一種雙組份氣體混合裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

袁佳煒 石復(fù)習(xí)

摘 要：該文介紹一種雙組份氣體精量混合裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，該裝置由氣體量取、壓強(qiáng)比較、氣體混合和控制系統(tǒng)4部分組成，其中混合缸最大容積為4L。該設(shè)計(jì)引入U(xiǎn)型管，利用連通器原理和等壓定容原理，實(shí)現(xiàn)氣體物質(zhì)量的等量計(jì)量，利用小截面放大原理，提高摩爾數(shù)計(jì)量精度；通過電動(dòng)推桿批次推送兩個(gè)進(jìn)氣缸內(nèi)氣體，實(shí)現(xiàn)氣體在混合缸內(nèi)成比例混合。該裝置可實(shí)現(xiàn)兩種氣體按比例精確混合，氣體混合比例誤差小于±3%。該裝置對(duì)雙組分氣體生物、化學(xué)反應(yīng)中，實(shí)現(xiàn)混合氣的組分精確配比具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：雙組份氣體 氣體計(jì)量 比例混合 裝置設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TH814 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）02（b）-0226-05

Abstract： This paper introduces an innovative design of a two-component gas precision mixing device， which is composed of four parts： gas measurement， pressure comparison， gas mixing and control system. The maximum volume of the mixing cylinder is 4L. In this design， the u-shaped tube is introduced to realize the equal measurement of gas mass by using the principle of equal pressure and equal height and the principle of constant pressure and constant volume， and the principle of small section amplification is used to improve the measurement accuracy of mole number. The gas in the two air cylinders is pushed through the batch of electric push rod， and the gas is proportionally mixed in the mixing cylinder. The device can realize the accurate mixing of two kinds of gases in proportion， and the error of gas mixing proportion is less than 3%. The device is of practical significance to realize the accurate mixture ratio in the biological and chemical reactions of multi-component gases.

Key Words： Two-component gas； Gas metering； Proportion mixing； Device design

雙組份氣體混合裝置是一種能將兩種氣體按一定比例混合的裝置。在工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生、食品工業(yè)、實(shí)驗(yàn)研究等領(lǐng)域，對(duì)雙組分氣體的高精度配比均有一定需求[1]，尤其在有關(guān)雙組份氣體的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，氣體精確配比往往是控制反應(yīng)進(jìn)程的關(guān)鍵性因素?，F(xiàn)有裝置主要包括3類：第一類是基于壓力法，即向集氣裝置中通入不同氣體的同時(shí)監(jiān)測(cè)氣壓變化，根據(jù)其差值實(shí)現(xiàn)多氣體比例混合。這種方法混合精度較高，但裝置繁瑣，需要應(yīng)用較高精度的壓力傳感器，配氣前混合缸的真空度有限，影響配氣精度[2]。第二類是基于流量法，即通過控制流量閥打開時(shí)間來(lái)控制氣體輸送量。這類裝置成本較低，效率較高，但混合精度有限，混合氣壓較低[3]。第三類是應(yīng)用氣動(dòng)比例閥調(diào)節(jié)多種氣體壓強(qiáng)，使之實(shí)現(xiàn)氣體按比例精確混合，此類裝置手段先進(jìn)，但氣動(dòng)比例閥價(jià)格昂貴，同時(shí)入口氣體壓力偏離常引起混合比例變化[4]。以上幾類氣體混合裝置各有其優(yōu)點(diǎn)，但其在混合精度的控制上，多依賴高精度壓力傳感器及高精度閥體，導(dǎo)致混合精度難以提升，限制了其在食品加工、實(shí)驗(yàn)研究等領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，亟待研究一種以物理方法控制配氣精度的雙組份氣體精量混合裝置。

該裝置通過兩等容活塞式進(jìn)氣缸實(shí)現(xiàn)兩種氣體進(jìn)氣；引入U(xiǎn)型管，利用連通器原理，通過控制U型管兩側(cè)液面高度一致，實(shí)現(xiàn)兩進(jìn)氣缸內(nèi)兩種氣體壓強(qiáng)統(tǒng)一，并利用等壓定容原理，實(shí)現(xiàn)兩種氣體摩爾量一致，顯著提高了氣體摩爾量的計(jì)量精度；以電動(dòng)推桿推動(dòng)進(jìn)氣缸活塞實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣缸內(nèi)氣體穩(wěn)定輸出；通過改變兩進(jìn)氣缸內(nèi)氣體向混合缸的推送次數(shù)，實(shí)現(xiàn)雙組份氣體靈活配比；混合缸采用排水法實(shí)現(xiàn)排氣、混氣和定量供氣，避免抽真空的繁瑣和抽真空不足引起的混合誤差。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、混合精度高、操作簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)兩種氣體在最大混合比例1∶7內(nèi)任意比例精確混合，氣體混合比例誤差小于±3%，對(duì)于有關(guān)雙組分氣體的生物、化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究[5]具有重要意義。

1 系統(tǒng)方案

1.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)

雙組份氣體混合裝置由左、右電動(dòng)推桿，左、右氣體量氣裝置，U型管壓強(qiáng)比較裝置，混合缸，水泵，水池，單向閥，節(jié)流閥，電磁閥，控制系統(tǒng)組成，如圖1所示。

其具體的工作過程分為5個(gè)階段：混合缸排氣階段、進(jìn)氣缸量氣階段、壓強(qiáng)比較階段、氣體混合階段、氣體排出階段。

混合缸排氣階段：開始工作時(shí)，先打開混合缸放氣口手動(dòng)閥、水泵口手動(dòng)閥，并開啟水泵，將水泵入混合缸中，將原有氣體從放氣口排出，當(dāng)水位上漲至裝滿混合缸時(shí)，關(guān)閉放氣口手動(dòng)閥，并關(guān)閉水泵口手動(dòng)閥，打開排水口手動(dòng)閥，排水口聯(lián)通一根玻璃管插入至混合缸底面5mm處，使之后氣體進(jìn)入時(shí)水方便流出。

氣體量取階段：左右壓縮瓶?jī)?nèi)兩種氣源打開進(jìn)氣。左、右進(jìn)氣缸均為無(wú)蓋圓柱體，進(jìn)氣前，活塞位于進(jìn)氣缸底部；進(jìn)氣后，活塞上的重物平衡氣壓力，使氣體推動(dòng)圓形蓋活塞逐漸上升；當(dāng)上升至頂端時(shí)觸動(dòng)行程開關(guān)，左、右進(jìn)氣口電磁閥關(guān)閉，左、右壓強(qiáng)比較口電磁閥打開，左、右進(jìn)氣缸內(nèi)氣體進(jìn)入U(xiǎn)型管。

壓強(qiáng)比較階段：U型管內(nèi)裝一定液體，當(dāng)兩側(cè)有壓力差時(shí)U型管兩側(cè)液位不同，液位較高一側(cè)的液位傳感器向控制器發(fā)送信號(hào)，通過控制進(jìn)氣口電磁閥短暫開閉，使壓強(qiáng)小的那邊進(jìn)一小股氣，不斷反復(fù)，當(dāng)傳感器一段時(shí)間兩邊都不響應(yīng)，則兩個(gè)進(jìn)氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)基本相等，左、右出氣口電磁閥開啟。

氣體混合階段：壓強(qiáng)比較完成后打開配置比例大的一側(cè)的出氣口手動(dòng)閥，按下該側(cè)電動(dòng)推桿開關(guān)，電動(dòng)推桿推動(dòng)該側(cè)活塞下行，使其氣體先充入混合缸，將液體從混合缸排水口壓出，完全充入后觸發(fā)行程開關(guān)，電動(dòng)推桿回收，同時(shí)關(guān)閉該側(cè)出氣口電磁閥，打開該側(cè)進(jìn)氣口電磁閥，重新充入氣體，如此循環(huán)，達(dá)到預(yù)定比例后，同時(shí)打開左、右出氣口手動(dòng)閥，按下左、右電動(dòng)推桿開關(guān)，使所有氣體進(jìn)行混合。混合缸內(nèi)水位隨著氣體進(jìn)入不斷降低，當(dāng)水位下降至據(jù)混合缸底10mm處的標(biāo)示線時(shí)，關(guān)閉排水口手動(dòng)閥，使液體不能流出，混合缸內(nèi)氣壓上升，溢流閥維持混合缸氣壓不超過最大氣壓。

氣體排出階段：打開混合缸排氣口手動(dòng)閥，并開啟水泵，由泵入混合缸中的液體將混合氣體排出，通過觀察液面與混合缸容積刻線，適時(shí)關(guān)停水泵實(shí)現(xiàn)定量供氣。

1.2 控制系統(tǒng)

氣體比例混合裝置控制系統(tǒng)由控制器、電磁閥、行程開關(guān)、液位傳感器、LED燈、電動(dòng)推桿、繼電器、開關(guān)電源等組成（見圖2）。

控制器是STC公司的STC89C52控制器，其成本較低，低功耗、高性能，具有512字節(jié)RAM，32位I/O口線，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，能滿足控制器對(duì)各外設(shè)的控制需求[6]。

行程開關(guān)被觸發(fā)時(shí)，向控制器傳送位置檢測(cè)信號(hào)，使控制器向電磁閥和電動(dòng)推桿發(fā)出控制信號(hào)，利用繼電器，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)推桿換向和電磁閥開閉；液位傳感器被觸發(fā)時(shí)，向控制器傳送液位檢測(cè)信號(hào)，使控制器控制進(jìn)氣口電磁閥短暫開閉；當(dāng)液位傳感器不再發(fā)出信號(hào)時(shí)，控制器向LED燈發(fā)出控制信號(hào)，點(diǎn)亮LED燈，提示可以進(jìn)入加一階段。

2 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

雙組份氣體混合裝置的關(guān)鍵部件有左、右氣體量取裝置，U型管壓強(qiáng)比較裝置和混合缸，其結(jié)構(gòu)參數(shù)直接影響裝置性能。

2.1 氣體量取裝置設(shè)計(jì)

氣體量取裝置要求具有較好的氣密性；充氣、排氣速度均勻；考慮密封膠氣密性和快速接頭可靠性，調(diào)節(jié)裝置內(nèi)氣壓1.80bar；考慮實(shí)驗(yàn)室氣體用量和配氣比例靈活性，充氣量取0.5L。為滿足以上要求，設(shè)計(jì)氣體量取裝置由進(jìn)氣缸，活塞，上、下行程開關(guān)，重物，溢流閥組成。左右兩個(gè)進(jìn)氣缸的體積相同，有效容積為0.5L；材料為5mm有機(jī)玻璃，承壓大于2bar；兩個(gè)溢流閥的設(shè)定壓強(qiáng)相同，可以初步控制兩進(jìn)氣缸內(nèi)壓強(qiáng)為1.81bar；活塞上壓重物以限制氣體充滿氣缸的速度；理論上來(lái)講每次量取的左右氣體比例都為1∶1，只需改變氣體缸充氣次數(shù)即可控制混合比例。一側(cè)氣體量取裝置結(jié)構(gòu)如圖3所示。

進(jìn)氣口由進(jìn)氣口電磁閥控制，壓強(qiáng)比較口由壓強(qiáng)比較口電磁閥控制由，出氣口由出氣口手動(dòng)閥和出氣口電磁閥一同控制。進(jìn)氣口、出氣口、比較口分別用于實(shí)現(xiàn)氣體進(jìn)入進(jìn)氣缸，排出進(jìn)氣缸，進(jìn)入U(xiǎn)型管比較裝置；溢氣口用于配合溢流閥，壓強(qiáng)過高時(shí)排出氣體；活塞與進(jìn)氣缸筒壁配合，形成體積可變的密閉氣室；重物用于控制活塞上升速度；上、下行程開關(guān)用于判斷活塞位置，向控制器傳輸位置信息，控制電磁閥和電動(dòng)推桿；行程開關(guān)觸發(fā)點(diǎn)用于當(dāng)活塞到達(dá)進(jìn)氣缸頂端及底端時(shí)，使行程開關(guān)觸發(fā)。

2.1.1 活塞設(shè)計(jì)

活塞的尺寸對(duì)于氣體量取裝置氣密性有重要影響，尺寸過小易造成氣密性不足，尺寸過大易使摩擦阻力過大，影響活塞上下行運(yùn)動(dòng)，故要求活塞和密封圈能夠與進(jìn)氣缸緊密配合，同時(shí)活塞可以靈活上下運(yùn)動(dòng)。

活塞結(jié)構(gòu)如圖4所示。

考慮有效充氣體積0.5L，密封圈尺寸應(yīng)較小以加強(qiáng)裝置氣密性，依據(jù)密封圈標(biāo)準(zhǔn)，采用O型密封圈60×2.65，-A-N-GB/T3452.1-2005（內(nèi)徑為60mm，截面直徑為2.65mm）嵌入活塞。依據(jù)活塞與O型密封圈配合標(biāo)準(zhǔn)及缸體與O型密封圈配合標(biāo)準(zhǔn)[7]，活塞直徑取63mm，卡槽深1.5mm，寬3.8mm，進(jìn)氣缸內(nèi)徑64.14mm；考慮活塞在進(jìn)氣缸內(nèi)平衡性和間隙[8]，依據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，得活塞高為：

hb=（0.6-1.0）×d （1）

其中，d為進(jìn)氣缸內(nèi)徑（mm）。

計(jì)算得hb=60mm，密封圈卡槽位于活塞中部。

O型圈彈性模量7.8MPa，泊松系數(shù)約為0.2，與缸體配合情況下密封圈外徑64.14mm，線徑2.65mm，缸體取用有機(jī)玻璃材料，密封圈與缸體壁摩擦系數(shù)干摩擦下為0.6～0.9，油潤(rùn)滑下位0.3。由此可得，O型密封圈摩擦力為：

Ff=0.19×π×π×f×e×E×d×d/1-μ×μ[7] （2）

其中，E為O型圈彈性模量（MPa）；

μ為O型圈泊松系數(shù)；

e為收縮率；

d為密封圈外徑（mm）；

d為密封圈線徑（mm）；

f為密封圈與進(jìn)氣缸壁之間的摩擦系數(shù)。

計(jì)算得（干摩擦）Ff=385.17-577.76N。（油潤(rùn)滑）Ff=192.59N。

依據(jù)氣缸內(nèi)的氣體經(jīng)過減壓閥后，壓力達(dá)到1.80bar，進(jìn)氣缸半徑由密封環(huán)確定為30.69mm。由此可得，進(jìn)氣缸內(nèi)氣壓力為：

F=P×π×r×r （3）

其中，p為進(jìn)氣缸內(nèi)氣壓（bar）；

r為進(jìn)氣缸半徑（mm）。

計(jì)算得F=532.70N，大氣壓力Fb=295.94N。

若電動(dòng)推桿選取YS-NZ150，額定電壓12V，推動(dòng)力1000N，推程200mm，速度12mm/s，由此可得，下行推動(dòng)力為：

F推=Fb+F電 （4）

其中，F(xiàn)b為大氣壓力（N）；

F電為電動(dòng)推桿推動(dòng)力（N）。

計(jì)算得F推=1295.94N。

進(jìn)氣缸內(nèi)氣壓力為532.70N，油潤(rùn)滑條件下O型密封圈摩擦力192.59N，由此可得下行阻力為：

F阻=F+Ff （5）

其中，F(xiàn)為進(jìn)氣缸內(nèi)氣壓力（N）；

Ff為O型密封圈摩擦力（N）。

計(jì)算得F阻=725.29N。

F推>F阻，在油潤(rùn)滑條件下，可以推動(dòng)活塞下行，滿足設(shè)計(jì)要求。

當(dāng)進(jìn)氣時(shí)，氣壓力需推動(dòng)活塞上行，由以上數(shù)據(jù)可得，上行推動(dòng)力與上行阻力之差為：

△F=F-Fb-Ff （6）

其中，F(xiàn)為進(jìn)氣缸內(nèi)氣壓力（N）；

Fb為大氣壓力（N）；

Ff為O型密封圈摩擦力（N）。

計(jì)算得△F=44.17N。

為平衡氣壓力，在活塞正中心處，固定一個(gè)平頭重物砝碼，取砝碼質(zhì)量4kg，基本平衡上行推動(dòng)力與上行阻力之差，以限制圓柱蓋活塞上升速度，滿足設(shè)計(jì)要求。

2.1.2 進(jìn)氣缸

要求左、右進(jìn)氣缸均為上開口空心圓柱體，有效體積V1均為0.5L，有效高度小于電動(dòng)推桿推程。依據(jù)所選O型密封圈尺寸，進(jìn)氣缸內(nèi)壁直徑d=64.14mm，則進(jìn)氣缸有效高度為：

h1=4×V1/π×d2， （7）

其中，V1為進(jìn)氣缸有效體積（L）；

d為進(jìn)氣缸內(nèi)壁直徑（mm）。

計(jì)算得h1=154.83mm，小于電動(dòng)推桿推程，滿足設(shè)計(jì)要求。

常規(guī)柱塞式行程開關(guān)高度24mm，活塞高70mm，由此可得，進(jìn)氣缸總高度為：

H=h1+ha+hb （8）

其中，h1為進(jìn)氣缸有效高度（mm）；

ha為柱塞式行程開關(guān)高度（mm）；

hb為活塞高（mm）。

計(jì)算得H=280mm。

行程開關(guān)固定位置如圖4所示，上方行程開關(guān)固定在活塞上部，在上升至距進(jìn)氣缸上部約24mm時(shí)觸發(fā)，下方行程開關(guān)固定在圓柱蓋活塞下部，在下降至距進(jìn)氣缸底部約24mm時(shí)觸發(fā)，左右行程開關(guān)由于安裝和器件本身存在的誤差，二者觸發(fā)距離最大誤差4mm，由此得，最大體積偏差為：

△V=π×d2×△h/4=0.114L， （9）

其中，d為進(jìn)氣缸內(nèi)壁直徑（mm）；

△h為觸發(fā)距離最大誤差（mm）。

計(jì)算得△V=0.114L，誤差率±2.3%。

2.2 U型管壓強(qiáng)比較裝置設(shè)計(jì)

壓強(qiáng)比較裝置要求調(diào)節(jié)兩進(jìn)氣缸內(nèi)氣壓基本一致，這是提高雙組份氣體混合精度的核心。為解決該問題，設(shè)計(jì)了U型管壓強(qiáng)比較裝置，由U型管，左、右液位傳感器，液體組成，U型管壓強(qiáng)比較裝置如圖5所示。

在兩進(jìn)氣缸比較口之間，連接一個(gè)裝有液體的U型管，左、右非接觸式液位傳感器固裝于U型管兩側(cè)略高于液面的位置，以檢測(cè)U型管兩側(cè)液面高度是否一致。

若一側(cè)壓強(qiáng)大則另一側(cè)液面升高，液面升高促使一側(cè)液位傳感器向控制器傳輸?shù)碗娖剑惯M(jìn)氣缸一側(cè)進(jìn)氣口電磁閥打開，經(jīng)試驗(yàn)確定延時(shí)0.3s后立即關(guān)閉，使壓強(qiáng)低的一側(cè)進(jìn)一部分氣以減小壓差，反復(fù)直至兩側(cè)氣壓平衡，傳感器不再觸發(fā)。

U型管內(nèi)液體取用25號(hào)絕緣油，密度895kg/m3，相比于水，相同壓差下液位變化更明顯。U型管比較裝置要求兩側(cè)最大壓差情況下，U型管內(nèi)液柱仍位于U型管頂部以下。

依據(jù)溢流閥初步控制進(jìn)氣缸氣壓，兩進(jìn)氣缸氣壓差△p不會(huì)超過0.01bar，由此可得，U型管預(yù)留液位高度為：

h'=△pp/（p×g）， （10）

其中，△p為兩進(jìn)氣缸氣壓差（bar）；

ρ為液體密度（kg/m3）；

g為重力加速度（m/s2）。

計(jì)算得h≈90mm，則U型管選取20×200mm的U型干燥管，絕緣油高度左右均為80mm，預(yù)留120mm液柱的壓強(qiáng)比較空間，滿足設(shè)計(jì)要求。

為滿足對(duì)U型管內(nèi)液面檢測(cè)的要求，取用非接觸式液位傳感器XKC-Y25-MC，通過檢測(cè)裝置前端發(fā)出的紅外束是否受到阻隔來(lái)檢測(cè)液位，最大觸發(fā)誤差0.5mm，當(dāng)液面觸及紅外束時(shí)，裝置向控制器傳一個(gè)低電平，控制一側(cè)進(jìn)氣口電磁閥短暫開啟。為避免液位傳感器因觸發(fā)點(diǎn)偏移始終觸發(fā)，非接觸式液位傳感器布置在U型管左、右82mm處，即液面向上2mm的位置，由此產(chǎn)生的最大誤差小于5mm液柱，由此可得，液柱引起氣壓誤差為：

△pmax=ρ×g△hmax （11）

其中，ρ為液體密度（kg/m3）；

g為重力加速度（m/s2）；

△hmax為最大液柱誤差（mm）。

計(jì)算得△pmax=44.75Pa進(jìn)氣缸內(nèi)壓強(qiáng)要求為1.80bar，誤差率0.025%。

2.3 混合缸設(shè)計(jì)

混合裝置要求具有較好氣密性；能夠滿足一般生物、化學(xué)實(shí)驗(yàn)氣體用量；能夠定量輸出混合氣體。為滿足該要求，設(shè)計(jì)了混合缸，混合缸結(jié)構(gòu)如圖6所示。

混合缸由缸體，溢氣口，排氣口，排水口，水泵口，左側(cè)、右側(cè)混合缸進(jìn)氣口組成。左側(cè)、右側(cè)混合缸進(jìn)氣口位于混合缸下部，以使進(jìn)氣缸內(nèi)氣體進(jìn)入混合缸；排氣口通過手動(dòng)閥控制以取用混合缸氣體；排水口下連玻璃管深入混合缸底部，用于在氣體進(jìn)入混合缸時(shí)方便水流回水池；放氣口由手動(dòng)閥控制，用于向混合缸中泵水時(shí)排出原有氣體；溢氣口接溢流閥，用于控制混合缸內(nèi)壓強(qiáng)不超過1.80bar；混合缸排出混合氣體時(shí)，除出氣口手動(dòng)閥、水泵手動(dòng)閥打開，其余閥門均關(guān)閉避免溢氣；混合缸充入混合氣體時(shí)，除排水口手動(dòng)閥打開，其余閥門均關(guān)閉；缸體標(biāo)有容積刻度，以定量輸出氣體。

混合缸氣壓需低于進(jìn)氣缸氣壓，進(jìn)氣缸有效容積0.5L，則混合缸可以接受合計(jì)8次輸入內(nèi)的任意整數(shù)比組分混合氣體。輸入最多8次，混合缸內(nèi)氣壓為1.80bar；輸入最少5次，混合缸內(nèi)氣壓為1.125bar。

依據(jù)一般實(shí)驗(yàn)用氣體量不大，混合缸設(shè)計(jì)最大容積V2=4L；材料為5mm有機(jī)玻璃，承受壓強(qiáng)大于2bar；要求混合缸氣壓大于混合缸內(nèi)液柱壓強(qiáng)，依據(jù)混合缸內(nèi)最小氣壓1.125bar，大氣壓1.01bar，得氣壓差為：

△p=pmin-pb （12）

其中，pmin為混合缸內(nèi)最小氣壓（bar）；

pb為大氣壓強(qiáng)（bar）。

計(jì)算得△p=0.124bar，則混合缸最大高度為：

h=△p/（ρ×g）， （13）

其中，△p為氣壓差（bar）；

ρ為液體密度（kg/m3）；

g為重力加速度（m/s2）。

計(jì)算得h=1.24m，依據(jù)混合缸穩(wěn)定性和裝置總體尺寸，取混合缸高h(yuǎn)2=150mm，由此得混合缸底面直徑。

（14）

其中，V2為混合缸設(shè)計(jì)最大容積（L）；

h2為混合缸高（mm）。

計(jì)算得D=184.3mm。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)雙組份氣體精確比例混合的需求，設(shè)計(jì)的雙組份氣體混合裝置有以下幾點(diǎn)創(chuàng)新。

（1）氣體比例混合裝置利用相同壓強(qiáng)下U型管兩側(cè)液面等高原理，配合液位傳感器，對(duì)與之相連的兩等容進(jìn)氣缸進(jìn)行壓強(qiáng)調(diào)節(jié)。

（2）氣體比例混合裝置通過恒壓條件下對(duì)等容進(jìn)氣缸內(nèi)氣體的批次推送和分批計(jì)量，實(shí)現(xiàn)了氣體的混合比例控制。

（3）該裝置無(wú)需高精度電子設(shè)備和閥體，較好滿足了雙氣體的低成本精量混合要求，為食品工業(yè)及有關(guān)雙組份氣體反應(yīng)的生物、化學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了便利。

綜上所述，該研究設(shè)計(jì)的創(chuàng)新型雙組份氣體混合裝置實(shí)用性強(qiáng)、易于操作、混合精度高、成本低，在食品工業(yè)和氣體混合相關(guān)實(shí)驗(yàn)中都具有較好的應(yīng)用前景。

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