专利名称：精密气体流量自动控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及气体流量控制装置，特别是一种用于控制小流量气体的自动控制
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背景技术：
气体流量控制装置主要是用于控制输出的气体流量，目前能够实现气体流量的自动控制装置较多，但大多针对大流量气体的控制，存在结构组件多、连接关系混乱、结构复杂、加工装配困难、成本较高的缺点；并且由于主要是针对大流量气体设计，因此大流量气体控制装置的管道口径较大，如用于控制小流量气体，则存在控制精度差、容易产生较大误差的不足，因此普通的气体流量控制装置不适用于小流量气体的测量与控制。
实用新型内容本实用新型解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低廉、控制精度高的小流量气体自动控制装置，以适用于小流量气体的测量与控制。为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是:精密气体流量自动控制装置，包括气源连通的管道，所述管道上自气源始依次设置有手动控制阀、自动控制阀以及流量传感器，所述流量传感器的信号端连接控制模块，控制模块的输出端通过舵机连接齿轮组，所述齿轮组的输出轴连接自动控制阀。所述控制模块的具体 结构为:所述控制模块包括输入端与流量传感器信号端连接的单片机，单片机的输入端还连接按键操作模块以及用于为单片机提供电源的蓄电池，所述单片机的输出端分别连接液晶显示屏和舵机。本实用新型的改进在于:所述蓄电池与单片机之间设置有稳压电路。本实用新型所述齿轮组的具体结构为:所述齿轮组包括相互啮合的齿轮一和齿轮二，所述齿轮一的转轴与舵机轴连接，齿轮二的转轴与自动控制阀连接。由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得的技术进步在于:本实用新型结构简单、成本低廉，采用单片机作为微控制器，对小流量气体进行实时监测与控制，具有控制精度高、实时性好、反应速度快的优点，特别适用于小流量气体的测量与控制。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为控制模块的结构框图。图3为航机与阀门的连接关系不意图。其中:1.气源，2.手动控制阀，3.自动控制阀，4.流量传感器，5.控制模块，51.蓄电池，52.稳压电路，53.按键操作模块，54.单片机，55.液晶显示屏，6.舵机，7.齿轮组，71.齿轮一，72.齿轮二。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。一种精密气体流量自动控制装置，其结构如图1所述。包括与气源I连通的管道，管道上自气源I开始依次设置有手动控制阀2、自动控制阀3以及流量传感器4，流量传感器的信号端连接控制模块5，控制模块的输出端通过舵机6连接齿轮组7，齿轮组的输出轴连接自动控制阀3。手动控制阀用于初步调节进入管道的气体流速；自动控制阀用于在控制模块的作用下对气体的流量进行精密控制；流量传感器用于实时监测管道内气体的流量；控制模块用于根据流量传感器检测的流量控制舵机、齿轮组动作，进一步控制自动控制阀的开度大小。控制模块5的结构框图如图2所示，包括单片机54、蓄电池51、稳压电路52、按键操作模块53和液晶显示屏55。单片机的输入端分别与流量传感器信号端、按键操作模块和稳压模块的输出端连接，稳压模块的输入端连接蓄电池51 ;单片机的输出端分别与液晶显示屏55和舵机6连接。蓄电池提供的电源经稳压电路调解后为单片机供电；单片机根据流量传感器测量的信号进行分析计算，然后控制舵机的转向以及转角的大小，舵机带动齿轮组转动，将电信号转换为机械传动，以控制自动控制阀的开度大小；按键操作模块用于手动设定瞬时流量值等；液晶显示屏用于显示瞬时流量、累积流量以及设定值等。齿轮组7如图3所示，包括相互啮合的齿轮一 71和齿轮二 72，齿轮一 71的转轴与舵机轴连接，齿轮二 72的转轴与自动控制阀3连接。本实用新型的工作过程如下所述:首先，将手动控制阀2关闭，通过按键操作模块53输入瞬时流量设定值b，设定完毕后，打开手动控制阀2，使气体流过。流量传感器4实时采集流量信号，并将流量信号a传递给单片机，单片机将流量信号a和设定值b进行比较，如果a > b，且超过了允许的误差范围，单片机54就会发出控制指令，控制舵机6的旋转方向和转角大小，通过齿轮组7传动，使自动控制阀3关小；同时流量传感器4又会向单片机54输入新的数据，单片机54再将该数据与设定值b进行比较，若还不相等，单片机54会继续发出控制命令，让自动控制阀3进一步关小，直到瞬时测量值与设定值达到允许的误差内为止。如果a <b，且超过了允许的误差范围，则说明此刻流经管道的流量偏小，这时单片机54就会发出控制指令，控制舵机反向旋转，并给定转角大小，进一步通过齿轮组7来控制自动控制阀3向着开大的方向旋转，直到瞬时测量值与给定值达到允许的误差内为止。在变化的过程中可以通过液晶显示屏55观察到瞬时流量不断变化，最终向设定值逼近的过程。
权利要求1.密气体流量自动控制装置，包括与气源(I)连通的管道，其特征在于:所述管道上自气源(I)始依次设置有手动控制阀(2)、自动控制阀(3)以及流量传感器(4)，所述流量传感器的信号端连接控制模块(5)，控制模块(5)的输出端通过舵机(6)连接齿轮组(7)，所述齿轮组的输出轴连接自动控制阀(3)。
2.据权利要求1所述的精密气体流量自动控制装置，其特征在于:所述控制模块(5)包括输入端与流量传感器信号端连接的单片机(54)，单片机(54)的输入端还连接按键操作模块(53)以及用于为单片机提供电源的蓄电池(51)，所述单片机的输出端分别连接液晶显示屏(55)和舵机(6)。
3.据权利要求2所述的精密气体流量自动控制装置，其特征在于:所述蓄电池(51)与单片机(54)之间设置有稳压电路(52)。
4.据权利要求1至3任一项所述的精密气体流量自动控制装置，其特征在于:所述齿轮组(7)包括相互啮合的齿轮一(71)和齿轮二(72)，所述齿轮一(71)的转轴与舵机轴连接，齿轮二(72)的转轴与自动控制阀(3)连接。
专利摘要本实用新型公开了一种精密气体流量自动控制装置，包括与气源连通的管道，所述管道上自气源始依次设置有手动控制阀、自动控制阀以及流量传感器，所述流量传感器的信号端连接控制模块，控制模块的输出端通过舵机连接齿轮组，所述齿轮组的输出轴连接自动控制阀。本实用新型结构简单、成本低廉，采用单片机作为微控制器，对小流量气体进行实时监测与控制，具有控制精度高、实时性好、反应速度快的优点，特别适用于小流量气体的测量与控制。
文档编号G05D7/06GK202929489SQ20122065966
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者王小飞, 郭学成, 杨妍璨, 董沛毅 申请人:华北电力大学(保定)