專利名稱：精密氣體流量自動控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及氣體流量控制裝置，特別是一種用于控制小流量氣體的自動控制
>J-U ρ α裝直。
背景技術(shù)：
氣體流量控制裝置主要是用于控制輸出的氣體流量，目前能夠?qū)崿F(xiàn)氣體流量的自動控制裝置較多，但大多針對大流量氣體的控制，存在結(jié)構(gòu)組件多、連接關(guān)系混亂、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工裝配困難、成本較高的缺點；并且由于主要是針對大流量氣體設(shè)計，因此大流量氣體控制裝置的管道口徑較大，如用于控制小流量氣體，則存在控制精度差、容易產(chǎn)生較大誤差的不足，因此普通的氣體流量控制裝置不適用于小流量氣體的測量與控制。

實用新型內(nèi)容本實用新型解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、控制精度高的小流量氣體自動控制裝置，以適用于小流量氣體的測量與控制。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案是:精密氣體流量自動控制裝置，包括氣源連通的管道，所述管道上自氣源始依次設(shè)置有手動控制閥、自動控制閥以及流量傳感器，所述流量傳感器的信號端連接控制模塊，控制模塊的輸出端通過舵機連接齒輪組，所述齒輪組的輸出軸連接自動控制閥。所述控制模塊的具體 結(jié)構(gòu)為:所述控制模塊包括輸入端與流量傳感器信號端連接的單片機，單片機的輸入端還連接按鍵操作模塊以及用于為單片機提供電源的蓄電池，所述單片機的輸出端分別連接液晶顯示屏和舵機。本實用新型的改進在于:所述蓄電池與單片機之間設(shè)置有穩(wěn)壓電路。本實用新型所述齒輪組的具體結(jié)構(gòu)為:所述齒輪組包括相互嚙合的齒輪一和齒輪二，所述齒輪一的轉(zhuǎn)軸與舵機軸連接，齒輪二的轉(zhuǎn)軸與自動控制閥連接。由于采用了以上技術(shù)方案，本實用新型所取得的技術(shù)進步在于:本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，采用單片機作為微控制器，對小流量氣體進行實時監(jiān)測與控制，具有控制精度高、實時性好、反應(yīng)速度快的優(yōu)點，特別適用于小流量氣體的測量與控制。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為控制模塊的結(jié)構(gòu)框圖。圖3為航機與閥門的連接關(guān)系不意圖。其中:1.氣源，2.手動控制閥，3.自動控制閥，4.流量傳感器，5.控制模塊，51.蓄電池，52.穩(wěn)壓電路，53.按鍵操作模塊，54.單片機，55.液晶顯示屏，6.舵機，7.齒輪組，71.齒輪一，72.齒輪二。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行進一步詳細(xì)說明。一種精密氣體流量自動控制裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所述。包括與氣源I連通的管道，管道上自氣源I開始依次設(shè)置有手動控制閥2、自動控制閥3以及流量傳感器4，流量傳感器的信號端連接控制模塊5，控制模塊的輸出端通過舵機6連接齒輪組7，齒輪組的輸出軸連接自動控制閥3。手動控制閥用于初步調(diào)節(jié)進入管道的氣體流速；自動控制閥用于在控制模塊的作用下對氣體的流量進行精密控制；流量傳感器用于實時監(jiān)測管道內(nèi)氣體的流量；控制模塊用于根據(jù)流量傳感器檢測的流量控制舵機、齒輪組動作，進一步控制自動控制閥的開度大小。控制模塊5的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，包括單片機54、蓄電池51、穩(wěn)壓電路52、按鍵操作模塊53和液晶顯示屏55。單片機的輸入端分別與流量傳感器信號端、按鍵操作模塊和穩(wěn)壓模塊的輸出端連接，穩(wěn)壓模塊的輸入端連接蓄電池51 ;單片機的輸出端分別與液晶顯示屏55和舵機6連接。蓄電池提供的電源經(jīng)穩(wěn)壓電路調(diào)解后為單片機供電；單片機根據(jù)流量傳感器測量的信號進行分析計算，然后控制舵機的轉(zhuǎn)向以及轉(zhuǎn)角的大小，舵機帶動齒輪組轉(zhuǎn)動，將電信號轉(zhuǎn)換為機械傳動，以控制自動控制閥的開度大小；按鍵操作模塊用于手動設(shè)定瞬時流量值等；液晶顯示屏用于顯示瞬時流量、累積流量以及設(shè)定值等。齒輪組7如圖3所示，包括相互嚙合的齒輪一 71和齒輪二 72，齒輪一 71的轉(zhuǎn)軸與舵機軸連接，齒輪二 72的轉(zhuǎn)軸與自動控制閥3連接。本實用新型的工作過程如下所述:首先，將手動控制閥2關(guān)閉，通過按鍵操作模塊53輸入瞬時流量設(shè)定值b，設(shè)定完畢后，打開手動控制閥2，使氣體流過。流量傳感器4實時采集流量信號，并將流量信號a傳遞給單片機，單片機將流量信號a和設(shè)定值b進行比較，如果a > b，且超過了允許的誤差范圍，單片機54就會發(fā)出控制指令，控制舵機6的旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)角大小，通過齒輪組7傳動，使自動控制閥3關(guān)?。煌瑫r流量傳感器4又會向單片機54輸入新的數(shù)據(jù)，單片機54再將該數(shù)據(jù)與設(shè)定值b進行比較，若還不相等，單片機54會繼續(xù)發(fā)出控制命令，讓自動控制閥3進一步關(guān)小，直到瞬時測量值與設(shè)定值達(dá)到允許的誤差內(nèi)為止。如果a <b，且超過了允許的誤差范圍，則說明此刻流經(jīng)管道的流量偏小，這時單片機54就會發(fā)出控制指令，控制舵機反向旋轉(zhuǎn)，并給定轉(zhuǎn)角大小，進一步通過齒輪組7來控制自動控制閥3向著開大的方向旋轉(zhuǎn)，直到瞬時測量值與給定值達(dá)到允許的誤差內(nèi)為止。在變化的過程中可以通過液晶顯示屏55觀察到瞬時流量不斷變化，最終向設(shè)定值逼近的過程。
權(quán)利要求1.密氣體流量自動控制裝置，包括與氣源(I)連通的管道，其特征在于:所述管道上自氣源(I)始依次設(shè)置有手動控制閥(2)、自動控制閥(3)以及流量傳感器(4)，所述流量傳感器的信號端連接控制模塊(5)，控制模塊(5)的輸出端通過舵機(6)連接齒輪組(7)，所述齒輪組的輸出軸連接自動控制閥(3)。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的精密氣體流量自動控制裝置，其特征在于:所述控制模塊(5)包括輸入端與流量傳感器信號端連接的單片機(54)，單片機(54)的輸入端還連接按鍵操作模塊(53)以及用于為單片機提供電源的蓄電池(51)，所述單片機的輸出端分別連接液晶顯示屏(55)和舵機(6)。
3.據(jù)權(quán)利要求2所述的精密氣體流量自動控制裝置，其特征在于:所述蓄電池(51)與單片機(54)之間設(shè)置有穩(wěn)壓電路(52)。
4.據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的精密氣體流量自動控制裝置，其特征在于:所述齒輪組(7)包括相互嚙合的齒輪一(71)和齒輪二(72)，所述齒輪一(71)的轉(zhuǎn)軸與舵機軸連接，齒輪二(72)的轉(zhuǎn)軸與自動控制閥(3)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種精密氣體流量自動控制裝置，包括與氣源連通的管道，所述管道上自氣源始依次設(shè)置有手動控制閥、自動控制閥以及流量傳感器，所述流量傳感器的信號端連接控制模塊，控制模塊的輸出端通過舵機連接齒輪組，所述齒輪組的輸出軸連接自動控制閥。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，采用單片機作為微控制器，對小流量氣體進行實時監(jiān)測與控制，具有控制精度高、實時性好、反應(yīng)速度快的優(yōu)點，特別適用于小流量氣體的測量與控制。
文檔編號G05D7/06GK202929489SQ20122065966
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者王小飛, 郭學(xué)成, 楊妍璨, 董沛毅 申請人:華北電力大學(xué)(保定)