气体混配器作为精确混合多种气体的关键设备，广泛应用于工业制造、科研实验、医疗等领域。其调试过程需兼顾安全性、准确性与稳定性，以下从准备阶段到功能验证，系统阐述调试要点。
一、调试前准备
1. 环境与设备检查
- 环境要求：确保调试区域通风良好，远离火源与热源，温度控制在5-35℃(避免气体膨胀或冷凝)。
- 工具准备：高精度压力表、流量计、肥皂水或电子检漏仪、可调式气源(含氮气、压缩空气等惰性气体)、防爆扳手及防静电装备。
- 技术资料：核对设备说明书、气体兼容性表(如氢气与氯气不可混用)及安全数据表(MSDS)。
2. 系统吹扫与预清洗
- 使用惰性气体(如氮气)对管路进行吹扫，清除制造残留物(如金属碎屑、油污)，吹扫时间≥10分钟，直至出口无杂质。
- 若混配器接触腐蚀性气体(如Cl₂、NH₃)，需用酸性或碱性溶液清洗管路，后用清水冲洗并干燥。
二、硬件安装与参数设置
1. 气路连接与密封性测试
- 管路装配：按气流方向逐级连接气源、过滤器、电磁阀、质量流量控制器(MFC)、混合腔体，避免交叉污染。
- 密封检测：加压至1.2倍工作压力，涂抹肥皂水或喷洒检漏液，保压5分钟无气泡为合格。
2. 控制参数初始化
- 流量标定：通过标准流量计或质量流量计校准功能，设置各通道气体的基准流量(如设定空气为20L/min，误差≤±1%)。
- 比例设定：根据目标混合比(如O₂:N₂=21%:79%)，在控制器中输入各气体流量权重，启用闭环反馈调节(PID参数初设为比例0.5、积分0.2、微分0)。
三、分阶段功能调试
1. 空载运行测试
- 断开混合腔体出口，启动设备，观察各电磁阀动作顺序(如开闭延迟≤0.5秒)、MFC响应速度(阶跃变化≤1秒)。
- 检查控制系统通信状态(如RS485/MODBUS信号是否正常)，触摸屏或上位机软件数据刷新频率≥1Hz。
2. 单气体流量验证
- 单独通入一种气体(如氩气)，调节流量至量程上限(如100L/min)，对比实际值与设定值偏差(允许±2%FS)。
- 记录不同压力下(如5-10bar)流量波动情况，修正MFC补偿系数。
3. 多气体混合精度测试
- 静态混合实验：固定总流量(如50L/min)，调整各气体比例(如CH₄:CO₂=30%:70%)，用红外气体分析仪检测出口浓度，误差应<±1.5%。
- 动态响应测试：突变设定值(如将O₂比例从21%提升至30%)，记录系统达到新稳态的时间(应≤30秒)。
四、安全联锁与报警验证
1. 超限保护功能
- 人为设置过压(如超过额定压力15%)、欠流(如某通道流量低于10%设定值)、过热(传感器温度>80℃)故障，检查声光报警是否触发，紧急切断阀是否关闭。
- 模拟断电恢复后，验证系统是否自动重启并保留原参数设置。
2. 泄漏应急处理
- 在混合腔体或管路接口处引入微量泄漏(如释放少量氦气)，检测泄漏报警阈值(通常≤5%LEL)，联动排风装置启停。
五、性能优化与记录
1. 参数微调
- 根据测试数据优化PID参数：比例增益提高至0.7可加快响应，积分时间缩短至0.1秒减少稳态误差。
- 对高活性气体(如硅烷)，增设吹扫程序(如每次关机后通入氮气5分钟)。
2. 长期稳定性监测
- 连续运行72小时，每1小时记录一次混合精度与设备状态，绘制流量波动曲线(峰值偏差应<3%)。
3. 文档化管理
- 编制调试报告，包含设备型号、气体种类、标定数据、故障处理记录及维护建议(如每月校准MFC)。
六、常见异常与解决
- 混合比例偏差：检查MFC零点漂移，重新校准；确认气体供应压力稳定(波动<±5%)。
- 电磁阀误动作：排查电磁干扰源，加装滤波器或屏蔽层。
- 传感器失效：更换电化学传感器(如检测H₂S)时需执行归零校准。
当前位置：
地址：上海自由贸易试验区富特东三路526号1幢2层A1、A4部位
邮箱：mocon.china@ametek.com