一种压力式流量控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种压力式流量控制器，包括气路模块、比例控制阀、压力传感器和控制组件，所述气路模块与进气口接口和出气口接口相连，从所述进气口接口进入的气体经气路模块后送至比例控制阀，经所述比例控制阀的调节后由出气口接口输出；在所述比例控制阀的输出端与出气口接口之间设置多孔隙气阻结构，通过多孔隙气阻结构中的孔隙将恒定的气体压力转换为恒定流量输出。本实用新型具有结构简单紧凑、体积小、能够提高可靠性和精度等优点。
【专利说明】一种压力式流量控制器
【技术领域】
[0001]本实用新型主要涉及到精密分析仪器领域，特指一种适用于精密分析仪器的不受环境压力影响的压力式流量控制器。
【背景技术】
[0002]现有技术中，在众多的精密分析设备中常常要使用到对于流体进行控制的器件，比如流量控制器。现有的压力式流量控制器一般是采用单孔或是毛细管104作为气阻，通过改变控制压力的大小，来实现流量的控制。如图1所示，该压力式流量控制器包括压力控制模块101、进气口 102和出气口 103，在出气口 103与压力控制模块101之间设置有毛细管104作为气阻。
[0003]对于使用单微孔或是毛细管104作为气阻，存在以下不足:
[0004]( I)单微孔或是毛细管104均是单孔的，易堵塞且不方便维护；
[0005](2)毛细管104作为气阻，由于其是长管道，使用时会很浪费空间和体积，若是使用弯折形式，由于每次弯折的差异性，也很难保证气阻的一致性；
[0006](3)单微孔或是毛细管104的制作成本较高。
实用新型内容
[0007]本实用新型要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单紧凑、体积小、能够提高可靠性和精度的压力式流量控制器。
[0008]为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案:
[0009]一种压力式流量控制器，包括气路模块、比例控制阀、压力传感器和控制组件，所述气路模块与进气口接口和出气口接口相连，从所述进气口接口进入的气体经气路模块后送至比例控制阀，经所述比例控制阀的调节后由出气口接口输出；在所述比例控制阀的输出端与出气口接口之间设置多孔隙气阻结构，通过多孔隙气阻结构中的孔隙将恒定的气体压力转换为恒定流量输出。多孔隙气阻结构多孔隙气阻结构
[0010]作为本实用新型的进一步改进:所述多孔隙气阻结构安装在气阻基座内，在多孔隙气阻结构的进口端设置气阻进气口 O型圈，在多孔隙气阻结构的出口端设置气阻出气口O型圈。
[0011]作为本实用新型的进一步改进:所述比例控制阀的输出端经气路模块后与出气口接口相连，所述多孔隙气阻结构通过紧固件连接于出气口接口和气路模块之间。
[0012]作为本实用新型的进一步改进:所述多孔隙气阻结构为金属粉末冶金气阻、高铝陶瓷过滤片、或蜂窝陶瓷载体
[0013]作为本实用新型的进一步改进:所述气路模块的进气口处连接一呈竖直布置的进气口接口，气体输入后再侧向输出到比例控制阀的入口；所述比例控制阀的出口输入到气路模块后分支输出，一路输出连接压力传感器，另一路直接输出到多孔隙气阻结构的输入□。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:
[0015]1、本实用新型的压力式流量控制器，直接使用多孔隙气阻结构作为气阻来实现精密流量的控制，可以很好的回避使用单孔或毛细管作为气阻的缺点，适应于便携设备上体积小、重量轻、方便维护等要求。
[0016]2、本实用新型的压力式流量控制器，采用进口和出口双O型圈锁住气阻的方式，以提升多孔隙气阻结构用于气路中的气阻阻值的一致性。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是现有技术中电子流量控制器的原理示意图。
[0018]图2是本实用新型电子流量控制器的原理示意图。
[0019]图3是本实用新型电子流量控制器的结构原理示意图。
[0020]图4是本实用新型中控制组件的工作原理示意图。
[0021]图5是一种圆柱形多孔隙气阻结构的具体实例示意图。
[0022]图6是一种方形多孔隙气阻结构的具体实例示意图。
[0023]图例说明:
[0024]1、进气口接口 ；2、气路模块；3、比例控制阀；4、压力传感器；5、控制组件；6、气阻基座；7、出气口接口 ；8、多孔隙气阻结构；9、气阻出气口 O型圈；10、气阻进气口 O型圈；31、恒流驱动电路；32、信号调理电路；33、数模转换单元；34、模数转换单元；35、数据处理单元；36、存储器；37、对外通讯单元；101、压力控制模块；102、进气口 ；103、出气口 ；104、毛细管。
【具体实施方式】
[0025]以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
[0026]如图2和图3所示，本实用新型的压力式流量控制器，包括气路模块2、比例控制阀3、压力传感器4和控制组件5，气路模块2与进气口接口 I和出气口接口 7相连，从进气口接口 I进入的气体经气路模块2后送至比例控制阀3，经比例控制阀3的调节后由出气口接口 7输出。比例控制阀3、压力传感器4和控制组件5形成气体压力控制模块，实现气路模块2内气体压力稳定控制在设定值的功能。
[0027]本实用新型在比例控制阀3与出气口接口 7之间设置多孔隙气阻结构8，利用多孔隙气阻结构8将恒定的气体压力转换为恒定流量输出的模块，其原理为泊肃叶方程。多孔隙气阻结构8可以选择金属粉末冶金气阻、高铝陶瓷过滤片、或蜂窝陶瓷载体。本实用新型以使用了金属粉末冶金器件作为气阻为例，这种气阻可以做得很小(体积为几个_3)，可以根据实际需要将其直接镶嵌在气路中；同时，由于它是采用金属粉末烧结在一起的，因而具有多孔隙性质，表面粗糙，使其具有难堵塞的特点，维护量少。
[0028]本实用新型中的气路模块2用来实现气路传输，其进气口处连接一呈竖直布置的进气口接口 1，输入后再侧向输出到比例控制阀3的入口 ；比例控制阀3的出口输入到气路模块2后分支输出，一路输出连接压力传感器4，另一路直接输出到多孔隙气阻结构8的输入口，气路上要求进行抛光处理，无明显毛糙，同时气路的交叉口处死角的体积尽可能的小，以此保证气体在气路模块2的传输稳定。整个气路模块2的选材需要使用轻质有一定强度的材料，如铸铝，以尽可能的减轻流量控制模块的整体重量；
[0029]本实用新型中的压力传感器4用来实现检测气路模块2的输出压力，其将检测到的压力信号电压值传给控制组件5，由控制组件5计算出当前测量的压力值与实际设定值的差异，再通过PID算法控制驱动比例控制阀3的电流，达到控制输入气体流量的目的；即压力传感器4、控制组件5和比例控制阀3共同实现气路模块2输出气体压力的稳定控制。
[0030]多孔隙气阻结构8是实现将稳定的压力出转换为稳定流量输出，本实施例中，其安装形式包括一个气阻基座6，一个气阻进气口 O型圈10，一个气阻出气口 O型圈9 ;进气口和出气口的O型圈将多孔隙气阻结构8锁在气阻基座6内，再用螺丝通过出气口接口 7和气路模块2将固定有多孔隙气阻结构8和两个O型圈的气阻基座6压接在中间，使得气体只能从多孔隙气阻结构8的入口流出到出口。这样主要是为了防止气体从多孔隙气阻结构8的侧面流动，当气阻安装时出现转动时，可能导致其气阻值大小的改变，此双O型圈的安装方式，能有效提高此压力式流量控制模块拆装维护前面气体流量控制的一致性。
[0031]进气口接口 I和出气口接口 7均要使用强度大的材料制作，因为气路安装时会有较强的应力作用，此处使用的是不锈钢材料，这里只是进气口与出气口使用不锈钢材料，与气路模块2进行分开，也是考虑保证其机械强度的同时，使整个模块的重量尽可能的轻。
[0032]如图5所示，在具体应用实例中，可以采用圆柱形的多孔隙气阻结构8，也可以采用如图6所示的方形多孔隙气阻结构8。
[0033]如图4所示，本实施例中，压力传感器4检测到的压力信号经过信号调理电路32调理后进入模数转换单元34 (ADC)进行采样，采样的压力信号传入到数据处理单元35(MCU)中处理，MCU将此压力信号与存储器36中存储的设定目标值进行对比，通过计算其与目标设定值的差异进行调整数模转换单元33 (DAC)的输出，以控制恒流驱动电路31的输出电流大小来控制比例控制阀3，由比例控制阀3调整流过其气体的流量，以达到控制压力传感器4检测到的压力信号稳定在目标设定值，达到气路模块2内的压力稳定控制的目的。数据处理单元35 (MCU)通过对外通讯单元37与上位机或其他设备进行数据交互。
[0034]以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种压力式流量控制器，其特征在于，包括气路模块(2)、比例控制阀(3)、压力传感器(4 )和控制组件(5 )，所述气路模块(2 )与进气口接口(I)和出气口接口(7)相连，从所述进气口接口(I)进入的气体经气路模块(2)后送至比例控制阀(3)，经所述比例控制阀(3)的调节后由出气口接口(7)输出；在所述比例控制阀(3)的输出端与出气口接口(7)之间设置多孔隙气阻结构(8)，通过多孔隙气阻结构(8)中的孔隙将恒定的气体压力转换为恒定流量输出。
2.根据权利要求1所述的压力式流量控制器，其特征在于，所述多孔隙气阻结构(8)安装在气阻基座(6)内，在多孔隙气阻结构(8)的进口端设置气阻进气口 O型圈(10)，在多孔隙气阻结构(8)的出口端设置气阻出气口 O型圈(9)。
3.根据权利要求2所述的压力式流量控制器，其特征在于，所述比例控制阀(3)的输出端经气路模块(2)后与出气口接口(7)相连，所述多孔隙气阻结构(8)通过紧固件连接于出气口接口( 7 )和气路模块(2 )之间。
4.根据权利要求2所述的压力式流量控制器，其特征在于，所述多孔隙气阻结构(8)为金属粉末冶金气阻、高铝陶瓷过滤片、或蜂窝陶瓷载体。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的压力式流量控制器，其特征在于，所述气路模块(2)的进气口处连接一呈竖直布置的进气口接口(I)，气体输入后再侧向输出到比例控制阀(3)的入口；所述比例控制阀(3)的出口输入到气路模块(2)后分支输出，一路输出连接压力传感器(4)，另一路直接输出到多孔隙气阻结构(8)的输入口。
【文档编号】G05D7/06GK204101991SQ201420490680
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】朱先德, 胡亚军, 方伟, 胡娟 申请人:湖南三德科技股份有限公司