[发明专利]基于压力检测的质量流量控制方法及装置

权利要求书

1.一种基于压力检测的质量流量控制方法，其特征在于，包括：

检测气体通道中的喉口前端流道的压力和喉口后端流道的压力；

计算所述喉口后端流道的压力和所述喉口前端流道的压力的比值；

判断所述比值是否小于设定临界值，如是，则计算气体通道输出的气体流量值，根据所计算的气体流量值与预期流量值的偏差值调整气体通道的气体入口处的控制阀的开度，使气体通道输出的流量值达到所述预期流量值；如否，则气体通道不输出流量。

2.根据权利要求1所述的基于压力检测的质量流量控制方法，其特征在于，根据公式(1)计算所述设定临界值R：

R＝(2/(r+1))^r/(r-1) (1)

其中，r为气体的比热比。

3.根据权利要求1所述的基于压力检测的质量流量控制方法，其特征在于，当所述比值小于所述设定临界值时，根据公式(2)计算气体流量值Qc：

其中，p1为喉口前端流道的压力，r为气体的比热比，Mw为气体的摩尔质量，T1为喉口前端流道进口处温度，A为喉口横截面积，C为常数。

4.根据权利要求1所述的基于压力检测的质量流量控制方法，其特征在于，所述喉口前端流道的进气处横截面积与喉口横截面积满足关系式(3)：

(A1/A)²＝1/Mal²·(2/(r+1)·(1+r-1)/2·Mal²))^(r-1)/(r-1) (3)

其中，A1为喉口前端流道的进气处横截面积，A为喉口横截面积，Ma1为喉口位置处的马赫数，r为气体的比热比。

5.根据权利要求3所述的基于压力检测的质量流量控制方法，其特征在于，还包括，关闭气体通道的气体入口处的所述控制阀，计算零点泄露量，具体包括：

当所述比值不小于所述设定临界值，根据公式(4)计算气体流量值Qc：

其中，p2为喉口后端流道的压力，Ma为马赫数，Ma根据公式(5)计算获得：

6.一种基于压力检测的质量流量控制装置，其特征在于，包括：

气体通道，所述气体通道包括喉口、喉口前端流道和喉口后端流道；

第一压力传感器和第二压力传感器，分别检测所述喉口前端流道的压力和所述喉口后端流道的压力；

控制单元，基于所述第一压力传感器和所述第二压力传感器的检测结果输出控制信号；

控制阀，设置在所述气体通道的气体入口处，所述控制阀的开度受所述控制单元的控制信号控制；

其中，所述控制单元计算所述喉口后端流道的压力和所述喉口前端流道的压力的比值，并判断所述比值是否小于设定临界值；如是，则所述控制单元计算气体流量值，根据所计算的气体流量值与预期流量值的偏差值输出控制信号以调整所述控制阀的开度，控制进入所述气体通道的气体流量，使所述气体通道出口处的输出值达到预期流量值；如否，则所述气体通道不输出流量。

7.根据权利要求6所述的基于压力检测的质量流量控制装置，其特征在于，所述控制单元根据公式(1)计算所述设定临界值R：

R＝(2/(r+1))^r/(r-1) (1)

其中，r为气体的比热比。

8.根据权利要求6所述的基于压力检测的质量流量控制装置，其特征在于，当所述比值小于所述设定临界值时，所述控制单元根据公式(2)计算气体流量值Qc：

其中，p1为喉口前端流道的压力，r为气体的比热比，Mw为气体的摩尔质量，T1为喉口前端流道进口处温度，A为喉口横截面积，C为常数。