高精度低温试验箱

[align=center][img=高海拔低气压模拟试验箱中高精度真空度程序控制解决方案,550,523]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/12/202312011543074519_5661_3221506_3.jpg!w690x657.jpg[/img][/align][b][size=16px][color=#333399]摘要：针对用户提出的低气压试验箱中的真空度精密可编程控制，以及0.001~1000Torr的宽域真空度控制范围，本文基于动态平衡法提出了切实可行的解决方案。解决方案采用了上游控制和下游控制两路独立高精度的PID程序控制回路，基于不同量程的高精度电容真空计，分别调节进气电动针阀和排气电动球阀，可实现各种低气压环境试验箱中高精度真空压力控制。此解决方案已在多个真空领域得到应用，并可以达到±1%的高精度控制。[/color][/size][/b][align=center][b][size=16px][color=#333399]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/size][/b][/align][b][size=18px][color=#333399]1. 项目背景[/color][/size][/b][size=16px] 低气压试验箱主要用于航空、航天、信息、电子等领域，确定仪器仪表、电工产品、材料、零部件、设备在低气压、高温、低温单项或同时作用下的环境适应性与可靠性试验，并或同时对试件通电进行电气性能参数的测量。低气压试验也是用设备模拟高空气压环境，用来确定元件、设备或其他产品在低气压条件下贮存、运输或使用的适应性。[/size][size=16px] 低气压试验具有很多测试标准可执行，如GB2423.27、IEC60068-2-39、B2423.42、GB2423.102、GB2423.26、IEC60068-2-41、GB2423.21、IEC60068-2-13和GJB 150.24A 等。在单纯的低气压实验中，这些标准都要求在试验中应达到1kPa的最低压力，其允许差未±5%或±0.1kPa（以大者为准），在84kPa等级时的允差为±2kPa。[/size][size=16px] 最近有客户在上述标准的基础上，对低气压控制提出了更苛刻的要求，具体为以下两点：[/size][size=16px] （1）压力变化范围（绝对压力）：100kPa→120Pa→1.05Pa→10Pa→1kPa→100kPa，即要求气压在1.05Pa至100kPa（标准大气压）之间可对腔室真空度进行任意点顺序控制和循环。[/size][size=16px] （2）压力变化率：不高于10kPa/min。持续时间：从10Pa到1000Pa变化过程时间不少于20min，最低大气压力（1.05Pa）持续时间不少于10min。[/size][size=16px] 将用户的上述要求绘制成随时间变化的真空度控制曲线，如图1所示。由此可见，要实现上述要求，真空压力的控制需要具有以下特征：[/size][align=center][size=16px][color=#000099][b][img=低气压程序控制曲线,500,313]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/12/202312011545371588_3376_3221506_3.jpg!w690x433.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#000099][b]图1 低气压环境试验中的真空度变化曲线[/b][/color][/size][/align][size=16px] （1）在1Pa~100kPa范围内可设置任意真空度点进行恒定控制和程序控制，程序控制可由低到高或由高至低，并具有多次循环控制功能。[/size][size=16px] （2）程序控制过程中需要真空度按照设定的不同的变化斜率进行精密控制。[/size][size=16px] 为了满足上述用户提出的高精度真空度程序控制要求，本文提出了如下解决方案。[/size][size=18px][color=#000099][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 首先，按照用户要求，解决方案拟达到的技术指标如下：[/size][size=16px] （1）真空度控制范围：1Pa~100kPa（绝对压力）。[/size][size=16px] （2）真空度控制精度：读数的±%。[/size][size=16px] （3）控制功能：PID自动控制，多个设定点变化速率可编程自动控制，并可多次循环运行。[/size][size=16px] 为了实现上述技术指标，本解决方案所设计的高精度真空度控制系统如图2所示。[/size][align=center][size=16px][color=#000099][b][img=低气压试验箱真空度程序控制系统结构示意图,690,331]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/12/202312011546112579_611_3221506_3.jpg!w690x331.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#000099][b]图2 低气压试验箱真空度程序控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 对于在1Pa~100kPa如此宽范围的低气压环境试验箱真空度控制，解决方案基于真空压力的动态平衡控制原理，即通过调节试验箱进气流量和排气流量达到某一平衡状态，从而快速实现不同真空度设定点和真空度变化速率的高精度控制。整个真空压力控制系统主要由不同量程的真空计、电动针阀、电动球阀、真空压力控制器、真空泵、上位计算机和各种阀门管件组成，所组成了两个独立的PID控制回路分别进行上游控制和下游控制，以此进项全真空度范围的控制覆盖。此低气压试验箱真空压力控制系统具有如下功能和特点：[/size][size=16px] （1）上游控制模式：所谓上游控制模式就是固定下游排气速率不变而调节控制上游进气流量的一种控制方式，这种控制方法常用于气压低于1kPa的低气压或高真空精密控制。如图2所示，上游控制回路由红色线段示意，此控制回路由10Torr真空计、电动针阀和可编程真空压力控制器组成。在上游控制模式具体运行过程中，控制器采集10Torr真空计信号并与设定值进行比较后，输出控制信号给电动针阀来调节进气流量。需要特别注意的是在上游模式运行过程中，下游真空压力控制器处于手动模式，即下游控制器的输出为一固定电压值，从而是电动球阀始终处于固定开度状态，使得排气流量在低气压或高真空度区间尽可能保持较大的抽速。另外，由于电容真空计对应的是线性电压输出信号，即对应于10Torr真空度电压输出值为10V，0.001Torr真空度是对应的电压输出为0.001V。由此可见在如此小的真空计输出电压信号下要保持较高的测量精度，则真空压力控制器需要配置24位AD、16位DA和0.01%最小输出百分比。[/size][size=16px] （2）下游控制模式：所谓下游控制模式就是固定上游进气速率不变而调节控制下游配齐流量的一种控制方式，这种控制方法常用于气压高宇1kPa的高气压或低真空精密控制。如图2所示，下游制回路由蓝色线段示意，此控制回路由1000Torr真空计、电动球阀和可编程真空压力控制器组成。在上游控制模式具体运行过程中，控制器采集10Torr真空计信号并与设定值进行比较后，输出控制信号给电动球阀调节排气流量。需要特别注意的是在下游模式运行过程中，上游真空压力控制器处于手动模式，即上游控制器的输出为一固定电压值，从而是电动针阀终处于固定开度状态，使得进气流量在高气压或低真空度区间尽可能保持恒速。另外，由于电容真空计对应的是线性电压输出信号，即对应于1000Torr真空度电压输出值为10V，10Torr真空度是对应的电压输出为0.01V。由此可见在如此小的真空计输出电压信号下要保持较高的测量精度，则真空压力控制器需要配置24位AD、16位DA和0.01%最小输出百分比。[/size][size=16px] （3）在图2所示的真空度控制系统中采用了两个真空压力控制器，此两个控制器都具有可编程程序控制功能以及设定程序的多次循环运行功能。另外，此真空压力控制器自带计算机软件和具有标准MODBUS通讯协议的RS485接口，通过上位计算机运行软件，就能快速实现整个控制过程的参数设置、远程控制和过程参数曲线的监视和存储。[/size][size=18px][color=#000099][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 本解决方案将彻底解决低气压试验箱真空度的宽量程和高精度控制问题，并具有以下特点：[/size][size=16px] （1）本解决方案具有很强的灵活性，目前本解决方案所控制的是0.001~760Torr真空度范围，如果低气压环境试验箱体积较大或体积较小，可以改变电动针阀和电动球阀的型号，以得到合适的进气流量和排气流量控制。[/size][size=16px] （2）解决方案中的真空压力控制器是一款通用性PID控制器，除了具有高精度真空压力控制功能之外，更换温度传感器和流量计后也可以用于温度和流量控制。[/size][size=16px][/size][align=center][size=13px][b][color=#000099]~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/b][/size][/align]

在这个科技产品不断更新换代的时代，[url=http://www.linpin.com.cn/product_show-215.html][u][color=#0000ff]高低温试验箱[/color][/u][/url]行业的热度也在不断上升，使这个行业的竞争压力越来越大，但是却对林频仪器而言并没有什么阻碍，这是因为林频生产的高低温试验箱做到以下几个条件。[align=center][img=,348,348]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810250922336777_2025_1037_3.jpg!w348x348.jpg[/img][/align]1、数字化、电脑换控制，因为机械、电子类产品对于高精度的要求，所以仪器的准确性能也更加重要，而林频生产的高低温试验箱具有数字化信息一体系功能，可以自己设定所需要的数值，来确定产品是否合格，而且试验是由电脑管控，节省了大量的人力。2、需求，对于客户提出各种高标准要求，林频都会在技术条件允许的情况下满足，争取做到让客户满意而归。3、安全，林频生产的高低温试验箱具有防漏电保护体统，先进的设计理念使购买方能够更加放心的使用。4、品牌效应，作为国内的知名品牌，我们会注重生产过程中每个细节，让设计更加合理，并且我们生产的高低温试验箱的95%都是采用国际知名品牌，让设备的品质更有保障。5、售后服务，做到不拖延，不故意推脱，服务态度让公司更值得信赖。

[b][url=https://www.instrument.com.cn/netshow/SH101036/]低温试验箱[/url][/b]主要用于超低温气候环境下电子、电工、电器等产品材料的储存和环境适应性测试。为了测试这类产品的低温性能及相关参数，应在0℃~-80℃范围内进行。[align=center][img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/03/202303091600012832_2347_5295056_3.jpg!w690x690.jpg[/img][/align]　　安装低温试验箱时，禁止接近易燃、易爆、有毒、强腐蚀性物质。否则，会影响设备的试运行状态，导致设备损坏或老化等。试好后，不要急于启动设备。在打开和关闭箱子之前，必须静置1-2天。这样可以使制冷系统在后续运行中更好，在测试期间更稳定；它还能延长仪器使用寿命。如果长时间没有测试设备，还应定期进行防潮工作，以防止设备内部件因长时间不使用而生锈、老化和损坏。　　该机是一种稳定的环境测试设备，性能良好，外形美观，工作可靠，是许多用户的理想选择。其原因是拥有以下几点优势。　　一、测试设备的温度控制范围特别广，可以从-80℃，超低到常温+10℃的温度范围选择，满足不同用户的不同需求。　　二、设备选择了一种特殊的平衡温度控制方法，可以让用户根据不同的测试需求调整良好的温度环境，具有稳定的平衡加热功能，实现高精度、高稳定的温度控制。　　三、选择键盘设置器进行低温测试，设备的内部温度设置，使设置更方便，操作更简单，低温试验箱的误差校正性能更准确，通过后可以更准确地测试。　　四、设备内部装置可根据设定温度值的变化，自动选择旋转式冷回路，使用者操作方便。　　同样也是需要注意低温试验箱的制冷系统选择了由高质量压缩机组装的重叠制冷机。该系统不仅工作可靠，而且维护方便。关键是要满足设备的冷却速度和气候温度的要求。此外，还设计了制冷系统，在保证机器正常运行的前提下，适当降低能耗，节约能源，节约成本，防雷，性能优异。

随着科技的飞速发展和自动化程度的不断提高，[b]高低温试验箱[/b]行业也将发生新的变化并获得新的发展。它的产生，既是广大用户的实际需求和制造厂商间技术竞争的结果，也是计算机技术、通信技术和控制技术在工业控制领域相结合的产物和产品升级，以及为实现进一步的高精度、高性能(特别是多参数在线实时测控与自动测控)、高稳定、高可靠、高适应性，多功能、低消耗等提供了巨大动力和发展空间。[align=center][img=,348,348]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106211603341306_137_1037_3.jpg!w348x348.jpg[/img][/align]　　一般的高低温试验箱沒有制冷率指标值，从工作温度到低温度允差時间一般为90~120min。高低温交变试验箱，高低温交变湿热试验箱都是有变温速度的规定，溫度弹性系数的一般规定在1℃/分鐘，在这里速度范畴内速率可调式。但快温变试验箱的变温速度快，加温，制冷速率能够做到3℃/min℃~15℃/min，在一定的溫度段，制冷速率乃至能够做到每分30℃之上。　　规格型号、速率的快速温度转变高低温试验箱的温度范围一般即-60～+130℃，但减温速率的变温范畴却不一样，依据不一样的实验规定，高低温试验箱变温范畴有些是-55～+80℃，而有些是-40～+80℃。　　高低温试验箱的变温速度有二种说法，分别是全线均值减温速率和线型升降机温速率。全线平均速率就是指在试验箱的变温范畴内，高温度与低温度之误差与時间之比。线型升降机温速率指在随意的每5min时间范围内，可以确保的变温速度。而事实上针对高低温试验箱而言，确保线型升降机温速率的难度系数较大、重要的一段是，在减温段后的一个5min的时间范围内，试验箱能够做到的减温速度。因而高低温试验箱特别好具备全线均值升降机温速率，和线型升降机温速率(每5min平均速率)这两个主要参数，一般来说线型升降机温速率(每5min平均速率)是全线均值升降机温速率的1/2。　　当代高低温试验箱的发展趋势，在工业生产的发展趋势过程中，占据尤为重要的影响力，大家必须关心高低温试验箱的发展趋势。在当代科技进步和生产主力的促进下，起初做为精准测量器材的仪器设备已发展趋势成一门比较详细的课程，并在现如今社会经济和智能科技中充分发挥着日渐关键的功效。

[b][url=http://http://www.meryou.cn]高低温试验箱[/url][/b][color=#666666]与高低温交变试验箱有何区别?很多客户无法在含义上分辨两者之间区别。下面上海广品试验设备制造有限公司教大家快速的区别[/color][b]高低温试验箱[/b][color=#666666]与高低温交变试验箱，从根本上介绍两者的不同之处。[/color][color=#666666] [/color][b]高低温试验箱[/b][color=#666666]与高低温交变试验箱最主要的区别就是控制方式的不同：[/color][b]高低温试验箱[/b][color=#666666]为恒定运行(也称为单点运行)，做试验时仪表只能设定单个点，对所设定的点进行控制，当用户要改变温度点时，则需要重新设定所需的温度点 高低温交变试验箱为交变运行(也称为可程式运行)，控制器支持程序连续性，也就是把用户所需的每个温度点从头到尾连接起来逐步运行，并可设置循环次数来加以循环测试。[/color][color=#666666] 选择的为高低温交变试验箱(程式运行)时，则可通过控制器一次性将所需运行的点全部输入，并在控制器内设定好所需的时间，仪表则会根据所设定好的温度与时间参数自动运行，将所有数据连接成一个曲线组，并可循环执行。在选择此类型设备时，需根据自已所做试验的温度点来考虑，如所做试验的温度点较多且经常变动，则选择可程式较合理方便，如温度点较固定且不是经常性的变动，则优先选择单点运行，单点与程式在技术参数(如均匀度，波动度)等等都没有差别，不必担心选择了单点的其参数会有变动。[/color][color=#666666] 其次则是价格方面，单点运行的在价格上会比程式运行的便宜，所以在成本方面也是一个考虑因素；箱体内箱大小的尺寸也不宜选择过大过剩，最好选择体积在试验品体积的三倍较合适，小了则影响精度，大了则造成成本浪费。[/color][align=center][color=#666666][img=高低温冲击试验箱,500,368]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/06/201706091727_01_2936678_3.png[/img][/color][/align]

随着经济的快速增长和科技水平的不断提高，[url=https://www.instrument.com.cn/netshow/SH101036/][b]高低温交变湿热试验箱[/b][/url]的科技含量也在增加。以前有些厂家可能生产规模小，门槛低，企业技术科技含金量低。这些提供的测试设备用户使用效果不好。如今，随着环境测试行业技术的不断更新，环境测试行业的蓬勃发展也在推动。[align=center][img=,359,359]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211281729515042_7945_5295056_3.jpg!w359x359.jpg[/img][/align]　　目前，高低温交变湿热试验箱行业的明显特点是科技含量日益增加。这与以前依赖价格竞争有很大不同。与此同时，一些设备技能含量高，注重新产品研发的制造商，这些制造商的效益日益提高；相反，一些设备技术含量低、新产品和新技术研发薄弱的公司，效益开始下降，后来可能会被行业淘汰。　　测试设备制造商根据高精度、低能耗、高效率的要求调整设备结构，进一步加强技术讨论，夯实行业基础。在设备外观和新能源方面，要加强设备原材料、设计、设备自动化和测试效果的优化。在技术研发方面，既要注重国际交流与合作，又要注重知识产权的维护；既要注重新技术创新和使用范围的发展，又要注重传统技术和传统使用范围的创新和创新。　　此外，随着环境试验行业科学技术的进步，高低温交变湿热试验箱设备的出口状况也会发生变化。随着技术的不断创新，未来高低温交变湿热试验箱的出口量将显著增加。目前，我们应该加大科研力量的投入，通过自主创新走强强联合、优胜劣汰的道路，突破瓶颈，为更多的客户提供高质量的环境试验行业设备。林频仪器作为一家专业的试验机制造商，将不断加强设备的竞争优势，提高其在行业内的核心竞争力。

低温试验箱在正式使用之前的安装调试工作是非常重要的，因为安装调试工作不到位的话，会导致试验结果不准确、设备容易出现故障、设备寿命减短、精度下降等情况出现。而为了避免这些情况带来的损失，我们最好先检查试验箱放置的场所是否满足下列要求。1、试验箱连接的电源电压要稳定，因为如果电流过大或是过小都会让长期在此条件下使用的压缩机出现损坏的情况。[align=center][img=,690,920]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/05/201805311404334963_5230_3222217_3.jpg!w690x920.jpg[/img][/align]2、试验箱放置的场所不能有太多的话灰尘，不然可能在试验的过程中设备会将这些灰尘吸入，而随着时间的积累，这些灰尘积累到一定程度就会导致设备的性能和寿命受到影响。3、试验箱要放置在通风良好，并且温度常年稳定在5℃～+28℃以内，24小时内平均温差≤28℃的环境下，不然可能会导致试验箱的试验结果出现误差。当然如果条件不合符的话可以通过安装排风扇或是空调进行改善。4、安装试验箱地面必须平整，不然可能会导致设备试验过程中发出噪音。如果条件无法满足的话，可以通过垫质地较硬的垫块进行改善。5、低温试验箱的周围不能有带有腐蚀性或是易燃易爆的物质，不然可能会威胁设备或是操作人员的安全。所以最好是将这些物质移除或是更换安装场所。

超低温、高精度型温度传感器是我们的强项，欢迎来电咨询，13585791751 .[sub]?[url=WWW.SENMATIC.COM]点击打开链接[/url][/sub][img=,268,232]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201121337188777_532_5521199_3.png!w268x232.jpg[/img]

[size=16px][color=#339999][b]摘要：当前各种测试仪器中的低温温度控制过程中，普遍采用电增压液氮泵进行制冷和辅助电加热形式的控温方式。由于液氮温度和传输压力的不稳定，这种方式的控温精度仅能达到0.5K，很难实现小于0.1K的高精度控温。为此本文基于饱和蒸气压原理提出了液氮温区高精度温度控制解决方案，通过对液氮罐内的正压压力进行恒定控制，使液氮温度处于准确稳定状态并提供恒定的液氮输送流量，为后续试验台的电加热控温提供了稳定的制冷量。[/b][/color][/size][align=center][size=16px][color=#339999][b]---------------------------[/b][/color][/size][/align][size=18px][color=#339999][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px] 液氮作为一种廉价且易于获得的低温介质，在科学仪器领域的低温环境实现中应用十分广泛，如各种各种探测器、热分析仪（TGA，STA，TMA，DMA，DMTA）、激光器、电子显微镜和各种低温试验平台等，都在采用液氮进行低温控制。在这些液氮温度范围内的低温控制系统中，普遍采用加压泵送方式将液氮传输到指定容器或试验平台中，如果进行低温宽温区的温度控制则还需在低温管路和试验平台上增加辅助加热器进行温度调节和控制。[/size][size=16px] 现有的加压输送液氮的手段主要是基于增大液氮罐内压力，从而将液氮压出，具体增加罐内压力的方式是通气法和电加热法。这两种方式利用了液氮自身物理变化而获得液氮蒸汽压力，没有借助其他介质的加压，不会影响液氮的纯度，关键是可以采用不同压力输送出低温氮气和气液混合液氮，以满足不同低温温度的需要。[/size][size=16px] 由于电加热方式结构简单，加热功率大且易于控制，液氮输送速度速度快，目前绝大多数低温温度控制多采用这种电加热方式的液氮泵，结合试验台上配备辅助电加热器，可对试验台或样品温度进行一定精度的低温温度控制。这种液氮试验平台的温度控制系统典型结构如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=常用液氮冷却低温温度控制系统结构示意图,500,444]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307271408453472_5868_3221506_3.jpg!w690x614.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 常用液氮冷却低温温度控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图1所示的常用低温控制系统，通过液氮冷却并配合加电热器的正反向PID调控可实现低温温度控制，但这种方式只适用于远离液氮沸点区域(≥110K)的低温控制，不能在接近液氮沸点附近（77~110K）达到优于±0.1K以内的高精度控温，因为在接近液氮沸点附近存在气液两相共存状态，这两种状态在接近液氮沸点的温度区域非常不稳定，特别是在杜瓦瓶内压力波动较大时极易出现两相互转现象，从而导致冷却温度出现比较大的无规律波动。[/size][size=16px] 另一个影响低温温度产生无法控制波动的因素是室温环境对输送管路和阀门内液氮的加热作用，这对高精度的低温控制影响十分明显且不稳定。[/size][size=16px] 由于冷却温度波动较大，尽管在试验台上采用了高导热材料进行快速均温，以及辅助电加热器进行补偿调节，但这种常用的流动液氮形式低温控制方法也只能勉强达到±0.5K的控温精度，基本无法提高低温温度的高精度控制。由此可见，在必须采用流动液氮进行低温冷却的情况下，实现高精度的低温控制是个需要解决的技术问题，为此本文提出如下解决方案。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 根据影响高精度低温控制的压力因素和室温环境加热因素，基于饱和蒸汽压时气液处于两相平衡的物理现象，本文提出的解决方案所设计的流动液氮高精度低温温度控制系统如图2所示，实现高精度低温控制的具体方法主要包括以下两方面的内容：[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=高精度液氮冷却低温温度控制系统结构示意图,500,468]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307271409104704_2148_3221506_3.jpg!w690x647.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图2 高精度液氮冷却低温控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] （1）对液氮罐内气体压力进行高精度恒定控制，使杜瓦瓶中的液氮始终处于已知可控的温度下，由此获得温度和流量稳定的液氮输出源。[/size][size=16px] （2）液氮输出管路中，避免使用很难进行绝热处理的各种阀门，而是采用了真空输送管，最大限度减小室温环境对管路内液氮的影响。[/size][size=16px] 此解决方案的核心是将液氮温度控制和试验台温度控制分开构成两个独立控制回路，通过双通道PID控制器同时进行控制，具体如下：[/size][size=16px] （1）压力控制通道是由压力传感器、电加热器和PID控制器第一通道构成的闭环回路，通过调节电加热器功率使杜瓦瓶内气体的正压压力保持恒定，使得整个杜瓦瓶内的气液两相液氮温度相同，此压力同时将液氮压出进行输送。[/size][size=16px] （2）加热控制通道是由温度传感器、电加热器和PID控制器第二通道构成的闭环回路，在加载到均热试验台上的制冷量恒定的条件下，通过调节电加热器功率使样品控制在不同的设定温度上，由此最终实现样品不同低温温度的精密控制。[/size][size=16px] 对于液氮输送管的热防护，尽管采用了液氮真空输送管，但要做好输送管两端的隔热防护，尽可能减少室温环境的加热影响。[/size][size=18px][color=#339999][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述，通过上述解决方案，可很好的解决液氮温度精密控制问题，关键是采用控压方式可使得杜瓦瓶内的液氮温度保持恒定，压力稳定的同时也使得所液氮介质的压出流量也同样稳定，这使得液氮介质的整个输送过程处于可控稳定状态，为高精度低温控制提供了最为重要的温度稳定的冷媒。[/size][size=16px][/size][align=center][b][color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/b][/align][size=16px][/size]

[size=16px][color=#339999]摘要：为解决石英晶体微量天平这类压电传感器频率温度特性全自动测量中存在的温度控制精度差和测试效率低的问题，本文在TEC半导体制冷技术基础上，提出了小尺寸、高精度和全自动程序温控的解决方案，给出了温控装置的详细结构和实现高精度温度程序控制的具体手段。解决方案在为压电传感器频率温度特性测量提供精密温控能力的同时，关键是可快速进行全过程的自动温度程序运行，由此既保证精度又提高效率。[/color][/size][size=16px][color=#339999][/color][/size][align=center][size=16px][img=TEC半导体制冷加热式微型高精度温度环境试验箱在压电传感器频率温度特性测试中的应用,550,309]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/02/202302141513442750_3958_3221506_3.jpg!w690x388.jpg[/img][/size][/align][b][size=18px][color=#339999]1. 问题的提出[/color][/size][/b][size=16px] 石英晶体微天平（Quartz Crystal Microbalance，QCM）作为一种超高灵敏的质量检测装置，其测量精度可达纳克级，并广泛应用于化学、物理、生物、医学和表面科学等领域中，用以进行气体、液体的成分分析以及微质量的测量、薄膜厚度及粘弹性结构检测等。石英晶体微天平实际上是一种压电传感器，它利用了石英晶体的压电效应，将石英晶体电极表面质量变化转化为石英晶体振荡电路输出电信号的频率变化，进而通过计算机等其他辅助设备获得高精度的测量结果。石英晶体微天平除了具有高灵敏度高和高精度之外，最大特点是结构简单和成本低，它由一薄的石英片组成，两侧金属化，提供电接触。QCM的工作原理类似于用于时间和频率控制的晶体振荡器，但QCM表面常暴露在周围环境中，且对环境温度变化非常敏感，QCM的一个重要技术指标就是频率温度特性。在QCM的具体应用中，温度变化会严重影响QCM测量结果，因此准确测量频率温度特性是表征评价QCM的一项重要内容。但在目前的各种频率温度特性测试装置中，特别是高精度温度控制装置，还存在以下问题：[/size][size=16px] （1）在常用的-10~+70℃的温度范围内需要对QCM进行多个设定点的高精度温度控制和频率测量，而目前常用温控技术往往控制精度偏低，若提高控制精度又带来测试时间过长的问题。[/size][size=16px] （2）专门用于压电晶体频率温度特性测试的恒温装置往往体积普遍偏大，内部温度均匀性较差，同样会带来温控精度差的问题，仅能用于批量压电晶体较低精度的频率温度特性测试。[/size][size=16px] （3）尽管采用了TEC半导体制冷技术可实现QCM的高精度温度控制，实现了小型化和快速温控和频率测量，但存在的问题是多个温度点的自动化程序控制能力差，无法实现全温度区间内多个温度点的自动控制和频率测量。[/size][size=16px] 为了解决QCM这类压电传感器频率温度特性全自动测量中存在的上述问题，本文在TEC半导体制冷技术基础上，提出了高精度和全自动程序温控的解决方案，给出了温控装置的详细结构和实现高精度温度程序控制的具体手段。解决方案在为压电传感器频率温度特性测量提供精密温控能力的同时，关键是可快速进行全过程的自动温度程序运行，由此既保证精度又提高效率。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 为了进行石英精度微天平（QCM）的频率温度特性测量，需要将QCM放置在一个受控的热环境中。为了提高热环境的温度控制精度，热环境的尺寸空间较小，并采用TEC模组进行加热和制冷，整个热控装置的结构如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=压电传感器频率温度测量温控系统示意图,690,209]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/02/202302141516237559_7391_3221506_3.jpg!w690x209.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 石英精度微天平频率温度特性温控装置结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图1所示，TEC被放置在铝制均热套和散热器之间，铝制均热套作为热稳定工作的密闭腔体，为整个腔体提供均匀的温度环境。散热器直接浸泡在水浴中使得TEC的工作表面达到较低的负温度，散热器也可以直接采用水冷板，水冷板内通循环冷却水。[/size][size=16px] 另外，在频率温度特性测试过程中，TEC要提供高低温范围内温度控制，那么在高低温运行时，TEC工作表面和散热器之间存在较大差异，因此，在TEC周围布置隔热材料以减少其两侧之间的热流，从而增加TEC工作面的温度均匀性。[/size][size=16px] 铝制均热套放置在TEC工作表面的顶部，在均热套与TEC之间采用银胶以减小均热套与TEC工作表面之间的接触热阻，铝制均热套被隔热材料包裹以减少与环境的热交换。[/size][size=16px] 在铝制均热套内布置了两只电阻型温度传感器，其中一只安装在铝制均热套的侧壁上作为控温传感器，此温度信号提供给超高精度的PID控制器进行温度自动控制。另一只用来测量固定在铝制支架上的QCM组件温度。[/size][size=16px] 在图1所示的温控装置中，为满足不同尺寸和结构的TEC温控装置，采用了独立的TEC换向电源以满足不同加热功率的需要。在温控器方面，则采用了超高精度的PID控制器，可直接对TEC进行加热制冷双向控制，其中AD为24位，DA为16位，最小输出百分比为0.01%，PID参数自整定，可编程程序控制，由此可实现高精度的温度控制。[/size][size=16px] 对于图1所示结构的温控装置，在全温区范围内设定点从-10变化到+70℃，步进5℃，其温度控制可实现±12mK的温度稳定性和±15mK的设定值精度。[/size][size=18px][color=#339999][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 上述压电传感器频率温度特性测试的温控解决方案，主要具备以下几个特点：[/size][size=16px] （1）采用了TEC半导体制冷组件，可低成本的实现压电传感器频率温度特性测试过程中的精密温度控制，并使得整个频率温度特性测试装置的体积非常小巧。[/size][size=16px] （2）整个温控结构的设计简便，但可以实现0.02℃以内的控制精度和重复性，完全能满足各种压电传感器的频率温度特性测试需要。[/size][size=16px] （3）由于采用了目前最高精度的工业级可编程PID控制器，具有24位AD、16位DA和0.01%的最小输出百分比，这是实现高精度TEC温度控制的必要条件。[/size][size=16px] （4）高精度的可编程PID控制器可按照设定程序进行全测试过程的温度自动控制，设定程序可通过随机的计算机软件进行编辑和修改，控制过程参数可自动进行显示和存储。[/size][size=16px] 总之，本文为实现高精度、简便小巧和低价格的压电传感器频率温度特性测试中的温度控制提供了切实可行的解决方案，为单个或少量压电传感器稳频特性评价提供了有效的技术途径。[/size][size=16px][/size][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

[font='宋体'][size=18px][font=宋体]引领行业变革[/font]：高低温交变试验箱在半导体产业中的决定性作用[/size][/font][font='宋体'][size=18px]随着科技的飞速发展，半导体产业在各领域的应用日益广泛，从智能手机、电脑、电视到航空航天、国防、医疗等领域，都离不开半导体的身影。然而，半导体器件的可靠性及稳定性一直是行业内[/size][/font][font='宋体'][size=18px]关注的焦点。在这个背景下，高低温交变试验箱作为测试半导体器件性能的重要设备，其决定性作用不容忽视。本文将探讨高低温交变试验箱在半导体产业中的重要作用及发展趋势。[/size][/font][font='宋体'][size=18px]一、高低温交变试验箱的作用与原理[/size][/font][font='宋体'][size=18px][url=https://www.instrument.com.cn/netshow/SH103691/]高低温交变试验箱[/url]是一种模拟产品在气候环境温湿组合条件下的测试设备，可进行高低温操作、储存、温度循环、高温高湿、低温低湿、结露试验等。通过模拟各种严苛气候条件，对半导体器件进行测试，以检测其性能及可靠性。[/size][/font][font='宋体'][size=18px]高低温交变试验箱的工作原理主要是通过对箱体内环境的温度和湿度进行控制，模拟出不同的气候条件，进而对试验样品进行检测。其主要组成部分包括温度控制系统、湿度控制系统、测试区及样品架等。其中，温度控制系统是核心部分，能够实现快速升温、降温以及温度恒定的控制；湿度控制系统则可模拟各种湿度环境，如高湿、低湿等。[/size][/font][font='宋体'][size=18px]二、高低温交变试验箱在半导体产业中的应用[/size][/font][font='宋体'][size=18px]随着半导体产业的发展，高低温交变试验箱在半导体器件的可靠性检测中发挥着越来越重要的作用。其应用主要体现在以下几个方面：[/size][/font][font='宋体'][size=18px]1. 可靠性评估：高低温交变试验箱能够对半导体器件进行长时间的高温、低温、高湿、低湿及温度循环等测试，模拟各种恶劣环境条件，以评估器件的可靠性及寿命。这有助于发现潜在的质量问题，提高产品的稳定性。[/size][/font][font='宋体'][size=18px]2. 性能测试：通过高低温交变试验箱，可以对半导体器件在不同环境下的性能进行测试，如电流-电压特性、频率响应等。这有助于了解器件在不同环境下的性能表现，为产品设计提供依据。[/size][/font][font='宋体'][size=18px]3. 失效分析：在半导体器件出现故障或失效时，高低温交变试验箱可以模拟故障发生时的环境条件，帮助分析失效原因。这有助于改进生产工艺，提高产品良率。[/size][/font][font='宋体'][size=18px]4. 质量监控：在生产过程中，高低温交变试验箱可用于对半成品或成品进行质量监控，确保产品质量的稳定性。此外，通过定期对生产线上的产品进行抽检，可以及时发现潜在问题，防止批量不良品的产生。[/size][/font][font='宋体'][size=18px]5. 新材料与新工艺验证：在高新材料与新工艺的研发过程中，高低温交变试验箱能够模拟各种严苛环境条件，对新材料的性能进行验证。这有助于缩短研发周期，降低研发成本。[/size][/font][table][tr][td][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/01/202401081636184498_5952_6279606_3.png[/img][/td][/tr][tr][td][font='宋体'][size=18px]SMD-225PF高低温交变试验箱参数列表：[/size][/font][font='宋体'][size=18px]1. 型号：SMD-225PF[/size][/font][font='宋体'][size=18px]2. 温度范围：-60℃～+150℃[/size][/font][font='宋体'][size=18px]3. 温度波动度：±0.5℃[/size][/font][font='宋体'][size=18px]4. 温度均匀度：±2℃[/size][/font][font='宋体'][size=18px]5. 升温时间：从-40℃升至+100℃≤45min[/size][/font][font='宋体'][size=18px]6. 降温时间：从+20℃降至-40℃≤70min[/size][/font][font='宋体'][size=18px]7. 内胆尺寸：500×600×750mm[/size][/font][font='宋体'][size=18px]8. 外形尺寸：依实物而定[/size][/font][font='宋体'][size=18px]9. 电源：AC 380V/50Hz[/size][/font][font='宋体'][size=18px]10. 功率：6.5KW[/size][/font][font='宋体'][size=18px]11. 载物托盘：2块[/size][/font][font='宋体'][size=18px]12. 控制器：微电脑智能控制器，中英文切换显示，可设定多段程序，曲线拟合功能，具有故障提示及异常显示功能，方便操作及排除故障。[/size][/font][font='宋体'][size=18px]13. 保护装置：超温保护、漏电保护、缺相保护、过流保护、短路保护等[/size][/font][font='宋体'][size=18px]14. 定时功能：具有定时开机、定时关机、预约启动、倒计时等功能，可满足用户的各种实验需求。[/size][/font][font='宋体'][size=18px]15. 使用环境：温度10～35℃，相对湿度≤85%RH，周围无强烈振动及腐蚀性气体存在。[/size][/font][/td][/tr][/table][font='宋体'][size=18px]三、高低温交变试验箱的发展趋势与挑战[/size][/font][font='宋体'][size=18px]随着半导体技术的不断进步，高低温交变试验箱面临着新的发展趋势与挑战。未来，高低温交变试验箱将朝着以下几个方面发展：[/size][/font][font='宋体'][size=18px]1. 高精度与高可靠性：为了满足半导体器件越来越高的可靠性要求，高低温交变试验箱需要具备更高的温度和湿度控制精度以及更长的使用寿命。同时，为了确保测试结果的准确性，设备需要具备更高的抗干扰能力和更强的数据处理能力。[/size][/font][font='宋体'][size=18px]2. 大规模并行测试：随着半导体产业的发展，大规模并行测试成为一种趋势。高低温交变试验箱需要具备更高的测试容量和更快的测试速度，以满足大规模生产的需求。同时，设备还需要具备更好的可扩展性和灵活性，以满足不同规模和不同类型的测试需求。[/size][/font][font='宋体'][size=18px]3. 智能化与自动化：智能化与自动化是当前测试设备发展的重要方向。高低温交变试验箱需要集成更多的智能化和自动化功能，如自动识别样品、自动控制测试过程、自动处理和分析数据等。这将有助于提高测试效率、减少人工干预和人为误差。[/size][/font][font='宋体'][size=18px]4. 多功能性：随着半导体器件性能需求的多样化，高低温交变试验箱需要具备更多的功能选项，如温度循环速率控制、湿度斜坡控制等。这将有助于更全面地模拟各种气候条件，提高测试的准确性和可靠性。[/size][/font][font='宋体'][size=18px]5. 环保与节能：随着全球环保意识的提高，高低温交变试验箱需要更加注重环保和节能设计。采用环保材料和节能技术，降低设备能耗和碳排放量，将是未来发展的重要趋势。[/size][/font][font='宋体'][size=18px]四、结语[/size][/font][font='宋体'][size=18px]高低温交变试验箱作为半导体产业中实验室研发的测试设备，其决定性作用日益凸显。随着技术的不断进步和应用需求的不断提升，高低温交变试验箱将朝着更高精度、更高可靠性、更大规模并行测试、更智能化与自动化、更多功能性和更环保节能的方向发展。企业应紧跟行业发展趋势，加大研发投入和技术创新力度，不断提高产品性能和竞争力，以满足不断变化的市场需求。同时，加强与客户的沟通和合作，深入了解客户需求，提供个性化的解决方案和优质服务，共同推动半导体产业。[/size][/font]

[align=center][size=18px]高低温湿热试验箱与恒温恒湿试验箱之间的区别有哪些？[/size][/align]随着科技的发展，各种实验设备在各个领域都得到了广泛的应用。其中，高低温湿热试验箱和恒温恒湿试验箱是两种常见的实验设备，它们的主要区别在于实验条件和用途。首先，[url=https://www.instrument.com.cn/netshow/SH103691][b]高低温湿热试验箱[/b][/url]的主要特点是能够模拟高温、低温、高湿和低湿等严苛环境条件，以便测试样品在这些环境下的性能表现。相比之下，恒温恒湿试验箱则主要用于模拟常温、恒温和恒湿的环境，以测试样品在相对稳定的环境下的性能。其次，在用途上，高低温湿热试验箱主要用于材料科学、航空航天、汽车制造等领域，以便对材料、部件等进严苛环境下的性能测试。而恒温恒湿试验箱则更常用于电子、制药、食品等行业，以便对产品进行质量控制和可靠性测试。此外，高低温湿热试验箱和恒温恒湿试验箱在结构和设计上也存在一定的差异。由于高低温湿热试验箱需要模拟严苛环境，其结构和材料通常更为复杂和特殊，以便应对高温、低温、高湿等环境对设备的影响。而恒温恒湿试验箱则相对简单，主要关注温度和湿度的控制精度和稳定性。总之，高低温湿热试验箱和恒温恒湿试验箱虽然都是实验设备，但在实验条件、用途、结构和设计等方面都存在明显的区别。在实际应用中，需要根据具体的实验需求和目的来选择适合的试验箱。高低温湿热试验箱SMC-150PF技术参数：1. 温度范围：-40℃～150℃2. 湿度范围：20%～98%RH3. 温度波动度：±0.5℃4. 湿度波动度：±2%RH5. 温度均匀度：±2℃6. 湿度均匀度：±3%RH7. 升温时间：从-40℃升至+150℃≤60min8. 降温时间：从+20℃降至-70℃≤120min9. 内胆尺寸：500×500×600mm（宽×深×高）10. 外形尺寸：700×550×1150mm（宽×深×高）11. 总功率：5.5KW12. 电源：AC220V/50Hz[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/01/202401161434076861_863_6279606_3.jpeg[/img]通过了解高低温湿热试验箱与恒温恒湿试验箱的区别，我们可以更好地理解不同实验设备的适用范围和优缺点，从而更好地选择和使用实验设备，为科学研究和技术创新提供更好的支持。同时，对于企业而言，了解这些区别也有助于更好地进行产品开发和质量控制，提高产品的可靠性和竞争力。在未来，随着科学技术的不断发展和进步，相信实验设备的应用范围和性能也会不断提升和完善。对于实验设备制造商而言，需要不断加大研发力度，推出更加先进、智能的实验设备，满足客户不断增长的需求。同时，对于用户而言，也需要不断学习和掌握新技术的应用，提高实验设备的利用率和实验效果，为科研和企业发展做出更大的贡献。[img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/01/202401161435250593_5244_6279606_3.jpg!w690x690.jpg[/img]最后，需要注意的是，高低温湿热试验箱和恒温恒湿试验箱虽然存在明显的区别，但它们也有一些共同点。例如，它们都需要对温度和湿度进行精确的控制和监测，以保证实验的准确性和可靠性。此外，它们都需要定期进行维护和保养，以保证设备的正常运行和使用寿命。因此，在使用实验设备时，需要认真遵守操作规程和维护保养规定，确保设备的正常运行和使用效果。

原文来源：高低温交变湿热试验箱的超凡科技与工艺的完美化身 编辑：林频仪器　　作为二十一世纪先进科技的时代，我们脱离了远古的旧制度以及各种规章制度，快速发展的上海也好像被镀了一层金，而我们的生活离不开各种各样的科技产品，比如手机和电脑等等，都是由人类的智慧所研发出来的，而在化工行业之中，什么才是至宝呢?当然是[b]高低温交变湿热试验箱[/b]了，说起它可是科技与化工的完美结合品.[align=center][img=,600,400]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/06/201706150858_01_1037_3.jpg[/img][/align]　　高低温交变湿热试验箱可以模拟大气环境之中的温度变化规律，它主要针对的是电子电工产品和其他的元器件材料在高低温交变湿热试验箱综合环境下的运输，多数用在产品的设计、改进、检定等等环节。林频高低温交变湿热试验箱的GB/T2423.1-2008、GB/T2423.2-2008。　　高低温交变湿热试验箱的整个箱体由数控机床加工而成，造型更是美观大方，没有任何的反作用把手。　　温度范围A:-20℃～150℃ B:-40℃～150℃ C:-60℃～150℃ D:-70℃～150℃　　波动/均匀度 ±0.5℃/±2℃　　升温速率1.0～3.0℃/min　　降温速率0.7～1.0℃/min　　控制器进口LED数显P.I.D + S.S.R.微电脑集成控制器　　精度范围设定精度：温度0.1℃，指示精度：温度0.1℃　　温湿度传感器铂金电阻 PT100Ω/MV　　制冷系统法国原装“泰康”全封闭风冷式单级/复迭压缩机制冷方式　　上海林频秉承客户至上的经营理念，一步步发展到现在拥有大规模的生产基地，合作团队庞大，我们一定能创造出更好的林频!

[color=#ff0000]摘要：针对目前两种典型低温超导测试系统中存在的液氦压力控制精度较差的问题，本文提出了相应的解决方案。解决方案分别采用了直接压力控制和流量控制两种技术手段和配套数控阀门，结合24位AD和16位DA的超高精度的PID真空压力控制器和压力传感器，大幅提高了液氦压力控制精度，最终实现低温超导性能的高精度测试。[/color][color=#ff0000][/color][color=#ff0000][/color][align=center][img=低温超导测试系统中实现高精度液氦温度控制的解决方案,690,411]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301031120120633_4214_3221506_3.jpg!w690x411.jpg[/img][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~[/align][size=14px][/size][size=18px][color=#ff0000][b]1. 项目概述[/b][/color][/size] 各种超导部件如超导磁铁和超导腔体在装机前都需要在低温超导测试系统中对其性能进行测试，为了使超导部件达到低温环境则需要将被测部件浸泡在液氦介质内，并采用低温杜瓦盛装液氦介质。在整个测试过程中，对低温测试系统内的液氦压力要求极高，即要求杜瓦顶部氦气压强（绝对压力）有极好的稳定性，否则会导致测试不稳定，给测试结果带来严重误差。 目前国内现有的很多低温超导测试系统都存在液氦压力控制不稳定的严重问题，有些客户提出了相应的技术升级改造要求。 如图1所示的低温超导测试系统中，采用了两个不同口径的第一和第二泄压阀来粗调和细调液氦压力，但这种调节方法的液氦压力只能控制在1.2~1.6Bar范围内，对应4.39~4.74℃范围的液氦温度变化，造成0.35℃的温度波动。目前客户提出要设法将温度波动控制在0.1℃以内或更高的稳定性上，以提高超导部件性能测试精度。[align=center][color=#ff0000][b][img=超导试件测试时氦压控制系统,500,356]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301031123466941_8802_3221506_3.jpg!w690x492.jpg[/img][/b][/color][/align][align=center][color=#ff0000][b]图1 低温超导测试系统液氦压力控制装置[/b][/color][/align] 如图2所示的高场超导磁体低温垂直测试系统，其压力控制范围1~1.3Bar，尽管在图2所示系统中采用了液氦加热器来改变液氦压力，但由于压力控制阀的调节精密度不够，最终造成压力控制精度远达不到测试要求，客户也提出了技术改造要求。[align=center][b][color=#ff0000][img=高场超导磁体低温垂直测试系统,400,557]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301031123146762_3661_3221506_3.jpg!w522x728.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#ff0000]图2 高场超导磁体低温垂直测试系统[/color][/b][/align] 针对上述两种典型低温超导测试系统中存在的液氦压力控制精度不足的问题，本文将提出相应的解决方案。解决方案将分别采用直接压力控制和流量控制两种技术手段和配套数控阀门，结合超高精度的PID真空压力控制器和压力传感器，可大幅度提高液氦压力控制精度，最终减小低温超导性能测试误差。[b][size=18px][color=#ff0000]2. 解决方案[/color][/size][/b] 在图1和图2所示的两种典型低温超导测试系统中，它们各自的液氦压力变化起因不同，因此要实现液氦压力准确控制的技术手段也不同。以下是解决方案中对应的两种不同技术途径。[b][color=#ff0000]（1）直接压力调节法[/color][/b] 在图1所示的低温超导测试系统中，造成液氦蒸发的因素并不可控，只能通过调节液氦上方的氦气压力来使得测试系统保持稳定。因此，为了实现液氦上方的压强控制，解决方案采用了直接压力调节法，如图3所示，即采用数控压力控制阀代替图1中的第一和第二泄压阀。此压力控制阀与高精度PID控制器和压力传感器构成闭环控制回路，实现自动泄压和高精度压力控制。[align=center][color=#ff0000][b][img=纯压力控制结构,500,350]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301031124390427_8017_3221506_3.jpg!w690x483.jpg[/img][/b][/color][/align][align=center][color=#ff0000][b]图3 直接压力调节法控制装置结构[/b][/color][/align] 数控压力控制阀是一种数控正压减压控制阀，正好可以满足低温超导测试系统的微正压控制需求。通过氦气源和减压阀提供的驱动压力，可在控制阀出口处实现高精度的压力控制，同时还保持很小的漏气以节省氦气。 另外，此数控压力控制阀具有很高的控制精度，结合高精度的压力传感器和PID真空压力控制器，可将液氦压力控制在0.1%的高精度水平。[b][color=#ff0000]（2）流量调节法[/color][/b] 在图2所示的低温超低测试系统中，其不同之处之一是具有液氦加热器，即通过液氦加热器和压力控制阀构成的控制回路可进行不同液氦压力的控制，由此实现不同液氦温度的控制。 为实现不同液氦压力的精密控制，解决方案在此采用了流量调节法。如图4所示，解决方案采用了电动针阀作为图2中的压力控制阀，电动针阀与双通道高精度PID控制器、压力传感器和液氦加热器构成闭环控制回路，可以按照任意设定值进行高精度的压力控制。[align=center][color=#ff0000][b][img=流量控制结构,500,290]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301031125069440_4211_3221506_3.jpg!w690x401.jpg[/img][/b][/color][/align][align=center][color=#ff0000][b]图4 流量调节法控制装置结构[/b][/color][/align] 电动针阀是一种数控的微小流量调节阀，可通过PID压力控制器自动调节针阀开度，流出的氦气可通向氦气回收气囊。电动针阀同样具有很高的控制精度，结合高精度的压力传感器和PID真空压力控制器，同样可将液氦压力控制在0.1%的高精度水平。[b][size=18px][color=#ff0000]3. 总结[/color][/size][/b] 通过上述解决方案的技术手段，可实现低温超低测试系统中液氦压力的准确控制，控制精度最高可达±0.1%。 按照绝对压力进行计算，饱和蒸气压为1.2Bar时，液氦温度为4.4K。由此，如果压力控制精度为±0.1%，液氦压力的波动范围为±1.2mBar（相当于绝对压力±120Pa），对应的液氦温度波动范围为4.4mK，即所控的液氦温度为4.4±0.0044K。 由此可见，通过本文所述的解决方案，仅通过采用工业级别较低造价的PID真空压力控制器和压力传感器，结合数控压力控制阀和电动针阀，就可实现很高精度的液氦压力控制，温度控制精度可达到mK量级，完全能满足绝大多数低温超导测试系统的需要。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]