基于L298N芯片对离子渗氮中压强的控制_0

2019-06-10 11:29

  摘要:离子渗氮工艺对炉体内压强的控制要求比较高,本文设计了一种基于L298N芯片驱动直流电动机控制的气体流量控制器,可用于控制反应炉的抽气气体流量,提高了炉体压强控制精度,降低了生产成本。

  1、离子渗氮理论

  离子渗氮是在低温等离子中进行的,低气压气体在电场作用下使之电离,产生高能离子和高能中性原子,这些高能粒子可以改善渗层组织结构和促进化学反应过程,加速渗氮层的形成。离子渗氮是在辉光放电中进行,在离子渗氮过程中对炉体的压强控制精度要求比较高,控制偏差几十帕。根据帕邢定律:

  基于L298N芯片对离子渗氮中压强的控制

  其中:P为气体压强;

  d为平行板电极间距离;

  V为阴极二次电子发射系数;

  B为斯托列夫常数;

  A是常数。

  对式(1)求导,可得出击穿电压表达式(2):

  基于L298N芯片对离子渗氮中压强的控制

  由式(2)可知,击穿电压V与气体压强和d有关,而一般实验中d是固定不变,因此离子渗氮对压强控制极为重要。

  2、系统流量与压强测控框图

  流量计控制进气口的气体流量,当进气和抽气流量平衡时,炉体压强保持稳定。由于炉体气体泄露及其他干扰因素的影响,炉体压强上下波动,系统偏离平衡态,严重时影响等离子工艺处理。我们采用普通直流电动机,通过L298N驱动直流电动机,由电动机通过减速杆带动锥体转动。当锥体旋进时,抽气机单位时间内抽出气体减少;旋出时,抽出气体增多,从而使炉体内的压强稳定在所需的值。炉体压强的变化通过压强传感器测出并通过变送器,将气体流量控制器送至反馈电压。抽气口采用电动真空蝶阀价格昂贵,如图1所示。

  基于L298N芯片对离子渗氮中压强的控制

  图1系统流量与压强测控框图

  3、L298N芯片介绍

  基于L298N芯片对离子渗氮中压强的控制

  图2L298N内部功能模块

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