气体压力调节方法与相关技术

本技术公开了一种气体压力调节方法，应用于气体压力调节系统，系统包括：气源、增压泵、两通电磁阀、液体压力控制器、三通电磁阀以及控制系统，判断目标压力是否大于调节系统当前输出压力；若是，在当前输出压力高于气体临界压力时，利用液压控制器将当前输出压力调节至目标压力；在当前输出压力和目标压力均低于气体临界压力时，将液体压力控制器中的压力调至目标压力的第一预设数量倍，再将当前输出压力调节至目标压力。

在当前输出压力低于临界压力，目标压力高于气体临界压力时，将液体压力控制器中的压力调节至临界压力以上，然后将气体压力调节系统的当前输出压力调节至目标压力。

应用本技术实施例，可以实现液体压力的跨液化点调节。

技术要求
1.一种气体压力调节方法，其特征在于，应用于气体压力调节系统，所述系统包括：气源、增压泵、两通电磁阀、液体压力控制器、三通电磁阀以及控制系统，其中，所述气源、所述增压泵、所述两通电磁阀、所述液体压力控制器、所述三通电磁阀依次连接；
所述两通电磁阀、所述液体压力控制器、所述三通电磁阀均与控制电脑通讯连接；
所述方法包括：
使用所述增压泵将增压泵与两通电磁阀之间的压力提升至气体临界压力的设定数量倍；
再获取目标压力，并根据所述目标压力以及所述气体压力调节系统当前输出压力，判断
所述目标压力是否大于所述气体压力调节系统的当前输出压力；
若是，在所述当前输出压力高于所述气体的临界压力时，直接利用所述液体压力控制器将液化的气体压力调节至所述目标压力；在所述当前输出压力和目标压力均低于所述气体的临界压力时，开启所述两通电磁阀，将所述液体压力控制器中的压力调节至所述目标压力的第一预设数量倍，然后，利用所述液体压力控制器将所述气体压力调节系统的当前输出压力调节至所述目标压力；在当前输出压力低于临界压力，而目标压力高于气体临界压力时，打开所述两通电磁阀，使用增压泵将液体压力控制器中的压力调节至临界压力以上至第一设定压力，然后利用液体压力控制器将当前输出压力调节至目标压力，其中，所述第一预设数量小于1，且第一预设数量与所述目标压力之积位于所述液体压力控制器的调压范围内。

2.一种气体压力调节方法，其特征在于，在所述判断所述目标压力是否大于所述气体压力调节系统的当前输出压力的判断结果为否的情况下，所述方法还包括：
在所述目标压力高于所述气体临界压力时，利用所述液体压力控制器将所述气体压力调节系统的当前输出压力调节至所述目标压力；在所述目标压力低于所述气体临界压力，且所述目标压力与第二预设数量之积高于所述气体临界压力时，开启所述三通电磁阀将所述液体压力控制器中的压力泄压至所述气体临界压力以下至第二设定压力，然后，利用所述液体压力控制器将所述气体压力调节系统的当前输出压力调节至所述目标压力；在所述目标压力低于所述气体临界压力，且所述目标压力与第二预设数量之积低于所述气体临界压力时，开启所述三通电磁阀，将所述液体压力控制器的压力降至所述目标压力与第二预设数量之积处，利用所述液体压力控制器将所述气体压力调节系统的当前输出压力调节至所述目标压力，其中，所述第二预设数量大于1，且第二预设数量与所述目标压力之积位于所述液体压力控制器的调压范围内。

3.根据权利要求1所述的一种气体压力调节方法，其特征在于，所述气源为二氧化碳气源。

技术说明书
一种气体压力调节方法
技术领域
本技术涉及一种压力调节方法，更具体涉及一种气体压力调节方法。

背景技术
提高压力控制精度需要依托压力控制器，目前压力控制器分为气体压力控制器和液体压力控制，分别针对介质为气态和液态时使用。

众所周知，当气体压力进一步提升到临界压力时，会变成液态。

例如，二氧化碳超临界压力值为7.4MPa，也就是说压力在7.4MPa 以下呈气体状态，压力在7.4MPa以上为液体状体。

为实现高精度压力控制，当介质处于气体状态时，需要用气体压力控制器；介质处于液体状态时，需要用液体压力控制器。

如果单纯用气体压力控制器的话，液体状态时精度不能保证(因为气体的压缩比很大，液体状态下，气体控制器的压缩活塞稍微运动就会引起液体压力很大变化)；如果仅用液体压力控制器的话，其有限的压缩范围不能使气体压力压缩至预定目标压力值。

技术人发现，由于液体压力控制器的压缩范围较小，无法使用液体压力控制器大范围调节气体的压力；而且气体压力控制器具有很大的压缩比，当介质转变为液态后，压缩活塞的轻微运动就会引起液体压力的巨大波动，无法保证液体状态时的压力精度。

因此，导致现有技术存在气体压力调节范围不能跨液化点实现压力调节的技术问题。

技术内容
本技术所要解决的技术问题在于提供了一种气体压力调节方法，以实现气体压力的跨液化点时的压力调节。

本技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
本技术实施例提供了一种气体压力调节方法，应用于气体压力调节系统，所述系统包括：气源、增压泵、两通电磁阀、液体压力控制器、三通电磁阀以及控制系统，其中，所述气源、所述增压泵、所述两通电磁阀、所述液体压力控制器、所述三通电磁阀依次连接；所述两通电磁阀、所述液体压力控制器、所述三通电磁阀均与控制电脑通讯连接；
所述方法包括：
使用所述增压泵将增压泵与两通电磁阀之间的压力提升至气体临界压力的设定数量倍；再获取目标压力，并根据所述目标压力以及所述气体压力调节系统当前输出压力，判断所述目标压力是否大于所述气体压力调节系统的当前输出压力；
若是，在所述当前输出压力高于所述气体的临界压力时，直接利用所述液体压力控制器将液化的气体压力调节至所述目标压力；在所述当前输出压力和目标压力均低于所述气体的临界压力时，开启所述两通电磁阀，将所述液体压力控制器中的压力调节至所述目标压力的第一预设数量倍，然后，利用所述液体压力控制器将所述气体压力调节系统的当前输出压力调节至所述目标压力；在当前输出压力低于临界压力，而目标压力高于气体临界压力时，打开所述两通电磁阀，使用增压泵将液体压力控制器中的压力调节至临界压力以上至第一设定压力，然后利用液体压力控制器将当前输出压力调节至目标压力，其中，所述第一预设数量小于1，且第一预设数量与所述目标压力之积位于所述液体压力控制器的调压范围内。

可选的，在所述判断所述目标压力是否大于所述气体压力调节系统的当前输出压力的判断结果为否的情况下，所述方法还包括：
在所述目标压力高于所述气体临界压力时，利用所述液体压力控制器将所述气体压力调节系统的当前输出压力调节至所述目标压力；在所述目标压力低于所述气体临界压力，且所述目标压力与第二预设数量之积高于所述气体临界压力时，开启所述三通电磁阀将所述液体压力控制器中的压力泄压至所述气体临界压力以下至第二设定压力，然后，利用所述液体压力控制器将所述气体压力调节系统的当前输出压力调节至所述目标压力；在所述目标压力低于所述气体临界压力，且所述目标压力与第二预设数量之积低于所述气体临界压力时，开启所述三通电磁阀，将所述液体压力控制器的压力降至所述目标压力与第二预设数量之积处，利用所述液体压力控制器将所述气体压力调节系统的当前输出压力调节至所述目标压力，其中，所述第二预设数量大于1，且第二预设数量与所述目标压力之积位于所述液体压力控制器的调压范围内。

可选的，所述气源为二氧化碳气源。

本技术相比现有技术具有以下优点：
应用本技术实施例，在当前输出压力和目标压力高于气体临界压力时，使用液体压力控制器将气体压力调节系统的当前输出压力调节至目标压力；在当前输出压力或目标压力低于气体临界压力时，利用电磁阀以及增压泵将液体压力控制器中的压力调节至液体压力控制器的调节范围内，然后利用液体压力控制器将气体压力调节系统的当前输出压力调节至目标压力，因此，可以通过液体压力控制器进行气体的跨液化点调节。

附图说明
图1为本技术实施例提供的一种气体压力调节方法的流程示意图；
图2为本技术实施例提供的一种气体压力调节方法的原理示意图；
图3为本技术实施例提供的一种气体压力调节系统的结构示意图。

具体实施方式
下面对本技术的实施例做详细说明，本实施例在以本技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。

图1为本技术实施例提供的一种气体压力调节方法的流程示意图；图2为本技术实施例提供的一种气体压力调节方法的原理示意图，图3为本技术实施例提供的一种气体压力调节系统的结构示意图。

如图1-3所示，应用于气体压力调节系统，所述系统包括：气源、增压泵、两通电磁阀、液体压力控制器、三通电磁阀以及控制系统，其中，所述气源、所述增压泵、所述两通电磁阀、所述液体压力控制器、所述三通电磁阀依次连接；所述两通电磁阀、所述液体压力控制器、所述三通电磁阀均与控制电脑通讯连接；
所述方法包括：
S101：使用所述增压泵将增压泵(内置高压存储罐)与两通电磁阀之间的压力提升至气体临界压力的设定数量倍；再获取目标压力，并根据所述目标压力以及所述气体压力调节系统的当前输出压力，判断所述目标压力是否大于所述气体压力调节系统的当前输出压力；在S101步骤的判断结果为是的情况下，执行S102步骤；在S101步骤的判断结果为否的情况下，执行S103步骤(图中未示出)；
例如，以二氧化碳气体为例，可以使用增压泵预先将增压泵与两通电磁阀之间的管道内的压力提升至12MPa，然后判断目标压力是否大于气体压力调节系统的当前输出压力，例如，我们的目标压力为10MPa，当前输出压力为6MPa，则执行S102步骤。

S102：在所述当前输出压力已高于所述气体临界压力时，利用所述液体压力控制器将自身中液化气体的压力调节至所述目标压力；在所述当前输出压力和目标压力均低于所述气体的临界压力时，需要开启所述两通电磁阀，使用增压泵将所述液体压力控制器中的压力调节至所述目标压力的第一预设数量倍，然后，利用所述液体压力控制器将所述气体压力调节系统的当前输出压力调节至所述目标压力；在所述当前输出压力低于气体临界压力，而目标压力高于气体临界压力时，开启所述两通电磁阀，使用增压泵将所述液体压力控制器内压力升至临界压力以上至第一设定压力，使气体液化后，利用所述液体压力控制器将所述气体压力调节系统的当前输出压力调节至所述目标压力，其中，所述第一预设数量小于1，且第一预设数量与所述目标压力之积位于所述液体压力控制器的调压范围内。

具体的，气源可以采用普通的二氧化碳气瓶；电动增压泵(如APC950型增压泵)，用于为气体压力调节系统提供一个较高压力环境源，可将二氧化碳气体加压至12兆帕左右，呈液体状体，增压泵精度1％；两通电磁阀和三通电磁阀就是市售的耐高压的电磁阀，可根据控制电脑的指令进行开关操作；压力控制器为液体压力控制器，系统自带高精度压力控制系统，精度优于万分之五；控制电脑为常规电脑，以二氧化碳气体为例，对本技术实施例的工作过程说明如下：
升压过程(目标压力高于当前输出压力的情况下)：
1、在当前输出压力为7.4MPa，或者当前输出压力高于7.4MPa以上时(介质呈液体状态)，就直接利用液体压力控制器来实现压力调节(精度为万分之五)。

2、在当前输出压力低于7.4MPa时(介质呈气体状态)，需要再判断目标压力是否大于气体的临界压力7.4MPa，若是，开启所述两通电磁阀，使用增压泵将所述液体压力控制器内压力升至第一设定压力如，7.5MPa，或者第一设定压力可以为气体临界压力的设定倍数处，如1.1倍，或者1.5倍等，使二氧化碳气体液化后利用液体压力控制器将所述气体压力调节系统的当前输出压力调节至所述目标压力。

原则上讲，第一设定压力可以高于目标压力，比如目标压力为7.41MPa，第一设定压力为7.5MPa也可以。

如果目标压力低于气体临界压力7.4MPa，需要开启所述两通电磁阀，使用增压泵将所述液体压力控制器中的压力调节至所述目标压力的第一预设数量倍，如90％，后关闭电磁阀，然后，利用所述液体压力控制器自带的调节系统将所述气体压力调节系统的当前输出压力调节至所述目标压力。

如果升压幅度较大时，可以按照上述方式处理。

可以理解的是升压幅度可以根据预先设定的幅度确定。

另外，如果仅是小幅度升压，当前输出压力已经在目标值的90％以内时，则不需要开启两通电磁阀，直接利用控制器调节至目标压力。

在实际应用中，如果连续多次小幅升压，当最后一次开启电磁阀时的输出压力小于目标压力值的90％时，系统将开启所述两通电磁阀，使用增压泵将所述液体压力控制器内压力升至最新目标压力的90％，然后，利用所述液体压力控制器自带的调节系统将所述气体压力调节系统的当前输出压力调节至所述目标压力。

如果需要连续小幅升压，比如从5.0MPa升到5.1MPa，5.1MPa升到5.2MPa；5.2MPa升到5.3MPa；判断最新的目标压力和最后一次开启两通电磁阀时压力的关系，再决定是否要打开两通电磁阀补充介质。

应用本技术图1所示实施例，在当前输出压力高于气体临界压力时，使用液体压力控制器将气体压力调节系统的当前输出压力调节至目标压力；在当前输出压力低于气体临界压力时，利用电磁阀以及增压泵将液体压力控制器中的压力调节至液体压力控制器的调节范围内，然后利用液体压力控制器将气体压力调节系统的当前输出压力调节至目标压力，因此，可以通过液体压力控制器进行气体的跨液化点调节。

另外，在本技术实施例中，由于液体压力控制器在自身的调节范围内的调节精度较高，在将当前输出压力调节至液体压力控制器的调节范围内后，可以实现气体在跨液化点调节过程中的高精度控制。

在本技术实施例的一种具体实施方式中，在所述判断所述目标压力是否大于所述气体压力调节系统的当前输出压力的判断结果为否的情况下，所述方法还包括：
S103(图中未示出)：在所述目标压力高于所述气体临界压力时，利用所述液体压力控制器将所述气体压力调节系统的当前输出压力调节至所述目标压力；在所述目标压力低于所述气体临界压力，且所述目标压力与第二预设数量之积高于所述气体临界压力时，开启所述三通电磁阀将所述液体压力控制器中的压力泄压至所述气体临界压力以下至第二设定压力，然后，利用所述液体压力控制器将所述气体压力调节系统的当前输出压力调节至所述目标压力；在所述目标压力低于所述气体临界压力，且所述目标压力与第二预设数量之积低于所述气体临界压力时，开启所述三通电磁阀，将所述液体压力控制器的压力降至所述目标压力与第二预设数量之积处，利用所述液体压力控制器将所述气体压力调节系统的当前输出压力调节至所述目标压力，其中，所述第二预设数量大于1，且第二预设数量与所述目标压力之积位于所述液体压力控制器的调压范围内。

降压过程(当前输出压力高于目标压力的情况下)：
1、当目标压力大于7.4MPa时(比如从20MPa下降至15MPa，介质呈液体状态)，可直接用液体压力控制器来实现调节。

2、当目标压力小于7.4MPa，且目标压力的第二预设数量倍小于气体临界压力时，先打开三通电磁阀泄掉部分二氧化碳以降低液压控制器内的压力至目标值的110％时关闭排气电磁阀，然后，启动压力控制器精确调节至目标压力。

另外，如果仅是小幅度降压，即当前输出压力已经低于目标值的110％以下时，则不需要开启三通电磁阀，直接利用液压控制器调节至目标压力。

如果连续多次小幅度降压时，当最后一次开启电磁阀时的输出压力大于最新目标压力的110％时，系统将开启所述三通电磁阀，使所述液体压力控制器内压力降至最新目标压力的110％后，利用所述液体压力控制器自带的调节系统将所述气体压力调节系统的当前输出压力调节至所述目标压力。

当目标压力小于7.4MPa，且目标压力的第二预设数量倍大于气体临界压力时，先打开三通电磁阀泄掉部分二氧化碳以降低液体压力控制器内的压力至第二设定压力，如
7.3MPa，然后，启动液体压力控制器来实现调节。

需要强调的是，当目标压力低于临界压力7.4MPa，但目标压力的110％大于临界压力7.4MPa时，还可以先将压力控制器内的压力降至临界压力以下，如7.3MPa，当介质确定为气体后启动压力控制器精确调节至目标压力。

由于，液体压力控制器运动范围有限，气体压缩比较大，如果不提前释放部分压力，可能运动到极限位置也降不到目标压力，因此，应用本技术实施例，可以进行跨液化点的压力精确调节。

在本技术实施例的一种具体实施方式中，所述气源为二氧化碳气源。

超临界二氧化碳微乳液作为一种新兴绿色溶剂，具有无毒性、无腐蚀性、化学惰性等优点，在分离提纯、化学反应和纳米材料制备等领域有潜在应用前景。

目前实验中合成超临界二氧化碳微乳液时，常用手动加压和单纯的电动增压泵进行加压，不仅费时费力，而且精度较低。

应用本技术实施例，可以实现对二氧化碳气体压力的大范围高精度调节。

以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。