一种真空压强控制仪的制作方法

本实用新型涉及真空压强领域，具体涉及一种真空压强控制仪。

背景技术：

在真空镀膜行业以及其他一些真空应用行业，以前对真空稳定度的要求很低，只需要真空度达到一定的上限即可；现在随着理论和工艺的发展，对真空稳定度的要求越来越高。传统真空仪表已经不能满足这个需求。

国外有专门的压强控制仪，但功能相对专一，价格高昂，配接的也是专门的真空传感器，专门的电磁调节阀。无法配接我国市场上普遍采用的国产标准真空传感器，国产电磁调节阀。进口真空传感器和电磁调节阀的价格更是国内产品的数十倍、上百倍，后期使用成本相当高昂。

另有系统集成方案，通过气体质量流量控制仪控制气体流量来控制真空度。但是气体质量流量计的反应时间通常都在秒级别，对真空度变化不快的系统尚能应付，但在如真空镀膜等有强烈材料放气的工业制程中，真空度波动频繁，剧烈。气体质量流量计的反应时间和稳定时间难以满度要求。

另外，通过调节真空挡板阀开度，来调节系统抽速，进而稳定真空度；又或者通过变频器控制真空泵转速来调节等等方案，均由于挡板阀或者真空泵的响应速度局限，不能适应快速剧烈的压强控制。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是传统真空计不能实现压强控制，目的在于提供一种真空压强控制仪，实现传统真空计不能达到的压强控制，同时提高了动态响应速度，能适用于真空度快速剧烈波动的工艺场合。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种真空压强控制仪，包括电阻真空规测量系统、电离真空规测量系统、真空压强控制系统、模数转换模块、微处理器、信号输出模块，所述电阻真空规测量系统、电离真空规测量系统分别与模数转换模块连接，所述真空压强控制系统、模数转换模块、信号输出模块分别与微处理器连接；所述电阻真空规测量系统用于测量低真空环境，所述电离真空规测量系统用于测量高真空环境，所述真空压强控制系统作为执行机构，用于调节工质气体的输入。通过电离真空规测量系统和电阻真空规测量系统采集真空度信号，信号通过微处理器将真空度信号转换成PWM波，PWM波驱动电磁调节阀，调节工质气体的进气量，以此调节真空系统真空度。

进一步地，电阻真空规测量系统包括电阻真空规管和电阻真空规管测量电路，所述电阻真空规管与电阻真空规管测量电路连接，所述电阻真空规管测量电路与模数转换模块连接。电阻真空规管测量的范围在大气压到5×10^-2Pa。

进一步地，电离真空规测量系统包括电离真空规管和电离真空规管测量电路，所述电离真空规管与电离真空规管测量电路连接，所述电离真空规管测量电路与模数转换模块连接。电离真空规管的测量范围在1Pa～10^-7Pa。

进一步地，真空压强控制系统包括电磁调节阀和电磁调节阀驱动电路，所述电磁调节阀与电磁调节阀驱动电路连接，所述电磁调节驱动电路与微处理器连接。使用PWM调制方式对真空电磁调节阀进行驱动，可减轻真空电磁调节阀的磁滞效应，加快真空电磁调节阀的反应速度。

进一步地，信号输出模块包括显示器、通讯模块、开关节点输出电路、数模转换模块、模拟信号输出接口，所述显示器、通讯模块、开关节点输出电路、数模转换模块分别与微处理器连接，所述模拟信号输出接口与数模转换模块连接。显示器用于提供真空度实时显示；模拟信号输出接口可将真空测量值实时的传送至上位机系统；开关节点输出电路，可提供各泵组或者真空阀门的动作信号；通讯模块可实现上位机与压控仪的实时双向通讯，完成真空度的数据上传和控制信号的下传。

进一步地，一种真空压强控制仪，还包括按键，所述按键与微处理器连接，所述按键用于人工信息的输入和控制，主要包括个性参数的手工设定。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本实用新型实现了传统真空计不能做到的压强控制；同时，相比进口产品，可以采用国产标准真空规管和真空电磁调节阀，仪表本身成本和使用成本都有极大降低；此外，相比其他系统集成类控制方案，本实用新型的动态响应速度更高，更适用于真空度快速剧烈波动的工艺场合。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型系统结构示意图；

图2为本实用新型电阻真空规管测量电路；

图3为本实用新型电离真空规管的信号处理电路；

图4为本实用新型电离真空规管测量电路；

图5为本实用新型电磁调节阀驱动电路。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

如图1所示，一种真空压强控制仪，包括电阻真空规测量系统、电离真空规测量系统、真空压强控制系统、模数转换模块、微处理器、信号输出模块，所述电阻真空规测量系统、电离真空规测量系统分别与模数转换模块连接，所述真空压强控制系统、模数转换模块、信号输出模块分别与微处理器连接；所述电阻真空规测量系统用于测量低真空环境，所述电离真空规测量系统用于测量高真空环境，所述真空压强控制系统作为执行机构，用于调节工质气体的输入。

电阻真空规测量系统包括电阻真空规管和电阻真空规管测量电路，所述电阻真空规管与电阻真空规管测量电路连接，电阻真空规管测量电路如图2所示，电阻真空规管连接在电阻真空规管测量电路的P1接口，测量的信号经由OUT传输至模数转换模块。电离真空规测量系统包括电离真空规管和电离真空规管测量电路，所述电离真空规管与电离真空规管测量电路连接，电离真空规管测量电路如图3和图4所示，电离真空规管连接在图3中的热阴极电离规管处，信号经过图3中的电路处理传输至图4中进行电离真空测量，电离真空测量电路的信号由IN处输入，测量之后的信号经过OUT输出至模数转换模块。真空压强控制系统包括电磁调节阀和电磁调节阀驱动电路，所述电磁调节阀与电磁调节阀驱动电路连接，电磁调节阀驱动电路如图5所示，控制信号经由CONTROL输入至3U11，并将信号输入至微处理器。信号输出模块包括显示器、通讯模块、开关节点输出电路、数模转换模块、模拟信号输出接口，所述显示器、通讯模块、开关节点输出电路、数模转换模块分别与微处理器连接，所述模拟信号输出接口与数模转换模块连接。本实施例中还包括按键，所述按键与微处理器连接，所述按键用于人工信息的输入和控制。

本实施例中，压强控制仪的微处理器采用单片机控制，单片机控制系统将真空度实时检测值与真空度设定值进行比较，将产生的误差数据进行比较得出差值，差值转换为PWM信号输出，PWM信号经过常规的功率放大后驱动电磁调节阀。由于电磁调节阀是由电磁铁和片式弹簧封严结构组成，电磁铁具有磁滞效应，如果采用传统技术中的直流电流驱动方式，电磁阀将难以稳定，且反应速度较低。

本实施例中电阻真空规管采用ZJ-52T，电离真空规管采用ZJ-27，电磁调节阀采用12V直流供电的调节阀，通讯模块采用Modbus-RTU通讯协议，压强控制范围在1.0×100—1.0×10-3Pa，测量范围1.0×10⁵—1.0×10^-5Pa。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。