重力称量炉

[size=4]电子天平是分析测试中不可或缺的称量工具，关于电子天平的使用除了电磁影响、恒温恒湿度、防震、防静电、定期校核外不知道大家对[color=#ff483f]天平距地面高度对称量结果的影响有没有考虑？[/color][/size][size=4]以下是刚从某产品通讯手册上看到有关重力对电子天平称量结果的影响。如下：[/size][size=4]称量现象[/size][size=4][/size][size=4]当称量的高度发生改变时，显示的称[/size][size=4]量值不同。例如：当称量时高度增加[/size][size=4]10米 (从建筑物的一楼移至四楼)，[/size][size=4]显示值将发生改变。[/size][size=4][/size][size=4]原因[/size][size=4][/size][size=4]如想确定物体的质量，天平测量位[/size][size=4]于地球与样品之间的作用力(即吸引[/size][size=4]力，又称重力)。此力主要取决于位[/size][size=4]置的纬度和海拔高度(与地球中心的[/size][size=4]距离)。[/size][size=4][/size][size=4]定理：[/size][size=4][/size][size=4]1. 砝码距离地心越远，则作用于其[/size][size=4]之上的重力越小。重量随着距离的[/size][size=4]增加而减小。[/size][size=4][/size][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/10/201010040912_248851_1719585_3.jpg[/img][size=4][/size][size=4]2. 位置距离赤道越近，则因地球自[/size][size=4]转而产生的离心加速度越大。离心加[/size][size=4]速度抵消吸引力(重力)。两极距离赤[/size][size=4]道最远，最接近地心。因此在两极，[/size][size=4]对砝码的作用力最大。[/size][size=4][/size][size=4]举例[/size][size=4][/size][size=4]如果200g的砝码在一楼准确显示为[/size][size=4]200.00000g，则在四楼(高出10米)[/size][size=4]的重量为：[/size][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/10/201010040913_248852_1719585_3.jpg[/img][size=4]对电子天平使用这么久是第一次考虑这个问题，不知道各位的实验室对这方面的影响（针对万分之一以上的）有没有考虑过？[/size]

纺织品实验室电子天平称量中影响因素的‘排除’纺织品实验室需要各种量程和精度的电子天平，它是纺织品检测是否准确的第一步，电子天平种类繁多，我们选择天平的首要条件就是要能满足我们日常工作的工作需要.首先选择合格的电子天平，电子技术的不断发展，电子天平的生产和使用已经很普遍了，这样的情况下很多小的厂家，有的根本没有生产电子天平资质的厂家也挤进这个市场，搞的是市场鱼龙混杂，所以我们在选择电子天平的时候，要进行仔细的甄别，不能只看价格，我们的消费习惯都是同等质量比价格，其实很多质量是外观上看不出来的，需要使用很多次才能发现，所以说有条件的纺织品实验室，最好买品牌的电子天平，这样的电子天平才有保障。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/12/201412120928_526851_2154459_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/12/201412120928_526852_2154459_3.jpg纺织品使用的天平买回来后首先要到计量单位，计量检定，用来验证电子天平是否可用，们能否满足使用要求，产品说明书及合格证只能作为参考，不能作为仪器质量的保证纺织品称量时天平的一般影响因素：1. 天平预热天平断电开机后至少要预热半小时以上，这样天平才能处在一个良好的工作状态，以免影响称量结果2.称重校准影响使用天平要定期校准，当然如果不嫌麻烦。每天都用标准砝码进行校正时最好的，然后记得每次都要调零去皮，因为很多原因，比如风吹，灰尘，都会显示不稳定的数值，养成每次使用前清零的好习惯，称量室最好把样品放在称盘中间，虽然理论上每个点的称量值都是一样的，但是称盘中间还是要稳定一些，另外称量时不能将手放进称量室，并用镊子取样3.周围环境影响如果天平放在天平室内，那么环境影响就比较小，一般天平室的设置都已经有效避免一些影响天平称量准确度的因素，但是纺织品实验室很多都是需要现场称量，现场测试的，很多都是放在试验现场，不在天平室，那么就需要注意天平放的位置，位置要固定，不能晃动，最好是整体的桌面，还有天平要固定，不能放在门口，门后，窗台等位置，不能放在阳光或者请灯光直射，不能处在风口或者取水处，潮湿的环境，空调不能直吹，天平周围不能放置杂物，或其他的塑料量筒，量杯或者泡沫等4.称重吸湿影响称重吸湿一般发生在环境太干燥或者太潮湿的环境中，虽然常温试验区的温湿度不能象天平室保持那么标准，稳定，但也要控制相对稳定的温湿环境，保持室内温度和纺织品称量时温度一致，不然样品的自吸湿会影响称量的准确定，进而有可能导致实验的失败5.静电影响一般情况下，静电对测试结果影响较大，而且不容易发现，一般的纺织品会产生静电，比如化学纤维的样品，特别是聚酯纤维的样品，成品如毛织品，化纤服装等，这样会导致重复性差实验室内的玻璃和塑料粉末都带静电，而且玻璃和塑料是试样时常用的物品，有些还是检测用具，那么就要避免天平周围放置这些物品。6. 磁性影响磁性大家都知道，磁性无处不在，所以就连仪器之间也可能会产生磁性，可以通过控制仪器摆放的密度，还可以通过校正来验证是否受磁性干扰，一般受磁性干扰的天平，天平的称盘的每个点称量的数值会不一样，就是称盘同一点，也会出现可重复性差7浮力影响液体称量时由于每种液体的密度不同，同样重量的液体体积也会不同，理论上会产生一定的浮力，虽然一般影响较小，但我们要知道浮力的存在8重力影响我们都知道重力加速度，在不同高度，由于重力的影响其速度是不同的，那么，电子天平放在不同高度，重力也会有所影响，比如有的实验室在一楼，有的在三楼，还有在四楼，有的的实验室有可能在六楼，或者更好层，那么这样的不同高度会受重力的影响，从而影响天平的准确度，因此建议实验室在二楼和三楼比较合适，一般情况下10米的高度就会有明显的影响注意：称量的样品如果需要容器时，要尽可能的使用小的称重容器，并避免塑料容器称重，并且容器是干燥冷却后的，要冷却至室温，称重时尽可能把防风罩开口开到最小

[align=center][b][size=18px]“你真的了解电子天平吗？”之——掌控称量的温度“魔力”[/size][/b][/align][align=center][size=14px][color=#808080]发布时间：2019-10-18[/color][/size] [size=14px][color=#808080]作者：[/color][/size] [size=14px][color=#808080]来源：奥豪斯[/color][/size] [size=14px][color=#808080]浏览：541[/color][/size][/align][color=#000000][font=微软雅黑] 在天平的称量中，还有一只无形的大手牢牢地掌控着称量的结果，这就是温度。本期小编将为你展现这只大手到底有哪些奇妙的魔力！[/font][/color][size=16px][color=#000000][font=微软雅黑][b]称量原理的问题[/b][/font][/color][/size][color=#000000][font=微软雅黑] 我们来走进电子天平的传感器内部，来一起探究温度是怎么影响称量的。[/font][/color][color=#000000][font=微软雅黑] 电子天平一般采用电磁力平衡传感器，其称量原理如下图所示：[/font][/color][align=center][color=#000000][font=微软雅黑][img]http://img48.chem17.com/9/20180412/636591441318908138333.jpg[/img][/font][/color][/align][color=#000000][font=微软雅黑] 电子天平在加载前，电磁力平衡传感器处于初始平衡状态。当被测物置于称量盘后，立柱和遮光板在被测物重力的作用下向下移动，光敏二级管D2检测到发光二极管D1发出的光，并产生电流信号，经过I/V变换电路、PID调节器，转变成与被测物重量相对应的电流并驱动动圈，在永磁体的磁场作用下，动圈产生向上的电磁力，使遮光片向上移动，D2输出的电流信号减小，直至遮光片重新回到初始平衡位置，D2的输出电流降为0。此时，动圈产生的电磁力F与被测物重力相当，即[/font][/color][color=#ff0000][font=微软雅黑][b]F=G=mg[/b][/font][/color][color=#000000][font=微软雅黑]，其中m为被测物体的质量，g为重力加速度。[/font][/color][color=#000000][font=微软雅黑] 同时，根据电磁力公式F=BLI sinθ，其中B为气隙磁场的磁感应强度，L为动圈（受力导线）的有效长度，I为动圈电流，θ为通电导体与磁场的夹角。由于传感器中动圈的规格尺寸已固定，所以其B和L均不再改变，而θ为90°，故sinθ=1，因此F 的大小与I成对应关系。综合之前的描述，即得出[/font][/color][color=#ff0000][font=微软雅黑][b]m=BLI / g[/b][/font][/color][color=#000000][font=微软雅黑]。[/font][/color][color=#000000][font=微软雅黑] 当温度恒定时，B和L是定值，g也是恒定值，则m与I成正比，通过检测动圈电流，就可以间接得到被测物体的质量。当环境温度变化或过流元件发热时，B和L均会发生改变，造成m与I不再成比例关系，使电子天平产生较大的非线性测量误差。[/font][/color][color=#000000][font=微软雅黑] 值得一提的是，当电子天平处于预热阶段时，随着内部温度升高，磁感应强度B会逐渐下降, 同时I也会减小，这样就导致电磁力F变小，天平失去平衡，因此示值会呈现正的单方向漂移。而天平只有经过充分预热，使磁钢达到热平衡，这一变化过程结束，天平才达到平衡，再利用去皮功能，使显示置零，此时天平才处于真正的可使用状态。[/font][/color][size=16px][color=#000000][font=微软雅黑][b]操纵天平的无形之手[/b][/font][/color][/size][color=#000000][font=微软雅黑] 电子天平会根据所在的环境而发生变化的，正常情况下，不同度级别的天平对温度范围和温度波动度的要求各不相同，度级别越高，对环境温度的要求就越苛刻。根据国家标准的相关规定，电子天平的正常工作条件需要满足以下表格的具体要求：[/font][/color][align=left][img=,673,229]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002030938345177_3220_1626275_3.png!w673x229.jpg[/img][/align][color=#000000][font=微软雅黑] 温度最主要的影响就是其变化会带来热胀冷缩，对电子天平就反映在传感器中细小而又精密的部件之间间隙的改变，这些变化会被灵敏的天平记录下来，从而影响读数的性。如果没有特定的工作温度范围，电子天平的正常温度条件为10℃~30℃，计量性能应符合国家标准对单次称量结果的示值误差，以及多次称量或在不同位置称量的示值误差（重复性和偏载）的相关规定。[/font][/color][color=#000000][font=微软雅黑] 温度变化是影响电子天平称量结果性的重要因素之一，而实验室由于早晨和中午会有一定的温差、以及电子天平设备发热、人员流动等原因，一天中最高温度与最低温度之间往往能够达到10℃。这对天平的影响是显而易见的，那么我们如何做才能消除温度对称量结果的影响呢？首先，天平在使用过程中，要尽可能地处于一个温度相对稳定的环境，当天平所处的环境温度有较大的变化时，天平的称量结果会发生漂移，比如从低温的仓库移到温暖的实验室，需要让天平在使用环境中通电预热一定的时间；其次，当温度变化超过一定范围时，我们可以通过校准将这种漂移消除。[/font][/color][color=#000000][font=微软雅黑] 通电时间的长短能够有效地避免温度变化对天平的影响。一般来说，天平的精度越高，需要预热的时间越长。小编在这里建议，十万分之一天平预热时间在4小时以上，万分之一天平预热时间在1小时以上。[/font][/color]

[color=#ff0000]摘要：针对客户调压铸造炉对真空压力控制系统的技术要求，本文介绍了相应的解决方案和验证试验。方案的技术核心是基于高速动态平衡法，采用大流量压力控制装置，与传感器和真空压力控制器组成PID闭环控制回路，其特点是可快速实现设定压力控制，且可节省工作气体。此解决方案可以推广应用在其他形式的反重力铸造设备的真空压力控制系统。[/color][align=center][img=反重力合金铸造工艺中的高精度快速压力调节解决方案,600,294]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212301609202703_8417_3221506_3.jpg!w690x339.jpg[/img][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][b][size=18px][color=#ff0000]1. 项目概述和技术要求[/color][/size][/b] 反重力铸造是以外部作用力驱动金属液，使其沿反重力方向进入型腔并完成充型和补缩的铸造方法。反重力铸造根据原理可以分为真空吸铸、低压铸造、差压铸造和调压铸造。调压铸造作为反重力铸造方法之一，其设备最为复杂，但功能最强大。其充型稳定性、充型能力和顺序凝固条件均优于其他反重力铸造，可铸造壁厚更薄，棒径更小且力学性能更好的大型薄壁件和棒状铸件。造成该设备复杂的主要原因是其不仅能实现正压控制，还能够实现负压控制，要求具有准确的真空压力测量和控制装置。 目前有客户设计了一种用于铸造均匀无偏析棒材的调压铸造炉，如图1所示，要求我们配套相应的真空压力控制系统，真空压力控制系统的具体工作流程如下：[align=center][color=#ff0000][b][img=调压铸造炉,500,481]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212301613183177_4714_3221506_3.jpg!w690x664.jpg[/img][/b][/color][/align][align=center][color=#ff0000][b]图1 用于铸造均匀无偏析棒材的调压铸造炉[/b][/color][/align] （1）物料甜装完毕合炉后，启动机械泵抽真空至0.1Pa量级时启动分子泵。 （2）真空度达到5×10-3Pa以上后开启加热工序。 （3）熔炼温度到达1450℃时，关闭抽真空系统，控制压力控制系统进行充氩气，使压力在4s内上升至0.25MPa。 由此确定的真空压力控制指标为： （1）真空压力范围： 5×10[sup]?-3[/sup][sup]?[/sup]Pa ~ 0.25MPa。 （2）压力控制：4s内达到0.25MPa。 （3）压力恒定精度：优于±2%。 针对上述调压铸造炉对真空压力控制系统的技术要求，本文将介绍相应的解决方案。解决方案的技术核心是采用大流量气体压力控制装置，与压力传感器和真空压力控制器组成PID闭环控制回路，其特点是所采用的高速动态平衡法不仅可以快速实现设定压力控制，而且还节省工作气体。此解决方案可以推广应用在其他形式的反重力铸造设备的真空压力控制系统。[b][size=18px][color=#ff0000]2. 解决方案[/color][/size][/b] 本文提出的解决方案如图2所示，其结构非常简单，但功能强大。[align=center][b][color=#ff0000][img=调压铸造炉压力控制系统示意图,690,367]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212301613496290_7813_3221506_3.jpg!w690x367.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#ff0000]图2 反重力调压铸造炉正压压力控制装置方案示意图[/color][/b][/align] 图2所示的解决方案具有以下几方面的功能和特点： （1）压力传感器尽可能被安装在靠近铸造炉，以更准确的测量铸造炉内的压力变化。 （2）解决方案采用了先导阀驱动结构，即采用同样的先导阀可以驱动不同流量的背压阀，这样可根据不同铸造炉腔体大小选择合适的背压阀，满足不同反重力铸造设备中高速和准确的压力控制要求。 （3）采用上述方案，可以满足所有反重力铸造设备中的压力控制要求，最关键的是可以在正压控制过程中达到很高的速度，可以在几秒内达到设定正压压力值并保持稳定。 （4）此解决方案的另外一个特点是节省工作气体，整个正压压力控制过程中除所需的充气量之外，只泄露很少气体就可以达到设定压力并保持恒定，非常适合高价值惰性气体工作环境。 （5）解决方案采用了功能强大的超高精度真空压力控制器，针对反重力铸造中的升液阶段、充型阶段、结壳增压阶段、结壳保压阶段、结晶增压阶段、结晶保压阶段等不同的压力变化过程，可进行复杂的设定程序控制，并可同时存储多条工艺压力控制程序曲线以供调用。真空压力控制器带标准的MODBUS通讯协议，可方便的与上位机连接和组网控制。 （6）此解决方案结构简单且压力控制精度高，非常适用于大工件的多位并联加压铸造中的多点压力同步控制，避免形成不合理的压差。 （7）此解决方案具有很强的扩展性，如可以通过连接液面位置传感器等来更精密的控制铸造工艺压力变化。[b][size=18px][color=#ff0000]3. 高速压力控制考核验证[/color][/size][/b] 在反重力铸造工艺中，压力的高速是一个技术难点。为此，我们对上述解决方案中的压力控制速度进行了考核试验，试验装置如图3所示。[align=center][color=#ff0000][b][img=03.考核试验装置,690,354]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212301614138907_9684_3221506_3.jpg!w690x354.jpg[/img][/b][/color][/align][align=center][color=#ff0000][b]图3 正压压力响应速度考核试验装置[/b][/color][/align] 考核试验装置完全按照图2所示结构进行搭建，其中的铸造炉用一个三通管件进行模拟，整个考核装置的实验目的是验证解决方案能否在极快的速度内实现设定压力控制。 为了实时检测压力变化，在考试试验装置中的压力传感器上还连接了一个高精度的数据采集器，用了50ms的采样速率进行数据采集，数据采集器连接计算机，计算机通过采集软件获得压力随时间的变化曲线，由此来观察压力控制的快速响应细节。 在图3所示考核试验装置上，我们采用人工设定的方法对真空压力控制器输入设定值，由控制器完成压力调节和控制，由此来对一系列设定压力值进行了定点控制试验，并还分别进行了升压和降压过程的试验，结果如图4所示。[align=center][color=#ff0000][b][img=压力控制考核试验结果,550,282]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212301614415521_363_3221506_3.jpg!w690x354.jpg[/img][/b][/color][/align][align=center][color=#ff0000][b]图4 正压压力响应速度考核试验结果[/b][/color][/align] 为了量化压力控制速度和控制精度，将试验结果中的任选一个压力点的控制结果进行单独显示，如图5所示。从图5所示的结果可以看出，压力从1.8Bar 升到2.6 Bar用时不到1秒，达到±1%以内的控制稳定性则用时不到1.5秒，而在2秒之后可以达到±0.5%的控制稳定性。其他压力设定点的控制结果基本都相差无几，证明了此方案完全可以达到快速准确的压力控制。[align=center][b][color=#ff0000][img=单点压力控制结果,550,283]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212301615304911_3569_3221506_3.jpg!w690x356.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#ff0000]图5 设定值0.26MPa时的压力控制结果[/color][/b][/align][b][size=18px][color=#ff0000]4. 结论[/color][/size][/b] 针对反重力铸造工艺中的压力控制，本文提出的压力控制解决方案可实现高速和高精度的压力控制，可在几秒的时间内实现±1%以内的控制精度，完全能够满足客户对压力高速控制的技术要求。同时，整个解决方案非常简单但功能强大和极易拓展应用，完全能满足目前各种精密反重力铸造工艺中对压力准确控制的要求，特别是适用于大尺寸工件反重力铸造中多个溶体保温炉的同步压力控制。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~[/align]

http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/04/201104271252_291011_2185349_3.jpg　大肠杆菌的着色扫描电子显微图片。最新研究表明，大肠杆菌可以在比地球重力大40万倍的超重环境下生存、繁殖。　　北京时间4月27日消息，据国外媒体报道，如果确实存在外星生命，那么它们可能适应比科学们想像中更加极端的环境，因为巨大的重力似乎对微生物并没有产生太大的作用。近日，日本海洋与地球科学技术研究社科学家一项最新研究显示，在比地球重力大40万倍的超重环境下，多种不同种类的细菌仍然可以存活和繁殖。　　最新研究表明，外星生命生存的环境范围可能要宽得多，它们甚至还可能存活于由陨星撞击和喷射产生的高重力环境中。如果是这样，那么行星之间的生命交换就完全有可能。日本海洋与地球科学技术研究社科学家Shigeru Deguchi是最新研究项目的主要负责人。Shigeru Deguchi表示，“生命在宇宙中生存的环境类型和数量，现在因为我们的研究而大大增加了。”

解剖MD100-1型电子天平，掌握称量不稳定处理方法 相对于利用有几千年历史的杠杆原理制作的机械天平而言，人们对于电子天平的认识不外乎几十年，在国内的广泛应用也是近二十年的事。下面通过解剖国产MD100-1电磁平衡传感器电子天平，了解结构原理，掌握正确使用电子天平的方法，排除故障。一、电子天平基本知识1、电子天平分类根据传感器的不同，电子天平有以下四类： 应变式传感器电子天平，电容式传感器电子天平，电感式电子天平，电磁平衡传感器电子天平。电磁平衡传感器电子天平是利用电磁力平衡原理而制成的电子天平。这种天平的结构复杂、精度很高，可达二百万分之一以上的精度。其特点是称量准确可靠、显示快速清晰并且具有自动检测系统、简便的自动校准装置以及超载保护等装置。它是目前国际上高精度天平普遍采用的一种形式。按电子天平的精度可分为以下六类：超微量电子天平，微量天平，半微量天平，常量电子天平，分析天平，精密电子天平。2、电子天平结构目前应用的主要有顶部承载式(吊挂单盘)和底部承重式(上皿式)两种：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/08/201408202236_511002_1807987_3.jpg3、电磁平衡式电子天平的称量原理 机械天平是用加码或减码的方法与被称物质量相平衡，而电子天平在测定被称物的质量时不用砝码，采用磁力平衡原理。 根据电磁学原理，把通电导线放在磁场中时，导线将产生电磁力，力的方向可以用“左手定则”来判定。磁场强度不变时，力的大小与流过线圈的电流强度成正比。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/08/201408202236_511003_1807987_3.jpg电磁平衡式电子天平内部机械结构示意图如下：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/08/201408202236_511004_1807987_3.jpg 电子天平的秤盘通过支架连杆、称重立柱、梁杆与线圈架相连，线圈置于磁场中。秤盘及被称物体的重力作用于线圈上，方向向下；控制系统给线圈通电流后，产生一个向上的电磁力（F）将被称物体向上托起恢复到原位置；线圈电流的大小与被称物体的质量成正比，当二者平衡后，系统维持该电流；当移开被称物体后，重力消失，控制系统对线圈断电，在弹性簧片的作用下，使秤盘支架回复到原来的位置。 以上称量过程，称为零位测定法。天平有一个位移传感器处于预定的中心位置，当秤盘上放有物体时，位移传感器检出位移信号，经PID调节器和放大器改变线圈中流过的电流、电磁力的大小及方向向上，并与之相平衡，直至线圈回到中心位置为止。通过线圈的电流经高精度取样电阻转换成电压信号，经A/D转换器变成数字量送入CPU进行处理，最后由数显屏显示出物体的质量。二、拆机过程 这是一台上海天平仪器厂生产的电磁平衡传感器电子天平，放在杂物间长期没用，不知道好坏：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/08/201408202240_511005_1807987_3.jpg铭牌，型号MD100-1，上海天平仪器厂1994年8月生产：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/08/201408202240_511006_1807987_3.jpg天平背面，有电源插座、保险管、信号接口，散热板很醒目：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/08/201408202240_511007_1807987_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/08/201408241409_511418_1807987_3.jpg[siz

人类要想进军太空，首先要深入研究微重力环境下的各种现象，掌握规律以在生命科学、材料科学等方面取得突破，微重力环境基本消除了沉降、浮力对流和静压梯度，对推动流体技术、材料科学和生物技术的发展起到了重要作用 微重力环境对于生物学和医学来说意味着重大突破。地面进行微重力环境实验是随着航天技术的发展而出现的一种新领域，相比于数字仿真和理论评估，通过微重力实验得到的实验数据真实性、可靠性更强，具有不可替代的优势，微重力实验装置能够应用在广泛的生物学研究领域，包括细胞培养、癌症研究、细胞疗法、干细胞研究、药物发现、组织工程、天体生物学、蛋白质结构分析、胚胎等领域。 通常采用五种方式实现空间零重力环境的地面模拟：（1）自由落体法、（2）亚轨道抛物线飞行法、（3）液浮法、（4）气浮法和（5）悬吊法[img=,690,449]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/02/202302111131164648_9590_1620854_3.jpg!w690x449.jpg[/img] 而北京领宇天际科技推出的SPHEROSTAT和AJ001X，基于双轴电机驱动原理，随机回转试验平台，通过回转改变样品重力矢量的方向，抵消重力影响，在3D球形立体范围内实现零重力环境。能够达到10-3（0.001g）的重力环境，比起传统NASA的单轴设备，能够模拟更接近空间站的微重力环境。 微重力对于生物医学和药物研究潜在的价值,涵盖疾病领域包括癌症、感染性疾病、心血管疾病和骨质疏松等。为了满足科学研究的需要，SPHEROSTAT和AJ001X微重力实验装置既要有微重力效应又能提供足够长的实验时间，成为了无数科学家想在地球上实现微重力实验的目标。有国外成熟案例分享，支持24小时在线售后服务。欢迎咨询讨论

人类要想进军太空，首先要深入研究微重力环境下的各种现象，掌握规律以在生命科学、材料科学等方面取得突破，微重力环境基本消除了沉降、浮力对流和静压梯度，对推动流体技术、材料科学和生物技术的发展起到了重要作用 微重力环境对于生物学和医学来说意味着重大突破。地面进行微重力环境实验是随着航天技术的发展而出现的一种新领域，相比于数字仿真和理论评估，通过微重力实验得到的实验数据真实性、可靠性更强，具有不可替代的优势，微重力实验装置能够应用在广泛的生物学研究领域，包括细胞培养、癌症研究、细胞疗法、干细胞研究、药物发现、组织工程、天体生物学、蛋白质结构分析、胚胎等领域。 通常采用五种方式实现空间零重力环境的地面模拟：（1）自由落体法、（2）亚轨道抛物线飞行法、（3）液浮法、（4）气浮法和（5）悬吊法 [img=,690,449]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/02/202302111119031949_9330_1620854_3.jpg!w690x449.jpg[/img] 而北京领宇天际科技推出的SPHEROSTAT和AJ001X，基于双轴电机驱动原理，随机回转试验平台，通过回转改变样品重力矢量的方向，抵消重力影响，在3D球形立体范围内实现零重力环境。能够达到10-3（0.001g）的重力环境，比起传统NASA的单轴设备，能够模拟更接近空间站的微重力环境。 微重力对于生物医学和药物研究潜在的价值,涵盖疾病领域包括癌症、感染性疾病、心血管疾病和骨质疏松等。为了满足科学研究的需要，SPHEROSTAT和AJ001X微重力实验装置既要有微重力效应又能提供足够长的实验时间，成为了无数科学家想在地球上实现微重力实验的目标。有国外成熟的案例分析分享，支持24小时在线客服，为您的检测分析提供保障。

[size=14px][color=#ff0000]摘要：超低重力仪器中要求液氦池温度恒定，为实现小于0.1mK的波动度，气压控制的波动度要小于10Pa。为此本文提出了相应技术方案，核心内容是实现缓冲罐的气压精密控制，采用了双向控制模式，并使用了万分之一精度的气压传感器、电动针阀和PID控制器。[/color][/size][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][color=#ff0000]一、问题的提出[/color][size=14px]超导重力仪器有超导重力仪和超导重力梯度仪，都是用来对重力信号进行精密测量的仪器。超导重力仪器需要在低温条件对极微弱信号进行测量，所以对低温温度恒定有很高的要求，即要求液氦池温度波动在0.1mK以内。[/size]对于液氦池温度的精密控制可以通过控制液氦池内的气压来实现，这就要求气压的测量和控制达到极高水平。本文将针对超导重力仪器中液氦池内气压的高精密控制问题，提出相应的解决方案。此方案的优势是液氦池温度的控制精度主要受压力传感器精度的影响，选择超高精度的压力传感器，并通过精密数控针阀和高精度PID控制器，采用下游抽气流量控制模式，可使液氦温度的波动稳定控制在0.1mK以内。[size=14px][color=#ff0000]二、技术方案[/color][/size]液氦温度的精密控制原理是基于液氦饱和蒸气压与对应温度的关系。根据液氦饱和蒸气压与温度的对应关系，液氦温度要控制在4K左右，并要求温度波动小于0.1mK，则要求液氦上部气压控制在100kPa左右时，气压的波动要小于10Pa以内。[size=14px]为了实现上述气压控制精度，本文提出的技术方案具体包括以下几方面的内容：[/size][size=14px]（1）液氦池上部的气压控制可以抽象为一个密闭容器内的压力控制。对于密闭容器的压力控制需要增加一个缓冲罐，通过缓冲罐的压力控制实现液氦池的压力控制，结构如图1所示。[/size][align=center][size=14px][img=气压控制,550,490]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205230927573218_8908_3384_3.png!w690x615.jpg[/img][/size][/align][align=center][size=14px]图1 高精度气压控制系统结构示意图[/size][/align][size=14px][/size][size=14px]（2）缓冲罐的压力控制采用了上下游双向控制模式，通过调节进气和抽气流量进行控制。[/size]（3）整个控制系统包括缓冲罐、气压传感器、PID控制器、数字针阀和真空泵。[size=14px]（4）如果气压控制在100kPa并要求波动小于10Pa，则要求气压的测量和控制要有10/100k=0.0001（万分之一）的精度，由此需要配备万分之一精度的气压计和PID控制器。[/size]总之，本文所述的技术方案，其控制精度主要受气压传感器和PID控制器精度的限制，结合步进电机驱动的小流量电动针阀，通过高精度传感器和控制器，可以实现超导重力仪液氦温度的精密控制，温度波动可以控制在0.1mK以内，且不受外部环境温度变化影响。[size=14px][/size][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=14px][/size]