[发明专利]气体质量流量控制方法及装置

权利要求书

1.一种气体质量流量控制方法，应用于气体质量流量控制装置，其特征在于，所述气体质量流量控制装置包括流量控制腔室、分别与所述流量控制腔室的进气口和出气口连接的进气管路和出气管路，以及分别设置在所述进气管路和出气管路上的进气流量控制单元和出气流量控制单元；

所述气体质量流量控制方法包括以下步骤：

设定目标流量值；

控制所述进气流量控制单元接通所述进气管路，同时控制所述出气流量控制单元断开所述出气管路，以使所述进气管路能够向所述流量控制腔室内输送气体，直至所述流量控制腔室的内部气体压力达到第一预设压力值；

控制所述进气流量控制单元断开所述进气管路，同时控制所述出气流量控制单元接通所述出气管路；

实时检测所述流量控制腔室的内部气体压力，并根据所述流量控制腔室的内部气体压力变化，实时计算所述流量控制腔室的当前出气流量值；控制所述出气流量控制单元调节所述流量控制腔室的当前内部气体压力，以使所述当前出气流量值等于所述目标流量值。

2.根据权利要求1所述的气体质量流量控制方法，其特征在于，根据第一公式计算获得所述当前出气流量值，所述第一公式为：

其中，Q为所述当前出气流量值；Δt为所述流量控制腔室的内部气体压力达到所述第一预设压力值时刻到当前时刻的时长；Δm为所述流量控制腔室内的在Δt中的气体的质量变化值；V为所述流量控制腔室的体积；R为通用气体常数；P₁为所述第一预设压力值；P₂为所述当前内部气体压力值；T₁为所述流量控制腔室的压力达到所述第一预设压力值时，所述流量控制腔室气体的温度；T₂为所述当前压力时所述流量控制腔室气体的温度；M为所述流量控制腔室中气体的摩尔质量。

3.根据权利要求2所述的气体质量流量控制方法，其特征在于，所述第一公式中参数满足T₁＝T₂；所述第一公式简化为第二公式，所述第二公式为：

其中，T为所述流量控制腔室中气体的温度，ΔP为所述流量控制腔室的内部气体压力变化值，且T＝T₁＝T₂，Q₂＝Q。

4.根据权利要求1所述的气体质量流量控制方法，其特征在于，还包括：

实时检测所述流量控制腔室的内部气体压力，并判断所述流量控制腔室的内部气体压力是否低于第二预设压力值，其中，所述第二预设压力值小于所述第一预设压力值；若是，则控制所述进气流量控制单元接通所述进气管路，直至所述流量控制腔室的内部气体压力达到第一预设压力值，控制所述进气流量控制单元断开所述进气管路。

5.根据权利要求1所述的气体质量流量控制方法，其特征在于，所述控制所述出气流量控制单元调节所述流量控制腔室的当前内部气体压力，以使所述当前出气流量值等于所述目标流量值，包括：

基于所述目标流量值和经计算获得的所述当前出气流量值，通过PID控制方法对所述出气流量控制单元进行控制，以使所述当前出气流量值等于所述目标流量值。

6.一种气体质量流量控制装置，其特征在于，包括：温度传感器、压力传感器、流量控制腔室、分别与所述流量控制腔室的进气口和出气口连接的进气管路和出气管路、分别设置在所述进气管路和出气管路上的进气流量控制单元和出气流量控制单元以及控制单元；

所述温度传感器和所述压力传感器用于分别实时检测所述流量控制腔室中的温度和压力，并发送至所述控制单元；

所述控制单元用于根据所述温度传感器和所述压力传感器实时检测到的所述流量控制腔室中气体的温度和压力，采用权利要求1-5任意一项所述的气体质量流量控制方法，对所述进气流量控制单元和出气流量控制单元进行控制。