本发明涉及气体动态稀释配气技术领域，特别涉及一种气体动态稀释配气方法及装置。
背景技术：
现有技术中，选用不同的质量流量控制器对气体流量进行控制，通过控制不同通道的体积流量，达到对气体标准物质的定量稀释，从而实现将高浓度的气体稀释为不同低浓度气体的目的。现有的气体稀释处理方式，其响应速度慢，且流量控制误差大。
技术实现要素：
本发明提供一种气体动态稀释配气方法及装置，旨在采用闭环模糊控制技术动态实现各种气体浓度的配置，提高响应速度和流量控制准确率。
本发明提供了一种气体动态稀释配气方法，所述配气方法包括：
所述配气方法包括：
基于质量流量控制器，采用闭环模糊控制技术，按照预设钢瓶气比例，控制至少一路钢瓶气管道输出与该钢瓶气相匹配的预设比例流量的钢瓶气；
按照预设零气比例，控制输出预设零气比例流量的零气；
将输出的所述钢瓶气与零气进行混合后输出。
进一步地，所述按照预设零气比例，控制输出预设零气比例流量的零气，包括：
按照预设零气比例，将零气进行水分离处理并经过滤器后，控制输出预设零气比例流量的零气。
进一步地，所述按照预设钢瓶气比例，控制至少一路钢瓶气管道输出与该钢瓶气相匹配的预设比例流量的钢瓶气，包括：
当包含多路钢瓶气时，按照所述预设钢瓶气比例，通过多路标气输入接口，同时控制每一路钢瓶气管道按照所述预设钢瓶气比例，分别输出对应流量的钢瓶气；
将输出的每一路钢瓶气通过一级混合器进行气体混合后，得到钢瓶气组分气体并输出。
进一步地，所述将输出的所述钢瓶气与零气进行混合后输出，包括：
将通过一级混合器后的所述钢瓶气组分气体，与零气进行混合后，得到第一组分气体；
识别所述第一组分气体的气体浓度是否达到预设浓度范围；
若所述第一组分气体的气体浓度达到预设浓度范围，则将所述第一组分气体输出；
若所述第一组分气体的气体浓度没有达到预设浓度范围，则通过控制转向阀，将所述钢瓶气组分气体与所述第一组分气体再次进行混合，直至得到符合所述预设浓度范围的第二组分气体。
进一步地，所述识别所述第一组分气体的气体浓度是否达到预设浓度范围，包括：
测量所述第一组分气体中各钢瓶气的实际体积流量；
根据测量得到的所述实际体积流量，计算所述第一组分气体中各钢瓶气的气体浓度是否达到预设浓度范围。
进一步地，所述气体动态稀释配气方法还包括：
根据质量流量控制器上检测到的气体质量流量，计算所述第一组分气体中各气体的理论体积流量；
将所述理论体积流量与所述实际体积流量进行比对，识别是否存在流量误差；
若存在流量误差，则通过控制设置在气体管道上的开关阀来控制钢瓶气和/或零气的流量，纠正实际体积流量与理论体积流量之间的误差。
进一步地，所述配气方法还包括：
实时监测整个过程中各个气体管道对应的零气压力或钢瓶气压力或组分气体压力，当监测到任意一个气体管道的气体压力达到预警压力范围时，启动预警操作。
进一步地，所述将通过一级混合器后的所述钢瓶气组分气体，与零气进行混合后，得到第一组分气体；识别所述第一组分气体的气体浓度是否达到预设浓度范围；包括：
基于第一质量流量控制器将所述钢瓶气组分气体输入混合腔室，同时，基于第二质量流量控制器将零气输入所述混合腔室；
在所述钢瓶气组分气体和所述零气输入所述混合腔室的过程中，周期性地按照预设计算方法计算第一组分气体对应的误差度，当所述误差度等于或者小于预设误差度时，确认所述第一组分气体的气体浓度达到预设浓度范围，继续保持所述第一质量流量控制器、第二质量流量控制器的当前工作状态；当所述误差度大于预设误差度时，确认所述第一组分气体的气体浓度未达到预设浓度范围，根据所述误差度调整所述第一质量流量控制器的工作参数和/或所述第二质量流量控制器的工作参数，使得下一个周期或者下下个周期相应的所述误差度等于或小于预设误差度；
所述预设计算方法，包括以下公式(1)、公式(2)、公式(3)：
其中，所述δd为当前周期相应的所述误差度；所述ρ0为所述预设浓度范围中的一浓度值；所述ρ1为所述当前周期内所述零气输入所述混合腔室的气体流量；所述μ1为所述零气的比重；所述ε1为预设的所述零气对应的流量系数，取值为[2,4]；所述s1为当前周期内所述第二质量流量控制器对应的阀门的调节流速部件处的流通面积；所述t1为当前周期内所述第二质量流量控制器对应的阀门的调节流速部件处的温度；所述g为重力加速度；所述δ1为预设的所述零气对应的常数，取值为[2,3]；所述p1为当前周期内所述第二质量流量控制器进口处的压力；所述δp1为所述p1与预设的基准压力值之间的差值，所述预设的基准压力值为1～1.5个大气压；
所述ρ2为所述当前周期内所述钢瓶气组分气体输入所述混合腔室的气体流量；所述μ2为所述钢瓶气组分气体的比重；所述ε2为预设的所述钢瓶气组分气体对应的流量系数，取值为[2,4]；所述s2为当前周期内所述第一质量流量控制器对应的阀门的调节流速部件处的流通面积；所述t2为当前周期内所述第一质量流量控制器对应的阀门的调节流速部件处的温度；所述δ2为预设的所述钢瓶气组分气体对应的常数，取值为[2,3]；所述p1为所述当前周期内第一质量流量控制器进口处的压力；所述δp2为所述p2与预设的基准压力值之间的差值。
为实现上述目的，本发明还提供了一种气体动态稀释配气装置，所述配气装置包括质量流量控制器与配气模块；所述质量流量控制器根据控制指令，控制所述配气模块执行如下操作：
根据所述质量流量控制器的控制指令，采用闭环模糊控制技术，按照预设钢瓶气比例，控制至少一路钢瓶气管道输出与该钢瓶气相匹配的预设比例流量的钢瓶气；
按照预设零气比例，控制输出预设零气比例流量的零气；
将输出的所述钢瓶气与零气进行混合后输出。
进一步地，所述配气模块用于：
当包含多路钢瓶气时，按照所述预设钢瓶气比例，通过多路标气输入接口，同时控制每一路钢瓶气管道按照所述预设钢瓶气比例，分别输出对应流量的钢瓶气；
将输出的每一路钢瓶气通过一级混合器进行气体混合后，得到钢瓶气组分气体并输出；将通过一级混合器后的所述钢瓶气组分气体，与零气进行混合后，得到第一组分气体；
识别所述第一组分气体的气体浓度是否达到预设浓度范围；
若所述第一组分气体的气体浓度达到预设浓度范围，则将所述第一组分气体输出；
若所述第一组分气体的气体浓度没有达到预设浓度范围，则通过控制转向阀，将所述钢瓶气组分气体与所述第一组分气体再次进行混合，直至得到符合所述预设浓度范围的第二组分气体。
进一步地，所述质量流量控制器用于：
实时监测整个过程中各个气体管道对应的零气压力或钢瓶气压力或组分气体压力；
若监测到任意一个气体管道的气体压力达到预警压力范围时，启动预警操作。
本发明一种气体动态稀释配气方法及装置可以达到如下有益效果：
基于质量流量控制器，采用闭环模糊控制技术，按照预设钢瓶气比例，控制至少一路钢瓶气管道输出与该钢瓶气相匹配的预设比例流量的钢瓶气；按照预设零气比例，控制输出预设零气比例流量的零气；将输出的所述钢瓶气与零气进行混合后输出；达到了气体动态稀释并配置出所需浓度的目标气体的目的，提高了响应速度和气体流量控制的准确率。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所指出的内容来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明气体动态稀释配气方法的一种实施方式的流程示意图；
图2是本发明气体动态稀释配气方法对应的一种实施方式的原理图；
图3是本发明气体动态稀释配气装置的一种实施方式的功能模块示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种气体动态稀释配气方法及装置，采用闭环模糊控制技术动态实现了各种气体浓度的配置，响应速度快且流量控制准确。气体动态稀释配气方法及装置采用高精度质量流量控制器控制多路气体输出不同比例的流量，从而动态的实现各种气体浓度的配置。利用气体动态稀释配气方法及装置制造出的仪器可用于气体分析仪的线性、准确度、重复性等多种技术指标的测试，是检定、维护和维修气体分析仪器不可缺少的测试工具。该气体动态稀释配气方法及装置，适用于工厂、科研、实验室等单位使用的气体分析仪校准或测试用标准气样品的制备。
如图1所示，图1是本发明气体动态稀释配气方法的一种实施方式的流程示意图；本发明一种气体动态稀释配气方法可以实施为如下描述的步骤s10-s30：
步骤s10、基于质量流量控制器，采用闭环模糊控制技术，按照预设钢瓶气比例，控制至少一路钢瓶气管道输出与该钢瓶气相匹配的预设比例流量的钢瓶气；
本发明实施例中，实施气体动态稀释配气方法时，采用闭环模块控制技术，通过质量流量控制器，按照预先配置的标准的钢瓶气的比例，控制至少一路钢瓶气管道输出对应比例流量的钢瓶气。其中，本发明实施例中采用的质量流量控制器的具体的参数指标，可以根据具体的应用场景以及具体的需求进行配置。
本发明实施例中，配置有多路标准气体输入接口，因此，支持多路标准气体通过对应的气体管道同时输入多种标准钢瓶气，免除了更换多种钢瓶气的繁琐操作。
在一个实施例中，当包含多路钢瓶气时，按照所述预设钢瓶气比例，通过多路标气输入接口，同时控制每一路钢瓶气管道按照所述预设钢瓶气比例，分别输出对应流量的钢瓶气；
将输出的每一路钢瓶气通过一级混合器进行气体混合后，得到钢瓶气组分气体并输出。
步骤s20、按照预设零气比例，控制输出预设零气比例流量的零气；
步骤s30、将输出的所述钢瓶气与零气进行混合后输出。
本发明实施例中，通过将标准钢瓶气体与零气进行混合，从而实现气体的动态稀释。其中，零气可以理解为：调整气体分析仪最小刻度的气体，以及进入气体分析仪时显示为零的气体。零气应不含有待测成分或干扰物质，但可以含有与测定无关的成分。一般使用不含待测成分的高纯氮或清洁空气作为零气。
在一个实施例中，采用清洁空气作为零气，进一步地，为了提高空气的清洁度，在按照预设零气比例通过零气管道输出作为零气的空气之前，将空气进行水分离等处理，再经过滤器后，输出预设零气比例流量的作为零气的清洁空气。将输出的钢瓶气与零气进行混合后输出。
本发明实施例中，采用闭环模糊控制技术，进行钢瓶气与零气的混合时，可以按照如下方式实施：
将通过一级混合器后的所述钢瓶气组分气体，与零气进行混合后，得到第一组分气体；
识别所述第一组分气体的气体浓度是否达到预设浓度范围；
若所述第一组分气体的气体浓度达到预设浓度范围，则将所述第一组分气体输出；
若所述第一组分气体的气体浓度没有达到预设浓度范围，则通过控制转向阀，将所述钢瓶气组分气体与所述第一组分气体再次进行混合，直至得到符合所述预设浓度范围的第二组分气体。
进一步地，由于质量流量控制器是通过控制单位时间内流过的气体的质量来进行的控制，而在实际使用和计算的过程中，使用的是气体的体积流量，也就是说，单位时间内流过的气体的体积，且实际对准确度产生影响的也是体积流量。而每种气体的气体密度、压缩因子等因素的不同，造成了不同气体通过质量流量控制器时可能会存在对应的误差。因此，在识别所述第一组分气体的气体浓度是否达到预设浓度范围时，可以按照如下方式来实施：
测量所述第一组分气体中各钢瓶气的实际体积流量；
根据测量得到的所述实际体积流量，计算所述第一组分气体中各钢瓶气的气体浓度是否达到预设浓度范围。
也就是说，通过测量气体的实际体积流量，来计算组分气体中稀释后的钢瓶气的气体浓度是否达到了预设浓度范围。
由于不同气体通过质量流量控制器时可能会存在对应的误差，因此，为了提高气体流量控制的准确率，本发明实施例中，气体动态稀释配气方法还需执行对应的气体流量的误差校正操作。
在一个实施例中，所述气体动态稀释配气方法可以通过如下技术手段进行误差校正：
根据质量流量控制器上检测到的气体质量流量，计算所述第一组分气体中各气体的理论体积流量；
将所述理论体积流量与所述实际体积流量进行比对，识别是否存在流量误差；
若存在流量误差，则通过控制设置在气体管道上的开关阀来控制钢瓶气和/或零气的流量，纠正实际体积流量与理论体积流量之间的误差。
通过将质量流量控制器控制的气体质量流量换算为理论上对应的气体体积流量，进而将理论体积流量与测量得到的实际体积流量进行比对，即可对存在流量误差的气体进行校正。在校正气体体积流量之间的误差时，可以通过控制设置在气体管道上的开关阀来控制钢瓶气和/或零气的流量来实现。
在一个实施例中，该气体动态稀释配气方法在整个被执行的过程中，利用质量流量控制器实时监测整个过程中各个气体管道对应的零气压力或钢瓶气压力或组分气体压力，当监测到任意一个气体管道的气体压力达到预警压力范围时，启动预警操作。
基于图1所述实施例的描述，如图2所示，图2是本发明气体动态稀释配气方法对应的一种实施方式的原理图；本发明实施例中，标准气体以co、co2、nox、c3h8和c4h8为例进行描述，零气以清洁后的空气为例进行描述。
标准气体中co、co2、nox、c3h8和c4h8各自按照预设比例，以500ml/min的体积流量输入至一级混合器进行混合后，将通过水分离、过滤器后得到的作为零气的清洁空气进行混合，得到第一组分气体。在第一组分气体符合要求的情况下，通过关闭转向阀，直接输出第一组分气体。
进一步地，为了使得目标气体的浓度更准确，将位于第一组分气体输出管道上的清洗截止阀执行多次开关操作，直至流动路径通过体积至少为其容积10倍的气体，如图2所示的5000ml气体，如此一来，可以使得位于组气钢瓶内的组分气体的进气管路得到彻底清洗，减少吸附，提高目标气体浓度的准确度。
在第一组分气体不符合要求的情况下，通过开启转向阀，将输出的第一组分气体与通过一级混合器之后输出的钢瓶气组分气体，输入二级混合器，得到符合要求的第二组分气体，并将得到的符合要求的第二组分气体作为目标气体进行输出。
在一个实施例中，所述将通过一级混合器后的所述钢瓶气组分气体，与零气进行混合后，得到第一组分气体；识别所述第一组分气体的气体浓度是否达到预设浓度范围；包括：
基于第一质量流量控制器将所述钢瓶气组分气体输入混合腔室，同时，基于第二质量流量控制器将零气输入所述混合腔室；
在所述钢瓶气组分气体和所述零气输入所述混合腔室的过程中，周期性地按照预设计算方法计算第一组分气体对应的误差度，当所述误差度等于或者小于预设误差度时，确认所述第一组分气体的气体浓度达到预设浓度范围，继续保持所述第一质量流量控制器、第二质量流量控制器的当前工作状态；当所述误差度大于预设误差度时，确认所述第一组分气体的气体浓度未达到预设浓度范围，根据所述误差度调整所述第一质量流量控制器的工作参数和/或所述第二质量流量控制器的工作参数，使得下一个周期或者下下个周期相应的所述误差度等于或小于预设误差度；
所述预设计算方法，包括以下公式(1)、公式(2)、公式(3)：
其中，所述δd为当前周期相应的所述误差度；所述ρ0为所述预设浓度范围中的一浓度值；所述ρ1为所述当前周期内所述零气输入所述混合腔室的气体流量；所述μ1为所述零气的比重；所述ε1为预设的所述零气对应的流量系数，取值为[2,4]；所述s1为当前周期内所述第二质量流量控制器对应的阀门的调节流速部件处的流通面积；所述t1为当前周期内所述第二质量流量控制器对应的阀门的调节流速部件处的温度；所述g为重力加速度；所述δ1为预设的所述零气对应的常数，取值为[2,3]；所述p1为当前周期内所述第二质量流量控制器进口处的压力；所述δp1为所述p1与预设的基准压力值之间的差值，所述预设的基准压力值为1～1.5个大气压；
所述ρ2为所述当前周期内所述钢瓶气组分气体输入所述混合腔室的气体流量；所述μ2为所述钢瓶气组分气体的比重；所述ε2为预设的所述钢瓶气组分气体对应的流量系数，取值为[2,4]；所述s2为当前周期内所述第一质量流量控制器对应的阀门的调节流速部件处的流通面积；所述t2为当前周期内所述第一质量流量控制器对应的阀门的调节流速部件处的温度；所述δ2为预设的所述钢瓶气组分气体对应的常数，取值为[2,3]；所述p1为所述当前周期内第一质量流量控制器进口处的压力；所述δp2为所述p2与预设的基准压力值之间的差值。
有益效果：利用上述算法可以快速准确地将混合后气体即第一组分气体的浓度达到预设浓度范围，对于需要实时使用混合后气体的场景来说，该技术方案能够实现实时进行混合气体的同时就能够同时开始使用混合后气体，加快了使用速度。
本发明气体动态稀释配气方法，基于质量流量控制器，采用闭环模糊控制技术，按照预设钢瓶气比例，控制至少一路钢瓶气管道输出与该钢瓶气相匹配的预设比例流量的钢瓶气；按照预设零气比例，控制输出预设零气比例流量的零气；将输出的所述钢瓶气与零气进行混合后输出；达到了气体动态稀释并配置出所需浓度的目标气体的目的，提高了响应速度和气体流量控制的准确率。
基于图1和图2所述实施例的描述，本发明还提供了一种气体动态稀释配气装置，该气体动态稀释配气装置可以实施所述的气体动态稀释配气方法；如图3所示，图3是本发明气体动态稀释配气装置的一种实施方式的功能模块示意图，在图3所述实施例中，仅仅从功能上划分，所述气体动态稀释配气装置包括：质量流量控制器100与配气模块200；所述质量流量控制器100根据控制指令，控制所述配气模块200执行如下操作：
根据所述质量流量控制器的控制指令，采用闭环模糊控制技术，按照预设钢瓶气比例，控制至少一路钢瓶气管道输出与该钢瓶气相匹配的预设比例流量的钢瓶气；
按照预设零气比例，控制输出预设零气比例流量的零气；
将输出的所述钢瓶气与零气进行混合后输出。
在一个实施例中，所述配气模块200用于：
按照预设零气比例，将零气进行水分离处理并经过滤器后，控制输出预设零气比例流量的零气。
在一个实施例中，所述配气模块200用于：
当包含多路钢瓶气时，按照所述预设钢瓶气比例，通过多路标气输入接口，同时控制每一路钢瓶气管道按照所述预设钢瓶气比例，分别输出对应流量的钢瓶气；
将输出的每一路钢瓶气通过一级混合器进行气体混合后，得到钢瓶气组分气体并输出；将通过一级混合器后的所述钢瓶气组分气体，与零气进行混合后，得到第一组分气体；
识别所述第一组分气体的气体浓度是否达到预设浓度范围；
若所述第一组分气体的气体浓度达到预设浓度范围，则将所述第一组分气体输出；
若所述第一组分气体的气体浓度没有达到预设浓度范围，则通过控制转向阀，将所述钢瓶气组分气体与所述第一组分气体再次进行混合，直至得到符合所述预设浓度范围的第二组分气体。
在一个实施例中，所述配气模块200用于：
测量所述第一组分气体中各钢瓶气的实际体积流量；
根据测量得到的所述实际体积流量，计算所述第一组分气体中各钢瓶气的气体浓度是否达到预设浓度范围。
在一个实施例中，所述配气模块200用于：
根据质量流量控制器上检测到的气体质量流量，计算所述第一组分气体中各气体的理论体积流量；
将所述理论体积流量与所述实际体积流量进行比对，识别是否存在流量误差；
若存在流量误差，则通过控制设置在气体管道上的开关阀来控制钢瓶气和/或零气的流量，纠正实际体积流量与理论体积流量之间的误差。
在一个实施例中，所述质量流量控制器100用于：
实时监测整个过程中各个气体管道对应的零气压力或钢瓶气压力或组分气体压力；
若监测到任意一个气体管道的气体压力达到预警压力范围时，启动预警操作。
本发明气体动态稀释配气装置，基于质量流量控制器，采用闭环模糊控制技术，按照预设钢瓶气比例，控制至少一路钢瓶气管道输出与该钢瓶气相匹配的预设比例流量的钢瓶气；按照预设零气比例，控制输出预设零气比例流量的零气；将输出的所述钢瓶气与零气进行混合后输出；达到了气体动态稀释并配置出所需浓度的目标气体的目的，提高了响应速度和气体流量控制的准确率。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
1.一种气体动态稀释配气方法，其特征在于，所述配气方法包括：
基于质量流量控制器，采用闭环模糊控制技术，按照预设钢瓶气比例，控制至少一路钢瓶气管道输出与该钢瓶气相匹配的预设比例流量的钢瓶气；
按照预设零气比例，控制输出预设零气比例流量的零气；
将输出的所述钢瓶气与零气进行混合后输出。
2.如权利要求1所述的气体动态稀释配气方法，其特征在于，所述按照预设零气比例，控制输出预设零气比例流量的零气，包括：
按照预设零气比例，将零气进行水分离处理并经过滤器后，控制输出预设零气比例流量的零气。
3.如权利要求1所述的气体动态稀释配气方法，其特征在于，所述按照预设钢瓶气比例，控制至少一路钢瓶气管道输出与该钢瓶气相匹配的预设比例流量的钢瓶气，包括：
当包含多路钢瓶气时，按照所述预设钢瓶气比例，通过多路标气输入接口，同时控制每一路钢瓶气管道按照所述预设钢瓶气比例，分别输出对应流量的钢瓶气；
将输出的每一路钢瓶气通过一级混合器进行气体混合后，得到钢瓶气组分气体并输出。
4.如权利要求3所述的气体动态稀释配气方法，其特征在于，所述将输出的所述钢瓶气与零气进行混合后输出，包括：
将通过一级混合器后的所述钢瓶气组分气体，与零气进行混合后，得到第一组分气体；
识别所述第一组分气体的气体浓度是否达到预设浓度范围；
若所述第一组分气体的气体浓度达到预设浓度范围，则将所述第一组分气体输出；
若所述第一组分气体的气体浓度没有达到预设浓度范围，则通过控制转向阀，将所述钢瓶气组分气体与所述第一组分气体再次进行混合，直至得到符合所述预设浓度范围的第二组分气体。
5.如权利要求4所述的气体动态稀释配气方法，其特征在于，所述识别所述第一组分气体的气体浓度是否达到预设浓度范围，包括：
测量所述第一组分气体中各钢瓶气的实际体积流量；
根据测量得到的所述实际体积流量，计算所述第一组分气体中各钢瓶气的气体浓度是否达到预设浓度范围。
6.如权利要求4所述的气体动态稀释配气方法，其特征在于，所述将通过一级混合器后的所述钢瓶气组分气体，与零气进行混合后，得到第一组分气体；识别所述第一组分气体的气体浓度是否达到预设浓度范围；包括：
基于第一质量流量控制器将所述钢瓶气组分气体输入混合腔室，同时，基于第二质量流量控制器将零气输入所述混合腔室；
在所述钢瓶气组分气体和所述零气输入所述混合腔室的过程中，周期性地按照预设计算方法计算第一组分气体对应的误差度，当所述误差度等于或者小于预设误差度时，确认所述第一组分气体的气体浓度达到预设浓度范围，继续保持所述第一质量流量控制器、第二质量流量控制器的当前工作状态；当所述误差度大于预设误差度时，确认所述第一组分气体的气体浓度未达到预设浓度范围，根据所述误差度调整所述第一质量流量控制器的工作参数和/或所述第二质量流量控制器的工作参数，使得下一个周期或者下下个周期相应的所述误差度等于或小于预设误差度；
所述预设计算方法，包括以下公式(1)、公式(2)、公式(3)：
其中，所述δd为当前周期相应的所述误差度；所述ρ0为所述预设浓度范围中的一浓度值；所述ρ1为所述当前周期内所述零气输入所述混合腔室的气体流量；所述μ1为所述零气的比重；所述ε1为预设的所述零气对应的流量系数，取值为[2,4]；所述s1为当前周期内所述第二质量流量控制器对应的阀门的调节流速部件处的流通面积；所述t1为当前周期内所述第二质量流量控制器对应的阀门的调节流速部件处的温度；所述g为重力加速度；所述δ1为预设的所述零气对应的常数，取值为[2,3]；所述p1为当前周期内所述第二质量流量控制器进口处的压力；所述δp1为所述p1与预设的基准压力值之间的差值，所述预设的基准压力值为1～1.5个大气压；
所述ρ2为所述当前周期内所述钢瓶气组分气体输入所述混合腔室的气体流量；所述μ2为所述钢瓶气组分气体的比重；所述ε2为预设的所述钢瓶气组分气体对应的流量系数，取值为[2,4]；所述s2为当前周期内所述第一质量流量控制器对应的阀门的调节流速部件处的流通面积；所述t2为当前周期内所述第一质量流量控制器对应的阀门的调节流速部件处的温度；所述δ2为预设的所述钢瓶气组分气体对应的常数，取值为[2,3]；所述p1为所述当前周期内第一质量流量控制器进口处的压力；所述δp2为所述p2与预设的基准压力值之间的差值。
7.如权利要求5所述的气体动态稀释配气方法，其特征在于，所述气体动态稀释配气方法还包括：
根据质量流量控制器上检测到的气体质量流量，计算所述第一组分气体中各气体的理论体积流量；
将所述理论体积流量与所述实际体积流量进行比对，识别是否存在流量误差；
若存在流量误差，则通过控制设置在气体管道上的开关阀来控制钢瓶气和/或零气的流量，纠正实际体积流量与理论体积流量之间的误差。
8.一种气体动态稀释配气装置，其特征在于，所述配气装置包括质量流量控制器与配气模块；所述质量流量控制器根据控制指令，控制所述配气模块执行如下操作：
根据所述质量流量控制器的控制指令，采用闭环模糊控制技术，按照预设钢瓶气比例，控制至少一路钢瓶气管道输出与该钢瓶气相匹配的预设比例流量的钢瓶气；
按照预设零气比例，控制输出预设零气比例流量的零气；
将输出的所述钢瓶气与零气进行混合后输出。
9.如权利要求8所述的气体动态稀释配气装置，其特征在于，所述配气模块用于：
当包含多路钢瓶气时，按照所述预设钢瓶气比例，通过多路标气输入接口，同时控制每一路钢瓶气管道按照所述预设钢瓶气比例，分别输出对应流量的钢瓶气；
将输出的每一路钢瓶气通过一级混合器进行气体混合后，得到钢瓶气组分气体并输出；将通过一级混合器后的所述钢瓶气组分气体，与零气进行混合后，得到第一组分气体；
识别所述第一组分气体的气体浓度是否达到预设浓度范围；
若所述第一组分气体的气体浓度达到预设浓度范围，则将所述第一组分气体输出；
若所述第一组分气体的气体浓度没有达到预设浓度范围，则通过控制转向阀，将所述钢瓶气组分气体与所述第一组分气体再次进行混合，直至得到符合所述预设浓度范围的第二组分气体。
10.如权利要求8或9所述的气体动态稀释配气装置，其特征在于，所述质量流量控制器用于：
实时监测整个过程中各个气体管道对应的零气压力或钢瓶气压力或组分气体压力；
若监测到任意一个气体管道的气体压力达到预警压力范围时，启动预警操作。
技术总结