一種基於dta/dsc熱分析儀器的專用氣氛切換及流量智能控制模塊的製作方法

2023-10-31 02:01:07

專利名稱：一種基於dta/dsc熱分析儀器的專用氣氛切換及流量智能控制模塊的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種氣氛切換及流量智能控制模塊，特別涉及一種基於DTA/DSC 熱分析儀器的專用氣氛切換及流量智能控制模塊。
背景技術：
在DTA/DSC熱分析儀器中，為了提高儀器的抗腐蝕能力，或者為了觀察試樣在某種氣氛中的反應情況需要在加熱爐體中通入保護氣氛或反應氣氛，而不同的氣氛和氣氛流量可以影響試樣化學反應和物理變化的平衡溫度以及出峰的形狀，所以必須有專門的氣氛控制模塊實現對氣氛流量的精確控制，以及提供方便的氣路切換開關。許多原有的DTA/DSC 熱分析儀器氣氛控制包括流量控制以及氣路切換控制均採用手動方式，流量控制採用浮子流量計，流量控制精度低，兩路氣氛的切換通過對兩隻先導電磁閥的手動開關方式進行控制，此種電磁閥採用交流供電，電磁幹擾大，響應速度慢，造成氣流的切換平穩性差。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種基於DTA/DSC熱分析儀器的專用氣氛切換及流量智能控制模塊，該模塊採用微機智能控制，並對原有氣路系統結構進行了改進， 減少了氣路組件，簡化了整個氣路系統，使得新的氣氛控制模塊在流量控制和氣路切換的操作上更加方便、快捷以及精確。為解決上述技術問題，一種基於DTA/DSC熱分析儀器的專用氣氛切換及流量智能控制模塊，主要由氣氛切換模塊和流量控制模塊組成，其特徵在於所述氣氛切換模塊主要包括氣氛切換電磁閥Vl和與該氣氛切換電磁閥Vl電連接並用以控制其氣路切換的氣體切換驅動電路；所述氣氛切換電磁閥Vi為二位三通電磁閥，包括兩個各分別外接一路氣體的進氣口和一個出氣口 ；所述流量控制模塊主要由比例閥V4、流量傳感器FS、單片微處理器 MCU、DA轉換器和用以驅動比例閥V4的流量驅動電路組成，所述流量傳感器FS、單片微處理器MCU、DA轉換器、流量驅動電路和比例閥V4依次電連接；所述氣氛切換電磁閥Vl的出氣口通過輸氣管道依次經過減壓閥V2、針形閥V3與所述比例閥V4的進氣口相連通，所述比例閥V4的出氣口與流量傳感器FS的進氣口相連通；所述單片微處理器MCU與氣體切換驅動電路電連接。其中，所述單片微處理器MCU還通過USB埠外接一個流量設置及氣氛切換裝置。其中，所述流量設置及氣氛切換裝置為觸控螢幕。其中，所述氣體切換驅動電路主要由驅動電路和光藕組成，所述單片微處理器 MCU、驅動電路、光藕和氣氛切換電磁閥Vl依次電連接。與現有技術相比，本實用新型的優點是1、本實用新型的氣氛切換模塊主要包括氣氛切換電磁閥Vl和與該氣氛切換電磁閥Vl電連接並用以控制其氣路切換的氣體切換驅動電路。氣氛切換模塊中，當上位機發出切換命令後，將命令傳輸至單片微處理器MCU，單片微處理器MCU將信號轉換成控制信號通過驅動電路和光藕，從而驅動二位三通電磁閥進行切換，完成氣氛二選一的切換控制。電磁閥選用常通型，在沒有上電的情況下氣氛一直接進入後續氣路，且電磁閥採用MVDC供電， 消耗功率小，開關對氣路的影響也較小，能夠滿足氣氛的平穩切換。2、本實用新型的流量控制模塊主要由比例閥V4、流量傳感器FS、單片微處理器 MCU、DA轉換器和用以驅動比例閥V4的流量驅動電路組成。氣氛通入流量控制模塊，也即通入比例閥，從比例閥輸出，通入流量傳感器，流量傳感器的信號通過傳輸接口傳至單片微處理器MCU，經數字PID控制算法計算後，輸出控制信號控制比例閥，也即改變比例閥的控制電壓來控制閥門，從而調節比例閥輸出至傳感器的氣氛流量。通過這種反饋控制迴路，大大提高了流量控制精度。

圖1為本實用新型基於DTA/DSC熱分析儀器的專用氣氛切換及流量智能控制模塊的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明如圖1所示，一種基於DTA/DSC熱分析儀器的專用氣氛切換及流量智能控制模塊， 主要由氣氛切換模塊和流量控制模塊組成；所述氣氛切換模塊主要包括氣氛切換電磁閥 Vl和與該氣氛切換電磁閥Vl電連接並用以控制其氣路切換的氣體切換驅動電路；所述氣氛切換電磁閥Vl為二位三通電磁閥，包括兩個各分別外接一路氣體的進氣口和一個出氣氣氛切換模塊中，當上位機發出切換命令後，將命令傳輸至單片微處理器MCU，單片微處理器MCU將信號轉換成控制信號通過驅動電路和光藕，從而驅動二位三通電磁閥進行切換，完成氣氛二選一的切換控制。電磁閥選用常通型，在沒有上電的情況下氣氛一直接進入後續氣路，且電磁閥採用MVDC供電，消耗功率小，開關對氣路的影響也較小，能夠滿足氣氛的平穩切換。所述流量控制模塊主要由比例閥V4、流量傳感器FS、單片微處理器MCU、DA轉換器和用以驅動比例閥V4的流量驅動電路組成，所述流量傳感器FS、單片微處理器MCU、DA轉換器、流量驅動電路和比例閥V4依次電連接；所述氣氛切換電磁閥Vl的出氣口通過輸氣管道依次經過減壓閥V2、針形閥V3與所述比例閥V4的進氣口相連通，所述比例閥V4的出氣口與流量傳感器FS的進氣口相連通；所述單片微處理器MCU與氣體切換驅動電路電連接。兩路氣體(氣氛一、氣氛二)通入氣氛切換電磁閥VI，氣氛切換電磁閥Vl控制一路氣氛輸出，氣氛進入減壓閥V2，氣氛從減壓閥V2輸出後通入針形閥V3。氣氛經此氣路輸出後對氣氛進行降壓限流，然後氣氛通入流量控制模塊，也即通入比例閥，從比例閥輸出， 通入流量傳感器，流量傳感器的信號通過傳輸接口傳至單片微處理器MCU，經數字PID控制算法計算後，輸出控制信號控制比例閥，也即改變比例閥的控制電壓來控制閥門，從而調節比例閥輸出至傳感器的氣氛流量。流量控制模塊中，同樣在設置了氣氛流量數值後，數據將傳輸給單片微處理器MCU;單片微處理器MCU與流量傳感器之間採用I2C通訊，流量傳感器將檢測的流量信號轉換後傳輸給單片微處理器MCU，單片微處理器MCU將此數據與設置數值相比較，經過PID控制算法的計算，輸出信號，經過DA轉換以及驅動電路輸出控制電壓，以控制比例閥的閥門的開關閥值大小，流經的氣氛通過比例後進入流量傳感器，再由流量傳感器將轉換後氣氛流量信號反饋至單片微處理器MCU，通過這種反饋控制迴路，可以使流量控制達到設定值。其中，所述單片微處理器MCU還通過USB埠外接一個流量設置及氣氛切換裝置。 所述流量設置及氣氛切換裝置為觸控螢幕。所述氣體切換驅動電路主要由驅動電路和光藕組成，所述單片微處理器MCU、驅動電路、光藕和氣氛切換電磁閥Vl依次電連接。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特徵及其優點。本行業的技術人士應該了解，本實用新型不受上述實施條例的限制，上述實施條例和說明書中描述的只是用於說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型原理和範圍的前提下，本實用新型還可有各種變化和改進，這些變化和改進都屬於要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍同所附的權利要求書及其它等效物界定。
權利要求1.一種基於DTA/DSC熱分析儀器的專用氣氛切換及流量智能控制模塊，主要由氣氛切換模塊和流量控制模塊組成，其特徵在於所述氣氛切換模塊主要包括氣氛切換電磁閥Vi 和與該氣氛切換電磁閥Vi電連接並用以控制其氣路切換的氣體切換驅動電路；所述氣氛切換電磁閥Vl為二位三通電磁閥，包括兩個各分別外接一路氣體的進氣口和一個出氣口 ； 所述流量控制模塊主要由比例閥V4、流量傳感器FS、單片微處理器MCU、DA轉換器和用以驅動比例閥V4的流量驅動電路組成，所述流量傳感器FS、單片微處理器MCU、DA轉換器、流量驅動電路和比例閥V4依次電連接；所述氣氛切換電磁閥Vl的出氣口通過輸氣管道依次經過減壓閥V2、針形閥V3與所述比例閥V4的進氣口相連通，所述比例閥V4的出氣口與流量傳感器FS的進氣口相連通；所述單片微處理器MCU與氣體切換驅動電路電連接。
2.根據權利要求1所述的基於DTA/DSC熱分析儀器的專用氣氛切換及流量智能控制模塊，其特徵在於所述單片微處理器MCU還通過USB埠外接一個流量設置及氣氛切換裝置。
3.根據權利要求2所述的基於DTA/DSC熱分析儀器的專用氣氛切換及流量智能控制模塊，其特徵在於所述流量設置及氣氛切換裝置為觸控螢幕。
4.根據權利要求1所述的基於DTA/DSC熱分析儀器的專用氣氛切換及流量智能控制模塊，其特徵在於所述氣體切換驅動電路主要由驅動電路和光藕組成，所述單片微處理器 MCU、驅動電路、光藕和氣氛切換電磁閥Vl依次電連接。
專利摘要本實用新型涉及一種氣氛切換及流量智能控制模塊，該裝置主要由氣氛切換模塊和流量控制模塊組成，所述氣氛切換模塊主要包括氣氛切換電磁閥V1和氣體切換驅動電路。當上位機發出切換命令後，將命令傳輸至MCU，MCU將信號轉換成控制信號通過驅動電路和光藕，從而驅動二位三通電磁閥進行切換，完成氣氛二選一的切換控制。電磁閥選用常通型，且電磁閥採用24VDC供電，消耗功率小，開關對氣路的影響也較小，能夠滿足氣氛的平穩切換。流量傳感器的信號通過傳輸接口傳至MCU，經數字PID控制算法計算後，輸出控制信號控制比例閥，從而調節比例閥輸出至傳感器的氣氛流量。通過這種反饋控制迴路，大大提高了流量控制精度。
文檔編號G05B19/042GK201955645SQ20102065272
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月10日 優先權日2010年12月10日
發明者倪東華, 吳亞鋒, 楊洋 申請人:上海精密科學儀器有限公司, 上海精科天美科學儀器有限公司