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，所述氣路模塊與進氣口接口和出氣口接口相連，從所述進氣口接口進入的氣體經氣路模塊后送至比例控制閥，經所述比例控制閥的調節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置多孔隙氣阻結構，通過多孔隙氣阻結構中的孔隙將恒定的氣體壓力轉換為恒定流量輸出。本實用新型具有結構簡單緊湊、體積小、能夠提高可靠性和精度等優點。
【專利說明】一種壓力式流量控制器
【技術領域】
[0001]本實用新型主要涉及到精密分析儀器領域，特指一種適用于精密分析儀器的不受環境壓力影響的壓力式流量控制器。
【背景技術】
[0002]現有技術中，在眾多的精密分析設備中常常要使用到對于流體進行控制的器件，比如流量控制器。現有的壓力式流量控制器一般是采用單孔或是毛細管104作為氣阻，通過改變控制壓力的大小，來實現流量的控制。如圖1所示，該壓力式流量控制器包括壓力控制模塊101、進氣口 102和出氣口 103，在出氣口 103與壓力控制模塊101之間設置有毛細管104作為氣阻。
[0003]對于使用單微孔或是毛細管104作為氣阻，存在以下不足:
[0004]( I)單微孔或是毛細管104均是單孔的，易堵塞且不方便維護；
[0005](2)毛細管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)單微孔或是毛細管104的制作成本較高。
實用新型內容
[0007]本實用新型要解決的技術問題就在于:針對現有技術存在的技術問題，本實用新型提供一種結構簡單緊湊、體積小、能夠提高可靠性和精度的壓力式流量控制器。
[0008]為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案:
[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，所述氣路模塊與進氣口接口和出氣口接口相連，從所述進氣口接口進入的氣體經氣路模塊后送至比例控制閥，經所述比例控制閥的調節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置多孔隙氣阻結構，通過多孔隙氣阻結構中的孔隙將恒定的氣體壓力轉換為恒定流量輸出。多孔隙氣阻結構多孔隙氣阻結構
[0010]作為本實用新型的進一步改進:所述多孔隙氣阻結構安裝在氣阻基座內，在多孔隙氣阻結構的進口端設置氣阻進氣口 O型圈，在多孔隙氣阻結構的出口端設置氣阻出氣口O型圈。
[0011]作為本實用新型的進一步改進:所述比例控制閥的輸出端經氣路模塊后與出氣口接口相連，所述多孔隙氣阻結構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一步改進:所述多孔隙氣阻結構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一步改進:所述氣路模塊的進氣口處連接一呈豎直布置的進氣口接口，氣體輸入后再側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構的輸入□。
[0014]與現有技術相比，本實用新型的優點在于:
[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構作為氣阻來實現精密流量的控制，可以很好的回避使用單孔或毛細管作為氣阻的缺點，適應于便攜設備上體積小、重量輕、方便維護等要求。
[0016]2、本實用新型的壓力式流量控制器，采用進口和出口雙O型圈鎖住氣阻的方式，以提升多孔隙氣阻結構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是現有技術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構原理示意圖。
[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構的具體實例示意圖。
[0022]圖6是一種方形多孔隙氣阻結構的具體實例示意圖。
[0023]圖例說明:
[0024]1、進氣口接口 ；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、多孔隙氣阻結構；9、氣阻出氣口 O型圈；10、氣阻進氣口 O型圈；31、恒流驅動電路；32、信號調理電路；33、數模轉換單元；34、模數轉換單元；35、數據處理單元；36、存儲器；37、對外通訊單元；101、壓力控制模塊；102、進氣口 ；103、出氣口 ；104、毛細管。
【具體實施方式】
[0025]以下將結合說明書附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明。
[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與進氣口接口 I和出氣口接口 7相連，從進氣口接口 I進入的氣體經氣路模塊2后送至比例控制閥3，經比例控制閥3的調節后由出氣口接口 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，實現氣路模塊2內氣體壓力穩定控制在設定值的功能。
[0027]本實用新型在比例控制閥3與出氣口接口 7之間設置多孔隙氣阻結構8，利用多孔隙氣阻結構8將恒定的氣體壓力轉換為恒定流量輸出的模塊，其原理為泊肅葉方程。多孔隙氣阻結構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在一起的，因而具有多孔隙性質，表面粗糙，使其具有難堵塞的特點，維護量少。
[0028]本實用新型中的氣路模塊2用來實現氣路傳輸，其進氣口處連接一呈豎直布置的進氣口接口 1，輸入后再側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構8的輸入口，氣路上要求進行拋光處理，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的傳輸穩定。整個氣路模塊2的選材需要使用輕質有一定強度的材料，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計算出當前測量的壓力值與實際設定值的差異，再通過PID算法控制驅動比例控制閥3的電流，達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共同實現氣路模塊2輸出氣體壓力的穩定控制。
[0030]多孔隙氣阻結構8是實現將穩定的壓力出轉換為穩定流量輸出，本實施例中，其安裝形式包括一個氣阻基座6，一個氣阻進氣口 O型圈10，一個氣阻出氣口 O型圈9 ;進氣口和出氣口的O型圈將多孔隙氣阻結構8鎖在氣阻基座6內，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構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構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構8的側面流動，當氣阻安裝時出現轉動時，可能導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前面氣體流量控制的一致性。
[0031]進氣口接口 I和出氣口接口 7均要使用強度大的材料制作，因為氣路安裝時會有較強的應力作用，此處使用的是不銹鋼材料，這里只是進氣口與出氣口使用不銹鋼材料，與氣路模塊2進行分開，也是考慮保證其機械強度的同時，使整個模塊的重量盡可能的輕。
[0032]如圖5所示，在具體應用實例中，可以采用圓柱形的多孔隙氣阻結構8，也可以采用如圖6所示的方形多孔隙氣阻結構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過信號調理電路32調理后進入模數轉換單元34 (ADC)進行采樣，采樣的壓力信號傳入到數據處理單元35(MCU)中處理，MCU將此壓力信號與存儲器36中存儲的設定目標值進行對比，通過計算其與目標設定值的差異進行調整數模轉換單元33 (DAC)的輸出，以控制恒流驅動電路31的輸出電流大小來控制比例控制閥3，由比例控制閥3調整流過其氣體的流量，以達到控制壓力傳感器4檢測到的壓力信號穩定在目標設定值，達到氣路模塊2內的壓力穩定控制的目的。數據處理單元35 (MCU)通過對外通訊單元37與上位機或其他設備進行數據交互。
[0034]以上僅是本實用新型的優選實施方式，本實用新型的保護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方案均屬于本實用新型的保護范圍。應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進和潤飾，應視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
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 )與進氣口接口(I)和出氣口接口(7)相連，從所述進氣口接口(I)進入的氣體經氣路模塊(2)后送至比例控制閥(3)，經所述比例控制閥(3)的調節后由出氣口接口(7)輸出；在所述比例控制閥(3)的輸出端與出氣口接口(7)之間設置多孔隙氣阻結構(8)，通過多孔隙氣阻結構(8)中的孔隙將恒定的氣體壓力轉換為恒定流量輸出。
2.根據權利要求1所述的壓力式流量控制器，其特征在于，所述多孔隙氣阻結構(8)安裝在氣阻基座(6)內，在多孔隙氣阻結構(8)的進口端設置氣阻進氣口 O型圈(10)，在多孔隙氣阻結構(8)的出口端設置氣阻出氣口 O型圈(9)。
3.根據權利要求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)的輸出端經氣路模塊(2)后與出氣口接口(7)相連，所述多孔隙氣阻結構(8)通過緊固件連接于出氣口接口( 7 )和氣路模塊(2 )之間。
4.根據權利要求2所述的壓力式流量控制器，其特征在于，所述多孔隙氣阻結構(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.根據權利要求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)的進氣口處連接一呈豎直布置的進氣口接口(I)，氣體輸入后再側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構(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 優先權日:2014年8月29日
【發明者】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