述環(huán)境溫度計和所述環(huán)境濕度計連接所述數據模塊。
[0024]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0025]1、本發(fā)明設置有備份用的常開電磁閥、二級減壓器、第二過濾器、浮球流量計和第二單向閥，在供電異常時可正常工作，即無需蓄電池等供電備份，同時大大減輕了重量和體積；
[0026]2、本發(fā)明設置有對流換熱板、氣體加熱器具備氣體主要參數調節(jié)功能，可將氣體溫度設定為固定值；
[0027]3、本發(fā)明設置了預警功能，在氣體參數未達到(接近)報警狀態(tài)時，首先進行預警，提醒使用者注意相關變化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0029]圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
[0030]圖中:
[0031]1為氣源；
[0032]2為一級減壓器；
[0033]3為對流換熱板；
[0034]4為常閉電磁閥；
[0035]5為氣體電加熱器；
[0036]6為第一過濾器；
[0037]7為第一數字流量計；
[0038]8為第一單向閥；
[0039]9為常開電磁閥；
[0040]10為二級減壓器；
[0041]11為第一浮球流量計；
[0042]12為數據模塊；
[0043]13為管路氣體壓力傳感器；
[0044]14為管路氣體溫度傳感器；
[0045]15為環(huán)境溫度計；
[0046]16為環(huán)境濕度計；
[0047]17為中控系統(tǒng)；
[0048]18為報警模塊。

【具體實施方式】
[0049]下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0050]在實施例中，本發(fā)明提供的氣體監(jiān)測及控制裝置，包括氣源部、氣體輸出控制部和氣體狀態(tài)檢測報警部；所述氣源部通過所述氣體輸出控制部將氣體輸出；所述氣體狀態(tài)檢測報警部連接所述氣源部和所述氣體輸出控制部。
[0051]所述氣源部包括氣源1和一級減壓器2 ;所述氣源1連接所述一級減壓器2 ;所述一級減壓器2用于所述氣源1輸出氣體的減壓。所述氣體輸出控制部包括對流換熱板3、常閉電磁閥4、氣體加熱器5、第一過濾器6、第一數字流量計7和第一單向閥8 ;所述一級減壓器2、所述對流換熱板3、所述常閉電磁閥4、所述氣體加熱器5、所述第一過濾器6、所述第一數字流量計7和所述第一單向閥8順次相連；所述對流換熱板3用于對一級減壓器2輸出的氣體進行預熱，所述常閉電磁閥4在通電時呈打開狀態(tài)；所述氣體加熱器5用于對所述常閉電磁閥4輸出的氣體進行溫度調節(jié)。各部件通過管路連接。進一步還包括相連第二數字流量計和第三單向閥，所述第二數字流量計連接所述第一過濾器6
[0052]所述氣體輸出控制部還包括常開電磁閥9、二級減壓器10、第二過濾器、第一浮球流量計11和第二單向閥；所述常開電磁閥9、所述二級減壓器10、所述第二過濾器、所述第一浮球流量計11和所述第二單向閥順次相連；所述常開電磁閥9連接所述對流換熱板3的輸出端；所述常開電磁閥9在通電時呈閉合狀態(tài)。各部件通過管路連接。進一步還包括相連第二浮球流量計和第四單向閥，所述第二浮球流量計連接所述第二過濾器。
[0053]所述氣體狀態(tài)檢測報警部包括管路氣體壓力傳感器13、管路氣體溫度傳感器14、數據模塊12和中控系統(tǒng)17 ;所述數據模塊12連接所述氣體壓力傳感器13、所述管路氣體溫度傳感器14和所述第一數字流量計7 ;所述中控系統(tǒng)17連接所述數據模塊12 ;
[0054]所述氣體壓力傳感器13設置在所述氣源1和所述一級減壓器2之間，用于采集所述氣源1輸出氣體的壓力；所述管路氣體溫度傳感器14設置在所述氣體加熱器5和所述第一過濾器6之間，用于采集經所述氣體加熱器5進行加熱后氣體的溫度；
[0055]所述數據模塊12用于獲取所述氣體壓力傳感器13采集的壓力信號、所述管路氣體溫度傳感器14采集的溫度信號和所述第一數字流量計7的流量信號；所述中控系統(tǒng)17用于監(jiān)控并分析所述壓力信號、溫度信號和流量信號并根據設定閾值發(fā)出報警信號或預警信號。
[0056]本發(fā)明提供的氣體監(jiān)測及控制裝置還包括報警模塊18，所述報警模塊18連接所述中控系統(tǒng)17 ;所述報警模塊18用于報警信號或預警信號的輸出。本發(fā)明提供的氣體監(jiān)測及控制裝置還包括機柜、環(huán)境溫度計15和環(huán)境濕度計16 ;環(huán)境溫度計15、環(huán)境濕度計16、所述常閉電磁閥4、所述氣體加熱器5、所述過濾器6、所述第一數字流量計7和所述第一單向閥8均設置在所述機柜中；所述環(huán)境溫度計15用于采集機柜內的溫度信號，所述環(huán)境濕度計16用于采集所述柜內的濕度信號；所述環(huán)境溫度計15和所述環(huán)境濕度計16連接所述數據模塊12。
[0057]本發(fā)明提供的氣體監(jiān)測及控制裝置，工作流程如下:氣源1經一級減壓器2減壓后，通過對流換熱板3預熱，然后分為兩路，一路為數字分路、另一路為機械分路；數字分路設置常閉電磁閥(通電時狀態(tài)為開)4，通過氣體加熱器5進行調節(jié)溫度后進行過濾器6過濾，然后進入數字流量計7和單向閥8輸出；機械分路設置常開電磁閥(通電時狀態(tài)為閉)9，通過二級減壓器10減壓后進行過濾器6過濾，然后進入第一浮球流量計11和單向閥8輸出；通過數據模塊12采集和記錄管路氣體壓力傳感器13、管路氣體溫度傳感器14、數字流量計7、環(huán)境溫度計15、環(huán)境濕度計16等；數據經數據模塊12通過以太網等方式傳送至中控17處理和邏輯判斷后，報警模塊18進行預警或報警。
[0058]圖1中方框A內包括氣源接口、壓力傳感器13、一級減壓器2、管路等，設計為氣源端。圖1中方框B內包括數字分路和機械分路等部分，可設計為機柜。氣源端部分與機柜部分之間通過管路和電纜連接。氣體溫度調節(jié)可設定為恒溫20°C。氣體經過一級減壓器2減壓后溫度降低，首先進入對流換熱板3預熱，然后通過氣體加熱器5進行主動、閉環(huán)溫度控制。
[0059]以壓力參數為例說明預警信號和報警信號兩種狀態(tài)。壓力參數報警和預警的上下限范圍分別為小于等于2MPa或大于等于15MPa、小于等于3MPa或大于等于14MPa。當入口端壓力為3MPa時，進行預警，提醒使用者氣源壓力較低，進行相關準備工作；當壓力繼續(xù)下降至2MPa時，進行報警，提示氣源不足。壓力超上限時，工作過程與此類似。其他參數的預(報)警原理與壓力參數類似。
[0060]本發(fā)明提供的氣體監(jiān)測及控制裝置供電采用市電；入口處采用通用管路接口，與標準氣瓶或具備標準接口的氣源連接；出口處采用快速接頭，與供氣管路的軟管連接。
[0061]在變形例，數據模塊12將參數采集后，通過以太網將參數傳輸至中控系統(tǒng)17，兩者之間通過網線(或其他信號線纜)連接。參數異常時，中控系統(tǒng)17發(fā)出預報警信號和報警信號?？刹捎靡慌_中控系統(tǒng)17同時監(jiān)控多點、多臺設備同時工作的信號，實現(xiàn)集中管理功能，有助于節(jié)省生產成本。
[0062]以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質內容。
【權利要求】
1.一種氣體監(jiān)測及控制裝置，其特征在于，包括氣源部、氣體輸出控制部和氣體狀態(tài)檢測報警部； 所述氣源部通過所述氣體輸出控制部將氣體輸出；所述氣體狀態(tài)檢測報警部連接所述氣源部和所述氣體輸出控制部。
2.根據權利要求1所述的氣體監(jiān)測及控制裝置，其特征在于，所述氣源部包括氣源(I)和一級減壓器(2); 所述氣源(I)連接所述一級減壓器(2);所述一級減壓器(2)用于所述氣源(I)輸出氣體的減壓。
3.根據權利要求2所述的氣體監(jiān)測及控制裝置，其特征在于，所述氣體輸出控制部包括對流換熱板(3)、常閉電磁閥(4)、氣體加熱器(5)、第一過濾器￠)、第一數字流量計(7)和第一單向閥⑶； 所述一級減壓器(2)、所述對流換熱板(3)、所述常閉電磁閥(4)、所述氣體加熱器(5)、所述第一過濾器出)、所述第一數字流量計(7)和所述第一單向閥(8)順次相連； 所述對流換熱板(3)用于對一級減壓器(2)輸出的氣體進行預熱，所述常閉電磁閥(4)在通電時呈打開狀態(tài)；所述氣體加熱器(5)用于對所述常閉電磁閥(4)輸出的氣體進行溫度調節(jié)。
4.根據權利要求3所述的氣體監(jiān)測及控制裝置，其特征在于，所述氣體輸出控制部還包括常開電磁閥(9)、二級減壓器(10)、第二過濾器、第一浮球流量計(11)和第二單向閥； 所述常開電磁閥(9)、所述二級減壓器(10)、所述第二過濾器、所述第一浮球流量計(11)和所述第二單向閥順次相連；所述常開電磁閥(9)連接所述對流換熱板(3)的輸出端; 所述常開電磁閥(9)在通電時呈閉合狀態(tài)。
5.根據權利要求3所述的氣體監(jiān)測及控制裝置，其特征在于，所述氣體狀態(tài)檢測報警部包括管路氣體壓力傳感器(13)、管路氣體溫度傳感器(14)、數據模塊(12)和中控系統(tǒng)(17)； 所述數據模塊(12)連接所述氣體壓力傳感器(13)、所述管路氣體溫度傳感器(14)和所述第一數字流量計(7);所述中控系統(tǒng)(17)連接所述數據模塊(12); 所述氣體壓力傳感器(13)設置在所述氣源(I)和所述一級減壓器(2)之間，用于采集所述氣源(I)輸出氣體的壓力；所述管路氣體溫度傳感器(14)設置在所述氣體加熱器(5)和所述第一過濾器(6)之間，用于采集經所述氣體加熱器(5)進行加熱后氣體的溫度； 所述數據模塊(12)用于獲取所述氣體壓力傳感器(13)采集的壓力信號、所述管路氣體溫度傳感器(14)采集的溫度信號和所述第一數字流量計(7)的流量信號；所述中控系統(tǒng)(17)用于監(jiān)控并分析所述壓力信號、溫度信號和流量信號并根據設定閾值發(fā)出報警信號或預警信號。
6.根據權利要求5所述的氣體監(jiān)測及控制裝置，其特征在于，還包括報警模塊(18)，所述報警模塊(18)連接所述中控系統(tǒng)(17);所述報警模塊(18)用于報警信號或預警信號的輸出。
7.根據權利要求5所述的氣體監(jiān)測及控制裝置，其特征在于，還包括機柜、環(huán)境溫度計(15)和環(huán)境濕度計(16); 環(huán)境溫度計(15)、環(huán)境濕度計(16)、所述常閉電磁閥(4)、所述氣體加熱器(5)、所述第一過濾器(6)、所述第一數字流量計(7)和所述第一單向閥(8)均設置在所述機柜中； 所述環(huán)境溫度計(15)用于采集機柜內的溫度信號，所述環(huán)境濕度計(16)用于采集所述柜內的濕度信號；所述環(huán)境溫度計(15)和所述環(huán)境濕度計(16)連接所述數據模塊(12)。
【文檔編號】G01D21/02GK104483063SQ201410737101
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月4日 優(yōu)先權日:2014年12月4日
【發(fā)明者】張凱璇, 楊帆, 季宇峰, 邱軍, 廉珂, 陳小弟, 湯紅濤 申請人:上海衛(wèi)星裝備研究所