电子压力控制器.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910201238.X

申请日:

2009.12.16

公开号:

CN102103381A

公开日:

2011.06.22

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G05D 16/20申请日:20091216|||公开

IPC分类号:

G05D16/20

主分类号:

G05D16/20

申请人:

上海神开石油化工装备股份有限公司; 上海神开石油设备有限公司

发明人:

毕东杰; 吴冠玮

地址:

201114 上海市闵行区浦星公路1769号

优先权:

专利代理机构:

上海信好专利代理事务所(普通合伙) 31249

代理人:

张妍

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内容摘要

本发明涉及一种电子压力控制器,该控制器包含控制比较电路、分别与控制比较电路输入端连接的信号处理电路和数模转换控制模块,以及与控制比较电路输出端连接的比例电磁阀。本发明采用电子控制,提高了控制精度和准确度,减少分析时间;本发明采用了比例电磁阀,提供了内部闭环控制和外部压力传感器,提高精度和分辨率;本发明设有数模转换控制模块,可以进行模拟量控制和数字量控制,提高仪器适用范围。

权利要求书

1: 一种电子压力控制器, 其特征在于, 该控制器包含控制比较电路 (1)、 分别与控制比 较电路 (1) 输入端连接的信号处理电路 (2) 和数模转换控制模块 (3), 以及与控制比较电路 (1) 输出端连接的比例电磁阀 (4) ; 所述的信号处理电路 (2) 将输入的压力检测量转换为对 应的模拟检测量 ; 所述的数模转换控制模块 (3) 将输入的数字参考量转换为模拟参考量 ; 所述的控制比较电路 (1) 将信号处理电路 (2) 输出的模拟检测量和输入到控制比较电路 (1) 的参考模拟量进行比较, 或者将信号处理电路 (2) 输出的模拟检测量和数模转换控制 模块 (3) 输出的模拟参考量进行比较, 并将比较结果较大的量值, 输出到比例电磁阀 (4), 从而控制比例电磁阀 (4) 的孔径和流量, 从而控制压力。
2: 如权利要求 1 所述的电子压力控制器, 其特征在于, 所述的信号处理电路 (2) 的输入 端连接压力传感器 (5) ; 所述的压力传感器 (5) 检测空气压力。
3: 如权利要求 1 所述的电子压力控制器, 其特征在于, 所述的数模转换控制模块 (3) 的 输入端连接外部数字输入设备 (6) ; 所述的外部数字输入设备 (6) 输入数字参考量。

说明书


电子压力控制器

    【技术领域】
     本发明涉及一种压力控制技术, 具体涉及一种电子压力控制器。背景技术
     目前, 在气相色谱仪中, 载气流速的变化对仪器灵敏度的影响尤其突出, 所以保证 载气流速的稳定性是色谱定性、 定量分析可靠性的极为重要的条件。现有的载气气路一般 采用稳压阀、 稳流阀串联组合来完成流速的调节和稳定, 现有的稳压阀, 其缺点在于, 在使 用过程中必须保证有足够的压力以保证气流速的稳定性, 且控制精度不高。发明内容
     本发明提供一种电子压力控制器, 采用电子控制, 提高精度和分辨率, 可通过模拟 和数字两种方式控制, 适用性广。
     为实现上述目的, 本发明提供一种电子压力控制器, 该控制器包含控制比较电路、 分别与控制比较电路的不同输入端连接的信号处理电路和数模转换控制模块, 以及与控制 比较电路输出端连接的比例电磁阀 ; 该信号处理电路将输入的压力检测量转换为对应的 模拟检测量 ; 该数模转换控制模块将输入的数字参考量转换为模拟参考量 ; 该控制比较电 路将信号处理电路输出的模拟检测量和输入到控制比较电路的参考模拟量进行比较, 或者 将信号处理电路输出的模拟检测量和数模转换控制模块输出的模拟参考量进行比较, 并将 比较结果较大的量值, 输出到比例电磁阀, 从而控制比例电磁阀的孔径和流量, 从而控制压 力。
     上述的信号处理电路的输入端连接压力传感器 ; 该压力传感器检测空气压力。
     上述的数模转换控制模块的输入端连接外部数字输入设备 ; 该外部数字输入设备 输入数字参考量。
     本发明电子压力控制器与现有的压力控制器相比, 其优点在于, 本发明采用电子 控制, 提高了控制精度和准确度, 减少分析时间 ;
     本发明采用了比例电磁阀, 提供了内部闭环控制和外部压力传感器, 提高精度和 分辨率 ;
     本发明设有数模转换控制模块, 可以进行模拟量控制和数字量控制, 提高仪器适 用范围。 附图说明
     图 1 为本发明电子压力控制器的结构框图 ; 图 2 为本发明电子压力控制器的控制比较电路的电路原理图。具体实施方式
     以下结合附图进一步说明本发明的实施例。本发明电子压力控制器的具体实施方式, 请参见图 1 所示, 本发明电子压力控制 器包含控制比较电路 1、 分别与控制比较电路 1 的不同输入端连接的信号处理电路 2 和数模 转换控制模块 3, 以及与控制比较电路 1 输出端连接的比例电磁阀 4。该信号处理电路 2 的 输入端连接压力传感器 5, 数模转换控制模块 3 的输入端连接外部数字输入设备 6, 控制比 较电路 1 还连接参考模拟量 ; 电源模块给仪器中所有的功能模块提供稳定能源。
     本发明中控制比较电路 1 包含比较器 U10, 以及其外围电路 ; U10 芯片的型号为 OP285, 其管脚中 OUT A 为运算放大器 A 的输出端 ; -1NA 为运算放大器 A 的负端输入 ; +1NA 为运算放大器 A 的正端输入 ; V- 为芯片的负电源输入端 ; +1NB 为运算放大器 B 的正端输 入; -1NB 为运算放大器 B 的负端输入 ; OUT B 为运算放大器 B 的输出端 ; V+ 为芯片的正电源 输入端。作为比较器使用时, OP285 的管脚 -INB、 +INB 和 OUTB 为一个比较器 B 的端口, -INB 和 +INB 为比较器 B 输入, OUTB 为比较器 B 输出 ; 管脚 -INA、 +INA 和 OUTA 为另一个比较器 A 的端口, -INA 和 +INA 为比较器 A 输入, OUTA 为比较器 A 输出 ; -V 连接负电源, +V 连接 正电源。如图 2 所示, 比较器 OP285 的管脚 V+ 连接 VCLT, 且并联电容 E4 和 C13, 两电容另 一端接地 ; 管脚 OUTB 通过一电阻 R16 连接管脚 -INB, 管脚 OUTB 还通过电阻 R13 连接管脚 +INA ; -INB 串联电阻 R17 并连接 VCUT, +INB 连接 R14 或 R15 并分别连接 VCON 或 DAC, 管脚 V- 并联 -VCC 和电容 C17, C17 另一端接地 ; 管脚 -INA 并联连接电阻 R12 和 R8, R12 另一端 接地, R8 另一端连接三极管 Q1 的发射极, 管脚 OUTA 串联电阻 R7 并连接到三极管 Q1 的基 极, 三极管 Q1 的集电极连接 VCLT, 同时并联电容 C14 和 E5, 两电容的另一端接地 ; 三极管 Q1 的发射极还连接电阻 R9, 电阻 R9 的另一端并联连接 ADC6 和电阻 R10, R10 接地 ; 三极管 Q1 的发射极还连接比例电磁阀 4。
     信号处理电路 2 接收压力传感器 5 的信号, 并通过其输出至控制比较电路 1 中比 较器芯片的管脚 -INB。数模转换控制模块 3 包含单片机及其外围电路, 该单片机包含有数 模转换电路, 单片机接收外部数字输入设备 6 的数字信号, 经由其数模转换后通过电阻 R15 输入到比较器 OP285 的 +INB ; 参考模拟量通过电阻 R14 输入到比较器 OP285 的 +INB。
     在实际应用中, 输入方式一般是固定的, 目前, 气相色谱仪中数字量输入更直观, 使用较多。若采用数字量输入, 本发明中, 比较器 OP285 的管脚 +INB 上就不焊接电阻 R14, 只焊接电阻 R15, 连接数模转换控制模块 3 和控制比较电路 1, 使模拟输入断路, 连接数字输 入。
     其控制流程如下 :
     单片机从外部数字输入设备 6 接收数字输入信号, 并传输到单片机中的数模转换 电路 ; 数模转换电路将所接收到的数字输入信号转换为模拟信号, 并传输到控制比较电路 1 中比较器 OP285 的一个输入端 ; 压力传感器 5 测量气压, 并传输到由信号处理电路 2, 经信 号处理电路 2 处理后, 输出和气压值对应的电压值到比较器 OP285 的另一个输入端 ; 比较器 OP285 判断信号处理电路 2 输出电压值是否大于数模转换控制模块 3 输出模拟量 ; 若是, 控 制比较电路 1 输出信号处理电路 2 输出的测量电压值至比例电磁阀 4, 若否, 控制比较电路 1 输出经由数模转换控制模块 3 成模拟量的数字输入到比例电磁阀 4 ; 最后, 比例电磁阀 4 根据所接受到的电压值, 调节阀的孔径, 改变流量, 控制气流压力。
     若采用模拟输入, 本发明中, 在比较器 OP285 的管脚 +INB 上就不焊接电阻 R15, 只 焊接电阻 R14, 使得数字输入断路, 连接模拟输入。其控制流程如下 :
     控制比较电路 1 接收控压模拟参考信号, 并传输到比较器 U10 的一个输入端 ; 压力 传感器 5 测量气压, 并传输到由信号处理电路 2, 经信号处理电路 2 处理后, 输出和气压值对 应的电压值到比较器 U10 的另一个输入端 ; 比较器 U10 判断信号处理电路 2 输出电压值是 否大于参考模拟量 ; 若是, 控制比较电路 1 输出信号处理电路 2 输出的测量电压值至比例电 磁阀 4, 若否, 控制比较电路 1 输出参考模拟量到比例电磁阀 4 ; 最后, 比例电磁阀 4 根据所 接受到的电压值, 调节阀的孔径, 改变流量, 控制气流压力。
     尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍, 但应当认识到上述的 描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后, 对于本发明的 多种修改和替代都将是显而易见的。 因此, 本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

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资源描述

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1、10申请公布号CN102103381A43申请公布日20110622CN102103381ACN102103381A21申请号200910201238X22申请日20091216G05D16/2020060171申请人上海神开石油化工装备股份有限公司地址201114上海市闵行区浦星公路1769号申请人上海神开石油设备有限公司72发明人毕东杰吴冠玮74专利代理机构上海信好专利代理事务所普通合伙31249代理人张妍54发明名称电子压力控制器57摘要本发明涉及一种电子压力控制器,该控制器包含控制比较电路、分别与控制比较电路输入端连接的信号处理电路和数模转换控制模块,以及与控制比较电路输出端连接的比例。

2、电磁阀。本发明采用电子控制,提高了控制精度和准确度,减少分析时间;本发明采用了比例电磁阀,提供了内部闭环控制和外部压力传感器,提高精度和分辨率;本发明设有数模转换控制模块,可以进行模拟量控制和数字量控制,提高仪器适用范围。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN102103384A1/1页21一种电子压力控制器,其特征在于,该控制器包含控制比较电路1、分别与控制比较电路1输入端连接的信号处理电路2和数模转换控制模块3,以及与控制比较电路1输出端连接的比例电磁阀4;所述的信号处理电路2将输入的压力检测量转换为对应的模拟检测量;所述的数模转。

3、换控制模块3将输入的数字参考量转换为模拟参考量;所述的控制比较电路1将信号处理电路2输出的模拟检测量和输入到控制比较电路1的参考模拟量进行比较,或者将信号处理电路2输出的模拟检测量和数模转换控制模块3输出的模拟参考量进行比较,并将比较结果较大的量值,输出到比例电磁阀4,从而控制比例电磁阀4的孔径和流量,从而控制压力。2如权利要求1所述的电子压力控制器,其特征在于,所述的信号处理电路2的输入端连接压力传感器5;所述的压力传感器5检测空气压力。3如权利要求1所述的电子压力控制器,其特征在于,所述的数模转换控制模块3的输入端连接外部数字输入设备6;所述的外部数字输入设备6输入数字参考量。权利要求书C。

4、N102103381ACN102103384A1/3页3电子压力控制器技术领域0001本发明涉及一种压力控制技术,具体涉及一种电子压力控制器。背景技术0002目前,在气相色谱仪中,载气流速的变化对仪器灵敏度的影响尤其突出,所以保证载气流速的稳定性是色谱定性、定量分析可靠性的极为重要的条件。现有的载气气路一般采用稳压阀、稳流阀串联组合来完成流速的调节和稳定,现有的稳压阀,其缺点在于,在使用过程中必须保证有足够的压力以保证气流速的稳定性,且控制精度不高。发明内容0003本发明提供一种电子压力控制器,采用电子控制,提高精度和分辨率,可通过模拟和数字两种方式控制,适用性广。0004为实现上述目的,本发。

5、明提供一种电子压力控制器,该控制器包含控制比较电路、分别与控制比较电路的不同输入端连接的信号处理电路和数模转换控制模块,以及与控制比较电路输出端连接的比例电磁阀;该信号处理电路将输入的压力检测量转换为对应的模拟检测量;该数模转换控制模块将输入的数字参考量转换为模拟参考量;该控制比较电路将信号处理电路输出的模拟检测量和输入到控制比较电路的参考模拟量进行比较,或者将信号处理电路输出的模拟检测量和数模转换控制模块输出的模拟参考量进行比较,并将比较结果较大的量值,输出到比例电磁阀,从而控制比例电磁阀的孔径和流量,从而控制压力。0005上述的信号处理电路的输入端连接压力传感器;该压力传感器检测空气压力。。

6、0006上述的数模转换控制模块的输入端连接外部数字输入设备;该外部数字输入设备输入数字参考量。0007本发明电子压力控制器与现有的压力控制器相比,其优点在于,本发明采用电子控制,提高了控制精度和准确度,减少分析时间;0008本发明采用了比例电磁阀,提供了内部闭环控制和外部压力传感器,提高精度和分辨率;0009本发明设有数模转换控制模块,可以进行模拟量控制和数字量控制,提高仪器适用范围。附图说明0010图1为本发明电子压力控制器的结构框图;0011图2为本发明电子压力控制器的控制比较电路的电路原理图。具体实施方式0012以下结合附图进一步说明本发明的实施例。说明书CN102103381ACN10。

7、2103384A2/3页40013本发明电子压力控制器的具体实施方式,请参见图1所示,本发明电子压力控制器包含控制比较电路1、分别与控制比较电路1的不同输入端连接的信号处理电路2和数模转换控制模块3,以及与控制比较电路1输出端连接的比例电磁阀4。该信号处理电路2的输入端连接压力传感器5,数模转换控制模块3的输入端连接外部数字输入设备6,控制比较电路1还连接参考模拟量;电源模块给仪器中所有的功能模块提供稳定能源。0014本发明中控制比较电路1包含比较器U10,以及其外围电路;U10芯片的型号为OP285,其管脚中OUTA为运算放大器A的输出端;1NA为运算放大器A的负端输入;1NA为运算放大器A。

8、的正端输入;V为芯片的负电源输入端;1NB为运算放大器B的正端输入;1NB为运算放大器B的负端输入;OUTB为运算放大器B的输出端;V为芯片的正电源输入端。作为比较器使用时,OP285的管脚INB、INB和OUTB为一个比较器B的端口,INB和INB为比较器B输入,OUTB为比较器B输出;管脚INA、INA和OUTA为另一个比较器A的端口,INA和INA为比较器A输入,OUTA为比较器A输出;V连接负电源,V连接正电源。如图2所示,比较器OP285的管脚V连接VCLT,且并联电容E4和C13,两电容另一端接地;管脚OUTB通过一电阻R16连接管脚INB,管脚OUTB还通过电阻R13连接管脚IN。

9、A;INB串联电阻R17并连接VCUT,INB连接R14或R15并分别连接VCON或DAC,管脚V并联VCC和电容C17,C17另一端接地;管脚INA并联连接电阻R12和R8,R12另一端接地,R8另一端连接三极管Q1的发射极,管脚OUTA串联电阻R7并连接到三极管Q1的基极,三极管Q1的集电极连接VCLT,同时并联电容C14和E5,两电容的另一端接地;三极管Q1的发射极还连接电阻R9,电阻R9的另一端并联连接ADC6和电阻R10,R10接地;三极管Q1的发射极还连接比例电磁阀4。0015信号处理电路2接收压力传感器5的信号,并通过其输出至控制比较电路1中比较器芯片的管脚INB。数模转换控制模。

10、块3包含单片机及其外围电路,该单片机包含有数模转换电路,单片机接收外部数字输入设备6的数字信号,经由其数模转换后通过电阻R15输入到比较器OP285的INB;参考模拟量通过电阻R14输入到比较器OP285的INB。0016在实际应用中,输入方式一般是固定的,目前,气相色谱仪中数字量输入更直观,使用较多。若采用数字量输入,本发明中,比较器OP285的管脚INB上就不焊接电阻R14,只焊接电阻R15,连接数模转换控制模块3和控制比较电路1,使模拟输入断路,连接数字输入。0017其控制流程如下0018单片机从外部数字输入设备6接收数字输入信号,并传输到单片机中的数模转换电路;数模转换电路将所接收到的。

11、数字输入信号转换为模拟信号,并传输到控制比较电路1中比较器OP285的一个输入端;压力传感器5测量气压,并传输到由信号处理电路2,经信号处理电路2处理后,输出和气压值对应的电压值到比较器OP285的另一个输入端;比较器OP285判断信号处理电路2输出电压值是否大于数模转换控制模块3输出模拟量;若是,控制比较电路1输出信号处理电路2输出的测量电压值至比例电磁阀4,若否,控制比较电路1输出经由数模转换控制模块3成模拟量的数字输入到比例电磁阀4;最后,比例电磁阀4根据所接受到的电压值,调节阀的孔径,改变流量,控制气流压力。0019若采用模拟输入,本发明中,在比较器OP285的管脚INB上就不焊接电阻。

12、R15,只焊接电阻R14,使得数字输入断路,连接模拟输入。说明书CN102103381ACN102103384A3/3页50020其控制流程如下0021控制比较电路1接收控压模拟参考信号,并传输到比较器U10的一个输入端;压力传感器5测量气压,并传输到由信号处理电路2,经信号处理电路2处理后,输出和气压值对应的电压值到比较器U10的另一个输入端;比较器U10判断信号处理电路2输出电压值是否大于参考模拟量;若是,控制比较电路1输出信号处理电路2输出的测量电压值至比例电磁阀4,若否,控制比较电路1输出参考模拟量到比例电磁阀4;最后,比例电磁阀4根据所接受到的电压值,调节阀的孔径,改变流量,控制气流压力。0022尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。说明书CN102103381ACN102103384A1/1页6图1图2说明书附图CN102103381A。

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