[实用新型]氮气闭环控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及回流焊接炉领域，特别是控制回流焊接炉中需要氮气保护的各单元的氧气浓度值的一种系统，具体地说是一种氮气闭环控制系统。

背景技术

目前，回流焊炉用于印刷电路板的表面焊接。在生产过程中，电子元件被压入到一种由焊剂、黏性物、粘合剂和其它组分混合而成的软膏中。焊料膏中的粘合剂将此元件保持在印刷线路板上。在回流焊接炉通路中一个传送装置携带印刷线路板和所述电子元件通过回流炉中具有不同温度的区域，每一个区域执行回流处理中的一个特定步骤，包括预热、保温、回流和冷却区域，焊料膏从熔融到凝固，形成一个成品电子线路。欧盟两个指令WEEE和RoHS的正式颁发使焊料膏由有铅转向无铅。无铅焊料的熔点一般高出有铅焊料30～40℃，焊接时整体温度相应提高；电子产品的小型、轻型、高密度化，使得焊接工艺更为复杂。为减少焊盘和引脚的高温氧化及焊接缺陷，防止印刷线路板被灼伤，就必须使用氮气保护的回流焊接炉。而氧气浓度的高低直接决定氮气的消耗量，从而影响整个设备的加工生产成本。

现有的回流焊接炉中需要氮气保护的各单元的氧气浓度控制系统主要采用氮气开环控制法和氮气半闭环控制法。然而，氮气开环控制法的各温区流量计的开闭度按照预先设定好的满足最佳回流温度曲线的最大值设定。如果情况变化，不能调整需要氮气保护的各单元温区的氧气浓度，所以该方案氮气耗费量很大。氮气半闭环控制方法，增加了一个在线检测炉内环境的氧气分析仪，实时监测回流区的氧气浓度，通过反馈，手动调整各温区氮气流量，及时校正氧气浓度值。但是，手动调整的可靠性差，不能及时准确地对氧气浓度进行实时监控。因此，现有的氧气浓度控制系统不能满足生产工艺的需要。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有回流焊接炉中需要氮气保护的各单元氧气浓度控制系统中存在的氮气耗费量很大、生产成本高、氧气浓度调整的可靠性差的问题，提供了一种利用氧气分析仪对炉内回流区氧气浓度进行周期性采样，通过比例、积分、微分调节器进行PID调节，实时控制各温区内的氧气浓度的氮气闭环控制系统，以达到实际产品所需要的温度曲线和满意的焊接效果。

本实用新型的技术方案是：

1、一种氮气闭环控制系统，其特征是它包括各温区氮气流量计、需要氮气保护的各单元、比例、积分、微分调节器即PID调节器、流量比例阀、氧气分析仪、空气单向阀、空气开关阀、氮气单向阀和氮气开关阀，需要氮气保护的各单元与各温区氮气流量计相连，各温区氮气流量计与空气单向阀连接，空气单向阀的进气口与空气开关阀的出气口连接，在氮气回路的进气口总管上设有流量比例阀，流量比例阀上设有PID调节器，流量比例阀与各温区氮气流量计相连，流量比例阀的控制端与氧气分析仪连接，氧气分析仪采样信号从回流焊接炉需要氮气保护的各单元中的回流区引入，氮气单向阀的出气口与流量比例阀的进气口连接，氮气开关阀的出气口与氮气单向阀的进气口连接。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型采用氧分析仪实时采样，通过比例、积分、微分调节器即PID调节器进行周期性控制，可以实时调整氮气保护温区的氧气浓度，从而保证适当的氮气消耗，降低生产成本。

2、本实用新型可以自动检测回流炉内的气体环境状况，自动调整炉内需要氮气保护的各单元温区的氧气浓度，尽快达到理想的氧气设定浓度值，并通过PID调整维持此设定值，以保证焊接过程中环境稳定，确保焊接质量，从而节约氮气的消耗量，降低生产成本。

附图说明

图1是氮气闭环控制系统图。

具体实施方式

下面结合附图1和实施例对本实用新型作进一步的说明。

本实用新型的氮气闭环控制系统，其系统如图1所示：回流焊接炉刚刚启动时，流量比例阀将自动调整至最大流量，氮气以最大流量进入回流焊接炉中需要氮气保护的各单元，快速达到设定的氧气浓度值；回流焊接炉中需要氮气保护的各单元达到理想的氧气浓度值后，流量比例阀将自动减少氮气流量，维持设定的氧气浓度值；

本实用新型的回流焊接炉正常运行时，氧分析仪对炉内回流区的氧气浓度进行实时采样，与设定的氧气浓度值进行比较，通过比例、积分、微分调节器即PID调节器，周期性调节流量比例阀的开度，控制氮气的输出维持设定的氧气浓度值。

本实用新型的氮气闭环控制系统，回流焊接炉的氮气闭环控制系统设定了备用模式standby，当回流焊接炉的入口传感器检测到无印刷电路板进入炉内时，氮气闭环控制系统进入备用模式standby，回流焊接炉中需要氮气保护的各单元的氮气供入量降低。