[发明专利]一种常温气态工质定量充装系统及其充装方法

权利要求书

1.一种常温气态工质定量充装系统，其特征在于，包括：

一具备加热制冷功能的标准容器，所述标准容器具有一工质灌装进口、一温度检测端口、一压力检测端口、一高纯气体进口和一工质充装出口，所述标准容器的工质灌装进口与工质灌装设备连接；

一设置在所述标准容器的温度检测端口上的温度传感器；

一设置在所述标准容器的压力检测端口上的压力传感器；

一设置在所述标准容器的工质灌装进口上的灌装流量计；

一充装有高纯气体的气瓶，所述气瓶的出气口依次通过一减压电磁阀和一第一截止电磁阀与所述标准容器的高纯气体进口连接；

一真空泵，所述真空泵的抽真空进口依次通过一第二截止电磁阀和一第三截止电磁阀与所述标准容器的工质充装出口连接；

一分子泵，所述分子泵的抽真空进口通过一第四截止电磁阀并接在所述第二截止电磁阀与第三截止电磁阀之间的管路上；

一三通换向电磁阀，所述三通换向电磁阀的第一端口通过一第五截止电磁阀与所述标准容器的工质充装出口连接，其第二端口并接在所述第二截止电磁阀与第三截止电磁阀之间的管路上，其第三端口与待充装工质的工件的充装进口连接；

一安装在所述三通换向电磁阀与第五截止电磁阀之间的管路上的气体流量计；以及

一PLC控制器，所述PLC控制器分别与所述标准容器、温度传感器、压力传感器、灌装流量计、真空泵、分子泵、气体流量计、减压电磁阀、第一、第二、第三、第四、第五截止电磁阀以及三通换向电磁阀连接。

2.一种如权利要求1所述的常温气态工质定量充装系统的充装方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，PLC控制器控制真空泵工作并控制第二截止电磁阀和第三截止电磁阀打开，真空泵对标准容器进行抽真空，当标准容器内的真空度达到10pa以下时，控制第四截止电磁阀打开并控制分子泵工作，当标准容器内的真空度达到10^-2pa以下时，控制真空泵和分子泵停止工作，并控制第二截止电磁阀、第三截止电磁阀和第四截止电磁阀关闭；

步骤S2，控制减压电磁阀和第一截止电磁阀打开，同时将充装有高纯气体的气瓶上的阀门打开，气瓶内的高纯气体通入标准容器内；

步骤S3，当压力传感器检测到标准容器内的气压达到设定气压值时，PLC控制器一方面控制第一截止电磁阀关闭，另一方面控制第五截止电磁阀和三通换向电磁阀打开，此时三通换向电磁阀中的第一端口与第三端口打开并连通，而第二端口关闭，将标准容器内的气体排出；

步骤S4，重复步骤S1至S3，直至将标准容器内的空气排干净为止，再对标准容器进行灌装工质；

步骤S5，将待充装工质的工件放在充装平台上，将待充装工质的工件的充装进口与三通换向电磁阀的第三端口进行紧密连接；

步骤S6，PLC控制器一方面控制三通换向电磁阀进行切换，使得三通换向电磁阀的第二端口与第三端口打开并连通，另一方面控制第二截止电磁阀打开并控制真空泵工作，当待充装工质的工件内的真空度达到分子泵开启条件时，控制第四截止电磁阀打开并控制分子泵工作；

步骤S7，当待充装工质的工件内的真空度达到1pa以下时，PLC控制器一方面控制第二截止电磁阀和第四截止电磁阀关闭，并控制真空泵和分子泵停止工作，另一方面控制第五截止阀打开和控制三通换向电磁阀进行切换，使得三通换向电磁阀的第一端口与第三端口打开并连通，标准容器中的工质充入待充装工质的工件内，在充装过程中对待充装工质的工件进行制冷，保证待充装工质的工件的内部压力始终低于标准容器的内部压力；

步骤S8，气体流量计对充入工件内的工质进行计量，当向工件充入的工质达到设定充装量时，PLC控制器控制第五截止电磁阀关闭，完成对工件的充装。