一种分段调节稀释装置及系统的制作方法

本发明属于稀释设备领域，具体涉及一种分段调节稀释装置及系统。

背景技术：

空气洁净技术是为了保证某个区域内空气高度洁净的一种技术。有洁净度要求的房间成称为洁净室，为了使得洁净室空气中的颗粒物数量减少至设计和标准要求的数值，通常依靠颗粒物过滤器对空气中的颗粒物进行过滤以达到洁净空气的目的。为了验证洁净室建设完成后是否能够达到设计和标准的要求，通常需要进行室内洁净度的测试和高效过滤器过滤效率的测试。这两种测试都需要用到粒子计数器来测试空气中含有的不同大小颗粒的多少。其测试原理为：包含颗粒的空气由气溶胶入口进入，经过视腔及过滤器由真空泵排除。激光光源经过透镜形成激光束。激光束在视腔中照射到空气中的颗粒会形成散射。散射的光通过透镜被探测器接收。探测器根据探测到的激光的强度来判断颗粒的大小，根据探测到的次数来计算颗粒的数量。

激光粒子计数器的使用有一定的条件，其中比较重要的条件就是进入粒子计数器的空气中颗粒浓度不能过高，否则会存在以下问题：1过滤器堵塞，影响吸气量，从而影响测试精度；2容易污染透镜降低计数效率；3颗粒在视腔的光路处重叠，可能会产生几个小颗粒被错误的检测为一个大颗粒的情况。

如果洁净室检测中需要测试的为高浓度粒子，通常使用稀释器稀释的方法。就是将被测量的空气按照一定的比例进行稀释，然后再用粒子计数器进行测量，测量到的各个粒径的颗粒数量乘以稀释比就是实际的空气颗粒数量。现有的稀释器分为两种类型，一种为旁通型稀释器，另一种为混合型稀释器。

旁通型稀释器原理为：被采样的空气由稀释器入口进入，一路经过毛细管到达稀释器出口，另一路旁通支路经过过滤器过滤掉空气中的颗粒物变成洁净空气，经过阀门与未经过处理的空气进行混合后从稀释器出口流出。由于旁通之路的空气被过滤干净，因此稀释器出口的空气中颗粒浓度已经被稀释了。根据直通支路进气端与出气端的压差计算出直流支路路和总流量比例从而计算出稀释比。稀释比k＝qi/q，其中k为稀释比例，qi为直通支路流量，q为总流量。

混合型稀释器原理为：外界采样空气依次经过过滤器、阀门、流量计、加热器后进入混合腔，进入混合腔的空气为经过过滤的洁净空气。而采样空气则直接进入混合腔。洁净空气与采样空气在混合腔中进行混合，此时混合腔内的空气为经过稀释的空气。经过稀释的空气通过三通阀连接到粒子计数器。

流量计2用于测量总流量q，流量计用于测量洁净空气qj，此时总的稀释比k＝(q-qj)/q，其中k为稀释比，q为总流量，qj为洁净空气流量。

目前，绝大多数旁通型稀释器的稀释比例为固定稀释比例，稀释比通常比较小，约为1：1000。并且由于旁通支路和直通支路的固有阻力，稀释比可以调节的范围很小，例如1：1000的稀释器，其调节范围约为1：800-1：1300。而且旁通型稀释器其稀释比例均为预先实验得到，在使用过程中需要根据毛细管的压力进行查表查到稀释比并进行计算，没有电气控制和信号处理，不利于集成在系统中。

与旁通型稀释器相比，以混合空气为原理的混合型稀释器，其稀释比虽然能够达到1：100000，但稀释比例调节也只能在一定范围内进行调节如1：10000-1：100000。混合型稀释器可以使用pid进行稀释比例的控制，但由于pid控制为闭环控制，虽然精度较高单需要牺牲一定的稳定时间。且稀释系统为独立系统，没有提供系统集成的接口。并且由于需要配置风机等装置和设置混合腔，因此体积较大。使用时需要携带风机等动力装置，对现场情况要求较高。由于洁净空气量较大，因此需要的采样量也比一般的洁净室测试采样量更大，不能采用标准的采样装置，需要重新设计采样装置。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种体积小、稀释比例调节范围大的分段调节稀释装置及系统。

本发明提供了一种分段调节稀释装置，用于对气体进行稀释，具有这样的特征，包括：进气管，出气管，将进气管与出气管相连通的具有预定稀释比的多个稀释单元，设置在出气管上，用于计量气体的总流量的总流量计，其中，每个稀释单元包括电子三通阀、第一四通接头、第二四通接头、毛细管、过滤器、流量调节阀及压差传感器，电子三通阀用于控制该稀释单元的开启，该电子三通阀包括两个接口，一个接口与第一四通接头连接，另一个接口与该稀释单元的第二四通接头连接形成气体的绕行通路，第一四通接头、毛细管及第二四通接头依次连通形成直通通路，第一四通接头、过滤器及流量调节阀依次连通形成旁通通路，流量调节阀用于调节经过该旁通通路的气体的流量，压差传感器的两端分别与第一四通接头和第二四通接头相连通，用于检测压差，多个稀释单元依次连通，每个第一四通接头作为相应的稀释单元的气体进口，每个第二四通接头作为相应的稀释单元的气体出口。

在本发明提供的分段调节稀释装置中，还可以具有这样的特征：其中，每个稀释单元的预定稀释比相同或者不同。

在本发明提供的分段调节稀释装置中，还可以具有这样的特征：其中，稀释单元的数目为3个，预定稀释比分别为1：10、1：100、1：1000。

本发明还提供了一种分段调节稀释系统，用于对气体进行稀释，具有这样的特征，包括：进气管，出气管，将进气管与出气管相连通的具有预定稀释比的多个稀释单元，设置在出气管上，用于计量气体的总流量的总流量计以及控制部，其中，每个稀释单元包括电子三通阀、第一四通接头、第二四通接头、毛细管、过滤器、流量调节阀及压差传感器，电子三通阀用于控制该稀释单元的开启，该电子三通阀包括两个接口，一个接口与第一四通接头连接，另一个接口与该稀释单元的第二四通接头连接形成气体的绕行通路，第一四通接头、毛细管及第二四通接头依次连通形成直通通路，第一四通接头、过滤器及流量调节阀依次连通形成旁通通路，流量调节阀用于调节经过该旁通通路的气体的流量，压差传感器的两端分别与第一四通接头和第二四通接头相连通，用于检测压差，多个稀释单元依次连通，每个第一四通接头作为相应的稀释单元的气体进口，每个第二四通接头作为相应的稀释单元的气体出口，控制部分别与电子三通阀、压差传感器、流量调节阀及总流量计连接，用于控制电子三通阀的开启状态并且根据压差、总流量及电子三通阀的开启状态计算总稀释比。

在本发明提供的分段调节稀释系统中，还可以具有这样的特征：其中，控制部包括采集单元、中央处理单元及调节控制单元，采集单元采集压差传感器的压差及总流量计的总流量，中央处理单元根据压差及总流量计算每个稀释单元的稀释比，并根据电子三通阀的开启状态信号计算总稀释比，当需要的稀释比与总稀释比有一定差值时，调节控制单元能够控制电子三通阀的开启或者关闭，并且能够控制流量调节阀调整流量从而对总稀释比进行调整。

在本发明提供的分段调节稀释系统中，还可以具有这样的特征：其中，调节控制单元通过电子三通阀开关量输出信号通道控制电子三通阀的开启，调节控制单元能够通过流量调节阀模拟量输出通道控制流量调节阀的开度从而调节经过过滤器的气体的流量，压差传感器的压差通过压差模拟量输入通道传输到采集单元，总流量计的总流量通过总流量模拟量输入通道传输到采集单元。

在本发明提供的分段调节稀释系统中，还可以具有这样的特征：其中，稀释单元的数目为3个，预定稀释比分别为1：10、1：100、1：1000，控制部还具有多个脉冲计数通道，脉冲计数通道与外部的粒子计数器相连，该粒子计数器能够测试气体中的多种粒径的颗粒浓度，并具有多个脉冲输出通道，每个脉冲输出通道对应相应粒径的颗粒浓度，且与一个脉冲计数通道相连。

在本发明提供的分段调节稀释系统中，还可以具有这样的特征：还包括显示部，其中，显示部用于设置手动模式或者自动模式，并能用于选择手动模式时的稀释比挡位、稀释比例微调及选择自动模式时的脉冲计数通道、最低计数频率及最高计数频率，显示部还用于显示当前精确稀释比及自动调节状态。

在本发明提供的分段调节稀释系统中，还可以具有这样的特征：其中，在手动模式下，通过选择稀释比挡位的方式能够直接控制每个稀释单元的电子三通阀的开启或者关闭，从而控制稀释比，在自动模式下，根据选定的脉冲计数通道的脉冲频率、最低计数频率及最高计数频率来控制每个稀释单元的电子三通阀的开启或者关闭，从而得到需要的稀释比。

在本发明提供的分段调节稀释系统中，还可以具有这样的特征：其中，第i个稀释单元的稀释比为ki＝qi/q，ki为第i个稀释单元的稀释比，qi为第i个稀释单元中毛细管中的流量，q为总流量。

在本发明提供的分段调节稀释系统中，还可以具有这样的特征：其中，qi的计算公式为：

ξi为毛细管的流量系数，δpi为压差。

在本发明提供的分段调节稀释系统中，还可以具有这样的特征：其中，总稀释比为参与稀释的各个稀释单元的稀释比的乘积，总稀释比的计算公式为：k为总稀释比，di为第i个电子三通阀的状态，开为1，关为0，ki为第i个稀释单元的稀释比。

发明的作用与效果

根据本发明所提供的分段调节稀释系统，具有串联连接的多个稀释单元、总流量计和控制部(plc)，每个稀释单元具有预定稀释比，包括电子三通阀、第一四通接头、第二四通接头、毛细管、过滤器、流量调节阀及压差传感器。每个稀释单元利用了旁通原理对气体进行稀释，气体从不参与稀释的稀释单元的绕行通路进入下一个参与稀释的稀释单元，总稀释比等于参与稀释的各个稀释单元的稀释比的乘积，而控制部(plc)控制各个电子三通阀决定了参与稀释的稀释单元及稀释单元的数目，因此，总稀释比能够根据需要选择不同稀释比的稀释单元，可调节的范围非常广，与单个旁通原理的稀释器相比，受毛细管的规格型号的影响很小。

每个稀释单元都具有的毛细管决定了其稀释比，能够根据需要选择不同的毛细管的内径及毛细管系数。

每个稀释单元都具有预先标定好阻力系数的毛细管，毛细管两端接压差传感器，传感器信号接入控制部(plc)的ai通道，用于计算精确的稀释比例。

每个旁通通路上都设有流量调节阀调节，调节经过该旁通通路的气体的流量，可以在一定比例范围内调节本稀释单元的稀释比例。

压差传感器的两端分别与第一四通接头和第二四通接头相连通，检测压差；总流量计设置在出气管上，计量气体的总流量；控制部(plc)分别与电子三通阀、压差传感器、流量调节阀及总流量计连接，控制电子三通阀的开启状态并且根据压差、总流量及电子三通阀的开启状态计算总稀释比，当需要的稀释比与总稀释比有一定差值时，调节控制单元能够控制电子三通阀的开启或者关闭，并且能够控制流量调节阀调整流量从而对总稀释比进行调整，调节完成后通过通信接口将此时的稀释比例传输给外部的显示与输入部，非常直观。

附图说明

图1是本发明的实施例中的分段调节稀释系统的结构示意图；

图2是本发明的实施例中的稀释单元的结构示意图；

图3是本发明的实施例中的控制部(plc)的结构示意图；

图4是本发明的实施例中的触摸屏界面图；

图5是本发明的实施例中的1:1000稀释比时的气流路径示意图；

图6是本发明的实施例中的1:10000稀释比时的气流路径示意图；

图7是本发明的实施例中的1:100000稀释比时的气流路径示意图；

图8是本发明的实施例中的自动模式控制流程示意图；

图9是本发明的实施例中的自动模式时稀释比调大10倍的流程示意图；以及

图10是本发明的实施例中的自动模式时稀释比调小10倍的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明一种分段调节稀释装置及系统作具体阐述。

本发明的实施例中的方向以图1中的方向为参照，即，上下左右方向均指图1的上下左右方向。本实施中气流方向为从左到右。

<实施例>

本实施例对分段调节稀释系统及其使用方法做具体阐述。

图1是本发明的实施例中的分段调节稀释系统的结构示意图，图2是本发明的实施例中的稀释单元的结构示意图。图1中箭头为气体的流体方向。

如图1、2所示，分段调节稀释系统100用于对气体进行稀释，包括第一稀释单元10、第二稀释单元20及第三稀释单元30、总流量计4、控制部(plc)5、显示及输入部6、进气管7及出气管8。气体可以为含有颗粒的气体，在本实施例中，气体为气溶胶。

三个稀释单元通过三通阀串联在一起并相互连通，从左到右依次为第一稀释单元10、第二稀释单元20及第三稀释单元30。第一稀释单元10与进气管7连接并连通，第三稀释单元30与出气管8相连通，总流量计4设置在出气管8上，计量气体的总流量。

每个稀释单元的预定稀释比不同，毛细管的内径决定了稀释比的大小。第一稀释单元10的预定稀释比为1：1000，优选直径0.8mm、长度400mm的毛细管，流量系数约为0.00283。第二稀释单元20的预定稀释比为1：100，优选直径1mm、长度500mm的毛细管，流量系数为0.0283。第三稀释单元30的预定稀释比为1：10，优选直径2.5mm、长度12.5mm的毛细管，流量系数为0.283。

每个稀释单元结构相同，除了毛细管的规格不同外，其余零件的结构相同，因此，以第一稀释单元10为例进行介绍，第二稀释单元20及第三稀释单元30不再赘述。

第一稀释单元10包括电子三通阀11、第一四通接头12、第二四通接头13、第一毛细管14、过滤器15、流量调节阀16及压差传感器17。

电子三通阀11用于控制第一稀释单元10的开启，共有三个接口，第一接口与进气管7相连通，第二接口与第一四通接头12连接并连通。电子三通阀11的第三接口与该稀释单元1的第二四通接头13通过三通接头18连接并连通，形成气体的绕行通路。三通接头18共有三个接口，一个与电子三通阀11的第三接口连接，一个与第一四通接头12连通，另外一个与第二稀释单元20的电子三通阀21连通。电子三通阀21与电子三通阀11的结构相同，用于控制第二稀释单元20的开启。

第二稀释单元20与第三稀释单元30之间也通过三通接头连通，连通方式与第一稀释单元10与第二稀释单元20的方式相同，不再赘述。

第一四通接头12与第二四通接头13的结构相同，均为四通接头。

第一四通接头12、第一毛细管14及第二四通接头13依次连通形成气体的直通通路。经过直通通路的气体不发生变化。

第一四通接头12、过滤器15及流量调节阀16依次连通形成旁通通路。过滤器15为高效过滤器，需要最低过滤效率达到99.9995％以上，流量调节阀16用于调节经过该旁通通路的气体的流量。旁通通路的气体经过高效过滤器过滤掉大部分粒子后，变成洁净的气体。

压差传感器17的一端与第一四通接头12连通，另一端与第二四通接头13连通，检测第一毛细管14的两端的压差。

为了减少颗粒在系统中的沉积，电子三通阀11、第一四通接头12、第二四通接头13及流量调节阀16的阀体都使用不锈钢，所有直通通路、旁通通路及绕行通路的管路均采用特氟龙防静电软管。

工作时，气体从电子三通阀11进入第一四通接头12，第一四通接头12将气体分成两路，一路走直通通路，即经过第一毛细管14汇入第二四通接头13；另一路走旁通通路，即经过过滤器15及流量调节阀16也汇入第二四通接头13。

第二稀释单元20中的电子三通阀21的一个接口与三通接头18连接并连通，电子三通阀21的另外两个接口分别与第二稀释单元20中的第一四通接头及三通接头28连通。同理，第三稀释单元30中的电子三通阀31的一个接口与三通接头28连接并连通，电子三通阀31的另外两个接口分别与第三稀释单元30中的第一四通接头及三通接头38连通。

图3是本发明的实施例中的控制部(plc)的结构示意图。

如图3所示，控制部(plc)5包括采集单元51、中央处理单元52、调节控制单元53、存储单元54、通讯接口55及4个脉冲计数通道。控制部(plc)5与三个稀释单元中的电子三通阀、流量调节阀及压差传感器均电信号连接，且与总流量计4电信号连接。以稀释单元10为例，说明控制部(plc)5如何与稀释单元连接。

采集单元51采集总流量计4的总流量、压差传感器17的压差及脉冲计数通道的脉冲信号。压差传感器的压差通过压差模拟量输入通道(ai)传输到采集单元51。总流量计4的总流量通过总流量模拟量输入通道传输到采集单元51。

中央处理单元52根据采集单元51传输的每个稀释单元的压差及总流量计算每个稀释单元的稀释比，并根据每个电子三通阀的开启状态信号计算总稀释比。

调节控制单元53根据中央处理单元52得到的总稀释比，控制电子三通阀11的开启或者关闭，同时当需要的稀释比与总稀释比有一定差值时，调节控制单元53控制相应的稀释单元中的流量调节阀16调整经过相应的过滤器的气体的流量从而对总稀释比进行调整得到最终总稀释比。

电子三通阀11与调节控制单元53通过电子三通阀开关量输出信号通道电信号连接，且调节控制单元53通过电子三通阀开关量输出信号通道控制电子三通阀11的开启。

流量调节阀16与调节控制单元53通过调节阀模拟量输出通道电信号连接，且调节控制单元53通过调节阀模拟量输出通道调节流量调节阀16的开度，从而调节经过过滤器15的气体的流量。

第二稀释单元20及第三稀释单元30中的电子三通阀、流量调节阀的流量及压差传感器以相同的方式分别与采集单元51或调解单元53电信号连接。

存储单元54存储稀释比的数值。在本实施例中，存储单元54为寄存器。

通讯接口55与采集单元51、中央处理单元52、调节控制单元53及存储单元54均通讯连接。在本实施例中，通讯接口55为2个rs485接口，一个接口用于控制部5与显示部6的通信连接，另一个用于与外部控制系统的通信连接。

脉冲计数通道用于测量外部的粒子计数器发出的脉冲信号，与采集单元51电信号连接。每个脉冲计数通道具有相应的编号并与外部的粒子计数器的一个脉冲输出通道电信号连接。外部粒子计数器能够同时测量几种粒径的颗粒的浓度，并将相应的粒径的颗粒浓度转化成脉冲信号通过脉冲计数通道传输到采集单元51。粒子计数器的多个脉冲输出通道分别对应不同粒径的颗粒浓度。为了检测不同粒径的颗粒的浓度，因此需要多个脉冲通道分别与相应的脉冲输出通道电连接。在本实例例中，脉冲计数通道优选为4个，编号分别1、2、3、4。

图4是本发明的实施例中的触摸屏界面图。

如图4所示，显示及输入部6与通讯接口55通讯连接。显示及输入部6还具有运行模式选择按钮框61、手动模式档位选择输入框62、最高计数频率输入框63、最低计数频率输入框64、脉冲计数通道选择框65、手动模式稀释比微调加号按钮66、手动模式稀释比微调减号按钮67、自动调节状态指示灯68及精确稀释比显示框69。在本实施例显示及输入部6为触摸屏。

运行模式选择按钮框61中能够选择手动模式或者自动模式，使运行分段调节稀释系统100以相应的模式运行。

手动模式档位选择输入框62内能够输入需要稀释的比例。

最高计数频率输入框63及最低计数频率输入框64内能够输入外部粒子计数器的最高计数频率及最低计数频率。

粒子计数器常用的粒子浓度限值为小于128000c/ft³(个/立方英尺)，换算成脉冲频率约2000hz即每秒流入粒子计数器的粒子不超过2000个。由于粒子计数器的特性，浓度保持在最高浓度的1/20～1/2时计数效率高，为粒子计数器的高效测量区域，并且不会损坏粒子计数器。也就是说100hz～1000hz(每秒流入粒子计数器的粒子在100～1000个之间)时为粒子计数器的高效测量区域，对应的气溶胶浓度约为6000c/ft³～60000c/ft³(个/立方英尺)。

手动模式稀释比微调加号按钮66及手动模式稀释比微调减号按钮67用于给控制部(plc)5中的调节控制单元53相应的信号，调节参与稀释的稀释单元中的流量调节阀的气溶胶的流量。按下手动模式稀释比微调加号按钮66，则调节控制单元53调节参与稀释的稀释单元中的流量调节阀的气溶胶的流量关小2％～5％。

按下手动模式稀释比微调减号按钮67，则调节控制单元53调节参与稀释的稀释单元中的流量调节阀的气溶胶的流量增大2％～5％。

自动调节状态指示灯68用来显示自动模式时的调节状态，当自动调节状态指示灯68亮时表示调节结束。

精确稀释比显示框69内显示控制部(plc)5计算得到的精确的稀释比。

流过毛细管的这一路空气没有经过任何处理，因此空气中所含有的颗粒是不变的，即气溶胶浓度和粒径分布都不变。而经过高效过滤器这一路空气中所有颗粒都被高效过滤器过滤掉了，最终在第二四通接头这里与流过毛细管中的空气进行混合，这样就相当于把原来的空气稀释了。第i个稀释单元的稀释比例就是毛细管中的流量与总流量的比例，即：ki＝qi/q，其中，ki为第i个稀释单元的稀释比例，qi为第i个稀释单元毛细管中的流量l/min，q为流过稀释器的总流量l/min，由总流量计4测得。而毛细管的流量系数已知，根据压差传感器测得的压力，可以计算流过毛细管的空气流量。第i个稀释单元的毛细管流量计算方法如下式:其中，

qi为流过毛细管的流量l/min，ξi为流量系数，δpi为毛细管两端压差pa。

电子三通阀的作用为控制该稀释单元是否参与稀释，例如，电子三通阀11打开则第一稀释单元10参与稀释，电子三通阀11关闭则第一稀释单元10不参与稀释，气体从第一稀释单元10的绕行通路经过。电子三通阀21与电子三通阀31的作用与电子三通阀11相同。

总稀释比为参与稀释的各个稀释单元的稀释比的乘积，总稀释比的计算公式为：k为稀释系统的稀释比，di为电子三通阀i的状态，开为1，关为0，ki为第i稀释单元的稀释比。

下面以具体例子说明气体的流经路径及调节比例。图5是本发明的实施例中的1:1000稀释比时的气流路径示意图，图6是本发明的实施例中的1:10000稀释比时的气流路径示意图，图7是本发明的实施例中的1:100000稀释比时的气流路径示意图。

如图5所示，打开电子三通阀11，关闭电子三通阀21和电子三通阀31。气体流经路径如图中箭头方向所示，气体分两路经过稀释单元1中的直通通路及旁通通路，汇合后从稀释单元2及稀释单元3中的绕行通路进入总流量计4。也就是仅有第一稀释单元10参与稀释，故总稀释比为1:1000。

如图6所示，打开电子三通阀11，关闭电子三通阀21，打开电子三通阀31。气体流经路径如图中箭头方向所示，气体分两路经过稀释单元1中的直通通路及旁通通路，汇合后从稀释单元2的绕行通路，再次分两路进入稀释单元3中的直通通路及旁通通路后进入总流量计4。也就是第一稀释单元10及第三稀释单元30参与稀释，故总稀释比为1:1000*1:10＝1:10000。

如图7所示，打开电子三通阀11及电子三通阀21，关闭电子三通阀31。气体流经路径如图中箭头方向所示，气体分两路经过稀释单元1中的直通通路及旁通通路，汇合后再次分两路进入稀释单元2中的直通通路及旁通通路，汇合后经稀释单元,3的绕行通路后进入总流量计4。也就是第一稀释单元10及第二稀释单元20参与稀释，故总稀释比为1:1000*1:100＝1:100000。

分段调节稀释系统100有手动控制方式及自动控制方式两种工作方式，以下分别阐述。

一、手动控制模式：

手动控制模式时，通过显示及输入部即触摸屏直接控制电子三通阀、流量调节阀，然后输入稀释比例的挡位，控制部(plc)5计算得到精确的稀释比，然后通过通讯接口55传输给触摸屏并在触摸屏上显示。以稀释比例为1：10000为例来说明手动控制模式时分段调节系统100的使用方式。

以下结合图4来说明步骤1～步骤5的操作：

步骤1，在运行模式选择按钮框61中选择手动方式；

步骤2，手动模式档位选择输入框62内输入稀释比例1：10000，；

步骤3，控制部(plc)5接收到步骤2的信号，然后控制打开电子三通阀11、电子三通阀31并关闭电子三通阀21，然后分段调节系统100开始运行；

步骤4，控制部(plc)5测量第一稀释单元10的压差为100pa，第三稀释单元的压差为100pa，总的采样流量为28.3l/min，然后根据公式和优选的流量系数计算总的精确稀释比1：9090，该数值传输到触摸屏中的精确稀释比显示框69内，并存储在控制部(plc)5中的存储单元54即寄存器中。具体计算过程如下：

第一单元的毛细管流量为

第一单元的稀释比为ki＝qi/q＝0.0311/28.3＝1:909，

第三单元的毛细管流量为

第三单元的稀释比为ki＝qi/q＝2.83/28.3＝1:10，

总的稀释比为k＝1/909¹*k2⁰*1/10¹＝1：9090；

步骤5，若步骤4得到的精确稀释比低于预定稀释比，则按下手动模式稀释比微调加号按钮66，控制部(plc)5随即将流量调节阀的流量调小2％，重复步骤4得到最终精确稀释比，即最终的总稀释比。

二、自动控制模式：

自动控制模式是外部的粒子计数器测量到颗粒浓度并将颗粒浓度通过脉冲计数通道传输到控制部(plc)5中，使得控制部(plc)5根据颗粒浓度来调节稀释比，使得气溶胶的浓度处于粒子计数器的高效测量区域。粒子计数器的高效测量区域是一个较大的范围，因此在调节稀释比时是不需要精确的控制稀释比的，这样可以在不牺牲测试精度的情况下节约调节时间。

图8是本发明的实施例中的自动模式控制流程示意图，图9是本发明的实施例中的自动模式时稀释比调大10倍的流程示意图，图10是本发明的实施例中的自动模式时稀释比调小10倍的流程示意图。

以下结合图4、图8～图10来说明自动控制模式时分段调节系统100的使用方式：

步骤s0，打开分段调节系统100，开始运行。

步骤s1，在显示及输入部6的最高计数频率输入框63及最低计数频率输入框64内能够输入外部粒子计数器的最高计数频率及最低计数频率，这样确定脉冲计数频率范围在最高计数频率及最低计数频率之间，使得粒子计数器处于高效测试区；

其中，本步骤只需要第一次使用时设置；在本实施例中，最高计数频率为1000hz，最低计数频率为100hz。

步骤s2，在脉冲计数通道选择框65内输入脉冲计数通道的编号，从而选择了该脉冲计数通道连接的粒子计数器，该粒子计数器测试到的颗粒浓度信号通过脉冲计数通道传输到控制部(plc)5的采集单元51。

步骤s3，调节控制单元53打开电子三通阀11、电子三通阀21、电子三通阀31，此时稀释比约为1：1000000档，并且采集单元51采集所选择的脉冲计数计数通道的脉冲频率。

步骤s4，中央处理单元52测试采集单元51传输来的脉冲频率，与步骤s1中的最低计数频率比较，如果所选择脉冲计数通道的脉冲频率小于最低计数频率设定值，调节控制单元53则将稀释比挡位调大10倍，稀释比调大10倍的方法详见图9；如果所选择脉冲计数通道的脉冲频率大于最高计数频率设定值，调节控制单元53通过调节则将稀释比挡位调小10倍，稀释比调小10倍的方法详见图10。

步骤s5，重复步骤s4，直到测试所选脉冲计数通道的脉冲频率在最高频率与最低频率之间，并将调节完成信号置1(表示调节完成)，此时自动调节状态显示灯68亮。

步骤s6，采集单元51采集参与稀释的稀释单元中的压差传感器中的压力值及总流量计4的总流量，中央处理单元52根据压力值、总流量以及3个电子三通阀的开启状态计算出精确稀释比，该精确稀释比由通讯接口55传输到显示与输入部6，此时精确稀释比显示框69内显示精确稀释比即总稀释比。

下面以计数器的计数频率为100hz-1000hz来举例简要说明自动模式时控制部(plc)5的工作流程：

1，用户选择自动模式。

2，用户选择一个脉冲计数通道。

3，用户设置计数频率范围为100hz～1000hz。

4，设置电子三通阀11、电子三通阀21、电子三通阀31全开，此时稀释比约为1：1000000。

5，测试粒子计数器的脉冲频率<1hz，小于最低频率。

6，调大稀释比10倍(关闭电子三通阀31)，此时稀释约比为1：100000。

7，测试粒子计数器的脉冲频率为9hz，小于最低频率，调大稀释比10倍(打开电子三通阀31，关闭电子三通阀21)此时稀释比为1：10000。

8，测试粒子计数器的脉冲频率为90hz，小于最低频率，调大稀释比10倍(关闭电子三通阀31)，此时稀释比为1：1000。

9，测试粒子计数器的脉冲频率为900hz，大于最低频率，小于最高频率，指示灯量显示调节完成。

10，中央处理单元52根据采集单元51采集到的压力值、总流量以及3个电子三通阀的开启状态计算出精确稀释比。

11，精确稀释比保存在寄存器中，通过通讯接口55中的一个485接口传输到显示与输入部6并在精确稀释比显示框69内显示出来。

选择自动模式时，用户操作流程为：

1，选择自动模式；

2，控制部5自动进行稀释比选择；

3，选择结束后现在在界面上，并存储在寄存器中。指示灯变亮表示自动调节结束稀释比不在变化。

实施例的作用与效果

根据本实施例提供的分段调节稀释系统，具有串联连接的多个稀释单元、总流量计和控制部(plc)，每个稀释单元具有预定稀释比，包括电子三通阀、第一四通接头、第二四通接头、毛细管、过滤器、流量调节阀及压差传感器。每个稀释单元利用了旁通原理对气体进行稀释，气体从不参与稀释的稀释单元的绕行通路进入下一个参与稀释的稀释单元，总稀释比等于参与稀释的各个稀释单元的稀释比的乘积，而控制部(plc)控制各个电子三通阀决定了参与稀释的稀释单元及稀释单元的数目，因此，总稀释比能够根据需要选择不同稀释比的稀释单元，可调节的范围非常广，与单个旁通原理的稀释器相比，受毛细管的规格型号的影响很小。

每个稀释单元都具有的毛细管决定了其稀释比，能够根据需要选择不同的毛细管的内径及毛细管系数。

每个稀释单元都具有预先标定好阻力系数的毛细管，毛细管两端接压差传感器，传感器信号接入控制部(plc)的ai通道，用于计算精确的稀释比例。

每个旁通通路上都设有流量调节阀调节，调节经过该旁通通路的气体的流量，可以在一定比例范围内调节本稀释单元的稀释比例。

压差传感器的两端分别与第一四通接头和第二四通接头相连通，检测压差；总流量计设置在出气管上，计量气体的总流量；控制部(plc)分别与电子三通阀、压差传感器、流量调节阀及总流量计连接，控制电子三通阀的开启状态并且根据压差、总流量及电子三通阀的开启状态计算总稀释比，当需要的稀释比与总稀释比有一定差值时，调节控制单元能够控制电子三通阀的开启或者关闭，并且能够控制流量调节阀调整流量从而对总稀释比进行调整，调节完成后通过通信接口将此时的稀释比例传输给外部的显示与输入部，非常直观。

控制部(plc)预留4个脉冲计数通道，用于接收外部粒子计数器的脉冲信号，根据该脉冲信号的频率是否落在制定范围内来自动调节总稀释比以便于粒子计数器一直处于高效测试区域。外部粒子计数器可以同时测量几种粒径的颗粒，因此每一种粒径都会输出一个粒子计数脉冲输入到plc的脉冲计数通道(优选方案有4个粒径通道)。

分段调节稀释系统具有手动模式和自动模式两种运行模式，手动模式能够自动输出精确稀释比，自动模式能够很快地调节控制稀释比从而满足粒子计数器的要求，在不牺牲测试精度的条件下节约调节时间。

另外，三个稀释单元的稀释比依次相差10倍，分别为1:10、1:100、1:1000，分段调节稀释系统根据需要选择不同等级的稀释单元，基本满足现有的粒子计数器的要求。

因此，本实施例提供的分段调节稀释系统体积小，能够在大范围内调节稀释比。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。