基于单片机的动态配气系统设计

金色传说

摘要:配气装置有动态和静态两种形式,动态配气系统更能适应生产和实验室的需要。介绍了一种单片机控制的动态配气
系统的设计方案,该系统采用质量流量法配气,不受环境参数的影响,具有高的配气精度,克服了静态配气不能连续配气,
5 C: I* b/ x* c; |- g占地面积大的缺点,能适应实际生产的需要。
关键词:单片机;动态配气;质流控制
7 e7 F/ R# y  e1 e; k引言
目前,在许多行业中都需要- -定浓度的标准气体,如目前
7 `" K5 X6 Y, O" Y煤炭行业使用的甲烷报警矿灯,需要使用1%浓度和0.85%浓
度的标准甲烷气体，对传感器进行出厂标定和定期校正(校正
! N9 G" a. J: J& D2 D! ?5 W; R! R周期为1周/次)，如果用1%浓度和0.85%浓度的甲烷进行运
输,势必增加储罐容积和运输成本,因此,迫切需要-种体积
/ R% u8 _7 Q' n小、操作方便的配气装置。
7 U1 |+ a) H  S6 t' [% }+ V/ \另外,从配气原理看,有静态配气法和动态配气法,静态配
. d  D7 H+ ], a9 Q- C5 Z( v' |6 U气法是将原料气按重量或体积逐个送进某个容器里混合后再
使用。此类方法较为简单,且比较可靠,在不具备动态配气条件
时,多采用这类方法。但这种方法需要较大的容器,考虑到安全
' `7 w3 U, ~( Q间距,占地面积很大。最大的弊端是不能连续配气,一次性配制
后需将其气完才能再进行另- -种燃气的配制,这对于需要连续
用气的如生产线等，则理论上就需要两倍于配气种类的容器。
因此,对于需要连续配气和需要配制不同种类燃气的生产线及
实验室,就需要采用能连续配气的动态配气方法。从实际应用
5 x- q( |1 l2 z$ ~' o( n" i状况来看,动态配气还能节约原料气。
# P) H8 p3 ~. Y3 L1系统工作原理
动态配气的优点是能迅速将各种原料气按- -定 比例(质量
" _5 |; [! u- n2 v- \或体积比)随配随用,与静态配气相比,对仪器仪表的精度和准
9 P/ O) k# {8 V, L) S确度要求要高,仪器仪表计量和控制的精度和准确性将直接影
# E* `7 L8 Q. S- P/ l响配气的精度和准确性。常用的动态配气方案有: (1)压差(或
2 |* J! {. ?+ I& g- Q0 s$ V压力)控制法,此方法的缺点是它所控制的是体积流量比,温
0 F. _- [5 y+ K" t( M* u度、压力变化的影响必须对各种原料气是同等的,才能保证体
6 r& J! a7 K, z' _0 I8 F9 s3 {" V积流量比保持不变,并且压力控制的精度必须足够高。(2)喷嘴
- _+ l& C7 R' e  O控制法,此方法的缺点是必须保证各路原料气在喷嘴前后的压
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力绝对相等,且原料气的性质必须非常稳定，配气成本很高,很
3 l- t/ a# e" _" k+ A难适合大批量的配气。(3)质量流量控制法，此方法是单独的质
7 o  k. n/ U. k* r2 P! \* B) z7 t$ K4 D量流量控制，因而压力及温度等环境参数的变化不会对气体流
; u! B( |' V: ^7 f' u( n量和配气比例产生影响,不会因压力控制精度影响气体流量的
控制。
  G/ G" M# J. n; x2 x本系统采用质量流量控制法来进行动态配气,系统的结构
框图如图1。

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对于需要连续用气的如生产线等，则理论上就需要两倍于配气种类的容器