[发明专利]一种混合气的自动配气装置和方法

说明书

本发明涉及一种混合气的自动配气装置和方法，属于电子混合气技术领域。所述配气装置包括充装管路、第二气体输送管路、第一气体输送管路、第二气体控制阀、第一气体控制阀、调节阀前压力传感器、调节阀、流量计、调节阀后压力传感器、充装控制阀、混合气容器、电子天平、真空泵管路、真空泵、真空控制阀和温度传感器；所述配气方法采用所述配气装置完成。通过将通入充装管路的气体进行流量控制，通过DCS根据调节阀前后压力将气体流量根据特定要求调整至设定流量可提升配置混合气中各气体含量的准确度；所述配气装置和方法能够完全实现自动化配制混合气体，混合气中各气体组分含量得到精确控制。

技术领域

本发明涉及一种混合气的自动配气装置和方法，属于电子混合气技术领域。

背景技术

现代半导体、发光二极管(LED)、光伏等生产中需要大量电子混合气，对电子混合气的纯度和配气准确性要求都非常高，这不仅对原料气的纯度要求很高，也对气体的充装技术提出了更高要求。

在半导体制备工艺中，为了保证工艺的稳定性和重复性，对于电子混合气的浓度的准确度要求较高。混合气的称量法配制无需考虑压缩系数和温度，准确度较高，因此在电子混合气配制中较为普遍；但配置方法操作复杂，要求很高。比如，气体组分的充装终点控制对准确性十分关键但难度较大，主要原因是充装终点的气体流速不可控，且目前配置时均采用人工操作，需要操作人员在现场紧盯称量示数以便及时开启关闭充气阀门，这就对操作人员的素质要求非常高，一旦人工操作时出现失误就会使充装结果偏离预定值，可能造成不可估量的后果。

发明内容

为克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种混合气的自动配气装置和方法；解决了目前混合气配制过程中气体充装终点气体流速不可控，混合气配制精度低以及人工控制出现操作失误的问题。

为实现本发明的目的，提供以下技术方案。

一种混合气自动配气装置，所述配气装置包括充装管路、第二气体输送管路、第一气体输送管路、第二气体控制阀、第一气体控制阀、调节阀前压力传感器、调节阀、流量计、调节阀后压力传感器、充装控制阀、混合气容器、电子天平、真空泵管路、真空泵、真空控制阀和温度传感器。

电子天平采用比较器级别的超高精度的电子秤，其典型的参数为150kg± 0.05g。

真空泵采用真空度达到1×10^-5Pa的高真空的双级真空泵。

调节阀前压力传感器和调节阀后压力传感器均为高精度的真空压力传感器，量程为-0.1～40MPa，精度±0.075％。

充装管路前端分为两条支路，一条支路为第二气体输送管路，另一条支路为第一气体输送管路；充装管路末端与混合气容器相连；充装管路自前端向末端之间依次连接有调节阀前压力传感器、调节阀、流量计、调节阀后压力传感器、真空泵管路和充装控制阀。

第二气体输送管路上设有第二气体控制阀，第一气体输送管路上设有第一气体控制阀，真空泵管路一端与充装管路连接，另一端与真空泵连接，真空泵管路上设有真空控制阀；混合气容器置于电子天平上。

所述温度传感器位于调节阀前压力传感器和调节阀后压力传感器处，通过测量充装管路中的气体温度，与调节阀前压力传感器和调节阀后压力传感器共同测量得到调节阀前后准确压力，以控制调节阀实现对气体流量的精确控制。

第二气体控制阀、第一气体控制阀、调节阀前压力传感器、调节阀、流量计、调节阀后压力传感器、充装控制阀、电子天平、真空泵、真空控制阀和温度传感器通过分布式控制系统(Distributed Control System，DCS)实现自动控制。

优选第二气体控制阀、第一气体控制阀、充装控制阀和真空控制阀为不锈钢气动隔膜阀。

优选流量计为质量流量计。