专利名称：流体质量流量控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种流体质量流量控制器，尤其涉及一种无线式流体质量流量控制器。
背景技术：
流体质量流量控制器广泛应用于半导体制造、真空镀膜、分析、化工、环境等行业的流体测量与控制。不同于容积式流量计，其流量精度不受流体压力、环境温度影响，所以特别适用于过程控制中的流体流量的精密测量和控制。传统的流体质量流量控制器采用的数字通讯方式为通讯电缆，但是存在以下的问题:首先，在需要移动的情况下，要想移动带有线缆的控制器十分不方便，比如当控制器置于旋转工作台上时，线缆的连接就会造成旋转的障碍；其次，线缆的连接本身就是一个较为繁琐的过程，比如当使用场合中需要快速连接时，所需连接的通讯线缆往往多于一根，这就需要花费一定的时间；再者，传统的控制器侧重点在对过程控制中的流体进行测量和控制，较少关注数据采集是否便捷；最后，传统控制器只能在控制器附近进行控制设定，无法通过互联网进行远程控制。目前市场上尚不存在基于无线通讯技术的流体质量流量控制器。
实用新型内容为解决上述技术问题，本实用新型的发明人开发了一种可与外部设备实现无线通讯的流体质量流量控制器。
本实用新型具体提供了一种流体质量流量控制器，包括:阀体，所述阀体设有流体进口和流体出口 ；传感器，所述传感器与所述流体进口相连，用于测定流入流体进口的流量并将其转化为电信号；电磁阀，所述电磁阀与所述流体出口相连，用于对流出流体出口的流量进行控制；控制电路，所述控制电路用于接收来自所述传感器的所述电信号并转换为流量输出信号，然后将所述流量输出信号与预先设定的流量设定信号进行比较，依据比较结果对所述电磁阀发出控制指令，从而使流出所述流体出口的流量保持为预先设定的流量；其特征在于，还包括:无线收发元件，所述无线收发元件连接在所述控制电路上，用于以无线方式接收和发射同控制终端之间往来的控制信号。在本实用新型的优选实施方式中，所述传感器为热式传感器、压力传感器、风速传感器或上述传感器的组合。在本实用新型的另一个优选实施方式中，所述无线收发元件包括WIFI模块、GPRS模块、GSM模块、CDMA模块、HIFI模块、红外模块、蓝牙模块或上述模块的组合，用以接收和发射所述控制信号。在本实用新型的另一个优选实施方式中，所述无线收发元件通过写入有工业控制总线协议的模块接收和发射所述控制信号，所述工业控制总线协议为Modbus TCP协议、Profibus协议或DeviceNet协议。在本实用新型的另一个优选实施方式中，所述控制电路包括信号调理电路、中央处理元件和功率放大电路。在本实用新型进一步的优选实施方式中，所述信号调理电路包括增益电路和补偿电路，所述功率放大电路包括阀驱动电路。在本实用新型的另一个优选实施方式中，所述无线式流体质量流量控制器用于对气体的质量流量进行控制。本实用新型解决了流体质量流量控制器与外部设备之间通过线缆进行通讯所带来的安装和使用方面的不便，满足了控制过程中及时采集和记录数据的需要，填补了技术应用的空白。
图1为表示本实用新型中的无线式流体质量流量控制器的一个实施方式的立体结构示意图。图2为表示本实用新型所述无线式流体质量流量控制器的一个实施方式的内部构造示意图。图3为表示本实用新型所述无线式流体质量流量控制器的一个实施方式的内部控制电路示意图。图4为表示本实用新型所述无线式流体质量流量控制器的内部运行原理示意图。图5为表示本实用新型所述无线式流体质量流量控制器在供气系统中的工作过程不意图。附图标记说明I无线收发元件·2控制器外壳3电源接口(位于电路板上)4 电磁阀5传感器6 阀体7流体进口8流体出口9层流分流元件10流量输出信号11流量设定信号12 电源
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的示例性实施方式进行详细说明。为简便起见，下文中所称的“流量控制器”即本实用新型的“流体质量流量控制器”。图1中所示例的流量控制器在控制器外壳2上设有开口，位于内部电路板上的电源接口 3可通过此开口与外部电源连接。无线收发元件I固定在外壳2上，通过线缆与内部电路板相连接，其作用是进行无线通讯(即，接收和发射同控制终端之间往来的控制信号)。可适用于本实用新型的无线通讯方式包括WIF1、GPRS、GSM、CDMA、HIF1、红外、蓝牙或上述通讯方式的组合等。本领域技术人员可根据普通技术常识基于上述无线通讯方式选择合适的通讯模块。作为一个优选的非限制性实例，流量控制器采用WIFI作为通讯方式。作为另一个优选的非限制性实例，流量控制器通过写入有工业控制总线协议的模块与无线控制终端之间进行信号传输，所述工业控制总线协议为Modbus TCP协议、Profibus协议或DeviceNet协议。根据本实用新型容易理解的是，通过使流量控制器本身以无线方式接入互联网、同时使控制终端通过有线或无线的方式接入互联网，可以实现通过互联网对流量控制器进行远程控制。图2进一步给出了图1所示例的流量控制器的内部构造示意图，其内部构造包括电磁阀4、传感器5和阀体6。图2中示意性地示出了无线收发元件I与电路板之间的连接关系。本领域技术人员可根据普通技术常识基于上述无线通讯方式选择合适的传感器。作为本实用新型中使用的传感器，其具体实例包括但不限于热式传感器、压力传感器、风速传感器或上述传感器的组合。图3和图4以示例性的方式描述了本实用新型对流体流量进行控制的运行原理。流体从流体进口 7进入阀体6，并通过层流分流元件9进行分流。流体的一部分经过传感器5，所产生的电信号顺次进入电桥电路、增益电路、补偿电路(增益电路和补偿电路在图4中统称为信号调理电路)，得到流量输出信号10。将流量输出信号10以无线通讯的方式发送至显示模块(未图示)，该显示模块可以设置于流量控制器表面，也可以设置于控制终端上。同时，将流量输出信号10与预先设定的流量设定信号11在比较控制电路中进行比较，然后根据比较结果，发出使流量增大、减小或保持不变的控制指令(对应于图4中的CPU，即中央处理元件)。上述控制指令通过阀驱动电路(对应于图4中的功率放大电路)对电磁阀4进行操作，从而使流经流体出口 8的流体流量尽可能与预先设定的流量保持一致。在优选的实施方式中，流量控制器采用24V DC电源进行供电；并且将24V电源通过隔离电源转换为3.3V电源，对无线通讯电路进行供电。图5以示例性的方式描述了本实用新型在供气系统中的工作过程。一个或多个流量控制器与控制终端各自以无线通讯的方式连入无线通信网络，按照前文所述的内部工作原理，以预先设定的流量将气体送入待供气设备。本实用新型实现了流量控制器与控制终端之间的无线通讯，所述控制终端可以是但不限于iPad、智能手机、笔记本电脑、台式机或本领域技术人员根据普通技术常识为本实用新型的流量控制器专门开发的控制终端。如前文所述，流量控制器可将流量输出信号10发送至控制终端，并在任选设置的显示模块上进行显示；同时，流量控制器接收来自控制终端的流量设定信号11，通过比较控制电路实现对电磁阀4的控制，从而使流经流体出口 8的流体流量尽可能与预先设定的流量保持一致。本实用新型所述的流量控制器可用于对各类流体的流量进行控制，所述流体可以是气体和液体。本领域技 术人员可根据普通技术常识针对所控制的流体形态选择合适的部件用于流量控制。
权利要求1.一种流体质量流量控制器，包括: 阀体(6 )，所述阀体(6 )设有流体进口( 7 )和流体出口( 8 ); 传感器(5 )，所述传感器(5 )与所述流体进口( 7 )相连，用于测定流入流体进口( 7 )的流量并将其转化为电信号； 电磁阀(4),所述电磁阀(4)与所述流体出口(8)相连,用于对流出流体出口(8)的流量进行控制； 控制电路，所述控制电路用于接收来自所述传感器(5)的所述电信号并转换为流量输出信号(10)，然后将所述流量输出信号(10)与预先设定的流量设定信号(11)进行比较，依据比较结果对所述电磁阀(4)发出控制指令，从而使流出所述流体出口(8)的流量保持为预先设定的流量； 其特征在于，还包括: 无线收发元件(I )，所述无线收发元件(I)连接在所述控制电路上，用于以无线方式接收和发射同控制终端之间往来的控制信号。
2.如权利要求1所述的流体质量流量控制器，其特征在于，所述传感器(5)为热式传感器、压力传感器、风速传感器或上述传感器的组合。
3.如权利要求1所述的流体质量流量控制器，其特征在于，所述无线收发元件(I)包括WIFI模块、GPRS模块、GSM模块、CDMA模块、HIFI模块、红外模块、蓝牙模块或上述模块的组合，用以接收和发射所述控制信号。
4.如权利要求3所述的流体质量流量控制器，其特征在于，所述无线收发元件(I)通过写入有工业控制总线协议的模块接收和发射所述控制信号，所述工业控制总线协议为Modbus TCP 协议、Prof·ibus 协议或 DeviceNet 协议。
5.如权利要求1所述的流体质量流量控制器，其特征在于，所述控制电路包括信号调理电路、中央处理元件和功率放大电路。
6.如权利要求5所述的流体质量流量控制器，其特征在于，所述信号调理电路包括增益电路和补偿电路，所述功率放大电路包括阀驱动电路。
7.如权利要求1-6中任一项所述的流体质量流量控制器，其特征在于，所述流体质量流量控制器用于对气体的质量流量进行控制。
专利摘要本实用新型提供了一种无线式流体质量流量控制器，包括阀体(6)、传感器(5)、电磁阀(4)、控制电路和无线收发元件(1)。本实用新型解决了流体质量流量控制器与外部设备之间通过线缆进行通讯所带来的种种问题，填补了技术应用的空白。
文档编号G05D7/06GK203117796SQ20132012327
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月18日 优先权日2013年3月18日
发明者吴英, 田鹏, 何姣 申请人:北京堀场汇博隆精密仪器有限公司