艾默生试验箱

[color=#ff0000]摘要：本文针对高温高压流变仪中的压力控制，特别是针对美国艾默生公司的全套压力控制系统TESCOM ER5000，提出相应的国产化解决方案。解决方案采用的也是电气比例阀驱动背压阀实现高压精密控制，整个压力控制系统为分体式结构，但采用了独立的精度更高的双通道PID控制器作为外部控制器，与电气比例阀一起构成双环控制模式。此方案除了实现国产替代之外，最大特点是可以驱动两个背压阀实现高压全量程的精密控制，且控制精度更高。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align] [size=18px][b]一、问题的提出[/b][/size]高温高压流变仪是在特殊的高温高压条件下测量流体材料流变特性（如粘度等）的精密分析仪器，模拟材料的使用工况条件，研究流体材料的黏度与温度、压力的关系，对石油开采（如钻井液、压裂液、酸化液、原油）、石化生产（如润滑油）、煤化工（如油煤浆）、食品加工（如淀粉糊化）等行业有重要指导意义。国内外都非常重视流变仪的研发和使用，但是其核心技术以前一直由西方国家掌握，我国的流变仪一直依赖进口，迫切需要中国自主研发的设备。为此，科技部设立了重大科学仪器设备开发专项“超高温高压钻井液流变仪的研发及产业化”（项目编号：2012YQ050242）以期彻底解决核心技术卡脖子问题。此开发专项由北京探矿工程研究所牵头承担，于2018年取得了重大技术突破，开发完成了Super HTHP Rheometer 2018超高温高压流变仪，并编制了相应的企业标准“Q/HDTGS0006-2018 超高温高压流变仪”，可用于测试钻井液、压裂液等样品在高温高压（最高320℃、220MPa）及低温高压（最低-20℃、220MPa）条件下的流变性。尽管Super HTHP Rheometer 2018超高温高压流变仪在关键技术上取得了突破，但根据文献“王琪, 赵建刚, 韩天夫,等. 超高温高压流变仪中高精度压力控制系统的实现[J]. 地质装备, 2018, 19(2):3.”报道，高压流变仪中的压力控制采用的是美国艾默生公司的全套压力控制系统，其中包含了TESCOM ER5000压力控制器和相应的背压阀。本文将针对高温高压流变仪中的压力控制，特别是针对美国艾默生公司的全套压力控制系统，提出相应的国产化解决方案。本文将详细介绍国产化替代方案的具体内容和相应配套产品。[b][size=18px]二、国产化替代解决方案[/size][/b]在高温高压流变仪中使用的TESCOM ER5000压力控制系统是一种典型的双回路串级PID控制方式（双环模式），如图1所示，其工作原理是采用0.7MPa量程的低压电气比例阀来驱动200MPa量程的背压阀实现精密高压调节。[align=center][img=01.TESCOM压力控制系统结构示意图,690,301]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210200941118441_5182_3221506_3.png!w690x301.jpg[/img][/align][align=center]图1 TESCOM ER5000压力控制系统结构示意图（内置和外置双压力传感器，双环模式控制）[/align]根据我们对高压压力控制的使用经验和具体实际应用的了解，特别是针对高温高压流变仪中的高压压力精密控制，应用TESCOM ER5000压力控制系统特别需要注意以下几方面的问题：（1）尽管TESCOM ER5000压力控制系统采用的是双回路PID串级控制模式，但由于采用的是16位AD转换器，所以在控制精度上还有潜力可挖，如采用更高精度的AD转换器。（2）在整个200MPa的高压范围内，采用一个艾默生TESCOM背压阀并不能准确覆盖整个高压范围的压力精密控制，在某些压力区间会出现失调现象。这也是所有背压阀都会出现的问题，解决方法是采用至少2个背压阀来覆盖整个高压范围的精密控制。由此，如果采用2个背压阀进行全量程的高压控制，这势必要采用两套ER5000压力控制器，会明显提升成本。目前国产的背压阀已经非常成熟，技术难度主要在于ER5000压力调节器的国产化替代。针对高精度的压力控制，我们分析了ER5000压力调节器的技术思路，特别基于ER5000压力调节器所采用的这种非常有效的双环模式高精度压力控制方法，我们提出了精度更高和更经济国产化替代方案。如图2所示，方案的技术核心为：[align=center][img=02.双阀高压压力精密控制系统结构示意图,690,497]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210200941243661_3252_3221506_3.png!w690x497.jpg[/img][/align][align=center]图2 双阀结构高压压力精密控制系统结构示意图[/align]（1）采用分体结构形式，与TESCOM ER5000系统的工作方式相同，同样采用电气比例阀驱动背压阀。根据高压压力控制范围，选择2个不同工作压力范围的背压阀来覆盖整个量程。（2）采用国产电气比例阀作为背压阀的驱动，自带PID控制功能的电气比例阀组成内部闭环控制回路，实现背压阀压力输出的精密调节。（3）外置压力传感器和双通道PID控制器构成外部闭环回路，控制器输出作为电气比例阀设定值，由此可实现ER5000压力控制器的双环工作模式。（4）国产化替代的技术核心是双通道PID控制器，每个通道都具有24位AD和16位DA，双精度浮点运算和最小输出百分比为0.01%，控制器具有RS 485通讯和标准的MODBUS协议，并配备了测控软件，可遥控操作和存储显示测试曲线。此PID控制器性能指标远优于ER5000控制器。我们经过大量试验，已经验证了这种国产比例阀和高精度PID控制器组成的串级控制模式可有效的实现和改善高压压力控制精度，完全可以实现对ER5000压力控制系统的国产化替代。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

[color=#990000]摘要：本文主要介绍了国产化替代方面所做的工作，替代产品为艾默生TESCOM ER5000系列电子压力控制器及其背压阀。本文介绍了进口产品的性能特点和不足，提出了国产化替代技术路线，描述了国产化替代产品的性能指标，介绍了国产化替代产品的功能扩展和技术创新，使国产化替代产品具有了更高的性价比和使用灵活性。[/color][align=center][img=国产化替代,690,408]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111182018432207_7188_3384_3.jpg!w690x408.jpg[/img][/align][size=18px][color=#990000]1. 艾默生ER5000系列压力控制器[/color][/size][size=16px][color=#990000]1.1. 压力控制器结构和原理[/color][/size]艾默生最新一代TESCOM ER5000系列电子压力控制器，是一种多功能集成式的压力控制器，集成了压力传感器、PID（比例-积分-微分）控制器和电动比例阀三个部件，集传感器、控制器和电子阀门于一体构成一个完整的控制机构。TESCOM ER5000电子压力控制器及其基本结构如图1-1所示。[align=center][color=#990000][img=国产化替代,690,249]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111182025069214_3530_3384_3.png!w690x249.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图1-1 TESCOM ER5000电子压力控制器结构示意图[/color][/align]从图1-1可以看出，ER5000电子压力控制器的功能就是控制底部出口处的压力，将进气压力降低并控制在设定压力上，使底部出口处的压力始终与设定压力一致。ER5000电子压力控制器实际上是一款电子式的减压阀，其工作原理如图1-2所示。外部气源向ER5000供给压力，供给压力通过打开的进气阀成为出口处的输出压力，同时此输出压力通过压力传感器反馈至PID控制器。如果反馈值低于压力设定值，控制器继续控制进气阀处于开启状态直到反馈值与设定值相等。等到上述两个值相等，进气阀将关闭，此时出口处持续输出恒定的设定值压力。如果反馈值高于设定值，则控制器将启动排气阀，从而排放过量的出口压力直到反馈信号等于设定值。等到上述两个值相等，排气阀将关闭，此时出口处同样持续输出恒定的设定值压力。[align=center][img=国产化替代,690,284]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111182025348584_2251_3384_3.png!w690x284.jpg[/img][/align][color=#990000][/color][align=center][color=#990000]图1-2 TESCOM ER5000电子压力控制器原理图[/color][/align][size=16px][color=#990000]1.2. 典型应用[/color][/size]ER5000压力控制器主要有两类应用方向，一是单机应用，二是与其他特殊阀门的配合应用，以达到不同范围内的压力调节和控制。（1）单机应用：从上述结构和原理可知，TESCOM ER5000电子压力控制器是一款非常典型的电子式减压阀，在单机使用情况下，控制器本身可对压力8.2bar以下的气源进行减压并准确控制，甚至可以实现对粗真空的控制。另外，在单机应用中，可分别采用内部和外部反馈两种控制模式，如图1-3和图1-4所示。[align=center][img=国产化替代,690,244]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111182025483237_8169_3384_3.png!w690x244.jpg[/img][/align][align=center][color=#990000]图1-3 艾默生ER5000电子压力控制器内部反馈控制模式单机应用[/color][/align][color=#990000][/color][align=center][img=国产化替代,690,266]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111182025582943_2239_3384_3.png!w690x266.jpg[/img][/align][align=center][color=#990000]图1-4 艾默生ER5000电子压力控制器外部反馈控制模式单机应用[/color][/align]（2）配合使用：ER5000电子压力控制器的一个重要应用是作为先导阀与其他调节阀配合使用，以调控更大的压力范围。更大压力减压应用如图1-5所示，与背压阀配合应用如图1-6所示[align=center][color=#990000][img=ER5000国产化替代,690,301]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111182026370215_476_3384_3.png!w690x301.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图1-5 艾默生ER5000电子压力控制器典型减压应用[/color][/align][color=#990000][/color][align=center][img=ER5000国产化替代,690,450]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111182026463023_179_3384_3.png!w690x450.jpg[/img][/align][align=center][color=#990000]图1-6 艾默生ER5000电子压力控制器典型背压应用[/color][/align][size=16px][color=#990000]1.3. 性能指标[/color][/size]由于TESCOM ER5000系列电子压力控制器是由压力传感器、PID控制器和双阀结构压力调节器三部分的集成，每部分的技术指标则代表了控制器的整体性能，相关技术指标和功能分列如下：（1） 压力控制原理：双电磁阀三通控压。（2） 介质类型：清洁、干燥的惰性气体或仪表级空气。（3） 进气口压力（绝对压力）：最小（真空泵压力），最大8.2bar（820kPa）（4） 出气口压力（绝对压力）：最小0.07bar（7kPa），最大8.2bar（820kPa）（5） 输入信号：USB、RS485、4~20mA、1~5V或0~10V。（6） 外部传感器反馈信号：4~20mA、1~5V或0~10V。（7） 内部压力传感器测量精度：±0.10%（FSO），其中包括了±0.05%（FSO）线性度和±0.05%（FSO）迟滞。（8） 控制器A/D转换：16位。（9） 控制器重复性：±0.05%（FSO）。（10） 控制器分辨率灵敏度：±0.03%（FSO）。（11） 控制方式：PID（需结合专用软件ERTune进行PID参数调试和优化）。（12） 控制模式：内部反馈、外部反馈和双环三种模式。这里特别介绍ER5000压力控制器的三种控制模式，这是此控制器的一个技术亮点：（1）内部反馈模式：该模式仅使用内部传感器。内部反馈模式使用ER5000内部压力传感器以监控控制器内部1~100psig/0.07~6.9bar范围内的绝对压力。（2）外部反馈模式：该模式仅使用外部传感器。外部反馈模式利用用户提供的外部传感器以监控系统压力，该传感器安装于过程管线中并向ER5000提供直接反馈。（3）双环模式：该模式是在“循环内循环”配置中同时使用内部和外部传感器。双环模式在一个PID循环中执行另一个PID循环。内部回路使用控制器的内部传感器，外部回路使用外部传感器。[size=16px][color=#990000]1.4. 功能和特点[/color][/size]从上述介绍，可归纳出ER5000压力控制器的以下几方面功能和特点：（1） ER5000压力控制器最主要功能是可进行气体压力（不是流量）控制，即可实现密闭型容器和管道内压力的准确控制。（2） 整体集成式结构，集成了压力传感器、PID控制器和双阀调节器执行结构，使得整体结构小巧，并便于安装使用和多台并行使用。（3） 作为一种典型的压力控制器，即可直接对最大8.2bar的气源压力进行减压并准确恒压控制（进气口为正压），也可用来控制低压（粗真空，进气口为真空），最低压力可达0.07bar（7kPa）。（4） ER5000压力控制器可作为先导阀来驱动各种大量程的减压阀和背压阀，控制器的出口与其他背压阀的先导口连接，可实现更大量程范围内压力调节和控制。（5） 压力传感器±0.1%的测量精度和16位的A/D转换，属于中高端技术指标，可满足大多数应用场合。（6） 数字PID控制方式可实现压力的快速和准确控制。（7） 内部反馈、外部反馈和双环三种控制模式，使ER5000压力控制器具有较大的使用灵活性，可根据实际使用要求选择最佳控制模式。[size=16px][color=#990000]1.5. 压力控制器存在的不足[/color][/size]尽管ER5000压力控制器有上述诸多功能和特点，但在实际应用中还存在以下多方面的限制和不足。（1） ER5000压力控制器集成了真空压力控制领域中三种最常用部件，但由于是集成式结构而不是模块化积木式结构，这反而限制了ER5000压力控制器应用。如ER5000压力控制器中集成了两个电磁阀，但仅能进行气体压力控制，而无法进行只需单电磁阀的气体流量控制。（2） ER5000压力控制器更侧重于正压控制，也可进行部分的负压控制，这主要是由于所用阀门的漏率太高造成，从而并未发挥传感器（特别是外置传感器）和PID控制的强大功能。如果能降低控制器内部阀门的气体漏率，则控制器完全可覆盖整个真空度范围的控制，将目前的7kPa的真空度扩展到1Pa左右。（3） 在驱动各种大量程减压阀和背压阀应用方面，使用价格较高的ER5000压力控制器作为先导阀其性价比非常低，完全可以使用高性价比的国产替代产品。（4） ER5000压力控制器16位的A/D转换，属于中高端技术指标，如果采用外置高精度的压力传感器则需要24位的A/D转换器，这使得ER5000压力控制器无法满足一些测量控制精度要求较高的场合。（5） 尽管ER5000压力控制器采用了PID控制方式，但PID参数的调节都需要使用专用软件，控制器自身缺乏PID参数自整定功能，还需连接计算机，现场操作非常繁复。（6） ER5000压力控制器自身缺乏显示功能，还需连接计算机和使用配套软件才能进行调试和显示控制过程和结果。（7） ER5000压力控制器的整体价格偏高，而且操作复杂，对操作人员有较高的要求。再结合控制器上述不足，这使得ER5000压力控制器的性价比并不高，很多场合下使用显着非常的奢侈和浪费。[size=18px][color=#990000]2. 国产化替代技术路线[/color][/size]对艾默生公司最新一代TESCOM ER5000系列电子压力控制器的国产化替代，技术路线是首先实现ER5000压力控制器的测控功能，提供高性价比国产压力控制器。然后采用模块结构技术路线，将真空压力传感器、PID控制器和电子阀门分离为各自独立模块，每一类模块由一系列不同技术指标的部件组成，通过这些不同性能指标模块的组合来实现不同控制功能和精度要求，拓展控制器功能，满足不同需求，并具有高性价比。[size=16px][color=#990000]2.1. 实现ER5000压力控制器功能[/color][/size]（1） 国产化替代产品要达到ER5000电子压力控制器绝大部分功能，即实现ER5000压力控制器自身的减压和控压功能。（2） 国产化替代产品同时与ER5000压力控制器一样，可作用先导阀来对大量程高压范围的气体进行减压和控压。（3） 国产化替代产品具有设定值输入和显示功能，无需软件和连接计算机进行操作。（4） 国产化替代产品价格低，具有高性价比。[size=16px][color=#990000]2.2. 模块化结构和功能拓展[/color][/size]（1） 模块化结构分为传感器、PID控制器和电子阀门三个模块。（2） PID控制器模块是所有模块的核心器件，决定了测控精度，决定了可配合使用的传感器和电子阀门的种类，决定了控制方式和控制模式。PID控制器模块将采用24位A/D转换器提高测控精度，集成两个独立控制通道可同时控制2路真空压力或1路真空压力和1路温度，可连接多种真空压力和温度传感器，2通道结合可进行正反双向控制以满足真空压力的上下游控制模式，2通道结合可具备双传感器自动切换功能以覆盖宽泛测控量程，PID控制器带程序设定功能可输入多条控制工艺曲线，可输入和存储多组PID参数，PID参数调整带自整定功能，控制器带彩色液晶屏显示全过程参数和结果。（3） 电子阀门模块由多种规格型号的电子阀门构成，主要有流量调节阀和压力调节阀两大类。流量调节阀主要有小流量电动针阀和大流量大口径电动球阀蝶阀，这些流量调节阀都属于高速调节阀，开闭速度都在1s以内。压力调节阀主要有真空型背压阀和高压型背压阀，两种背压阀都可以在水气两相介质下工作。（4） 传感器模块主要是外协配套件，由多种规格型号的压力传感器和温度传感器构成，主要分为高压传感器、低压（真空）传感器、热电偶、铂电阻、热敏电阻、红外测温仪和直流电压信号，由此可覆盖几乎所有压力和温度范围内的测量。[size=18px][color=#990000]3. 国产化替代产品[/color][/size]根据上述的国产化替代技术路线，上海依阳实业有限公司研制了相应的产品，现分别介绍如下。[size=16px][color=#990000]3.1. 数显压力控制器[/color][/size]国产化的数显式压力控制器包括正压型和真空型两种规格，其压力控制原理和基本结构与艾默生TESCOM ER5000系列电子压力控制器一样，如图3-1所示。[align=center][color=#990000][img=ER5000国产化替代,690,390]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111182027032534_5519_3384_3.png!w690x390.jpg[/img][/color][/align][color=#990000][/color][align=center][color=#990000]图3-1 国产化电子压力控制器及其结构原理[/color][/align]国产化的数显式压力控制器同样是压力传感器、控制器和双阀结构压力调节器三部分的集成结构，相关技术指标和功能分列如下：（1） 压力控制原理：双电磁阀三通控压。（2） 介质类型：清洁、干燥的惰性气体或仪表级空气。（3） 进气口压力（绝对压力）：最小（真空泵压力），最大50bar（5MPa）（4） 出气口压力（绝对压力）：最小0.21bar（21kPa），最大30bar（3M Pa）（5） 输入信号：4~20mA、0~5V或0~10V。（6） 外部传感器反馈信号：4~20mA、0~5V或0~10V。（7） 内部压力传感器测量精度：±1.0%（FSO），其中包括了±0.5%（FSO）线性度和±0.5%（FSO）迟滞。（8） 控制器A/D转换：12位。（9） 控制器重复性：±0.5%（FSO）。（10） 控制器分辨率灵敏度：±0.2%（FSO）。（11） 控制方式：内置PID自动控制，无需人工干预。（12） 控制模式：内部反馈和外部反馈。从上述技术指标可以看出，国产化压力控制器的有些技术指标进行了降低，如12位的A/D转换和±1.0%测量精度，但拓宽了使用压力范围，增加了显示和输入功能，压力控制器可独立使用无需外接计算机和软件调试，降低了操作难度，提高了性价比，基本上能满足绝大多数领域的应用。[size=16px][color=#990000]3.2. 背压阀（高压型和真空型）[/color][/size]国产化的新型背压阀模块单独分为高压型和真空型背压阀，两种背压阀都采用上述数显压力控制器做先导阀进行控制，但新型背压阀对艾默生TESCOM等传统背压阀做了重大改进。传统的背压阀，都具有一个固定在阀体上的阀座，此阀座与阀芯紧密贴合，来达到密封效果。它可以为大多数简单过程提供基本的压力控制，在这种设计中，通过弹簧或其他的方式提供一个预设加载力，这个加载力使得阀芯与阀座密封。当管路压力作用到阀芯上的力，与加载力相同时，则背压阀在预设的压力状态下正常工作；当阀门的入口端压力升高，使作用在阀芯上的力超过预设的加载力时，阀芯和阀座分离，释放入口端多余的压力，直至恢复预设的压力。传统背压阀结构，在瞬时流量变化较大、或入口压力波动频繁的情况下，控制压力的精度较低，原因如下：（1） 由于大多数控制压力超过20bar的传统背压阀，采用了活塞的方式作为阀芯的负载机构，活塞中的O形密封圈增加了动作摩擦，从而使阀芯动作卡滞；（2） 传统背压阀的进出口流道，多为单一且固定截面积的通路，当阀门入口的流量迅速增加或降低时，阀门的Cv值（流通能力）却没有变化，这样会使入口压力产生剧烈波动；（3） 传统背压阀阀芯和阀座，因密封需要，贴合时存在应力或摩擦，频繁的开合，会使其彼此互相磨损和消耗，破坏初始的形状，使Cv值发生不可预知的改变。新型背压阀是上向下相连接的阀盖和阀体结构，如图3-2所示。阀盖和阀体之间连接有膜片，阀盖顶部开设先导气孔，先导气孔通过阀盖内部开设的气源通道连通至阀盖底部开设的供膜片中部起伏运动的活动槽，形成上下贯通的通路，阀体侧壁上分别开设相对设置的介质入口和介质出口，介质入口与阀体上表面开设的多个入口小孔相连通，介质出口与阀体上表面开设的多个出口小孔相连通。新型背压阀的突出特点是整个动作无摩擦，不会产生压力滞后，入口压力稳定性高，具备更大的流通能力。[align=center][color=#990000][img=ER5000国产化替代,690,259]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111182027186867_2208_3384_3.png!w690x259.jpg[/img][/color][/align][color=#990000][/color][align=center][color=#990000]图3-2多孔式结构新型背压阀[/color][/align][size=16px][color=#990000]3.3. 双通道高精度PID控制器[/color][/size]针对PID控制模块，为满足广泛的真空压力控制要求，上海依阳实业有限公司出品了VPC2021系列PID控制器，此系列控制器可进行真空、压力和温度的测量、显示和控制。采用了24位数据采集和人工智能PID控制技术，可接入各种型号的真空、压力和温度传感器，可控制多种型号的电动针阀、电动阀门和加热器等执行结构，可实现高精度真空、压力和温度等参量的定点和程序控制，是替代国外高端控制器产品的高性能和高性价比控制器。如图3-3所示，VPC2021系列PID控制器具有双通道独立测控功能，可对不同通道上的参数同时进行测量、显示和控制。如果两个通道接入相同类型但量程不同传感器，如图3-4所示，可以根据测试值实现两个传感器之间自动切换，由此可覆盖宽量程的测量和控制。[align=center][img=ER5000国产化替代,690,348]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111182027332455_2803_3384_3.png!w690x348.jpg[/img][/align][align=center][color=#990000]图3-3 VPC2021系列双通道高精度PID控制器及其应用[/color][/align][color=#990000][/color][align=center][img=ER5000国产化替代,690,369]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111182027510730_967_3384_3.png!w690x369.jpg[/img][/align][align=center][color=#990000]图3-4 双通道高精度PID控制器的双传感器自动切换[/color][/align]VPC2021系列双通道高精度PID控制器主要技术指标如下：（1） 测量精度：±0.05%FS（24位A/D）。（2） 输入信号：可连接众多真空压力传感器，32种信号输入类型（电压、电流、热电偶、热电阻）。（3） 控制输出：4种控制输出类型（模拟信号、固态继电器、继电器、可控硅），可连接众多电动调节阀。（4） 控制算法：PID控制和自整定（可存储和调用20组PID参数）。（5） 控制方式：定点和程序控制，最大可支持9条控制曲线，每条可设定24段程序曲线。（6） 通道：双通道，双通道传感器自动切换。（7） 通讯方式：RS 485和以太网通讯。（8） 供电电源：交流（86-260V）或直流24V。（9）外形尺寸： 96×96×136.5mm （开孔尺寸92×92mm）[size=16px][color=#990000]3.4. 高速电动流量调节阀[/color][/size]针对电子阀门模块，为满足不同大小流量的高速调控，上海依阳实业有限公司推出了两个系列的电子阀门，一个系列是电动针阀用于小流量调控，另一个系列是电动球阀和蝶阀用于大流量调控。这两个系列电子阀门的最大特点是可电控，并具有1s以内的高速闭合时间，是国内非常罕见的快速电子阀门。如图3-5所示，电动针阀NCNV系列是将步进电机的精度和可重复性优势与针阀的线性和分辨率相结合，其结果是具有小于2%滞后、2%线性、1%重复性和0.2%分辨率的可调流量控制，是目前常用电磁比例阀的升级产品。与依阳公司VPC2021系列真空压力控制器相结合，可构成快速准确的真空压力闭环控制系统。[align=center][color=#990000][img=ER5000国产化替代,599,513]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111182028158401_6212_3384_3.png!w599x513.jpg[/img][/color][/align][color=#990000][/color][align=center][color=#990000]图3-5 NCNV系列电子针阀[/color][/align]NCNV系列电动针阀主要技术指标和特点如下：（1） 多规格节流面积：从低流量的直径0.9mm（0~50L/min气体）到高流量的直径4.10mm（0到660 L/min气体）的多种规格针阀节流面积，可满足不同的应用需要。（2） 高度线性：小于2%的线性度，简化了查表或外部控制硬件和软件的配套，简化了命令输入和流量输出之间的关系。（3） 高重复性：通过每次达到0.1%的相同流量，NCNV系列电动针阀可提供长期稳定的一致性。（4） 宽压力范围：通过5或7bar巴的真空，取决于孔的大小，入口环境可覆盖宽泛的压力范围。电机的刚度和功率确保阀门在相同的输入指令下打开，与压力无关。（5） 低迟滞：小于2%的迟滞使积分和编程变得简单，在增加和减少达到设定点时能提供一致的流量。（6） 高分辨率：0.2%的分辨率允许NCNV系列电动针阀根据调节指令的微小变化进行最小流量调整，提供了出色的可控性。（7） 快速响应：整个行程时间小于1秒，由此可提供及时快速的流量调节和控制。（8） 工作电压：VDC 24V。（9） 输入信号：4~20mA、0~5V和0~10V。如图3-6所示，电动球阀NCBV系列是将高速电动执行器及高品质V型球阀组成，是目前常用慢速电动球阀的升级产品。与依阳公司VPC2021系列真空压力控制器相结合，可构成快速准确的真空压力闭环控制系统。[align=center][color=#990000][img=ER5000国产化替代,377,500]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111182029196473_3852_3384_3.png!w377x500.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图3-6 NCBV系列电动球阀[/color][/align]NCBV系列电动球阀主要技术指标和特点如下：（1） 最大扭力：2N.m。（2） 阀球转动角度：90°。（3） 开关阀时间：小于1秒。（4） 工作电压：VDC 24V（5） 输入信号：4~20mA、0~5V和0~10V（6） 防护等级：IP67。（7） 环境温度\湿度：-20℃至45℃；≤85%（不凝露）。（8） 介质温度和压力：0~100℃；≤1.0MPa [size=18px][color=#990000]4. 总结[/color][/size]综上所述，通过一系列国产化替代产品的开发，基本可以完全替代艾默生最新一代TESCOM ER5000系列电子压力控制器及其背压阀，且性价比大幅度提高。重要的是，在国产化替代基础上，设计了更灵活易用的模块化结构，对单项模块产品进行了功能扩展和技术创新，开发了新型背压阀和高速电动流量调节阀，新开发的PID控制器具有更强大的功能和测量精度，整个系列的国产化替代产品具有较高的性价比。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

[b] 砂尘试验箱[/b]模仿自然界风沙气候对商品的破坏性，适用于检测商品的外壳密封功能，首要用于外壳防护等级规范中规则的IP5X和IP6X两个等级的实验。设备有载尘埃笔直循环的气流，实验用尘埃能够循环运用，整个风道选用不锈钢板制造，风道底部与锥形料斗接口衔接，风机进出风口直接与风道衔接，再在恰当的方位大将工作室顶部涣散口接入工作室体，构成“O”型闭式笔直吹尘循环系统，使气流能顺利地活动，很大的使尘土涣散均匀。[align=center][img=,302,302]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/05/202105191617429731_4469_1037_3.jpg!w302x302.jpg[/img][/align]　　下面呢小编来给我们简略介绍一下关于砂尘试验箱的运用电路剖析：　　1、工作电压380v/50hz3φ4w 　　2、应用镀锌钢丝绳直徑是：电缆线长短低于4米 　　3、电源电压的改变,请不要超越正负5%的额外电压(很大答应电压的/-10%) 　　4、测验的电源,不要衔接到单位功率,由于机器有杰出的计划和规划,并增加其他载荷能够致使过载 　　5、砂尘试验箱装置时应防止费用有能够损坏的电线和管道

[b]臭氧老化试验箱[/b]主要是通过模拟或者加速大气中的臭氧对橡胶的老化情景，是用以检测产品的耐候性能的设备，臭氧发生器是该设备的核心部件，主要是用于制取臭氧气体(O3)的装置，也可以通过液体混合和混合装置参与反应。[align=center][img=,496,496]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108161133420003_2934_1037_3.jpg!w496x496.jpg[/img][/align]　　臭氧发生器主要是利用高压电离或是化学、光化学反应 使空气中的一些氧气分解聚合成为臭氧，是氧气的同素异形转变过程，也可以利用电解水法进行获得 臭氧的不稳定性使其很难实现瓶装储存，一般都是只能利用臭氧发生器进行现场生产，随产随用。　　臭氧老化试验箱采用的是高压无声放电管式臭氧发生器，放电管就是直接影响其运行效率和可靠性的关键所在，采用微间隙戒指阻挡放电设计，能够大大的提高运行效率，也增加了系统连续运行的安全可靠性 臭氧发生器放电单元采用模块化设计方法，使设备的安装，检修和维护工作更加容易，在保证进气气源质量的条件下，臭氧发生器连续运行的时间一般长达5年左右。　　在使用臭氧老化试验箱的时候小编要提醒大家，众所周知，发生爆炸是由三个因素引起的，燃料、氧化剂和火种，在臭氧发生器的电晕环境中就已经存在氧化剂和火种了，因此我们就必须要防止含有烃类燃料物质的东西接触，如果说该设备的使用周围含有这种物质，小编就建议安装烃类分析仪，以便当烃类浓度接近爆炸下限的25%时自动切断电源，以保安全。

随着经济的发展和社会的进步，用户对臭氧老化试验箱的需求模式发生了巨大的变化。随着工业水平的不断发展和壮大，高科技已经成为社会发展的主流。鉴于我国仪器行业在社会发展中发挥着特殊作用，对科技的发展具有重要意义，仪器行业的高科技发展趋势不仅是行业本身的特点，也是社会发展对仪器行业的高要求。　　[url=https://www.instrument.com.cn/netshow/SH101036/][b]臭氧老化试验箱[/b][/url]有:按产生臭氧的方式分类。现有的臭氧发生器主要有三种:高压放电、紫外辐射和电解。本章重点介绍了电解和紫外线发生器。[align=center][img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304210946394970_1800_5295056_3.jpg!w690x690.jpg[/img][/align]　　这种臭氧发生器通常通过电解净化水产生臭氧。该发生器可制造高浓度臭氧水，制造成本低，易于使用和维护。但由于臭氧不能增大、电极寿命短、臭氧不易收集等缺点，其应用范围受到限制。目前该发生器仅适用于某些特定的小型设备或特定场所，不具备替代高压放电发生器的能力。我公司生产的臭氧老化试验箱采用静音放电管，噪声小，纯度高，使用寿命长。　　这种臭氧发生器可以利用规定的紫外波长(185mm)照射氧气分子，分解氧气分子，产生臭氧。紫外线灯因其体积大、臭氧含量低、使用寿命短等特点，经常用于消毒碗柜。　　目前，臭氧老化试验箱行业已经向智能化方向发展，国内环境试验行业将继续在高科技道路上不断创新发展。国内测试设备在外观质量和技术性能上逐步向智能化和高端化方向发展。

非标准触摸式[b]高低温湿热试验箱[/b]是从标准触摸式高低温湿热试验箱衍生而来的术语。非标准环境检测设备行业只有两类。[align=center][img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/07/202107231618530158_2694_1037_3.jpg!w690x690.jpg[/img][/align]　　从外观容积看：普通标准触摸式高低温湿热试验箱的内部容积为80L、150L、225L、408L、800L、1000L、1300L等标准容积，非标触摸式高低温湿热试验箱应根据客户的具体情况进行设计。　　设备参数划分：普通标准触摸式高低温湿热试验箱的温度范围为A:-20℃～150℃；B:-40℃～150℃；C:-60℃～150℃；D:-80℃～150℃；湿度范围为20～98%。非标应根据客户的具体情况进行设计。　　根据以上规格，如果有尺寸、温度范围或其他湿度范围不相似的规格，则属于非标准触摸式高低温湿热试验箱。目前触摸式测试仪的测试范围相对较小，主要原因如下：　　温度范围为-80℃～150℃，可满足双标准；　　触摸式高低温湿热试验箱种类繁多，能满足客户的需求；　　非标触摸式高低温湿热试验箱价格较贵。从经济效益的角度看，客户选择余地较小。当然，也有一些客户，因为检测产品很特殊，必须按照非标定制，也有少数情况下，一般非标定制的触摸式高低温湿热试验箱，可以达到量身定做的特性，在测试过程中，很符合测试要求。

在日常生活中，我们经常看到材料的老化现象，受自然环境的高温、光照、氧气、机械应力、臭氧、湿度等因素的影响，这些材料会引起内部物理和化学反应，对其原始功能和性能产生不利影响，失去其原始价值。然后我们可以通过[url=http://www.linpin.com/][b]氙灯老化试验箱[/b][/url]了解其变化。　　各种材料在不同的自然环境中会有不同的变化，我们在日常生活中经常接触的材料在老化后也会发生外观变化，如：边缘皮肤变色、整体或局部硬软、材料开裂等；物理或化学变化，如：材料导热降低、摩擦等级变化；机械性能变化，如：材料硬度、抗拉强度、抗冲击能力等。[align=center][img=,348,348]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206231704545884_6767_1037_3.jpg!w348x348.jpg[/img][/align]　　我们经常接触到的这些材料，由于它们自身的结构、制造配方和组合，在环境和日常使用中会逐渐老化和降解。材料老化降解速度慢，降解时间长，给我们的生活造成了巨大的损失。如何提前了解材料的老化现象，根据这些老化数据提高我们的抗老化能力，对我们的生产和生活影响很大。　　阳光在自然环境老化中起着巨大的破坏作用。因此，为了获得更快、更准确、更可靠的新能量，必须使用能够模拟阳光的仪器。仪器应能模拟自然温度、湿度、光照强度、雨水等。这种设备被称为氙灯老化试验箱。氙灯老化试验箱适用于长时间暴露在全阳光下或透过玻璃窗的材料。　　氙灯老化试验箱都有良好的互补性，都具有各自的优势，在具体的模拟环境试验应用中，可以根据材料性能要求的不同要求选择相应的试验设备。

隔水式恒温恒湿试验箱主要用于测试和确定电工、电子及其他产品和材料进行高温、低温、交变湿热度或恒定试验的温度环境变化后的参数及性能。下面艾思荔小编带领大家一起来了解隔水式恒温恒湿试验箱使用小常识。　　1.请使用干布擦拭仪表,不要使用酒精、汽油或其他有机溶剂,不要把水溅到仪表上,如果仪表浸入水中,请立即停止使用,否则有漏电、触电或火灾的危险。　　2.仪表在运转中,进行修改设定、信号输出、启动、停止等操作之前,应充分地考虑安全性,错误的操作会使工作设备损坏或发生故障。　　3.隔水式恒温恒湿试验箱仪表内部零件有一定的寿命期限,为持续安全地使用本仪表,请定期进行保养和维护。　　4.仪表运转期间,电源入力端子盖必须安装在端子板上以防触电。　　5.隔水式恒温恒湿试验箱定期检查端子螺丝和固定架,请不要在松动的情况下使用。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/06/201606201553_597428_3081755_3.jpg

[b]耐气候试验箱[/b]光照湿度和温度的相互用途，在探讨光照湿度和温度如何对曝露试样产生作用时，我们同时也要明白一个重要的事实，那就是材料降解是这些因素共同作用的结果，只剩下一种因素暴露的材料，其降解结果很难与在户外条件下、由三种因素共同作用的曝露材料的降解结果看上去有任何相似之处。[align=center][img=,348,348]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/04/202104251012063124_7828_1037_3.jpg!w348x348.jpg[/img][/align]　　大气自然中的气体和污染物，尤其是在酸雨的情况下，会引发完全不同的新的反应。在高度工业化地区，酸雨己成为很多材料老化的首要因素，其实尘埃粒子本身也会对老化过程也会产生非交互式影响，有紫外吸收作用的气体和尘埃油粒等等会将紫外的部分从材料辐射中过滤，以及令人讨厌的“漆粒”被光聚合在曝露材料表面等，一般自然现象不会直接导致老化过程的发生，但是火山活动等重大自然现象可以通过改变气候条件来改变降解速度。　　耐气候试验箱是一种综合气候试验装置，我们在进行气候老化试验外，可以进行高分的材料耐光性能的测试，对于高分子模拟透过玻璃光的日光光谱的人造光源情况下检测材料的耐光性能。

目前,随着环境试验设备市场的经济变化,客户越来越追求产品的质量。然而现在高低温试验箱越做越好。产品越做越精密。而且高低温试验箱是一款比较广泛的试验箱。各大行业都可用到。　　不同的厂家生产的设备也不同,即便是同一款设备也质量和价格方面有差异。很多客户选购高低温试验箱时都会有一个疑问 “为什么同样是高低温试验箱两家的价格相差这么大”在此,艾思荔为您浅谈一下价格相差大的原因。　　高低温试验箱主要是由箱体、冷疑器、压缩机、温湿控制系统等主要部件组成,然而采用的零部件的品牌不同设备的价格也会相差大。现在高低温箱体都是采用不锈钢构成,设备的内箱尺寸大小也决定设备的价格。其次是技术研发本身还有技术方面所造成的制造成本。最后就是售后服务,售后服务是最重要的,产品再好也有发生故障的时候,厂家的售后服务反应能力及不及时,能不能做好售后服务这一块也是最为关键的。好的售后服务保证才能让客户用的放心。　　其实在选购高低温试验箱时不能单纯的按照价格去采购。应该根据自己的实际所需及产品的技术性能最终做出判断。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/02/201602260938_585207_2930782_3.jpg

有时候一个不经意就会失去一个好的厂家，有时候一个不小心就购买了一个不合心意的[url=http://www.bjyashilin.com/product_show-18.html][b]高温试验箱[/b][/url]，这无疑是试验的一项损失，所以对于需要选购的消费者而言就需要掌握选购要素，技术上的熟练才能做好设备，选购时具备熟练技巧才能够选好设备。[align=center][img=,424,447]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/11/201711230825_01_1385_3.jpg!w424x447.jpg[/img][/align]　　正所谓熟能生巧，消费者在选购时不妨多了解一些国内品牌，在一般生活消费中就例如买个笔记本或是手机，大多关注的都是品牌，而在环试行业也不例外，先看好品牌，消费者可以了解一下“北京雅士林”，小编相信在多个方面都会让您觉得满意。　　不仅是品牌其质量也是消费者应该了解的一项要素，对于高温试验箱来说，可以了解一下材质耐温程度，试验持续运行状况，用电保护以及一些重要零部件的质量。　　选对高温试验箱选对好服务，选对好厂家就选雅士林。

试验仪器：人工气候模拟系统的盐雾试验箱分为中性盐雾试验箱和酸性盐雾试验箱两大类。盐雾试验箱整体经高温焊接而成，具有耐腐蚀、易清洁、无泄露等优点，采用了塔式喷雾系统，并装有盐液过滤系统，盐雾分布均匀，沉降量可自由调整。　　盐雾试验箱采用高精度智能温控仪表，智能化程度高、可进行运算及模糊控制、快速自整定，可达到更平滑的控制输出和更高的控制精度。试验室采用蒸气直接加温方式，升温度快、时间短。具有超温、箱体低水位、饱和器低水位、漏电、无熔丝保护开关等保护功能。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/07/201207201136_378760_2570223_3.jpg　　人工气候模拟系统中盐雾试验箱功能介绍　　盐雾试验箱内胆与箱体均采用高强度耐腐蚀PVC塑料板，试验箱表面光洁平整、耐老化、耐腐蚀、易清洗、无泄露。采用门锁开启式边盖门，不仅美观，而且方便维护;试验箱箱盖采用透明材料，可清楚看到箱内测试物品、喷雾状态及试样工作状况，采用独特的石英玻璃烧制成的喷嘴，内腔圆滑、角度精确、长期喷雾、无结晶。