推荐厂家
暂无
暂无
[color=#990000]摘要:针对上一代探空仪检定用低压环境模拟舱压力控制系统控制精度和稳定性差、压力传感器和控制系统配置不合理等问题,用户提出升级改造要求。本文介绍了新一代低压环境模拟舱压力控制系统的实施方案,采用了双向控制模式,进行了方案验证试验,试验结果证明控制精度和稳定性都大幅提高。关键词:低压模拟舱,探空仪,压力控制,电动针阀,电动球阀,上游模式,下游模式,PID控制器[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align] [size=18px][color=#990000]一、问题的提出[/color][/size]检定探空仪的重要手段之一是在地面进行低压环境模拟舱的测试,在用的低压环境模拟舱结构如图1所示。[align=center][color=#990000][img=低气压环境模拟舱压力控制,550,376]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201061504557090_7216_3384_3.jpg!w690x472.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图1 低压环境模拟舱结构示意图[/color][/align]此低压环境模拟舱使用过程中存在压力控制波动较大的问题,越靠近1个大气压时波动越大,通过分析认为主要是以下几方面原因引起:(1)压力传感器选择不合理,在全量程压力范围内传感器误差所占比例并不相同,从而显示出靠近1个大气压时波动大和远离1个大气压时波动小的现象,但实际上整体都存在较大波动,只是压力传感器在1个大气压附近精度最高,而在远离1个大气压处压力传感器误差已经完全涵盖了压力波动范围。(2)压力控制采用的是开关控制模式,真空泵和电磁阀根据压力设定值大小同时开启或关闭,尽管增加了储气罐作为缓冲,但这种半自动控制模式很难实现压力的准确恒定。(3)控制器并没有采用PID自动控制方式,也是影响压力控制精度的主要原因。综上分析,针对上一代探空仪检定用低压环境模拟舱压力控制系统控制精度和稳定性差、压力传感器和控制系统配置不合理等问题,用户提出升级改造要求。本文将介绍新一代低压环境模拟舱压力控制系统的实施方案,拟采用双向控制模式,并进行方案验证试验,由此证明控制精度和稳定性能大幅提高。[size=18px][color=#990000]二、压力控制系统升级改造方案[/color][/size]探空仪检定用低压环境模拟舱工作的绝对压力范围为1torr~760torr,要求在此范围内模拟舱的压力可以在任意设定点上准确恒定,甚至要求可以按照设定变压速率进行控制。为此,具体的升级改造方案是在原压力控制系统的基础上,保留真空泵和真空电磁阀,更换压力传感器和控制器,去掉储能罐,增加数控的进气阀和排气阀,具体方案如下:(1)采用10torr和1000torr两个不同量程的电容压力计来覆盖整个低气压范围的测量,从而保证全量程的测量精度。(2)采用高精度PID真空压力控制器,以匹配电容压力计的测量精度和保证控制精度。(3)分别真空腔体的进气口和排气口安装电动针阀和电动球阀,电动针阀直接安装在进气口处,电动球阀安装在排气口和真空泵的电磁阀之间。(4)控制方式分别采用上游模式和下游模式,上游模式用来控制10torr以下气压,下游控制用来控制10~760torr范围气压。(5)如图2所示,上游模式是维持上游压力和出气口流量恒定,通过调节进气口流量控制仓室压力。(6)如图3所示,下游模式是维持上游压力和进气口流量恒定,通过调节排气口流量控制仓室压力。[align=center][color=#990000][img=低气压环境模拟舱压力控制,400,421]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201061506055621_2789_3384_3.jpg!w400x421.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2 低气压上游控制模式[/color][/align][align=center][color=#990000][img=低气压环境模拟舱压力控制,450,393]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201061506206214_771_3384_3.jpg!w450x393.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图3 低气压下游控制模式[/color][/align][size=18px][color=#990000]三、方案验证试验[/color][/size]针对上述两种控制模式,分别采用1torr和1000torr两只电容压力计、电动针阀、电动球阀和24位高精度压力控制器进行了考核试验,试验用的真空腔体内部空间为400×400×500mm,试验装置如图4和图5所示。[align=center][color=#990000][img=低气压环境模拟舱压力控制,550,369]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201061506318858_3696_3384_3.jpg!w690x464.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图4 低气压上游控制模式考核试验装置[/color][/align][align=center][color=#990000][img=低气压环境模拟舱压力控制,550,339]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201061506474377_3818_3384_3.jpg!w690x426.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图5 低气压下游控制模式考核试验装置[/color][/align]在上游模式试验过程中,首先开启真空泵后使其全速抽气,然后在 68Pa 左右对控制器进行 PID参数自整定。自整定完成后,分别对 12、27、40、53、67、80、93 和 107Pa共8个设定点进行了控制,整个控制过程中的气压变化如图6所示。在下游模式试验过程中,首先开启真空泵后使其全速抽气,并将进气阀调节到微量进气的位置,然后在300torr左右对控制器进行PID参数自整定。自整定完成后,分别对 70、 200、 300、450 和 600Torr 共5个设定点进行了控制,整个控制过程中的气压变化如图7所示。 [align=center][color=#990000][img=低气压环境模拟舱压力控制,550,333]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201061507110485_1025_3384_3.jpg!w690x418.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图6 上游模式低气压定点控制考核试验曲线[/color][/align][align=center][color=#990000][img=低气压环境模拟舱压力控制,550,327]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201061507246957_2391_3384_3.jpg!w690x411.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图7 下游模式低气压定点控制考核试验曲线[/color][/align]将上述不同低气压恒定点处的控制效果以波动率来表示,则得到图8和图9所示的整个范围内的波动率分布。从波动率分布图可以看出,在整个低气压的全量程范围内,波动率可以精确控制在±1%范围,在12Pa处出现的较大波动,是因为采用 68Pa处自整定获得的PID参数并不合理,需进行单独的PID参数自整定。 [align=center][color=#990000][img=低气压环境模拟舱压力控制,550,309]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201061507435250_4590_3384_3.jpg!w690x388.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图8 上游模式低气压定点控制考核试验曲线[/color][/align][align=center][color=#990000][img=低气压环境模拟舱压力控制,550,340]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201061507565906_1701_3384_3.jpg!w690x427.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图9 下游模式低气压定点控制考核试验曲线[/color][/align]从上述考核试验结果可以看出,升级改造后的控制方法可以将压力控制精度和稳定性提高五倍以上,并大幅提高了低压环境模拟仓自动化水平和可靠性。[align=center]=======================================================================[/align]
科技一直是社会发展的主题,公司亦如此。使用规模涉及到食物、电子、电器、通讯、汽车等要点行业的[b]高低温试验箱[/b]类的环境模拟产品更需求技能上的立异,检查功能安稳,保证数据准确,方能有利于其他使用行业的产品技能立异。[align=center][img=,348,348]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108031110052814_8309_1037_3.jpg!w348x348.jpg[/img][/align] 高低温试验箱设备主要是在设备依照行业,标准要求或客户自定要求,在低温、高溫、温度湿度以及循环系统更改标准下,对商品的物理学及其其他相关特点开展环境模拟测试,根据测试,来辨别设备的作用,是否依然能够切合预订要求,便于供产品设计方案、改进、评定及原厂检查用。与我们关联亲密接触的,比如食材制造行业,过去各种新闻媒体都报道过“舌尖上的美味”,食材安全性已经深受提出质疑。全球是运转的,而自然环境气候也是不断更改的。地域的更改,季节的更改,气候的变幻莫测,都是导致温度湿度的差别,而这类温度湿度的更改差别是否会影响到食材的成长,这就要求技术专业的高低温试验箱等技术专业的环境模拟实验设备去检查,持续的做实验,持续的改进,方能生产制造出达标的商品。别的行业应用也是这般。 因此高低温试验箱类的环境模拟试验仪产品,需求提升其作用则验,检查设备的测试专业技能关联到别的行业商品的质量。实验仪器类的企业全是要靠专业技能适用,高新科技强企依然是企业发展的主题风格。现如今不可是企业中间的比赛,也是两国之间中间的比赛。由于前史留传等原因,很多科学研究专业技能都挺大水平上小于其他制造商,勤奋好学竭尽全力、标新立异全是我们坚持不懈要求做的工作。
热真空环境模拟试验箱中的零件部件是比较多的,比如:压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、过滤器等设备,这些设备构成了热真空环境模拟试验箱,那么,热真空环境模拟试验箱主要部件有哪些呢? 压缩机是整个热真空环境模拟试验箱制冷系统的核心,也是系统动力的源泉。整个系统的动力,全部由压缩机来提供,压缩机就相当于把一个实物由低势位搬到高势位地方去,在系统中它的目的就是把低温的气体通过压缩机压缩成高温的气体,最后气体在换热器中和其他的介质进行换热。所以说压缩机的好坏会直接影响到整个水冷箱式冷水机的制冷效果。 无锡冠亚热真空环境模拟试验箱中冷凝器的作用是将压缩机排出的高温高压的制冷剂过热蒸汽冷却成液体或气液混合物。制冷剂在冷凝器种放出的热量由冷却介质(水或空气)带走。水冷箱式冷水机的冷凝器是以水作为冷却介质,水的温升带走冷凝热量。蒸发器的作用是利用液态低温制冷剂在低压下易蒸发,转变为蒸气并吸收被冷却介质的热量,达到制冷目的。水冷箱式冷水机一般选用水箱盘管式蒸发器,制冷剂在管内蒸发,整个蒸发器管组沉浸在盛满载冷剂的箱体内。 热力膨胀阀是通过感受蒸发器出口气态制冷剂的过热度来控制进入蒸发器的制冷剂流量。使冷凝器出来的高压液体节流降压,使液态制冷剂在低压(低温)下汽化吸热。在工业冷却设备中,一般采用外平衡式热力膨胀阀。 过滤器的作用是:为了防止制冷剂里含有水份或由于不可减少的元素等原因使系统里进入水份,当从冷凝器出来的高温液体进入膨胀阀后,液体的温度会大幅度的下降,一般都在零度以下,这时如果系统里含有水分的话,由于膨胀阀通过的截面很小,就会易出现冰堵的现象,影响系统的正常的运行。压差控制器用作压力差的控制,当压力差到达调定值时,开关自动切断(或接通)电路。温度控制器用作机组的控制或保护,当温度到达调定值时,开关自动切断(或接通)电路。在我们的产品上,温度的控制常用到,用水箱温度来控制机组的开停机情况。还有些象防冻都需要用到温度控制器。 压力控制器用作压力控制和压力保护之用,机组有低压和高压控制器,用来控制系统的压力的工作范围,当系统压力到调定值时,开关自动切断(或接通)电路。 热真空环境模拟试验箱的部件的重要性不言而喻,这些配件在热真空环境模拟试验箱中都有着独特的作用,我们不能忽视。