瑞利-布里渊散射RBS包络谱实验装置中PID控制检测方案(真空计)

上海依阳实业有限公司www.eyoungindustry.com真空压力控制Application Note： 28 APrecise ControlMethod of Temperature and Pressurein Rayleigh-Brillouin Scattering Spectrometry 摘要：针对瑞利-布里渊散射(RBS)包络谱实验装置，用户提出要对测量气室实现温度和压力的高精度控制。本文了介绍具体实施方案，其中高精度温度控制采用半导体TEC模组实现。压力控制采用高精度真空压力控制系统，其中包括高精度压力传感器、精密电动针阀和24位采集精度PID控制器。此温度和压力控制方案已得到广泛应用和证明。 一、、技术要求 根据客户要求，要对如图1所示的瑞利-布里渊散射 (RBS)包络谱实验装置中的温度和压力(图1中红色方框区域内容)进行精确控制，具体要求如下： (1)温度范围300K~318K；控温精度±0.02K。 (2) 压力范围30kPa~90kPa(绝压)；控压精度±0.1kPa；；气氛99.99%氮气。 图1RBS包络谱测量的实验装置 二、温度控制方案 对于室温附近的高精度温度控制，拟采用如图2所示的半导体加热制冷技术予以实现，具体内容包括： (1)加热制冷器： TEC模组。 (2)传感器：铂电阻或热敏电阻温度。 (3)PID控制器：高青度24位温度压力控制器。 图2高精度温度控制装置 三、压力控制方案 实验装置要求工作的绝对压力范围为30kPa~90kPa，并要求在此范围内的压力可以在任意设定点上准确恒定。为此，拟采用如图2所示的真空压力控制系统进行实施，具体内容如下： 真空泵 图3高精度真空压力控制系统 (1)采用1000torr程的电容压力计进行压力测量，其精度可达±0.2%。也可采用更高精度±0.05%的真空压力传感器进行测量。 (2)采用24位A/D采集的高精度PID真空压力控制器，以匹配高精度真空压力传感器的测量精度，并保证控制精度。 (3)在气室的进气口和排气口分别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之间。如果气室容积很小，可以用电动针阀代替电动球阀。 (4)控制过程中，真空泵开启后抽速保证恒定。先将进气电动针阀进行设定，使得进气口压力和流量恒定，然后进行PID参数自整定，通过自动调节排气口流量实现气室压力精确控制。 第页总页 瑞利-布里渊散射光谱测量中温度和压力的精确控制方法A Precise Control Method of Temperature and Pressure in Rayleigh-Brillouin Scattering Spectrometry摘要：针对瑞利-布里渊散射（RBS）包络谱实验装置，用户提出要对测量气室实现温度和压力的高精度控制。本文了介绍具体实施方案，其中高精度温度控制采用半导体TEC模组实现。压力控制采用高精度真空压力控制系统，其中包括高精度压力传感器、精密电动针阀和24位采集精度PID控制器。此温度和压力控制方案已得到广泛应用和证明。~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~一、技术要求根据客户要求，要对如图1所示的瑞利-布里渊散射（RBS）包络谱实验装置中的温度和压力（图1中红色方框区域内容）进行精确控制，具体要求如下：（1）温度范围300K~318K；控温精度±0.02K。（2）压力范围30kPa~90kPa（绝压）；控压精度±0.1kPa；气氛99.99%氮气。图1 RBS包络谱测量的实验装置二、温度控制方案对于室温附近的高精度温度控制，拟采用如图2所示的半导体加热制冷技术予以实现，具体内容包括：（1）加热制冷器：TEC模组。（2）传感器：铂电阻或热敏电阻温度。（3）PID控制器：高精度24位温度压力控制器。图2 高精度温度控制装置三、压力控制方案实验装置要求工作的绝对压力范围为30kPa~90kPa，并要求在此范围内的压力可以在任意设定点上准确恒定。为此，拟采用如图2所示的真空压力控制系统进行实施，具体内容如下：图3 高精度真空压力控制系统（1）采用1000torr程的电容压力计进行压力测量，其精度可达±0.2%。也可采用更高精度±0.05%的真空压力传感器进行测量。（2）采用24位A/D采集的高精度PID真空压力控制器，以匹配高精度真空压力传感器的测量精度，并保证控制精度。（3）在气室的进气口和排气口分别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之间。如果气室容积很小，可以用电动针阀代替电动球阀。（4）控制过程中，真空泵开启后抽速保证恒定。先将进气电动针阀进行设定，使得进气口压力和流量恒定，然后进行PID参数自整定，通过自动调节排气口流量实现气室压力精确控制。~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~