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1.烘箱、培养箱、恒温箱应该是对设备内的温度场进行校准,依据JJF1101-2003 《环境试验设备温度、湿度校准规范》来进行,测试设备内温度场的温度偏差温度波动度和温度均匀度三项参数,建标名称可以叫环境试验设备温度校准装置比较合适,这样它就包括了烘箱、培养箱等多种能够提供温度试验环境的设备,多功能温度检定装置是不合适的,如果标准器同时可以测湿度场的话也用这规范,可以测恒温恒湿箱以及试验室的温度湿度进行校准,建标名称就叫环境试验设备温度、湿度校准装置。2.我们还将购置一台:高精度恒温油(水)、低温槽标准测试仪。请问:建标名称怎样填写(如XXX检定/标准装置)?相对规程有几个(好象有四个规程)?谢谢!
[color=#990000]摘要:针对低温恒温器中低温介质温度的高精度控制,本文主要介绍了低温介质减压控温方法以及气压控制精度对低温温度稳定性的影响,详细介绍了低温介质顶部气压高精度控制的电阻加热、流量控制和压力控制三种模式,以及相应的具体实施方案和细节。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][align=left][size=18px][color=#990000]1. 引言[/color][/size][/align] 在低温恒温器中,低温介质(液氦和液氮等)温度波动产生的主要原因是沸腾的低温介质顶部气压(真空度)的变化。因此,为了实现低温介质内部的温度稳定,就需要对低温介质顶部的气压进行准确控制。 国内外针对低温恒温器的温度控制大多采用以下三种技术途径: (1)主动控制方式:在浸没于低温介质的真空腔里直接引入加热电路,利用温度计对真空腔温度的实时监测数据,与目标温度值进行比较后来控制加入到加热电路中的电流。 (2)被动控制方式:对低温介质顶部气压进行控制,使低温介质温度稳定。 (3)复合控制方式:复合了上述两种控制方式,在浸没于低温介质的真空腔里直接引入加热控制电路之外,还同时对低温介质上部的气压进行控制。 电阻加热控温方式已经是一种非常成熟的技术,本文将主要针对低温介质顶部气压控制方式,介绍气压控制精度对低温温度稳定性的影响,以及高精度气压控制的实现途径和具体方案。[align=center][img=真空度控制,690,396]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112080959307199_6660_3384_3.png!w690x396.jpg[/img][/align][align=center][color=#990000]图1 液氦饱和蒸气压与温度关系曲线[/color][/align][size=18px][color=#990000]2. 气压控制精度与温度稳定性关系[/color][/size] 以液氦为例,液氦的饱和蒸汽压与对应温度变化曲线如图1所示。 由图1可以看出,在很小的温度范围内,上述曲线可以用直线段来描述,所以可以得到4K左右的温度范围内,气压大约100Pa的波动可引起1mK左右的温度波动。由此可以认为,如果要实现1mK以下的波动,气压波动不能超过100Pa。[size=18px][color=#990000]3. 顶部气压控制的三种模式[/color][/size] 低温介质顶部气压控制一般采用三种模式:电阻加热、流量控制和压力控制。[size=16px][color=#990000]3.1 电阻加热模式[/color][/size] 在低温恒温器的恒温控制过程中,电阻加热模式是在低温介质中放置一电阻丝加热器,如图2所示,真空计检测顶部气压变化,通过PID控制器改变加热电流大小来调节和控制顶部气压,将顶部气压恒定在设定值上。从图2可以看出,电阻加热模式比较适合增加顶部气压的升温控温方式,但无法实现减压降温。[align=center][color=#990000][img=真空度控制,690,569]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112081000054776_8294_3384_3.png!w690x569.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2 电阻加热模式示意图[/color][/align][size=16px][color=#990000]3.2 流量控制模式[/color][/size] 流量控制模式是一种典型的减压降温模式,如图3所示,真空泵按照一定抽速连续抽取低温恒温器来降低顶部气压,真空计、电动针阀和PID控制器构成闭环控制回路,通过电动针阀调节抽气流量使顶部气压准确恒定在设定真空度上。由此可见,流量控制模式比较适合降低顶部气压的降温控温方式,但无法实现增压升温。[align=center][color=#990000][img=真空度控制,690,504]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112081000399321_2525_3384_3.png!w690x504.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图3 流量控制模式示意图[/color][/align] 另外流量控制模式中,真空泵的连续抽气使得低温介质的无效耗散比较严重。[size=16px][color=#990000]3.3 压力控制模式[/color][/size] 压力控制模式是一种即可增压也可减压的控温模式,如图4所示,当采用真空泵抽气时为减压模式,当采用增压泵时为增压模式,由此可实现宽温区内温度的连续控制。所采用的调压器自带一路进气口(大气压),结合真空泵在对顶部气压进行恒压控制的同时,可有效避免低温介质的大量无效耗散。[align=center][color=#990000][img=真空度控制,690,518]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112081000533816_3012_3384_3.png!w690x518.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图4 压力控制模式示意图[/color][/align] 另外,这里的增压方式也可以采用低温介质中增加电加热器来实现。[size=18px][color=#990000]4. 其他实施细节[/color][/size] 在上述三种控制模式实施过程中,还需特别注意以下细节: (1)真空计的选择 真空计是测量顶部气压变化的传感器,是决定低温恒温器温度控制稳定性的关键,所以一定要选择高精度真空计。 目前高精度真空计一般为电容薄膜规,一般整体精度为0.2%。 如前所述,在液氦4K左右的恒温控制过程中,要求气压波动不超过100Pa,及±50Pa,如果对应于100kPa的气压控制,则真空计的精度要求需要高于±0.05%。由此可见,对于温度波动小于1mK的恒温控制,还需要更高精度的真空计。 (2)PID控制器的选择 在恒温控制过程中,PID控制器通过A/D转换器采集真空计的测量值,计算后再将控制信号通过D/A转换器发送给执行器(电动针阀、调压器和加热电源等)。为此,要保证能充分发挥真空计的高精度和控制的准确性,需要A/D和D/A转换器的精度越高越好,至少要16位,强烈建议选择24位高精度的PID控制器。 (3)调压器的配置 调压器是一种集成了真空压力传感器、控制器和阀门的压力控制装置,但真空压力传感器的精度远不如电容薄膜规,控制器精度也比较低。为此在使用调压器时,要选择外置控制模式,即采用电容薄膜规作为控制传感器。 另外,需要特别注意的是,调压器中控制器的A/D和D/A转换器精度较低,因此对于高精度和高稳定性的顶部气压控制而言,不建议采用控压模式,除非采用特殊订制的高精度调压器。[hr/]
一、首先就是要弄清楚水槽的分类。 1.按照恒温水槽的控温范围分类: 可以分为普通恒温水槽,低温恒温槽和超低温恒温槽,普票恒温槽的温度一般是室温以上,低温恒温槽的控温范围一般是-20-100度,超低温恒温操的温控范围一般再-40-100度,这些简单的分类中又以超低温恒温槽的技术含量最高,应用范围也最广泛。 2.按照恒温水槽的容积划分:分为小型的恒温槽,中型恒温槽和大型恒温槽 3.恒温槽的循环方式划分可以分为:外循环,内循环,内外兼具的循环方式 4.按照样式可以分为立式和卧式的按照控温的精度可以分为:一般恒温槽和超精度恒温槽二、根据自己的试验要求可以进行如下的选择: 1. 选择合适容积,一般水槽的大小在5-30l之间,您可以根据您自己的做实验的要求,根据试验的规模来选择使相应容积的水槽,使实验进展顺利。当然您也可以根据您们实验室的规模选一个合适容积的水槽,以备下次试验的使用。 2..选择一个合适的温控范围,一个实验器材的温控范围,在试验的成败与否上面起到很关键的作用,因此你也可以根据试验的要求选择适合的温控范围,当然您若是感觉挑选起来相当的繁琐的话,您也可以买一个温控范围稍微大一些的仪器,因为此类仪器的温控范围大,几乎适合所有的试验的要求,对压缩机的要求也是相当的高,当然此类仪器的价格也相当的高一些. 3.选择合适的控温精度,低温恒温槽的控温精度对试验的成功一样起着至关重要的作用,一般恒温槽的控温精度有±0.1,±0.3,±0.01,±0.05,但是高精度的水槽的控温是±0.002~0.005,±0.005~0.01,超高精度的水槽由于具有精细的温度波动,因此将实验的恒温条件控制的相当的准确,将因温度波动给试验带来的一切环境因素几乎减少为零,因此超高精度的恒温水槽也广泛受到各行业用户的喜爱。