高精度正负压双应用电控调压装置

摘要

本发明提出一种高精度正负压双应用电控调压装置，包括：选择性连接的多个过滤单元、调压单元、多个开关阀、多个电气比例阀、真空发生装置、绝压传感器及控制单元，其中，控制单元通过控制多个开关阀中的一个或多个开启或闭合，使电控调压装置进入正压工作模式或负压工作模式，并通过控制多个电气比例阀对电控调压装置所需压力进行调整。本发明能够对气体压力进行精确调节，且可快速切换正压工作模式或负压工作模式，具有调节精度高、适用性强的优点。

权利要求

1.一种高精度正负压双应用电控调压装置，其特征在于，包括：选择性连接的多个过滤单元、调压单元、多个开关阀、多个电气比例阀、真空发生装置、绝压传感器及控制单元，其中，所述控制单元通过控制所述多个开关阀中的一个或多个开启或闭合，使所述电控调压装置进入正压工作模式或负压工作模式，并通过控制所述多个电气比例阀对所述电控调压装置所需压力进行调整。

2.根据权利要求1所述的高精度正负压双应用电控调压装置，其特征在于，所述多个过滤单元至少包括第一过滤单元，所述第一过滤单元和所述调压单元相连，并设置在所述电控调压装置的进气口处。

3.根据权利要求1所述的高精度正负压双应用电控调压装置，其特征在于，所述多个开关阀至少包括第一至第四开关阀，所述控制单元用于控制所述第一开关阀和第四开关阀打开，同时控制所述第二开关阀和第三开关阀关闭，以使所述电控调压装置进入正压工作模式。

4.根据权利要求3所述的高精度正负压双应用电控调压装置，其特征在于，所述控制单元用于控制所述第一开关阀和第四开关阀关闭，同时控制所述第二开关阀和第三开关阀打开，以使所述电控调压装置进入负压工作模式。

5.根据权利要求4所述的高精度正负压双应用电控调压装置，其特征在于，所述多个电气比例阀至少包括第一至第三电气比例阀，在所述正压工作模式下，当所述电控调压装置的输出端为开流端时，所述控制单元用于控制所述第一电气比例阀对所述输出端进行气流调节，以调节所述输出端的输出压力。

6.根据权利要求5所述的高精度正负压双应用电控调压装置，其特征在于，在所述正压工作模式下，当所述电控调压装置的输出端为封闭腔时，所述控制单元用于控制所述第三电气比例阀对所述输出端的输出压力进行调节，以使所述输出压力低于或等于当前压力。

7.根据权利要求5所述的高精度正负压双应用电控调压装置，其特征在于，在所述负压工作模式下，当所述电控调压装置的输出端为开流端时，所述控制单元用于控制所述第二电气比例阀对所述输出端进行气流调节，以调节所述输出端的真空度。

8.根据权利要求5所述的高精度正负压双应用电控调压装置，其特征在于，在所述负压工作模式下，当所述电控调压装置的输出端为封闭腔时，所述控制单元用于控制所述第一电气比例阀对所述输出端的真空度进行调节，以使所述真空度低于或等于当前真空度。

9.根据权利要求5-8任一项所述的高精度正负压双应用电控调压装置，其特征在于，所述控制单元还用于接收所述绝压传感器采集的压力测量值，其中，当所述压力测量值大于大气压力且所述压力测量值大于预设压力，则控制所述第一开关阀和第四开关阀开启，同时控制所述第二开关阀和第三开关阀关闭，同时控制所述第一电气比例阀关闭，并控制所述第三电气比例阀调节所述压力测量值达到所述预设压力；

当所述压力测量值小于所述大气压力且所述压力测量值大于预设压力，则控制所述第一开关阀和第四开关阀关闭，同时控制所述第二开关阀和第三开关阀开启，同时控制所述第一电气比例阀关闭，并控制所述第二电气比例阀调节所述压力测量值达到所述预设压力；

当所述压力测量值小于所述大气压力且所述压力测量值小于预设压力，则控制所述第一开关阀和第四开关阀关闭，同时控制所述第二开关阀和第三开关阀开启，同时控制所述第二电气比例阀关闭，并控制所述第一电气比例阀调节所述压力测量值达到所述预设压力；

当所述压力测量值大于所述大气压力且所述压力测量值小于预设压力，则控制所述第一开关阀和第四开关阀开启，同时控制所述第二开关阀和第三开关阀关闭，同时控制所述第三电气比例阀关闭，并控制所述第一电气比例阀调节所述压力测量值达到所述预设压力。

10.根据权利要求7或8所述的高精度正负压双应用电控调压装置，其特征在于，所述多个过滤单元还包括：第二过滤单元，所述第二过滤单元设置在所述第二开关阀的进气端，用于在所述电控调压装置处于负压工作模式下时，控制所述电控调压装置进气的洁净度。

11.根据权利要求5或6所述的高精度正负压双应用电控调压装置，其特征在于，所述多个过滤单元还包括：第三过滤单元，所述第三过滤单元设置在所述绝压传感器的前端，用于在所述电控调压装置处于正压工作模式下或负压工作模式下时，控制所述电控调压装置的封闭腔在泄气或抽真空时回流气体的洁净度。

12.根据权利要求1所述的高精度正负压双应用电控调压装置，其特征在于，所述第二开关阀和第四开关阀为截止阀。

说明书

高精度正负压双应用电控调压装置

技术领域

[0001] 本发明涉及气体压力调节技术领域，特别涉及一种高精度正负压双应用电控调压装置。

背景技术

[0002] 在众多领域(如工业领域等)中，经常需要对气体压力进行调节，例如一些气密性检测装置，要求对气体压力进行精确调节，这是由于气体压力的不同会导致泄漏率的不同，
从而对于检测结果的判断存在一定影响。

[0003] 目前相关的一些气体压力调节技术，调节精度不高，无法有效满足需求，且主要是单一的正压调节或负压调节，不能实现正负压调节双应用，从而适用性不高。

发明内容

[0004] 本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

[0005] 为此，本发明的目的在于提出一种高精度正负压双应用电控调压装置，该装置能够对气体压力进行精确调节，且可快速切换正压工作模式或负压工作模式，具有调节精度
高、适用性强的优点。

[0006] 为了实现上述目的，本发明的实施例提出了一种高精度正负压双应用电控调压装置，包括：选择性连接的多个过滤单元、调压单元、多个开关阀、多个电气比例阀、真空发生
装置、绝压传感器及控制单元，其中，所述控制单元通过控制所述多个开关阀中的一个或多
个开启或闭合，使所述电控调压装置进入正压工作模式或负压工作模式，并通过控制所述
多个电气比例阀对所述电控调压装置所需压力进行调整。

[0007] 根据本发明实施例的高精度正负压双应用电控调压装置，控制单元通过控制多个开关阀中的一个或多个开启或闭合，使电控调压装置进入正压工作模式或负压工作模式，
并通过控制多个电气比例阀对电控调压装置所需压力进行精确调整，从而实现对气体压力
的精确调节，且可快速切换正压工作模式或负压工作模式，具有调节精度高、适用性强的优
点。

[0008] 另外，根据本发明上述实施例的高精度正负压双应用电控调压装置还可以具有如下附加的技术特征：

[0009] 在一些示例中，所述多个过滤单元至少包括第一过滤单元，所述第一过滤单元和所述调压单元相连，并设置在所述电控调压装置的进气口处。

[0010] 在一些示例中，所述多个开关阀至少包括第一至第四开关阀，所述控制单元用于控制所述第一开关阀和第四开关阀打开，同时控制所述第二开关阀和第三开关阀关闭，以
使所述电控调压装置进入正压工作模式。

[0011] 在一些示例中，所述控制单元用于控制所述第一开关阀和第四开关阀关闭，同时控制所述第二开关阀和第三开关阀打开，以使所述电控调压装置进入负压工作模式。

[0012] 在一些示例中，所述多个电气比例阀至少包括第一至第三电气比例阀，在所述正压工作模式下，当所述电控调压装置的输出端为开流端时，所述控制单元用于控制所述第
一电气比例阀对所述输出端进行气流调节，以调节所述输出端的输出压力。

[0013] 在一些示例中，在所述正压工作模式下，当所述电控调压装置的输出端为封闭腔时，所述控制单元用于控制所述第三电气比例阀对所述输出端的输出压力进行调节，以使
所述输出压力低于或等于当前压力。

[0014] 在一些示例中，在所述负压工作模式下，当所述电控调压装置的输出端为开流端时，所述控制单元用于控制所述第二电气比例阀对所述输出端进行气流调节，以调节所述
输出端的真空度。

[0015] 在一些示例中，在所述负压工作模式下，当所述电控调压装置的输出端为封闭腔时，所述控制单元用于控制所述第一电气比例阀对所述输出端的真空度进行调节，以使所
述真空度低于或等于当前真空度。

[0016] 在一些示例中，所述控制单元还用于接收所述绝压传感器采集的压力测量值，其中，当所述压力测量值大于大气压力且所述压力测量值大于预设压力，则控制所述第一开
关阀和第四开关阀开启，同时控制所述第二开关阀和第三开关阀关闭，同时控制所述第一
电气比例阀关闭，并控制所述第三电气比例阀调节所述压力测量值达到所述预设压力；当
所述压力测量值小于所述大气压力且所述压力测量值大于预设压力，则控制所述第一开关
阀和第四开关阀关闭，同时控制所述第二开关阀和第三开关阀开启，同时控制所述第一电
气比例阀关闭，并控制所述第二电气比例阀调节所述压力测量值达到所述预设压力；当所
述压力测量值小于所述大气压力且所述压力测量值小于预设压力，则控制所述第一开关阀
和第四开关阀关闭，同时控制所述第二开关阀和第三开关阀开启，同时控制所述第二电气
比例阀关闭，并控制所述第一电气比例阀调节所述压力测量值达到所述预设压力；当所述
压力测量值大于所述大气压力且所述压力测量值小于预设压力，则控制所述第一开关阀和
第四开关阀开启，同时控制所述第二开关阀和第三开关阀关闭，同时控制所述第三电气比
例阀关闭，并控制所述第一电气比例阀调节所述压力测量值达到所述预设压力。

[0017] 在一些示例中，所述多个过滤单元还包括：第二过滤单元，所述第二过滤单元设置在所述第二开关阀的进气端，用于在所述电控调压装置处于负压工作模式下时，控制所述
电控调压装置进气的洁净度。

[0018] 在一些示例中，所述多个过滤单元还包括：第三过滤单元，所述第三过滤单元设置在所述绝压传感器的前端，用于在所述电控调压装置处于正压工作模式下或负压工作模式
下时，控制所述电控调压装置的封闭腔在泄气或抽真空时回流气体的洁净度。

[0019] 在一些示例中，所述第二开关阀和第四开关阀为截止阀。

[0020] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

[0021] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0022] 图1是根据本发明一个实施例的高精度正负压双应用电控调压装置的结构框图。

[0023] 图2是根据本发明一个实施例的高精度正负压双应用电控调压装置的气路原理示意图；

[0024] 图3是根据本发明一个实施例的高精度正负压双应用电控调压装置的控制原理示意图。

具体实施方式

[0025] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0026] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对
本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0027] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本
发明中的具体含义。

[0028] 以下结合附图描述根据本发明实施例的高精度正负压双应用电控调压装置。

[0029] 图1是根据本发明一个实施例的高精度正负压双应用电控调压装置的结构框图。如图1所示，该高精度正负压双应用电控调压装置1000包括：多个过滤单元100、调压单元2、
多个开关阀200、多个电气比例阀300、真空发生装置7、绝压传感器14及控制单元400，其中，
多个过滤单元100、调压单元2、多个开关阀200、多个电气比例阀300、真空发生装置7、绝压
传感器14及控制单元400选择性连接。

[0030] 具体地，控制单元400通过控制多个开关阀200中的一个或多个开启或闭合，使电控调压装置1000进入正压工作模式或负压工作模式，并通过控制多个电气比例阀300对电
控调压装置1000所需压力进行调整。即该电控调压装置1000能够工作于正压工作模式或负
压工作模式，正压工作模式和负压工作模式不同时工作，但可快速切换，从而实现正负压双
应用，适用性强。

[0031] 在本发明的一个实施例中，如图2所示，多个过滤单元100至少包括第一过滤单元1，第一过滤单元1和调压单元2相连，并设置在电控调压装置1000的进气口SUP处，通过在系
统进气口SUP设置第一过滤单元1和调压单元2，能够控制进气的洁净度和压力上限保护。

[0032] 在本发明的一个实施例中，如图2所示，多个开关阀200至少包括第一至第四开关阀(具体为第一开关阀3、第二开关阀4、第三开关阀9和第四开关阀10)，控制单元400用于控
制第一开关阀3和第四开关阀10打开，同时控制第二开关阀4和第三开关阀9关闭，以使电控
调压装置1000进入正压工作模式。也即是说，控制单元400通过打开第一开关阀3和第四开
关阀10，关闭第二开关阀4和第三开关阀9，可开启正压工作模式。

[0033] 其中，第二开关阀4和第四开关阀10为截止阀，从而可保证电控调压装置1000在正压工作模式或负压工作模式下均可应用。

[0034] 在本发明的一个实施例中，控制单元400用于控制第一开关阀3和第四开关阀10关闭，同时控制第二开关阀4和第三开关阀9打开，以使电控调压装置1000进入负压工作模式。
也就是说，控制单元400通过打开第二开关阀4和第三开关阀9，关闭第一开关阀3和第四开
关阀10，可开启负压工作模式。

[0035] 在本发明的一个实施例中，如图2所示，多个电气比例阀300至少包括第一至第三电气比例阀(具体为第一电气比例阀6、第二电气比例阀8和第三电气比例阀12)，在正压工
作模式下，当电控调压装置1000的输出端为开流端时，控制单元400用于控制第一电气比例
阀6对输出端进行气流调节，以调节输出端的输出压力。也就是说，在正压工作模式下，对于
输出端OUT为开流端的使用情况下，有持续流量，则通过PID调节模拟量输出信号控制第一
电气比例阀6对输出端OUT进行气流调节，从而控制输出端OUT的输出压力。进一步地，可通
过绝压传感器14采集压力反馈信号从而整定压力。

[0036] 在本发明的一个实施例中，在正压工作模式下，当电控调压装置1000的输出端为封闭腔时，控制单元400用于控制第三电气比例阀12对输出端的输出压力进行调节，以使输
出压力低于或等于当前压力。换言之，在正压工作模式下，对于输出端OUT为封闭腔的使用
情况，没有持续流量，在通过PID调节第一电气比例阀6的充气时，有可能存在响应时间的延
迟导致输出端OUT压力高于设定值，而封闭腔导致压力无处释放，此时就通过PID微调第三
电气比例阀12的泄压功能，从而控制输出端OUT的输出压力。进一步地，可通过绝压传感器
14采集压力反馈信号从而整定压力。

[0037] 在本发明的一个实施例中，在负压工作模式下，当电控调压装置1000的输出端为开流端时，控制单元400用于控制第二电气比例阀8对输出端进行气流调节，以调节输出端
的真空度。换言之，在负压工作模式下，对于输出端OUT为开流端的使用情况下，有持续流
量，则通过PID调节模拟量输出信号控制第二电气比例阀8对输出端OUT进行气流调节，从而
控制输出端OUT的真空度。进一步地，可通过绝压传感器14采集压力反馈信号从而整定压
力。

[0038] 在本发明的一个实施例中，在负压工作模式下，当电控调压装置1000的输出端为封闭腔时，控制单元400用于控制第一电气比例阀6对输出端的真空度进行调节，以使真空
度低于或等于当前真空度。换言之，在负压工作模式下，对于输出端OUT是封闭腔的使用情
况，没有持续流量，在通过PID调节第二电气比例阀8的充气时，有可能存在响应时间的延迟
导致负压输出端OUT真空度高于设定值，而封闭腔导致真空无处释放，此时就通过PID微调
第一电气比例阀6的泄压功能，从而控制输出端OUT的真空度。进一步地，可通过绝压传感器
14采集压力反馈信号从而整定压力。其中，通过真空发生装置7可保证真空度的稳定性。

[0039] 也就是说，该电控调压装置1000适用于输出端OUT为开流和封闭腔的两种使用情况。两种使用情况下由于气流流量的不一致，可能导致压力整定的不一致。

[0040] 在本发明的一个实施例中，控制单元400还用于接收绝压传感器14采集的压力测量值P(测)，其中，结合图3所示，当压力测量值P(测)大于大气压力P(大气)且压力测量值P
(测)大于预设压力P(设)，则控制第一开关阀3和第四开关阀10开启，同时控制第二开关阀4
和第三开关阀9关闭，同时控制第一电气比例阀6关闭，并控制第三电气比例阀12调节压力
测量值达到预设压力。

[0041] 当压力测量值P(测)小于大气压力P(大气)且压力测量值P(测)大于预设压力P(设)，则控制第一开关阀3和第四开关阀10关闭，同时控制第二开关阀4和第三开关阀9开
启，同时控制第一电气比例阀6关闭，并控制第二电气比例阀8调节压力测量值达到预设压
力。

[0042] 当压力测量值P(测)小于大气压力P(大气)且压力测量值P(测)小于预设压力P(设)，则控制第一开关阀3和第四开关阀10关闭，同时控制第二开关阀4和第三开关阀9开
启，同时控制第二电气比例阀8关闭，并控制第一电气比例阀6调节压力测量值达到预设压
力。

[0043] 当压力测量值P(测)大于大气压力P(大气)且压力测量值P(测)小于预设压力P(设)，则控制第一开关阀3和第四开关阀10开启，同时控制第二开关阀4和第三开关阀9关
闭，同时控制第三电气比例阀12关闭，并控制第一电气比例阀6调节压力测量值达到预设压
力。

[0044] 在本发明的一个实施例中，如图2所示，多个过滤单元100还包括第二过滤单元5。第二过滤单元5设置在第二开关阀4的进气端，用于在电控调压装置1000处于负压工作模式
下时，控制电控调压装置1000进气的洁净度，从而保证进气的洁净度。

[0045] 1.在本发明的一个实施例中，如图2所示，多个过滤单元100还包括第三过滤单元11。第三过滤单元11设置在绝压传感器14的前端，用于在电控调压装置1000处于正压工作
模式下或负压工作模式下时，控制电控调压装置1000的封闭腔在泄气或抽真空时回流气体
的洁净度。换言之，即在正负压工作模式下，在绝压传感器14前端设置第三过滤单元11，以
保证封闭腔泄气或者抽真空时，回流气体的洁净度。

[0046] 综上，本发明实施例的高精度正负压双应用电控调压装置，对充气和放气均使用PID整定下的电气比例阀控制，从而保证了控制精度，即调节精度高。电控调压装置可应用
于气体压力的调节，如气密性检测装置的高精度压力控制，同时也可应用于测试多点压力
下的被充气元件的物理状态，例如柱塞位移，例如膨胀变形量，适用性强。

[0047] 根据本发明实施例的高精度正负压双应用电控调压装置，控制单元通过控制多个开关阀中的一个或多个开启或闭合，使电控调压装置进入正压工作模式或负压工作模式，
并通过控制多个电气比例阀对电控调压装置所需压力进行精确调整，从而实现对气体压力
的精确调节，且可快速切换正压工作模式或负压工作模式，具有调节精度高、适用性强的优
点。

[0048] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不
一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何
的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0049] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本
发明的范围由权利要求及其等同限定。