[发明专利]一种微小气体流量测量装置及方法

说明书

本发明涉及气体测量技术领域，尤其涉及一种微小气体流量测量装置及方法，包括储气罐、定容器、抽气泵、液面控制器、光栅检测装置以及步进电机伺服系统，其中：储气罐通过第一管路与定容器的进气口连通；抽气泵通过第二管路与定容器的出气口连通；液面控制器分别与抽气泵和光栅检测装置电连接；光栅检测装置和步进电机伺服系统共同配合记录定容器内液面的变化情况。本发明通过定容器内的液面变化，可以实现实时在线测量气体流量的功能，能够快速计算并记录气体流量的瞬态值，并且对电气动控制系统和液面检测系统采用联动式协调集中控制，自动化控制程度高。

技术领域

本发明涉及气体测量技术领域，尤其涉及一种微小气体流量测量装置及方法。

背景技术

随着制造业技术的不断发展，微小气体测量技术的应用范围更加广泛，在航空航天技术、半导体制造业、真空镀膜技术、生物工程、精细化工、新兴能源、环境监测等众多领域中，某些关键工艺，要求对微小气体进行严格的控制。

因此需要对微小气体的流量进行严格的测量控制，对微小气体的测量精度、灵敏度以及相应时间等都需要进行测量研究。但是现有技术对微小气体流量的测量和评估缺乏比较准确和科学的测量仪器，在对微小气体流量测量的实验中也缺乏科学的分析依据，并且对于微小气体量程在1sccm以下的测量，通用化低成本的测量装置也不常见。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种微小气体流量测量装置及方法，可以实现动态实时在线测量气体流量的功能，快速计算并记录气体流量瞬态值。

本发明公开了一种微小气体流量测量装置，包括储气罐、定容器、抽气泵、液面控制器、光栅检测装置以及步进电机伺服系统，其中：储气罐通过第一管路与定容器的进气口连通；抽气泵通过第二管路与定容器的出气口连通；液面控制器分别与抽气泵和光栅检测装置电连接；光栅检测装置包括光栅检测器、光栅发射源、光栅读头以及光栅接收装置，光栅检测器分别与液面控制器、光栅发射源和光栅读头电连接，光栅发射源和光栅接收装置分别设置在定容器的两侧，用于检测定容器内液面位置的变化情况，光栅读头设置在定容器液面的上方，用于读取光栅信号，从而确定液面的变化情况；步进电机伺服系统通过支架与定容器固定连接，并且与光栅接收装置电连接，用于根据液面的位置变化控制光栅接收装置进行移动。

进一步的，储气罐与定容器进气口之间的第一管路上依次设置有减压阀、压力计、流量计以及截止阀。

进一步的，抽气泵与定容器出气口之间的第二管路上设置有电磁阀。

进一步的，定容器为比色管，比色管的下方设置有储水箱。

进一步的，步进电机伺服系统包括编码器、步进电机、减速器以及滚珠丝杆，编码器与步进电机连接，步进电机与减速器连接，滚珠丝杆通过联轴装置与减速器连接。

进一步的，滚珠丝杆与光栅接收装置电连接，用于根据液面的位置变化控制光栅接收装置进行移动。