专利名称：向容器供气的方法和调节该容器内空气中给定组分含量的方法
技术领域：
本发明涉及被供气的通道或容器领域，以进行在空气下的操作，例如热处理操作、钎焊操作、食品包装操作或采用冷气的冷却操作。
本发明涉及-调节容器内空气中给定组分含量的方法；-采用该调节方法向容器供气的方法；-把该方法和该方法用途于下列情形热处理炉或钎焊炉，或者电子元件钎焊/镀锡的其它炉子或机器，以及食品包装或冷却的容器。
因此，作为说明例，这种“通道”或“容器”可以是热处理炉、钎焊炉，电子元件在线路上作回流钎焊的炉子、或者是电子元件波动钎焊/镀锡的其它机器，而这些机器为了封闭其预热区，可以设计成沿整个长度完全密封的通道，也可以配备有处在钎焊槽上面的或者或多或少地主要处在钎焊槽周围的保护罩系统。
这类设备的用户通常遇到两个问题1)所用空气的不稳定性这里可以提出非常普遍的用途实例，其中，用户想稳定这些容器内所用氮基空气中的剩余氧气含量。
当然，这个所用空气的稳定性问题是与用户需求紧密相连的，他们希望在上述容器内处理的元件或产品质量具有优良的生产重复性。
仍作为说明例，例如在惰性空气情形，容器内处理元件的质量变化与空气的可氧化性有关(因而与空气中剩余氧气或其它氧化气体的含量有关)，或者与容器内传热不稳定性有关，这一不稳定性是由于空气中观察到的空气组成的不稳定性或气体流量的不稳定性引起的。
所观察到的空气不稳定性更常见地是与容器的生产率有关，或者与炉子周围的外部条件，例如可能存在的通风条件有关。
在第一个问题中，可以提到电子元件在线路上作回流钎焊的炉子情形，即所谓“对流”炉子情形，因此它要在基本上为对流的模式下，进行元件钎焊所需的传热，在炉子的每个区域内循环着极大量的气体。
事实上已经知道，至少这种对流炉子的某些区域(特别是加热区域)采用了气体再循环系统。在这些再循环区域内，定期地只增添一个“相当低”的气流，以补偿，特别是通过抽气烟囱或炉子出入口所造成的气体损失。
所以，这种对流式回流炉子的特征在于一方面有很大的气体消耗，而另一方面用户在调节这些炉子时遇到了很大的困难，在炉子某些区域内对气体流量作任何改变都会对炉内气体运动(紊流)的分布平衡和改进现有的热分布状态(因而会对所生产元件的质量)产生显著的影响。
事实上，由本申请人对此问题进行的研究表明，这类炉子必须在生产阶段进行调节，以便能正确地操作和反映出下一步的工作状态。因此，需要通过有选择地向炉内一个或几个区域供气来手动调节流量，由此引起炉内其它区域流量发生很大变化，它又需要一个区域一个区域地重新进行手动调节。
为了说明这些看法，以50Nm3/h氮气总流量供气的这种对流炉子的调节情形为例，例如，在非常精确和稳定状态下，采用在设备的上游一侧(为炉内所有区域设置的管线组的上游)的质量流量调节器来进行调节。如果在调节阶段需要降低一个区域的流量，例如从20Nm3/h降到5Nm3/h，而调节器继续以50Nm3/h的总流量向炉子供气，因而在所有其它管线上额外分配了15Nm3/h过量流量。因此可以发现，在其它各区域的流量将不可避免地被改变，从而也改变了那里发生的传热过程，由此改变了所生产元件的整体质量(需要牢记的一点是，炉子需要在生产阶段进行调节，即进行“现场”调节)。
2)气体的节省由于上述某些设备消耗了大量气体，因而用户一直关注的焦点是设法降低容器内采用的流量，也就是说，设法在所采用气体流量和所生产元件质量之间找出最好的折衷办法。
在通常采用的节省气体消耗方法中，一种是降低所用气体流量，它与元件生产率有关(例如，控制生产中止次数)，另一种是优化所用空气的组分，例如在容器空气中容许的剩余氧气含量，它与该容器内处理的元件特性有关(例如，与所处理金属的可氧化程度有关)。
以氧气含量受控的氮基空气情形为例，解决这些问题的现有方法之一可称为“借助流量调节进行的空气控制”法。
按照这个方法，采用了某些调节方式(喷入容器的气体流量和分布)和具有给定氧气纯度的氮气源，它们要受到充分的限制，因为实际上在容器操作中存在着变动或扰动，它可使容器内空气中最大容许的剩余氧气含量被超出。
如果由于上述变动或扰动，使得容器内空气中测出的剩余氧气含量超出给定的界限值，则采用所选气源与一个调节系统相结合，有可能提高容器内气体总流量，仅当容器内空气中测出的氧气含量已回到低于界限值时，才降低总流量。
的确，这个方法可以使所用气源的纯度和流量适应容器内实际操作的要求，但在长期运行中，可导致相当高的气体总消耗。如上所述，本申请人还看到，实际上某些设备，如对流式回流钎焊炉，很难根据流量来作调节，在炉内某些区域，如通常在钎焊操作中回流达到峰值的关键区域，流量的变化将导致炉内其它区域的很大变化，从而导致方法本身总体上呈现不稳定性-一方面，流量变化是紊流的根源，它促进空气被吸入容器(改变了气体运动的平衡状态)，因而促进该容器内空气质量的退化；-如上所述，在容器内对流传热发生变化，因而从该容器所得的钎焊产品质量发生变化。
本发明提供对容器供气的方法，以及调节该容器内给定空气中给定组分含量的方法，以解决上述各种技术问题。
本发明采用了调节容器内给定空气中给定组分含量的方法，其中容器由一个供气管网供气，它至少包括一条主线，其上游部分与气源连接，并且分别包括至少两条的副线(上述主线的副线)，其上游部分与主线连接，其下游部分引入容器内，主线来自上游的一个节点，该节点通过一条进气管供气，其特征在于包括下列步骤a)至少在容器内一点上测量容器内给定空气组分的含量；b)对于容器内上述点的上述空气组分含量，至少与一个预定的含量控制值作比较；c)根据上述比较结果，必要时可改变在管网中各点之一上，最好是在如下各点之一上的气体压力i)在主线或主线之一上，第一相关副线与对应主线连接点的上游；j)在主线或主线之一上，两条副线与对应主线连接的两点之间；k)在上游节点的上游的输气管上。
因此，对于读过上文的本领域专业人员来说将很清楚，本发明的调节方法容许通过压力，有选择地控制供应全部容器或仅供应部分容器的气体流量，因此，在管网相关部分中引起的压力(以及流量)变化，严格地讲不会影响管网的其余部分，因而严格地讲不会影响容器的其余部分。
按照本发明的第一实施方案，用以下方式来实现在管网所选点上改变压力的步骤c)c1)在管网的相关点上设置比例控制电磁阀；c2)在电磁阀的下游测量该点附近的气体压力；c3)把在步骤a)中得到的给定组分含量的测量值传送到一个数据集合和处理装置，它依靠上述含量的测量值和步骤b)的比较结果，能产生一个压力控制值Cp；c4)把该压力控制值Cp传送到一个装置，该装置能够把步骤c2)的压力测量值与压力控制值Cp作比较，因而能修改电磁阀的开启量，以便在必要时使上述压力返回到控制值Cp的水平。
例如，可能采用这样的实施方案，它用一个技术上或多或少较为复杂(在人工智能意义上说)的系统，通常是一个调节器，作为数据集合和处理装置，以及采用一个电子线路板，作为对比例电磁阀起作用的装置，依靠本领域专业人员熟知的一切手段，如4～20mA信号的转换、0～10V信号的转换、计算机逻辑信号的转换等，在本发明系统的各个装置之间产生数据和反馈运行的“转换”(如含量测量值的转换)和“传送”。
对于本领域专业人员来说将很清楚，数据集合装置和对电磁阀起作用的装置也可组合成一个单独整体。
可以设想到，能产生压力控制值Cp的数据集合和处理装置是按照预定的数学算法进行工作的，算法适合于所控制的状态，特别是与所讨论的容器类型，容器内进行的操作类型，所处理的生产过程类型和调节的空气组分有关。
仅作为说明例，与所讨论情形有关，这种算法可以依据PID(比例、积分、微分)算法，阈值型逻辑算法或其它逻辑算法类型，如模糊逻辑算法完成。
因此，根据该装置重新确定的新压力控制值，就可以把容器内空气组分含量重新确定在所需的含量控制水平上。
电子线路板一方面接收压力测量值，另一方面接收由调节器修改的压力控制值，再采用适合它的算法(如PID算法)，可以再次改变电磁阀的开启量，以便在电磁阀下游重新建立所需的压力水平。
因此，第一个实施方案可称为容器操作的“压力调节”模式，其原因是依据对炉子的供气压力所产生的作用来调节相关组分的含量。
按照本发明的另一个实施方案，在管网相关点上改变压力的步骤c)按下列方式进行c1)对于相关点所在的管网线路，不管是主线还是输气管，在准备改变压力的管网相关点上至少再分成三条旁通管线，每条旁通管线装有一个电磁阀，以及一个位于电磁阀下游的减压阀，每个旁通管线的下游重新与管网的相关管线连接；
c2)三个减压阀均设定到预定的压力水平；c3)在步骤a)得到的给定组分含量测量值被传送到数据集合和处理装置，依靠所测含量和步骤b)中所作的比较结果，该装置能够有选择地开启其中一个电磁阀，以容许气体只流入电磁阀已打开的旁通管线。
在每条管线中的“预定”压力水平最好在实际工作条件下由试验确定。
在该情形中，数据集合和处理装置也可以包括一个技术上或多或少比较复杂的系统，例如一个程控继电器，一个阈值继电器(干式触点开关)，或者一台微机型的计算机。
上面有关本发明数据或其它反馈运行的“转换”或“传送”的说明，也适用于本发明的这个第二实施方案。
读了上文后可以设想到，后一个实施方案可以按照三个预定的分立水平，非常方便地改变整个或部分管网的供气压力。因此该实施方案可称为“多界限值调节”(也就是说，按照预定的各个压力界限值对炉子的供气压力产生作用，来调节有关的空气组分含量)。
根据该实施方案，电磁阀处于“常开”还是“常闭”是无关紧要的，只要数据集合和处理装置适应于所选的工作方式，来操纵(即接通)所选的管线即可。因此，作为说明例，在“常闭”阀的情况下，由装置发出的信号将开启此刻希望被打开的管线上的电磁阀，并使原先在使用中的另一条管线关闭，当然，第三条管线的电磁阀不工作，因为它是“常闭”。
作为说明例，可以采用如下压力水平-在第一旁通管线中，减压阀预置到第一压力水平Ps，它对应于减压阀下游的供气流量，该供气流量可称为“准备”流量Qs；-在第二旁通管线中，减压阀预置到压力水平Pprod，它对应于减压阀下游的供气流量，该供气流量可称为“生产”流量Qprod；-在第三旁通管线中，减压阀预置到压力水平Pfill，它对应于减压阀下游的供气流量，该供气流量可称为“充气”流量(或“涡轮”流量)Qfill。
三个流量的相对大小为Qs＜Qprod＜Qfill。
因此，在对容器供气过程中，可采用下列方式进行调节-在启动容器(例如，它是一个热处理炉子，或者是电子元件的钎焊/镀锡的炉子或机器)时，进行第一充气阶段，此时向容器供气，“充气”旁通管线处于工作状态(因而其它旁通管线被关闭)。
这个容器充气第一阶段历时预定时间tfill，预定时间与所需的用途有关，例如可在几分钟到几十分钟之间变化。
可以设想到，在这个第一充气阶段中，最好防止任何待处理的产品进入容器，因为容器还未为进行所需的操作作好准备(它与预先确定的标准有关)。
相似地，在这个第一充气阶段，在很多情形下最好避免测量容器内空气(仍是在充气阶段的空气)中所需组分的含量，以及最好保持分析仪(进行测量所需要的)的净化(例如用氮气净化)。可以设想到，分析仪的这些保护措施主要是与所用分析仪的技术性能有关；-在预定充气时间tfill之后，系统已作好准备接纳待处理的产品，并开始测量容器内空气有关组分的含量。
因此它相当于第二阶段，可称为“准备”阶段，此时数据集合和处理装置关闭了“充气”旁通管线上的电磁阀，以便开启“准备”旁通管线上的电磁阀，“准备”旁通管线上减压阀的预置压力对应于预定为准备流量Qs的供气流量；-一旦待处理的元件或产品在容器入口(在运送元件到容器入口的传送带上游的某个距离上)被探测到(例如依靠一个探测传感器)，则系统处于可称为“生产”阶段的操作阶段中，此时，数据集合和处理装置把系统接通到“生产”旁通管线，开启对应于第三旁通管线的电磁阀。
最好在该生产阶段中，确定一个滞后时间tprod，例如几分钟，此后，如果在容器入口处仍未探测到待处理的元件，则数据集合和处理装置将把系统再接通到“准备”模式(应注意到在有些情形下，时间tprod可能比几分钟长得多，因为需要考虑到先前进入该容器的产品在容器内的滞留时间)；-在生产流量条件已建立之后，最好测定容器内空气中相关组分的含量，使得只有当所测量的含量低于界限值Sprod时，才容许产品进入(需要强调的是产品是在容器上游的某个距离上被探测的)；-最好是，如果在“生产”阶段的任何时刻，传到数据集合和处理装置的容器内空气中相关组分含量的测量值高于第一预定界限值S1(S1最好大于或等于Sprod)，装置将把系统接通到“充气”旁通管线，并一直等到所测含量回到第二预定界限值S2(与容器内空气组分的含量有关，S2等于或小于界限值S1)之下，才容许系统回到“生产”模式。
刚才描述的压力变化实施方案是一个优选的实施方案，采用了三条旁通(例如，充气/准备/生产)管线的系统。可以设想到，并不脱离本发明范围，也可以采用具有两条(例如，准备/生产)预置通道的系统，肯定该系统的总体性能较低，但由于简单或成本原因，可能会被用户采纳。
相似地，可以设想到，也可以采用比上述三线系统多一条或几条附加的旁通管线。在每条附加管线中具有预定和预设的压力水平，例如，万一容器内空气的相关组分含量超过相当高的预定水平时，可以建立高于上述充气水平的流量水平，从而以高的流量来使容器得到合理的净化，但也要采取安全措施，如采用可听到或看到的报警器，并(或)防止待处理产品进入容器。
仍作为例子，在三个电磁阀均处于“常闭”模式的方式中，可采用一条第四旁通管线作为容器净化的安全管线。
本发明也涉及到向容器供气的一个方法，它采用上述调节该容器内空气中给定组分含量的方法。
本发明的其它特性和优点将在以下参照
的非限定性实施方案中出现-图1是一个设备的示意图，它包括了由一条主线供气的容器，四条相关的副线与主线相连接，容许向容器的四个区域供气；
-图2是一个设备的示意图，它包括了一个波动钎焊机，通过具有两条主线的管网供气，两条主线本身在一个上游节点通过一条从气源来的输气管得到供气，四条副线与第一条主线连接，而六条副线与管网的第二主线连接；-图3是一个系统的示意图，它使得本发明管网中一个点上的压力改变；-图4是另一个系统的示意图，它使得本发明管网中一个点上的压力改变；因此，图1说明了一个连续炉3，例如，它可以是一个进行热处理操作或钎焊操作(如把电子元件钎焊到线路上的操作)的连续炉。在后一个情形中，钎焊炉可采用辐射模式(“红外”炉)或“对流”模式进行工作。
在所示的实施方案中，在四个区域向容器3供气两个为入口和出口间隔区域4，两个为向炉内热区(或者一个热区和一个冷区)喷射的区域。
这里，容器3的供气管网包括一条主线1，主线上游部分与气源5连接，四条副线(11、12、13、14)与主线连接，副线下游部分引入容器3中。
在每种情形中，每条副线与主线的连接点用字母Ci标注。
每条副线li装有一个建立压降的装置7，例如，它可以是一个已标定的节流器，一个节流阀，一个用户用于节制来自管线气流的截流阀，或者一个气体控制板，但更一般的是也可根据在每条管线采用的管路系统形式，或者根据在每条管线下游向炉子喷射空气的喷嘴形式，来确定这个建立压降的装置。
此外，标号6表示一个减压阀，它出现在靠近气源5的主线上游部分，以便在必要时，可首先降低从气源5来的气体压力。
也应注意到，在图中用字母Ai和大黑点表示了炉子供气管网中可能的位置，按照本发明，在这些点上可以设想来改变气体的压力，以便在必要时支持容器内给定空气组分如氧气含量的降低。
为了响应容器内相关空气组分含量的改变，已经设计出改变容器供气管网压力的各种方案，考察这些方案之后，可以设想到本发明能够控制对全部容器或部分容器的供气-控制在A1点的压力，可有效地控制整个容器3的供气；-控制在A2点的压力，可控制最后三条副线(12、13、14)对容器的供气。
因此从图1可看出，控制A2点的压力，可以毫不费力地改变副线12、13、14中任一条的流量，而不会由此以任何形式影响到其它副线。所以，作为说明例，如果在A2点压力已经固定，在管线14中的流量改变(例如，依靠对该副线的节流阀7的作用，进行调节炉子的操作)不会引起其它副线12和13中的流量改变，如上所述，这两条管线的上游压力已固定，而且，由于它们各自的压降建立装置7，每条管线的压力降也已固定；-当然，相似的推理可适用于设备上A3点的情形。
图1说明了一个作成特定管网形式的特定实施方案，但应注意到，如果需要专门改变两个热区的中间管线12和13的压力，则为此目的，可对管线布局作简单修改。
参照图2，它用简图表示了一个波动钎焊机12，它沿整个长度为封闭，因此适应于每个区域均在可控空气下进行的操作。
标号13对应于机器出口和入口的边界区域，此外，符号Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示机器的助熔区、预热区和钎焊(焊罐)区。
图2说明了这种情形通过由两条主线(9、10)组成的管网向波动钎焊机12供气，两条主线均来自上游节点N，节点本身由一条输气管8供气，输气管8的上游部分与气源5连接。
连接到主线10上的是四条副线101、102、103、104，它们各自的下游部分，通过喷嘴11引入机器的钎焊区中。
此外，连接到主线9上的是六条副线91、92、93、94、95、96，这些副线中的四条的下游部分也通过喷嘴11进入机器预热区的通道中，而与主线9连接的其它两条副线(91和92)引入机器12的其它区域中，例如引入助熔区1或者出口/入口边界区13中的一个。
这里，也用字母Ai来代表机器供气管网中的位置，按照本发明，这些位置的气体压力可以改变。
因此可以设想到，例如，控制A0点的压力可使整个机器的供气得到控制，而控制A1点的压力可使机器钎焊区域的供气得到控制，控制A5点的压力可使机器预热区域的供气得到控制。
这里也仅表示了一个特定的管线形式。在具体情形下，如果只需要改变一对管线102、103或94、95的压力，则为此目的，可对管线布局作简单的修改。
应注意到，根据本发明，非常有利的作法是可以在必要时改变管网中很局部部分的供气压力，例如在点A5或点A6的供气压力，使得可有选择地，故意不控制或不调节对某些区域的供气。作为实例，在有些用途中可能希望不接触某些高紊流区域，因为它的变化会对紊流或温度分布的稳定性产生重大影响。作为另一实例，两个喷气管线91、92中的一条可用于喷射助熔剂(喷溅型)的推进气体。因此竭力建议不要调节该管线的压力，因为这种调节可能会引起喷射流量的变化，从而引起放在线路上助熔剂量的变化。
图3说明了本发明在管网Ai点上控制压力的实施方案之一。
在管网中的管线之一用粗实线表示，例如，它可以是输气管8，或者主线10。
在上述讨论的点上，管线装有一个比例控制电磁阀20，并具有一条分支，用于通过恒压器21来测量该电磁阀20下游的压力。
因此，对系统的操作可描述如下一个数据集合和处理装置23接收(24a)容器内空气给定组分(如氧气)含量的测量数据，并把这个含量测量值与容器内空气给定组分含量的控制值作比较，该控制值已经事先传给数据集合和处理装置。
根据这个比较，装置23的算法程序能够产生和传送(24c)一个在管网相关点Ai上适用的新的压力控制值，这个新压力控制值传送到装置22(例如，一个电子线路板)，然后由该装置来调节Ai点的压力水平。
为此，装置22接收(24b)由位于电磁阀20下游的恒压器21作出的压力测量值，把该测量值与由装置23产生的压力控制值作比较，根据比较结果，以反馈模式(24d)作用到电磁阀20的开启量上，以便在必要时使电磁阀下游的压力回到所产生的压力控制水平。
图4说明了另一个压力改变的实施方案，例如，在图2管线10的点A1上的压力改变，点A1位于四条副线101、102、103、104的上游(因此减压阀15最好略去)。
为此，在点A1，主线10具有一个构造，它分出三个平行的旁通管线301、302、303，而在它们的下游均联结在一起，以便再与主线10连接。
每个旁通管线装有一个电磁阀(分别为311、312、313)在每个电磁阀下游装有一个减压阀(分别为321、322、323)。
如同以上在本申请范围内所作的广泛描述那样，一个数据集合和处理装置33(如一个程控继电器)接收(34a)容器内空气给定组分(如氧气)含量的测量数据，把所接收的含量值与已经事先传入的预定含量控制值作比较，并根据比较结果，提供反馈信号(34b)，以便关闭此刻正在使用的电磁阀和开启另一条旁通管线(该旁通管线的压力水平由与之相连的减压阀预先设置，它与应该通过主线10进入容器的气体流量相适应)，对容器内空气相关组分含量所观察到的变化作出反应。
一个与图1描述范围“接近”的设备用于构成本发明的第一个实施方案。
容器3是对流式的THERMATEC(法国商标)炉子，用于电子元件的回流钎焊。
在此情形，炉子不是通过单条主线1，而是通过两条主线的管网供气。
-第一主线供应第一系列的四条副线，它们一方面向炉子的进口边界区域供气，另一方面向出口边界区域供气，此时出口边界区域既作为边界区域又作为冷却区域发挥作用；-第二主线供应第二系列的四条副线，它们进入炉子的热区中。
每条副线装有一个节流阀和一个流量计的组合。
因此，在此情形中，如图3范围描述的设备可用于在必要时改变第二主线上一点的气体压力，这一点位于一系列副线的上游，副线与主线相连，并且最终均通入热区(因此只容许有选择地控制这些管线)。
在正常操作时，整个管网以42Nm3/h的低温氮气源供气，可保持炉子热区中的剩余氧气含量小于100ppm。
用户方提出的目标是将炉子的总消耗降低到约为28到30Nm3/h的氮气(因而相当于流量降低30％左右)。
现场用途研究(已处理的线路、已采用的乳酪熔剂等)得出如下结论炉子热区的剩余氧气含量的容许极限可提高到3000ppm，而对所得产品的质量和生产重复性没有不利影响，与此同时可以保持很宽的操作范围，对该钎焊操作，这种宽范围氮基空气通常是可以提供的。
采用图3中的系统(调节器23、电子线路板22、电磁阀20和压力计21)，可作以下状态的调节一第一系列的四条副线不作调节。采用约20Nm3/h流量供气；-只有引入炉子热区的第二系列四条副线得到调节，调到压力容许平均流量达10Nm3/h左右(因此总流量约为30Nm3/h)。
因此应注意到，在生产中，可以用一种极为灵活和方便的方式，调节该热区副线的流量(因此，如引言部分所述，也就是氮气充气流量，以再循环模式工作的区域)，而对热区其它任何副线没有任何显著影响。
也应注意到，在这种具体情形下，本发明的方法和方法只能控制进入热区的气体流量(即充气流量，其目的是补充由再循环造成的空气损失)，而避免与其它流量“接触”，特别是，对于用于冷却用的出口边界区域，流量变化将导致已形成的温度分布发生显著变化。
与图2范围中描述相接近的设备用于构成本发明的第二个实施方案。
容器12是SEHO牌的电子元件波动钎焊机器(7250型)。
机器通过两条主线9和10供气，第一条供应第一系列的六条副线，即供应机器的预热区Ⅱ、机器助熔区Ⅰ的喷射助熔剂，以及用于钎焊槽泵的区域Ⅲ，第二主线供应第二系列的四条副线，它们引入钎焊槽上面的钎焊区Ⅲ。
在每条主线的上游部分上，最初装有减压阀(15、16)，以及节流阀与流量计的组合。
此外，所采用的机器类型没有边界区域13。
所有副线没有建立压降的装置，如图2所示，在管线末端的喷嘴11起了这种装置的作用。
所以，在此情形，图4范围中描述的设备用于必要时改变主线10上点A1的气体压力，从而以有选择的方式，可以只控制引入钎焊区域Ⅲ的副线。
在通常无调节的状态下，机器采用约25Nm3/h流量的低温氮气源进行工作。然后采用图4的系统来实现以下各个阶段；-准备模式，平均总流量为19.7Nm3/h，对应于在无调节主线9中为12.5Nm3/h流量，在有调节主线10中平均为7.2Nm3/h(在A1点平均绝对压力为3巴)；-生产模式(在钎焊区域的剩余氧气含量小于175ppm=Sprod)，平均总流量为21Nm3/h，对应于在无调节主线中为12.5Nm3/h流量，在有调节主线10中平均为8.5Nm3/h(在A1点平均绝对压力为3.6巴)；-充气模式如果在“生产”阶段的任何时刻，进入数据集合和处理装置的氧气含量测量值大于175ppm(=S1，因此在此情形下等于Sprod)，装置把系统接通到“充气”旁通管线，并一直等待着，直到所测含量值回到低于第二预定界限值(S2)，即等于100ppm为止。
因此“充气”供应状态如下平均总流量为25Nm3/h，对应于在无调节主线中为12.5Nm3/h流量，在有调节主线10中平均流量为12.5Nm3/h(在A1点平均绝对压力为6.3巴)；如建立本发明的供气方法，可使用户获得平均只需20Nm3/h的总流量。
所以应注意到，在生产中，可以用一种极为灵活和方便的方式，调节该钎焊区Ⅲ一条副线的流量，而对该区其它任何副线没有任何明显影响。
也应注意到，在这种具体情形下，本发明的方法和方法能够只控制进入钎焊区的气体流量，而避免与其它流量，特别是与助熔剂流量“接触”，助熔剂的变化将导致已形成的助熔质量发生显著变化。
虽然本发明用特定的实施方案作了描述，但决不受此限制，相反地，它能够作出各种修改和替代的形式，这对熟悉本专业人员来说是很明显的。
因此，虽然采用了图3和图4范围描述的两个压力改变实施方案，作了比较详细的说明，但可以理解到采用其它模式改变管网中一点的压力，来对容器内空气相关组分所测含量的变化作出响应，不管这些其它模式比所说明的模式复杂与否，都不超出本发明的范围。
所以，作为本发明许多可能实施方案的说明，可以采用一种称为“电流/电压转换器”的现有商品化装置来替代上述的电磁阀，很容易理解，它的用法如下依靠获得的给定组分含量值和根据与预定控制值的比较，数据集合和处理装置在必要时向转换器发出信号，该信号代表了应建立的新压力值。
相似地，虽然上面很明确地考虑了热处理炉子或其它钎焊炉子或机器，但可以设想到，由于采用依据压力来调节含量，本发明提供的所有优点能够非常普遍地适用于所用空气质量需要控制的其它类型设备。
权利要求
1．调节容器(3,12)内空气中给定组分含量的方法，容器由供气管网供气，管网包括至少一条其上游与气源(5)连接的主线(1,9,10)以及分别包括至少两条其上游与主线连接，其下游进入容器中的副线(1i,9i,10i)，主线来自一个上游节点(N)，它本身通过输气管(8)受上述气体供应，其特征在于采用以下步骤a)至少在容器内一点上测量容器内给定空气组分的含量；b)对于容器内上述点的上述空气组成，所测含量与至少一个预定的含量控制值作比较；c)必要时，根据步骤b)的比较结果改变上述管网中各点(Ai)之一上的气体压力。
2．按照权利要求1的调节方法，其特征在于改变上述管网中以下各点(Ai)之一上的气体压力i)在主线或主线之一上，各自第一副线(11,91,101)与对应主线连接点(A1,A4)的上游；j)在主线或主线之一上，上述两条相关的副线(93/94,94/95,101/102,102/103)与对应主线连接的两点之间；k)在上述上游节点(N)的上游(A0)的输气管(8)上。
3．按照权利要求1或2的方法，其特征在于完成按以下方式改变管网中上述点的压力的步骤c)c1)在管网的所述点上设置比例控制电磁阀；c2)在电磁阀的下游测量(21)管网中上述点附近的气体压力；c3)把在步骤a)中得到的给定组分含量的上述测量值传送到(24a)一个数据集合和处理装置(23)，它依靠上述含量的测量值和步骤b)的比较结果，能产生一个压力控制值Cp；c4)把该压力控制值Cp传送到(24c)一个装置(22)，该装置能够把上述压力测量值与上述控制值Cp作比较，因而能修改电磁阀(20)的开启量，以便在必要时使上述压力返回到控制值Cp的水平。
4．按照权利要求1到3中任一项的方法，其特征在于在步骤a)中，其含量在容器内空气中得到测定的所述组分是氧气。
5．按照权利要求1或2的方法，其特征在于用于改变管网中上述点的压力的步骤c)，按以下方式进行c1)管网的相关管线(主线和输气管)在管网的上述点上再分成至少三条旁通管线(301,302,303)，每条旁通管线装有一个电磁阀(311,312,313)，以及一个位于电磁阀下游的减压阀(321,322,323)，每个旁通管线的下游端再次与管网的相关管线连接；c2)至少三个减压阀的每一个预置到预定的压力水平；c3)在步骤a)得到的上述给定组分含量测量值被传送到数据集合和处理装置(33)，依靠上述含量和步骤b)中所作的比较结果，该装置能够有选择地开启上述电磁阀之一，以容许气体只流入电磁阀已打开的旁通管线。
6．按照权利要求5的方法，其特征在于在步骤a)中，其含量在容器内空气中得到测定的上述给定组分是氧气。
7．按照权利要求5和6中任一项的方法，其特征在于在至少三条旁通管线中每一条的上述预定压力水平，分别对应于-在第一旁通管线中，减压阀预置到第一压力水平Ps，它对应于减压阀下游的供气流量，该供气流量可称为“准备”流量Qs；-在第二旁通管线中，减压阀预置到第二压力水平Pprod，它对应于减压阀下游的供气流量，该供气流量可称为“生产”流量Qprod；-在第三旁通管线中，减压阀预置到第三压力水平Pfill，它对应于减压阀下游的供气流量，该供气流量可称为“充气”流量Qfill；三个流量的相对大小如下Qs＜Qprod＜Qfill。
8．向容器(3,12)供气的方法，其中容器由供气管网供气，管网包括至少一条在其上游与气源(5)连接的主线(1,9,10)，以及至少两条相关的，其上游与主线连接并且其下游进入容器中的副线(1i,9i,10i)，主线来自一个上游节点(N)，它本身通过输气管(8)受上述气体供应，其特征在于采用以下步骤a)至少在容器内一点上测量容器内给定空气组分的含量；b)将含量与至少一个容器内上述点的上述空气组分的预定含量控制值作比较；c)必要时，根据步骤b)的比较结果改变上述管网中各点(Ai)之一上的气体压力。
9．按照权利要求8的方法，其特征在于改变上述管网中以下各点(Ai)之一上的气体压力i)在主线或主线之一上，第一相关副线(11,91,101)与对应主线的连接点(A1,A4)的上游；j)在主线或主线之一上，上述两条相关副线(93/94,94/95,101/102,102/103)与对应主线连接的两点之间；k)在上述上游节点(N)的上游(A0)的输气管(8)上。
10．按照权利要求8或9的方法，其特征在于按以下方式完成改变管网中上述点的压力的步骤c)c1)在管网的所述点上设置比例控制电磁阀；c2)在电磁阀的下游测量(21)管网中上述点附近的气体压力；c3)把在步骤a)中得到的给定组分含量的上述测量值传送到(24a)一个数据集合和处理装置(23)，它依靠上述含量的测量值和步骤b)的比较结果，能产生一个压力控制值Cp；c4)把该压力控制值Cp传送到(24c)一个装置(22)，该装置能够把上述压力测量值与上述控制值Cp作比较，因而能修改电磁阀(20)的开启量，以便在必要时使上述压力返回到控制值Cp的水平。
11．按照权利要求8或9的方法，其特征在于用于改变管网中上述点的压力的步骤c)，按以下方式进行c1)管网的相关管线(主线和输气管)在管网的上述点上再分成至少三条旁通管线(301,302,303)，每条旁通管线装有一个电磁阀(311,312,313)，以及一个位于电磁阀下游的减压阀(321,322,323)，每个旁通管线的下游端再次与管网的相关管线连接；c2)至少三个减压阀的每一个预置到预定的压力水平；c3)在步骤a)得到的上述给定组分含量测量值被传送到数据集合和处理装置(33)，依靠上述含量和步骤b)中所作的比较结果，该装置能够有选择地开启上述电磁阀中一个，以容许气体只流入电磁阀已打开的旁通管线。
12．按照权利要求11的方法，其特征在于在至少三条旁通管线中每一条的上述预定压力水平，分别对应于-在第一旁通管线中，减压阀预置到第一压力水平Ps，它对应于减压阀下游的供气流量，该供气流量可称为“准备”流量Qs；-在第二旁通管线中，减压阀预置到第二压力水平Pprod，它对应于减压阀下游的供气流量，该供气流量可称为“生产”流量Qprod；-在第三旁通管线中，减压阀预置到第三压力水平Pfill，它对应于减压阀下游的供气流量，该供气流量可称为“充气”流量Qfill；三个流量的相对大小如下Qs＜Qprod＜Qfill。
13．权利要求11或12的方法在向热处理炉子，或者钎焊炉子，或者电子元件的钎焊/镀锡炉子或机器供气供气方面的用途。
14．按照权利要求13的用途，其特征在于采用如下步骤-在第一阶段，即启动炉子或机器的步骤，通过上述供气管网向容器供气，上述数据集合和处理装置已打开旁通管线的电磁阀，该旁通管线的减压阀已预设到与充气流量Qfill对应的压力水平；-充气阶段保持到预定时间tfill；-在预定充气时间tfill之后，上述数据集合和处理装置关闭其预设压力水平与充气流量Qfill对应的旁通管线电磁阀，以打开其预设压力水平与准备流量Qs对应的旁通管线电磁阀；-当在容器入口探测到准备在容器内处理的元件，上述数据集合和处理装置关闭其预设压力水平与准备流量Qs对应的旁通管线电磁阀，以打开其预设压力水平与生产流量Qprod对应的旁通管线电磁阀，把系统接通到生产阶段；-如果在预定时间tprod之后，在容器入口还没有探测到新的待处理元件，上述数据集合和处理装置关闭其预设压力水平与生产流量Qprod对应的旁通管线电磁阀，以打开其预设压力水平与准备流量Qs对应的旁通管线电磁阀，把系统重新接通到准备阶段。
15．按照权利要求13或14的用途，其特征在于上述管网中至少两条副线引入炉子或机器的热区，并完成改变管网中一点压力的上述步骤c)，该点只向引入炉子或机器热区的上述管网中的所述至少两条管线供气。
16．权利要求8到10中任一项的方法在向热处理炉子，或者钎焊炉子，或者电子元件钎焊/镀锡的炉子或机器供气方面的用途。
17．按照权利要求16的用途，其特征在于上述管网中至少两条副线引入炉子或机器的热区，并完成改变管网中一点压力的上述步骤c)，该点只向引入炉子或机器热区的上述管网中的所述至少两条管线供气。
18．向容器(3,12)供气的设备，它包括-上述气体的气源(5)；-向容器供气的管网，它包括至少一条主线(1,9,10)，主线在其上游与气源(5)连接，以及包括至少两条相关的副线(1i,9i,10i)，副线在其上游与主线连接，并在其下游引入容器中，主线均来自一个上游节点(N)，节点本身通过输气管(8)得到上述气体供应；-一种装置，它至少在容器的一点上，测量容器内空气的给定组分含量；-装置(23,33)，对于容器内上述点的上述空气含量组分，它把含量测量值与至少一个预定控制值作比较；-装置(22,20,33,31i)，根据上述含量的比较结果，它在必要时改变上述管网点Ai中一点的气体压力。
19．按照权利要求18的设备，其特征在于管网中必要时其压力可改变的上述点是以下各点之一i)在主线或主线之一上，第一相关副线(11,91,101)与对应主线连接点的上游；j)在主线或主线之一上，上述两条相关的副线(93/94,94/95,101/102,102/103)与对应主线连接的两点之间；k)在上述上游节点(N)的上游(A0)的输气管(8)上。
20．按照权利要求18或19的设备，其特征在于包括c1)处在管网中上述点上的比例控制电磁阀；c2)用于在电磁阀的下游测量管网中上述点附近的气体压力的装置(21)；c3)一个数据集合和处理装置(23)，它依靠上述含量的测量值和上述比较结果，能产生一个压力控制值Cp；c4)一个装置(22)，它能够把上述压力测量值与上述控制值Cp作比较，因而能修改电磁阀(20)的开启量，以便在必要时使上述压力返回到控制值Cp的水平。
21．按照权利要求18或19的设备，其特征在于-在上述点所在的管网相关管线上，在该点上再分成至少三条旁通管线(301,302,303)，每条旁通管线装有一个电磁阀(311,312,313)，以及一个位于电磁阀下游的减压阀(321,322,323)，每个旁通管线的下游端再次与管网的相关管线连接；其特征还在于包括-一个数据集合和处理装置(33)，它依靠上述含量和上述比较结果，能够有选择地开启上述电磁阀中一个，以容许气体只流入电磁阀已打开的旁通管线。
22．按照权利要求18到21中任一项的设备，其特征在于上述副线的全部或一部分装有一个建立压降的装置(7)。
23．按照权利要求22的设备，其特征在于上述建立压降的装置包括以下装置之一-已标定的节流器；-节流阀；-截流阀；-气体控制板；-用于管线的管路配置-位于相关管线下游端、用于向炉子喷射气体的喷嘴配置。
全文摘要
本发明涉及一种向容器(3,12)供气的方法,容器由供气管网供气,管网至少包括一条主线(1,9,10),它在其上游与上述气体的气源(5)连接,以及至少包括两条与主线连接的相关副线(文档编号G05D11/13GK1211944SQ9719243
公开日1999年3月24日 申请日期1997年12月17日 优先权日1996年12月20日
发明者M·里图迈, F·皮格尔 申请人:液体空气乔治洛德方法利用和研究有限公司