一种智能化配气及标定系统的制作方法

1.本专利涉及气体分析技术领域。


背景技术：

2.目前多采用的手段为手动配气：手动打开阀门、手动设置配气浓度、手动开启蠕动泵等，值守标定：人为记录，人为操作，手动/半自动实现分析仪的标定。
3.与本方案最接近的技术均为多通道配气装置，此技术仅实现了通过质量流量计调节气路流量，实现多通道配气、稀释气体的配置。针对具备全程自动配气(含水汽)、自动标定一套智能化系统，还没有相关技术方案。
4.针对气体分析仪，在生产过程中都需要进行标准谱建立、仪器标定的过程，此过程中均需要通入不同浓度的标气、通入不同水汽以及通入不同混合气体进入仪器，再对仪器进行各种标定。目前此过程都是人为操作占主导地位，手动设置配气浓度、手动进行标定，一台仪器完成标准谱建立、仪器标定的过程需要消耗工人很长时间，并且需要具备一定技术水平的工人来完成。缺点：需要人员值守，自动化、智能化程度低，效率低。


技术实现要素：

5.本专利提供一种智能化配气及标定系统，其包括：
6.标气单元，包括多个标气管道接口和蒸馏水管道接口，用于提供多种气体和蒸馏水，实现标准气体的来源；
7.配气单元，包括高温雾化腔、蠕动泵和多个质量流量控制部件，用于对一个或多个标气与蒸馏水混合，实现需求标气的配置；
8.分析仪单元，其用于对高温雾化腔内的进行采集并传递给数据控制单元，实现标气浓度的检测分析；
9.数据控制单元，其与标气单元中各自独立管道的电磁阀相连并控制电磁阀的开闭，与配气单元中的各质量流量控制部件和蠕动泵分别相连并分别控制各质量流量控制部件和蠕动泵的开闭，与配气单元中的高温雾化腔相连并控制高温雾化腔的加热；与分析仪单元相连并采集分析仪单元的状态信息、信号和写入标定系数。
10.进一步地，所述标气管道接口通过各自独立管道与标气单元的质量流量控制部件相连。
11.进一步地，所述独立管道上还设有电磁阀。
12.进一步地，所述蒸馏水管道接口通过独立管道与配气单元的蠕动泵相连。
13.进一步地，所述高温雾化腔与各质量流量控制部件、蠕动泵、分析仪单元、数据控制单元分别相连，通过质量流量控制部件进入的标气气体与通过蠕动泵控制进入的蒸馏水在高温雾化腔内相混合和被加热。
14.进一步地，所述质量流量控制部件一端与标气管道相连，另一端与高温雾化腔相连，同时与数据控制单元相连并由数据控制单元控制质量流量计的开闭。
15.进一步地，所述蠕动泵一端与蒸馏水管道接口相连，另一端与高温雾化腔相连，同时与数据控制单元相连并由数据控制单元控制开闭。
16.本专利还提供了一种智能化配气及标定方法，其具体步骤如下：
17.数据控制单元采集分析仪的工作温度，工作温度达到设定值；
18.数据控制单元开启配气流程；
19.数据控制单元依据配气单元设置参数，计算各具体标气和蒸馏水的量；
20.数据控制单元依据各具体标气和蒸馏水的量，计算各质量流量控制部件、蠕动泵的开启状态值和电磁阀的开启状态值；
21.数据控制单元依据配气时间控制各路动作的时长
22.分析仪单元采集检测配气的稳定浓度，将检测浓度结果传输给数据控制单元；
23.循环进行第二行的配气，直至所有行的配气流程走完；
24.数据控制单元依据分析仪单元中的设置参数：分析仪是否标定，判断是否计算系数，下发分析仪。
25.进一步地，所述配气单元设置参数包含配气时间、配气组分、标称量程、配气浓度、总输出流量。
26.本专利提供的系统能完全自动化操作，无需人员值守，效率高。
附图说明
27.图1智能化配气及标定系统图。
具体实施方式
28.实施例
29.配气是通过控制各通道的气体流量和总通道的流量大小，实现设定稀释比气体的配置。
30.标定是对测量结果和真值之间进行标定校准。
31.本专利提供一种自动、智能、高率的配气及标定系统及方法。其中自动：一键操作，配气、标定全流程自动化进行。智能：可远程操作、监控，具备系统状态智能预警、阀门智能切换、水和标气智能切换、标定系数智能计算等智能化功能。
32.本专利提供一种智能化配气及标定系统，其包括：
33.标气单元，包括多个标气管道接口和蒸馏水管道接口，用于提供多种气体和蒸馏水，实现标准气体的来源；
34.所述标气管道接口通过各自独立管道与标气单元的质量流量控制部件相连；
35.所述独立管道上还设有电磁阀，所述电磁阀与数据控制单元相连并由数据控制单元控制电磁阀开闭；
36.所述蒸馏水管道接口通过独立管道与配气单元的蠕动泵相连；
37.配气单元，包括高温雾化腔、蠕动泵和多个质量流量控制部件，用于对一个或多个标气与蒸馏水混合，实现需求标气的配置；
38.所述高温雾化腔与各质量流量控制部件、蠕动泵、分析仪单元、数据控制单元分别相连，通过质量流量控制部件进入的标气气体与通过蠕动泵控制进入的蒸馏水在高温雾化
腔内相混合和被加热。
39.所述质量流量控制部件一端与标气管道相连，另一端与高温雾化腔相连，同时与数据控制单元相连并由数据控制单元控制质量流量计的开闭；
40.所述蠕动泵一端与蒸馏水管道相连，另一端与高温雾化腔相连，同时与数据控制单元相连并数据控制单元控制开闭；
41.分析仪单元，其用于对高温雾化腔内的进行采集并传递给数据控制单元，实现标气浓度的检测分析；
42.数据控制单元，其与标气单元中各自独立管道的电磁阀相连并控制电磁阀的开闭，与配气单元中的各质量流量控制部件和蠕动泵分别相连并分别控制质量流量控制部件和蠕动泵的开闭，与配气单元中的高温雾化腔相连并控制高温雾化腔的加热；与分析仪单元相连并采集分析仪单元的状态信息、信号和写入标定系数。
43.本专利还提供一种智能化配气及标定方法，其具体步骤如下：
44.数据控制单元依据配气单元设置参数和分析仪单元设置参数，其中软件界面中包含有2项参数设置，一项为配气单元设置，一项为分析仪单元设置；
45.所述配气单元设置参数包含多行信息，每行信息代表一个流程，每行信息包含：配气时间、配气组分、标称量程、配气浓度、总输出流量
46.所述分析仪单元设置参数包含:分析仪工作温度、分析仪温度阈值、分析仪压力阈值、分析仪是否标定。
47.设置好参数之后，点击一键运行
48.数据控制单元采集分析仪的工作温度，判断工作温度是否达到设定值；数据控制单元首先控制分析仪单元的上电开启，并实时监测分析仪的工作温度。
49.待达到设定值后，数据控制单元开启配气流程；
50.数据控制单元依据每行配气组分、标称量程、配气浓度、总输出流量，分别计算需要标气1、标气2、标气3
····
和蒸馏水的具体量；
51.数据控制单元依据各标气和蒸馏水的具体量，计算各质量流量控制部件、蠕动泵的开启状态值，和标气单元各标气管道上的电磁阀的开启状态值；
52.数据控制单元依据配气时间控制各路动作的时长；
53.分析仪单元实时采集检测配气的浓度，将检测浓度结果传输给数据控制单元；待检测浓度结果稳定后，数据控制单元将记录此次的配气组分、配气浓度、分析仪检测浓度结果信息；
54.循环进行第二行的配气，直至所有行的配气流程走完；
55.数据控制单元依据分析仪单元中的设置参数：
56.依据分析仪是否标定指令；
57.如果收到分析仪标定指令，数据控制单元针对不同配气组分，将记录的配气浓度作为y值，将分析仪检测浓度结果作为x值，进行1
‑
3次拟合，计算得到该配气组分的拟合系数k；由此得到所有配气组分的系数k1、k2
…
，将系数下发给分析仪，至此，标定结束。
58.如果没有收到分析仪标定指令，结束。
59.如：标气1为100ppmso2，标气6为n2，总输出流量为2l/min，分别配置100ppm、80ppm、60ppm、40ppm、20ppm浓度的标气。(so2和n2的混合气)
60.针对100ppm，控制标气1电磁阀打开，标气6电磁阀关闭，标气1质量流量计的流量为2l/min；
61.针对80ppm，控制标气1电磁阀打开，标气6电磁阀打开，标气1质量流量计的流量为1.6l/min，标气6质量流量计的流量为0.4l/min，
62.针对60ppm，控制标气1电磁阀打开，标气6电磁阀打开，标气1质量流量计的流量为1.2l/min，标气6质量流量计的流量为0.8l/min，
63.针对40ppm，控制标气1电磁阀打开，标气6电磁阀打开，标气1质量流量计的流量为0.8l/min，标气6质量流量计的流量为1.2l/min，
64.针对20ppm，控制标气1电磁阀打开，标气6电磁阀打开，标气1质量流量计的流量为0.2l/min，标气6质量流量计的流量为1.8l/min，
65.如：蒸馏水，标气6为n2，总输出流量为2l/min，分别配置1％、5％、10％浓度的水标气。(h2o和n2的混合气)
66.针对1％，控制蠕动泵开启，标气6电磁阀打开，根据蒸馏水的输出体积(v＝2l*1％)计算出蒸馏水的输出质量(m＝v*ρ)，根据蒸馏水的输出质量计算出蠕动泵的转速，从而控制蠕动泵的工作，标气6质量流量计的流量为1.98l/min；
67.针对5％，控制蠕动泵开启，标气6电磁阀打开，根据蒸馏水的输出体积(v＝2l*5％)计算出蒸馏水的输出质量(m＝v*ρ)，根据蒸馏水的输出质量计算出蠕动泵的转速，从而控制蠕动泵的工作，标气6质量流量计的流量为1.9l/min；
68.针对10％，控制蠕动泵开启，标气6电磁阀打开，根据蒸馏水的输出体积(v＝2l*10％)计算出蒸馏水的输出质量(m＝v*ρ)，根据蒸馏水的输出质量计算出蠕动泵的转速，从而控制蠕动泵的工作，标气6质量流量计的流量为1.8l/min；
69.本专利提供的系统能完全自动化操作，无需人员值守，效率高。