一種電控氣體阻力調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)裝置，包括針型錐度調(diào)節(jié)閥、步進伺服電機和壓力傳感器，所述針型錐度調(diào)節(jié)閥和步進伺服電機均安裝在固定座上，所述針型錐度調(diào)節(jié)閥包括閥門座、閥門、閥針、復位彈簧、傳動座、調(diào)節(jié)螺桿和密封座，所述固定座內(nèi)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(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)復雜，加工制造精度要求較高，主要零部件依賴進口，生產(chǎn)制造成本和使用成本過高，易于實現(xiàn)自動控制，且結(jié)構(gòu)簡單新穎，大幅度的降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】—種電控氣體阻力調(diào)節(jié)裝置

【技術(shù)領(lǐng)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(diào)節(jié)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前中國對氣相色譜儀的需求量每年將達數(shù)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(nèi)缺少諸如EPC等技術(shù)，使國產(chǎn)色譜儀技術(shù)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(chǎn)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(shù)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(xiàn)、優(yōu)化和自動化提供了更可靠更完善的支持，而國產(chǎn)的氣相色譜儀器在這一領(lǐng)域卻是長期處于空白狀態(tài)。目前，國產(chǎn)氣相色譜儀所使用的氣體壓力、流量控制系統(tǒng)，不論是通過流量傳感器實現(xiàn)流量恒定，是通過壓力傳感器實現(xiàn)流量恒定，其主要技術(shù)和元器件均需進口，國內(nèi)研發(fā)的的氣體壓力、流量控制系統(tǒng)(EPC)并未真正實現(xiàn)商品化，同時也說明實現(xiàn)氣體壓力流量控制國產(chǎn)化，將是國內(nèi)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(zhì)上是采用電子壓力、流量傳感器和控制器，通過計算機實現(xiàn)壓力、流量和氣體線速等實現(xiàn)自動控制。日本島津公司稱作自動流量控制系統(tǒng)(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(nèi)外高檔多功能氣相色譜儀必備的部件之一?，F(xiàn)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(zhì)量流量，進一步優(yōu)化現(xiàn)有色譜儀操作參數(shù)，實現(xiàn)最佳的色譜分離。在毛細管分析中，它可以方便地實現(xiàn)分流、不分流、直接全進樣、柱前壓、線速度、流量以及為節(jié)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(shù)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(fā)展到第五代，由于諸多新技術(shù)，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(shù)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(shù)，從控制角度講，就是采用閉環(huán)反饋控制技術(shù)，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?shù)谋壤y、開關(guān)閥及壓力或流量傳感器構(gòu)成，通過控制電路中的PID設(shè)置與參數(shù)調(diào)節(jié)，消除因環(huán)境溫度、分析系統(tǒng)溫度、柱系統(tǒng)阻力、閥件的機械磨損等造成的偏差，使載氣在各色譜系統(tǒng)的氣路中有非常穩(wěn)定的流速，從而保證在分析過程中，基線穩(wěn)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(jīng)從以前的機械式發(fā)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(diào)節(jié)功能。
實用新型內(nèi)容
[0007]為了克服氣體電子壓力控制裝置結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)復雜，對加工制造精度要求較高，主要零部件進口，生產(chǎn)制造成本和使用成本過高等缺點，實現(xiàn)電子壓力流量控制裝置結(jié)構(gòu)和控制簡單可靠，降低制造和生產(chǎn)成本，本實用新型提供一種電控氣體阻力調(diào)節(jié)裝置。
[0008]本實用新型采用的技術(shù)方案為，一種電控氣體阻力調(diào)節(jié)裝置，包括針型錐度調(diào)節(jié)閥、步進伺服電機和壓力傳感器，所述針型錐度調(diào)節(jié)閥和步進伺服電機均安裝在固定座上，所述針型錐度調(diào)節(jié)閥包括閥門座、閥門、閥針、復位彈簧、傳動座、調(diào)節(jié)螺桿和密封座，所述閥門座、閥門、閥針、復位彈簧、傳動座、調(diào)節(jié)螺桿和密封座依次配合連接，所述閥門座與閥門之間設(shè)有密封墊，所述閥門座與密封座連接處設(shè)有密封墊，所述固定座內(nèi)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(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)復雜，加工制造精度要求較高，主要零部件依賴進口，生產(chǎn)制造成本和使用成本過高，易于實現(xiàn)自動控制，且結(jié)構(gòu)簡單新穎，大幅度的降低了生產(chǎn)成本。本裝置利用步進伺服電機的細分驅(qū)動和調(diào)節(jié)螺桿螺紋的微距功能，實現(xiàn)裝置錐形閥門間的超微比例調(diào)節(jié)。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(diào)節(jié)閥來控制流量。選用精密閉環(huán)反饋控制技術(shù)，通過壓力傳感器采樣和步進伺服電機實現(xiàn)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(xiàn)電控壓力調(diào)節(jié)閥高精度控制，可實現(xiàn)電控壓力調(diào)節(jié)閥閥柄1440步/周高精度控制調(diào)節(jié)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是電控氣體阻力調(diào)節(jié)裝置主剖視圖；
[0011]圖2是電控氣體阻力調(diào)節(jié)裝置電器控制與驅(qū)動示意圖；
[0012]圖3是電控氣體阻力調(diào)節(jié)裝置壓力傳感器連接圖；
[0013]圖4是電控氣體阻力調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)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(jié)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(diào)節(jié)裝置，包括針型錐度調(diào)節(jié)閥、步進伺服電機11和壓力傳感器12，所述針型錐度調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)閥包括閥門座1、閥門3、閥針4、復位彈簧5、傳動座6、調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)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(shè)有密封墊2，所述閥門座I與密封座8連接處設(shè)有密封墊2，所述固定座9內(nèi)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(diào)節(jié)閥采用一體式結(jié)構(gòu)，進行輸出壓力數(shù)據(jù)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(diào)節(jié)閥安裝在圖示位置上，步進伺服電機通過傳動軸套連接驅(qū)動針型錐度調(diào)節(jié)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(qū)動/控制電源，步進伺服電機輸出軸與調(diào)節(jié)螺桿滑鍵連接，調(diào)節(jié)螺桿帶動傳動座軸向位移，調(diào)節(jié)裝置閥門與閥針間隙，來實現(xiàn)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(shù)。并在壓力傳感器和步進伺服電機間形成閉環(huán)反饋控制，實現(xiàn)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(qū)動和調(diào)節(jié)螺桿螺紋的微距功能，來調(diào)節(jié)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(guān)系，模擬比例式調(diào)節(jié)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(huán)反饋控制技術(shù)，通過壓力傳感器采樣和步進伺服電機驅(qū)動調(diào)節(jié)實現(xiàn)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(jié)構(gòu)變化所得出的相同或相近的技術(shù)方案，均落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
[0024]本實用新型未詳細描述的技術(shù)、形狀、構(gòu)造部分均為公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種電控氣體阻力調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，包括針型錐度調(diào)節(jié)閥、步進伺服電機和壓力傳感器，所述針型錐度調(diào)節(jié)閥和步進伺服電機均安裝在固定座上，所述針型錐度調(diào)節(jié)閥包括閥門座、閥門、閥針、復位彈簧、傳動座、調(diào)節(jié)螺桿和密封座，所述閥門座、閥門、閥針、復位彈簧、傳動座、調(diào)節(jié)螺桿和密封座依次配合連接，所述閥門座與閥門之間設(shè)有密封墊，所述閥門座與密封座連接處設(shè)有密封墊，所述固定座內(nèi)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(quán)利要求1所述的電控氣體阻力調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述壓力傳感器與針型錐度調(diào)節(jié)閥采用一體式結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的電控氣體阻力調(diào)節(jié)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(quán)利要求1所述的電控氣體阻力調(diào)節(jié)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(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
【發(fā)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(yè)科學儀器有限公司