摘要：離子滲氮工藝對爐體內(nèi)壓強的控制要求比較高，本文設(shè)計了一種基于L298N芯片驅(qū)動直流電動機控制的氣體流量控制器，可用于控制反應(yīng)爐的抽氣氣體流量，提高了爐體壓強控制精度，降低了生產(chǎn)成本。

　　離子滲氮是在低溫等離子中進行的，低氣壓氣體在電場作用下使之電離，產(chǎn)生高能離子和高能中性原子，這些高能粒子可以改善滲層組織結(jié)構(gòu)和促進化學(xué)反應(yīng)過程，加速滲氮層的形成。離子滲氮是在輝光放電中進行，在離子滲氮過程中對爐體的壓強控制精度要求比較高，控制偏差幾十帕。根據(jù)帕邢定律：

　　其中：P為氣體壓強;

　　d為平行板電極間距離;

　　V為陰極二次電子發(fā)射系數(shù);

　　B為斯托列夫常數(shù);

　　A是常數(shù)。

　　對式（1）求導(dǎo)，可得出擊穿電壓表達式（2）：

　　由式（2）可知，擊穿電壓V與氣體壓強和d有關(guān)，而一般實驗中d是固定不變，因此離子滲氮對壓強控制極為重要。

　　流量計控制進氣口的氣體流量，當(dāng)進氣和抽氣流量平衡時，爐體壓強保持穩(wěn)定。由于爐體氣體泄露及其他干擾因素的影響，爐體壓強上下波動，系統(tǒng)偏離平衡態(tài)，嚴(yán)重時影響等離子工藝處理。我們采用普通直流電動機，通過L298N驅(qū)動直流電動機，由電動機通過減速桿帶動錐體轉(zhuǎn)動。當(dāng)錐體旋進時，抽氣機單位時間內(nèi)抽出氣體減少;旋出時，抽出氣體增多，從而使?fàn)t體內(nèi)的壓強穩(wěn)定在所需的值。爐體壓強的變化通過壓強傳感器測出并通過變送器，將氣體流量控制器送至反饋電壓。抽氣口采用電動真空蝶閥價格昂貴，如圖1所示。

　　圖1系統(tǒng)流量與壓強測控框圖

　　圖2L298N內(nèi)部功能模塊