[发明专利]高精度可变量气体比例混合装置及气体比例混合的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体比例混合装置，具体讲是涉及一种高精度可变量气体比例混合装置及其气体混合方法。 

背景技术

随着食品科技的飞速发展，出于食品安全及卫生要求，各国技术人员都在加大力度对食品保鲜包装技术进行研究开发，以保证食品在流通及存放过程中能够尽可能长时间地保持新鲜、卫生等，目前，比较流行的食品保鲜包装技术是气调保鲜包装，气调保鲜包装亦称气体置换包装，国际上称为MAP包装（即Modified Atmosphere Packing），其原理是采用复合保鲜气体（2种以上气体按食品特性配比混合），对保鲜盒或包装袋内的空气进行置换，改变盒（袋）内食品的外部环境，达到抑制细菌（微生物）的生长繁衍，减缓新鲜果蔬的新陈代谢速度，从而延长食品的保鲜期或货架期。

而对于置换气体，则需要气体比例混合装置来制备，传统的气体比例混合装置为闭环控制系统构成的气体比例混合装置，其通过气体传感器检测信号（电流或者电压信号）来控制各路高精度流量伺服阀通径大小，从而控制进入混合罐内的各种气体的比例的。此装置为了保持较高的精度，需要使用高精度的气体传感器，此种气传感器的价格昂贵，而该装置中使用的伺服流量阀，其价格也十分昂贵，因此，该种闭环气体比例混合装置的成本非常高。此外，这种闭环气体比例混合装置还存在结构复杂、维护成本高、控制精度易受外界因素干扰等诸多缺陷。 

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供了一种结构简单、成本低、高精度的可变量气体比例混合装置及其气体混合方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种高精度可变量气体比例混合装置，包括混合罐、与气体种类对应的气源和控制电路，其中每个气源之间的压力相同，且气源的压力大于混合罐的压力，而气源通过管道与混合罐连接，所述管道上设置有电磁阀，其特征在于，所述管道上还设置有节流装置，所述节流装置的最小有效截面积的大小顺序与其对应气体种类在混合气体中所占比例的大小顺序一致或部分一致，所述的控制电路包括信息数据输入装置和具有信息数据及程序处理功能的控制装置，其中，信息数据输入装置、电磁阀的控制端分别与所述控制装置连通。

所述的具有信息数据及程序处理功能的控制装置为可编程控制器。

其还包括有气体混合比例检测装置。

所述的可编程控制器内设置有接收信息数据输入装置的信息并计算电磁阀开启或关闭时间的程序、接收检测装置的检测信息并与信息数据输入装置输入的信息比较且计算出误差的程序以及根据误差结果对程序参数进行重新设置的程序。

所述电磁阀为流体通、断型电磁阀。

所述的信息数据输入装置为触摸屏。

一种使用上述高精度可变量气体比例混合装置进行气体比例混合的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）在各路管道中设置节流装置，使得各路节流装置构成的最小有效截面积的大小顺序与其对应的气体种类在混合气体中所占比例的大小顺序一致或部分一致；

（2）充气：在信息数据输入装置中输入各路气体的混合比例，具有信息数据及程序处理功能的控制装置根据设定的气体比例，通过程序运算来控制各路气体相对应的电磁阀的开启或关闭时间； 

（3）检测混合后的气体混合比例与设定的气体混合比例之间的误差值；

（4）修正误差值：混合罐里检测出来的气体比例与信息数据输入装置输入的气体比例有误差，通过控制装置对程序参数进行重新设置，并修正误差值，直至混合罐内气体比例与设定的气体混合比例相一致；

（5）重新设定各路气体的不同混合比例，并至少重复一次上述（2）、（3）及（4）步骤，可获得高精度混合比例的混合气体。

所述步骤（2）是采用充气时间周期混合法进行气体混合充气。

所述步骤（3）是通过检测装置检测混合罐内已混合后的各路气体的比例，并将检测信息传输给所述控制装置，所述控制装置根据信息数据输入装置设定的气体比例与检测信息比较，获取两者间气体混合比例误差。

所述控制装置为可编程控制器。

其中，上述的各通道之间的最小有效截面积的比例关系具有以下几种情况：

（1） 各通道之间的最小有效截面积相同，这种通道结构简单、但气体混合误差较大，当各路气体混合比例比较接近时采用此方案效果较好；

（2）各路通道之间的最小有效截面积比例与气体混合比相同或接近，采用这种结构，气体混合误差较小，当各路气体混合比较相差较大时，采用此方案效果较好。