一種電控氣體阻力調節裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電控氣體阻力調節裝置，包括針型錐度調節閥、步進伺服電機和壓力傳感器，所述針型錐度調節閥和步進伺服電機均安裝在固定座上，所述針型錐度調節閥包括閥門座、閥門、閥針、復位彈簧、傳動座、調節螺桿和密封座，所述固定座內安裝傳動軸套，所述傳動套軸連接步進伺服電機，所述壓力傳感器固定于閥門座上。本實用新型的有益效果是，改變了電子壓力流量控制裝置結構和控制系統復雜，加工制造精度要求較高，主要零部件依賴進口，生產制造成本和使用成本過高，易于實現自動控制，且結構簡單新穎，大幅度的降低了生產成本。
【專利說明】—種電控氣體阻力調節裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于氣相色譜儀或其他氣體分析儀器的電子氣路控制部件，具體為一種電控氣體阻力調節裝置。
【背景技術】
[0002]目前中國對氣相色譜儀的需求量每年將達數千臺，其中配EPC的氣相色譜儀的需求量每年也在不斷增加。由于國內缺少諸如EPC等技術，使國產色譜儀技術長期停留在中低檔水平。氣相色譜用電子流量/壓力控制模塊的研制，將能更進一步提升國產色譜儀的整體性能。EPC應用于新一代自動化氣相色譜儀上，儀器的綜合能力能滿足每個實驗室的需求，使色譜最佳操作條件的自動選擇，也將大大縮短與國外高檔色譜儀差距。
[0003]隨著氣相色譜儀自動化程度的不斷提高，電子壓力控制(Electronic PressureControl,簡稱EPC)技術已作為基本配置在許多國外廠家的氣相色譜儀上安裝，從而為色譜條件的再現、優化和自動化提供了更可靠更完善的支持，而國產的氣相色譜儀器在這一領域卻是長期處于空白狀態。目前，國產氣相色譜儀所使用的氣體壓力、流量控制系統，不論是通過流量傳感器實現流量恒定，是通過壓力傳感器實現流量恒定，其主要技術和元器件均需進口，國內研發的的氣體壓力、流量控制系統(EPC)并未真正實現商品化，同時也說明實現氣體壓力流量控制國產化，將是國內色譜工作者所面臨的重要任務。
[0004]電子壓力控制(Electronic Pressure Control,簡稱EPC)是一種氣相色譜儀氣路電子控制部件，它實質上是采用電子壓力、流量傳感器和控制器，通過計算機實現壓力、流量和氣體線速等實現自動控制。日本島津公司稱作自動流量控制系統(AFC) ;PE公司叫可編程氣路控制(PPC);瓦里安公司叫電子流量控制(EFC)。EPC已成為國內外高檔多功能氣相色譜儀必備的部件之一。現有的儀器也可以改裝使用EPC部件，使儀器得以升級，EPC通過自動控制載氣的柱前壓，毛細管柱線速度或色譜柱質量流量，進一步優化現有色譜儀操作參數，實現最佳的色譜分離。在毛細管分析中，它可以方便地實現分流、不分流、直接全進樣、柱前壓、線速度、流量以及為節省載氣減小分流比等的程序全自動控制。
[0005]EPC在二十年前開始使用，隨著科學技術的不斷進步，氣相色譜儀已趨于完善。為了不斷提高色譜的分離效果，EPC廣泛引起了色譜工作者的重視。當前，EPC已發展到第五代，由于諸多新技術，新器件如:傳感器、新型閥門、微處理機以及微加工工藝的應用等，無論在性能上、數字化、自動化程度、易于操作上都取得了飛速進步。目前EPC雖然在價格上有所降低，但就它對色譜儀性能的貢獻和它的實際價格相比還是偏高，這也可能是在一般氣相色譜儀上沒有廣泛推廣使用的一個主要原因。
[0006]電子壓力/流量控制技術，從控制角度講，就是采用閉環反饋控制技術，對壓力、壓差、流量信號進行綜合分析與控制，并組成一個易于操作使用的預制模塊。模塊由帶有溫度、壓力補償的比例閥、開關閥及壓力或流量傳感器構成，通過控制電路中的PID設置與參數調節，消除因環境溫度、分析系統溫度、柱系統阻力、閥件的機械磨損等造成的偏差，使載氣在各色譜系統的氣路中有非常穩定的流速，從而保證在分析過程中，基線穩定、檢測器響應準確、閥的開閉準確；完成對載氣流量控制、分流進樣控制的綜合控制功能。目前這種模塊已經從以前的機械式發展成電子式，由精密的壓力、流量控制部件取代了過去的手動減壓閥、針閥等調節功能。
實用新型內容
[0007]為了克服氣體電子壓力控制裝置結構和控制系統復雜，對加工制造精度要求較高，主要零部件進口，生產制造成本和使用成本過高等缺點，實現電子壓力流量控制裝置結構和控制簡單可靠，降低制造和生產成本，本實用新型提供一種電控氣體阻力調節裝置。
[0008]本實用新型采用的技術方案為，一種電控氣體阻力調節裝置，包括針型錐度調節閥、步進伺服電機和壓力傳感器，所述針型錐度調節閥和步進伺服電機均安裝在固定座上，所述針型錐度調節閥包括閥門座、閥門、閥針、復位彈簧、傳動座、調節螺桿和密封座，所述閥門座、閥門、閥針、復位彈簧、傳動座、調節螺桿和密封座依次配合連接，所述閥門座與閥門之間設有密封墊，所述閥門座與密封座連接處設有密封墊，所述固定座內安裝傳動軸套，所述傳動套軸連接步進伺服電機，所述壓力傳感器固定于閥門座上。
[0009]本實用新型的有益效果是，改變了電子壓力流量控制裝置結構和控制系統復雜，加工制造精度要求較高，主要零部件依賴進口，生產制造成本和使用成本過高，易于實現自動控制，且結構簡單新穎，大幅度的降低了生產成本。本裝置利用步進伺服電機的細分驅動和調節螺桿螺紋的微距功能，實現裝置錐形閥門間的超微比例調節。采用閥桿下端呈尖錐形閥針，通過改變閥針與閥門的相對位置模擬比例式調節閥來控制流量。選用精密閉環反饋控制技術，通過壓力傳感器采樣和步進伺服電機實現對儀器氣路壓力、流量等預制標準模塊控制。選用大減速比步進伺服電機，實現電控壓力調節閥高精度控制，可實現電控壓力調節閥閥柄1440步/周高精度控制調節。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是電控氣體阻力調節裝置主剖視圖；
[0011]圖2是電控氣體阻力調節裝置電器控制與驅動示意圖；
[0012]圖3是電控氣體阻力調節裝置壓力傳感器連接圖；
[0013]圖4是電控氣體阻力調節裝置控制程序框圖；
[0014]圖中:1.閥門座，2.密封墊，3.閥門，4.閥針，5.復位彈簧，6.傳動座，7.調節螺桿，8.密封座，9.固定座，10.傳動軸套，11.步進伺服電機，12.壓力傳感器。
【具體實施方式】
[0015]下面結合具體附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0016]如圖所示，本實用新型為一種電控氣體阻力調節裝置，包括針型錐度調節閥、步進伺服電機11和壓力傳感器12，所述針型錐度調節閥和步進伺服電機11均安裝在固定座9上，所述針型錐度調節閥包括閥門座1、閥門3、閥針4、復位彈簧5、傳動座6、調節螺桿7和密封座8，所述閥門座1、閥門3、閥針4、復位彈簧5、傳動座6、調節螺桿7和密封座8依次配合連接，所述閥門座I與閥門3之間設有密封墊2，所述閥門座I與密封座8連接處設有密封墊2，所述固定座9內安裝傳動軸套10，所述傳動套軸10連接步進伺服電機11，所述壓力傳感器12固定于閥門座I上。
[0017]所述壓力傳感器12與針型錐度調節閥采用一體式結構，進行輸出壓力數據采集。
[0018]在圖1中，該裝置通過固定座將步進伺服電機和針型錐度調節閥安裝在圖示位置上，步進伺服電機通過傳動軸套連接驅動針型錐度調節閥，壓力傳感器入口與閥門座出口端密閉連接。
[0019]在圖2中，步進伺服電機由電機連線提供驅動/控制電源，步進伺服電機輸出軸與調節螺桿滑鍵連接，調節螺桿帶動傳動座軸向位移，調節裝置閥門與閥針間隙，來實現氣體阻力改變。
[0020]在圖3中，壓力傳感器固定在閥門座上，其入口與裝置出口端腔體密閉連接，并通過壓力傳感器連線向裝置專用計算機實時傳輸氣體壓力參數。并在壓力傳感器和步進伺服電機間形成閉環反饋控制，實現對裝置氣路壓力、流量等預制模塊控制。
[0021]裝置采用下端呈尖錐形閥針，插入閥門中，利用步進伺服電機的細分驅動和調節螺桿螺紋的微距功能，來調節閥針與閥門的相對軸向位移，即改變其細微徑向間隙，利用控制信號與裝置輸出壓力或流量之間的關系，模擬比例式調節閥來控制裝置輸出氣體壓力或流量。
[0022]圖4為裝置控制模式框圖，采用精密閉環反饋控制技術，通過壓力傳感器采樣和步進伺服電機驅動調節實現對儀器氣路壓力、流量控制。
[0023]本實用新型不局限于上述實施方式，任何人應得知在本實用新型啟示下做出的結構變化所得出的相同或相近的技術方案，均落入本實用新型的保護范圍之內。
[0024]本實用新型未詳細描述的技術、形狀、構造部分均為公知技術。
【權利要求】
1.一種電控氣體阻力調節裝置，其特征在于，包括針型錐度調節閥、步進伺服電機和壓力傳感器，所述針型錐度調節閥和步進伺服電機均安裝在固定座上，所述針型錐度調節閥包括閥門座、閥門、閥針、復位彈簧、傳動座、調節螺桿和密封座，所述閥門座、閥門、閥針、復位彈簧、傳動座、調節螺桿和密封座依次配合連接，所述閥門座與閥門之間設有密封墊，所述閥門座與密封座連接處設有密封墊，所述固定座內安裝傳動軸套，所述傳動套軸連接步進伺服電機，所述壓力傳感器固定于閥門座上。
2.如權利要求1所述的電控氣體阻力調節裝置，其特征在于，所述壓力傳感器與針型錐度調節閥采用一體式結構。
3.如權利要求1所述的電控氣體阻力調節裝置，其特征在于，所述壓力傳感器入口與閥門座出口端密閉連接。
4.如權利要求1所述的電控氣體阻力調節裝置，其特征在于，所述閥針下端呈尖錐形。
【文檔編號】G01N30/32GK203965398SQ201420381119
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月10日 優先權日:2014年7月10日
【發明者】劉春生, 賈文藝, 李超遠, 劉厚防, 賈長龍 申請人:滕州京魯偉業科學儀器有限公司