阅读说明：本技术 摇摆式活塞泵流量精准测量装置及精准控制装置 (Accurate measuring device and accurate controlling means of formula piston pump flow sways ) 是由 陈亮宏 倪俊 张晓东 崔伟涛 于 2020-08-11 设计创作，主要内容包括：本发明涉及空气质量监测技术领域,提出了一种摇摆式活塞泵流量精准测量装置及精准控制装置,摇摆式活塞泵流量精准测量装置包括气体流量计,设置在通气管道上；储气罐,设置在通气管道上,且位于摇摆式活塞泵和气体流量计之间。通过上述技术方案,解决了现有技术中摇摆式活塞泵流量控制不稳定的问题。(The invention relates to the technical field of air quality monitoring, and provides a precise flow measuring device and a precise control device for a swing type piston pump, wherein the precise flow measuring device for the swing type piston pump comprises a gas flowmeter and is arranged on a ventilation pipeline; and the air storage tank is arranged on the air vent pipeline and is positioned between the swing piston pump and the gas flowmeter. Through above-mentioned technical scheme, the unstable problem of swaing formula piston pump flow control among the prior art has been solved.)

摇摆式活塞泵流量精准测量装置及精准控制装置

技术领域

本发明涉及空气质量监测技术领域，具体的，涉及摇摆式活塞泵流量精准测量装置及精准控制装置。

背景技术

旋片式活塞泵和摇摆式活塞泵是两种不同技术的活塞泵，旋片式活塞泵由于流量稳定，在环境空气质量监测领域得到广泛地使用，但是价格高，噪音大。摇摆式活塞泵虽然噪音低，价格低廉，但相比旋片式活塞泵，摇摆式活塞泵在流量控制上不如前者稳定，如果能解决流量控制的问题，将会扩大摇摆式活塞泵的应用范围，发挥其噪音低，价格低廉的优势。

发明内容

本发明提出摇摆式活塞泵流量精准测量装置及精准控制装置，解决了现有技术中摇摆式活塞泵流量控制不稳定的问题。

本发明的技术方案如下：摇摆式活塞泵流量精准测量装置包括

气体流量计，设置在所述通气管道上，

储气罐，设置在所述通气管道上，且位于所述摇摆式活塞泵和所述气体流量计之间。

进一步，所述储气罐的容量为1L以上。

一种摇摆式活塞泵流量精准控制装置，包括

流量调节器，设置在所述通气管道上，

控制器，一端与所述气体流量计的输出端连接，另一端与用于控制所述流量调节器转动。

进一步，所述控制器和所述气体流量计之间还设置有流量滤波器。

进一步，所述控制器包括控制板和电机，所述电机用于带动所述流量调节器转动，

所述控制板包括与主控芯片连接的电机控制电路，所述主控芯片与所述气体流量计的输出端连接，所述电机控制电路用于控制所述电机转动，

所述电机控制电路包括依次连接的电机驱动芯片和电流放大电路，所述电机驱动芯片的一端与所述主控芯片连接，所述电流放大电路的输出用于与电机接口连接。

进一步，所述电流放大电路包括MOS管一、MOS管二、MOS管三和MOS管四，所述 MOS管一和所述MOS管二均为P沟道MOS管，所述MOS管三和所述MOS管四均为N沟道MOS管，

所述MOS管一的G极与所述电机驱动芯片的AT引脚连接，所述MOS管一的D极与直流电源一连接，所述MOS管一的S极与所述MOS管三的D极连接，所述MOS管三的G极通过第十四电阻接入所述电机驱动芯片的AB引脚，所述MOS管一与所述MOS管三连接的一端与第十三电阻的一端连接，所述第十三电阻的另一端用于与电机接口连接，

所述MOS管二的G极与所述电机驱动芯片的CT引脚连接，所述MOS管二的D极与直流电源一连接，所述MOS管二的S极与所述MOS管四的D极连接，所述MOS管四的G极通过第十五电阻接入所述电机驱动芯片的CB引脚，所述MOS管一与所述MOS管四连接的一端与第十六电阻的一端连接，所述第十六电阻的另一端用于与电机接口连接。

进一步，所述电机控制电路还包括过流检测电路，所述过流检测电路包括并联的第七电阻和第八电阻，所述第七电阻的一端与地信号连接，所述第七电阻的另一端与MOS管四的S 极连接，

所述过流检测电路还包括第二电阻和第四电容，所述第二电阻的一端与所述第七电阻远离地信号的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述电机驱动芯片的CSEN引脚连接，所述第四电容的一端与所述电机驱动芯片的CSEN引脚连接，另一端与地信号连接。

进一步，所述控制板还包括

光耦隔离电路一，一端与所述主控芯片的正/反转控制端连接，另一端与所述电机驱动芯片连接，

光耦隔离电路二，一端与所述主控芯片的使能控制端连接，另一端与所述电机驱动芯片连接。

进一步，所述流量滤波器包括依次连接的电阻分压电路和滤波电路，所述电阻分压电路与所述气体流量计的输出端连接，所述滤波电路的输出与所述主控芯片连接。

进一步，还包括

过滤器，设置在所述通气管道的入口。

本发明的工作原理及有益效果为：

本发明中气体流量计用于实时检测气体流量，通过在摇摆式活塞泵和气体流量计之间设置储气罐，对流量起到稳定的作用，在储气罐的右侧，由于摇摆式活塞泵的作用，气流昰波动的，但是经过储气罐的缓冲后，在储气罐的左侧，气流是接近稳定均匀的，因此，气体流量计的输出稳定，有利于实现气体流量的精确测量。

附图说明

下面结合附图和

具体实施方式

对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中主控芯片电路原理图；

图3为本发明中电机控制电路原理图；

图4为本发明中流量滤波器电路原理图；

图中：1-通气管道，2-气体流量计，3-储气罐，4-流量调节器，6-控制器，61-主控芯片， 62-电机控制电路，621-电机驱动芯片，622-电流放大电路，623-过流检测电路，63-光耦隔离电路一，64-光耦隔离电路二，65-电机接口，7-流量滤波器，71-电阻分压电路，72-滤波电路， 8-过滤器，9-摇摆式活塞泵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

如图1-图4所示，摇摆式活塞泵流量精准测量装置包括

气体流量计2，设置在通气管道1上，

储气罐3，设置在通气管道1上，且位于摇摆式活塞泵9和气体流量计2之间。

本实施例中气体流量计2用于实时检测气体流量，通过在摇摆式活塞泵9和气体流量计 2之间设置储气罐3，对流量起到稳定的作用，在储气罐3的右侧，由于摇摆式活塞泵9的作用，气流昰波动的，但是经过储气罐3的缓冲后，在储气罐3的左侧，气流是接近稳定均匀的，因此，气体流量计2的输出稳定，有利于实现气体流量的精确测量。

进一步，储气罐3的容量为1L以上。

经发明人的大量实验研究表明，储气罐3为1L时，即可满足稳定气体流量的作用，储气罐3容量越大，流量越稳定。

储气罐3包括两个通气口，两个通气口分别与通气管道1连通，优选的，储气罐3为细长的圆柱形，两个通气口分别位于储气罐3的两个底面上，两个通气口之间的距离大一些，这样摇摆式活塞泵9在储气罐3一端引起的气流波动传递到另一端时，波动减小更明显。

一种摇摆式活塞泵流量精准控制装置，包括

流量调节器4，设置在通气管道1上，

控制器6，一端与气体流量计2的输出端连接，另一端与用于控制流量调节器4转动。

气体流量的设定值可以预先设定、并保存在控制器6中，气体流量的实际值由气体流量计2传送至控制器6，控制器6根据设定值和实际值的偏差，输出控制信号，控制流量调节器4转动相应的角度，直至气体流量的实际值与设定值一致，实现气体流量的精确控制。

进一步，控制器6和气体流量计2之间还设置有流量滤波器7。

在控制器6和气体流量计2之间设置流量滤波器7，流量滤波器7对气体流量计2的输出信号进一步滤波，保证控制器6接收到平滑稳定的流量信号，进一步提高了气体流量控制的精确度。

进一步，控制器6包括控制板和电机，电机用于带动流量调节器4转动，

控制板包括与主控芯片61连接的电机控制电路62，主控芯片61与气体流量计2的输出端连接，

电机控制电路62包括依次连接的电机驱动芯片621和电流放大电路622，电机驱动芯片 621的一端与主控芯片61连接，电流放大电路622的输出用于与电机接口65连接。

气体流量的设定值预先保存在主控芯片61中，气体流量的实际值由气体流量计2传送至主控芯片61，主控芯片61根据设定值和实际值的偏差，输出控制信号到电机驱动芯片621，电机驱动芯片621输出驱动信号，驱动信号经电流放大电路622放大后输出到电机接口65，控制电机转动，从而实现流量调节器4角度的调节。

进一步，电流放大电路622包括MOS管一、MOS管二、MOS管三和MOS管四，MOS 管一和MOS管二均为P沟道MOS管，MOS管三和MOS管四均为N沟道MOS管，

MOS管一的G极与电机驱动芯片621的AT引脚连接，MOS管一的D极与直流电源一连接，MOS管一的S极与MOS管三的D极连接，MOS管三的G极通过第十四电阻接入电机驱动芯片621的AB引脚，MOS管一与MOS管三连接的一端与第十三电阻的一端连接，第十三电阻的另一端用于与电机接口65连接，

MOS管二的G极与电机驱动芯片621的CT引脚连接，MOS管二的D极与直流电源一连接，MOS管二的S极与MOS管四的D极连接，MOS管四的G极通过第十五电阻接入电机驱动芯片621的CB引脚，MOS管一与MOS管四连接的一端与第十六电阻的一端连接，第十六电阻的另一端用于与电机接口65连接。

电机驱动芯片621的具体型号为MC33033DW，MC33033DW接收主控芯片61的控制信号，控制信号包括正/反转控制信号和使能控制信号，使能控制信号为脉冲信号，当脉冲占空比为100％时，电机以额定转速转动，当脉冲占空比为50％时，电机的转速为额定转速的50％，当脉冲占空比为1％时，电机的转速则为额定转速的1％。

MC33033DW根据主控芯片61的控制信号输出脉冲驱动信号AT/CT、AB/CB，再经MOS管一、MOS管二、MOS管三和MOS管四放大后，驱动电机转动。

当流量调节器4的角度需要进行大幅度调节时，主控芯片61输出大占空比的脉冲信号，控制电机快速转动，以实现流量的快速调节，当气体流量的实际值接近设定值时，减小脉冲信号的占空比，控制电机转动慢一些，有利于流量调节器4角度的精细调节，进一步提高气体流量控制的精确性。

进一步，电机控制电路62还包括过流检测电路623，过流检测电路623包括并联的第七电阻和第八电阻，第七电阻的一端与地信号连接，第七电阻的另一端与MOS管四的S极连接，

过流检测电路623还包括第二电阻和第四电容，第二电阻的一端与第七电阻远离地信号的一端连接，第二电阻的另一端与电机驱动芯片621的CSEN引脚连接，第四电容的一端与电机驱动芯片621的CSEN引脚连接，另一端与地信号连接。

电机电流信号经MOS管三或MOS管四流回电机驱动芯片621的CSEN引脚，通过在MOS管四的S极设置并联的第七电阻和第八电阻，将电机电流信号转换为电压信号，再经第二电阻和第四电容组成的RC滤波电路72滤波后，送入电机驱动芯片621的CSEN引脚进行过流检测，当发生电机过流时，能及时关闭电机驱动信号。

进一步，控制板还包括

光耦隔离电路一63，一端与主控芯片61的正/反转控制端连接，另一端与电机驱动芯片 621连接，

光耦隔离电路二64，一端与主控芯片61的使能控制端连接，另一端与电机驱动芯片621 连接。

主控芯片61和电机驱动芯片621之间分别通过光耦隔离电路一63、光耦隔离电路二64 实现电气隔离，避免电机侧的干扰信号进入主控芯片61电路中，有利于保证主控芯片61的可靠工作。

进一步，流量滤波器7包括依次连接的电阻分压电路71和滤波电路72，电阻分压电路 71与气体流量计2的输出端连接，滤波电路72的输出与主控芯片61连接。

如图4所示，电阻分压电路71包括串联的RJ17和RJ16，气体流量计2的输出电压信号经RJ17和RJ16分压后，经R1、C1、R2、C2和运放U4组成的二阶有源低通滤波器进行滤波，输出一个平滑稳定的电压信号到主控芯片61的AD引脚，主控芯片61得到一个准确的流量信号。

进一步，还包括

过滤器8，设置在通气管道1的入口。

在通气管道1的入口设置过滤器8，避免空气中大于2.5um的颗粒物进入通气管道1，从而避免颗粒物进入气体流量计2，影响测量精度，同时避免颗粒物进入摇摆式活塞泵9，对其寿命产生影响。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。