SMC IRV系列手动真空调节阀中低压控制性能考核试验检测方案(真空计)

SMC IRV系列手动真空调节阀低压控制性能考核试验SMC IRV Vacuum Regulator Low Pressure Control Performance Assessment Test摘要：SMC IRV系列手动真空调节阀是一种真空型减压阀，通过外接真空泵可实现对密闭容器内的真空度进行调节和控制。为了考核此真空调节阀的调节范围和控制精度，本文介绍了针对此阀所进行的考核试验。考核试验采用了高精度的电容真空计和数据采集器，考核结果证明此阀的控制稳定性可以达到±0.5%，但并未达到标称的表压-100kPa的真空调节范围。~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~一、背景介绍在一些机械抓取和密闭腔体的真空压力控制过程中，需要直接采用调节阀实现真空度的精密调节和恒定控制。SMC IRV系列就是一类这种真空调节阀，手动操作调节，标称的真空度调节范围为绝压1.3~100kPa（表压-100~-1.3kPa）。SMC IRV真空调节阀尽管给出了很多技术指标，但并未提供真空度调节控制的稳定性指标。为此，为了对此调节阀有更深入的了解，本文介绍了对此调节阀所进行的真空度控制稳定性短期考核试验。二、SMC IRV真空调节阀简介SMC IRV系列手动型真空调节阀如图1所示。图1 SMC IRV系列手动型真空调节阀SMC IRV系列真空调节阀的动作原理如下：当手轮顺时针回转，设定弹簧力使膜片及主阀向下推动，VAC侧和SET侧接通，SET侧的真空度发生改变，向低压方向变化。然后，SET侧的真空压力通过气路进入真空室，作用在膜片上方，与设定弹簧的压缩力相平衡，则SET侧的真空压力便被恒定。若SET侧的气压比设定值低，设定弹簧力和真空室的SET侧压力失去平衡，膜片被上拉，则主阀芯关闭，大气吸入阀芯开启，大气流入SET侧，当设定弹簧的压缩力与SET侧气压达到平衡时，SET侧真空压力便被恒定。若SET侧的气压比设定值低，设定弹簧力和真空室SET侧压力失去平衡，膜片被推下，则大气吸入阀芯关闭，主阀芯开启，VAC侧和SET.侧接通，SET侧的气压减小，当设定弹簧的压缩力与SET侧气压达到平衡时，SET侧的真空压力便被恒定。SMC IRV系列调节阀标称的真空度调节范围为绝压1.3~100kPa（表压-100~-1.3kPa）。三、考核试验装置为了考核SMC IRV系列真空调节阀的性能指标，所搭建的考核试验装置如图2所示，其中主要包括真空泵、真空腔体、电容真空计、高精度数据采集器和计算机。图2 真空度控制稳定性考核试验装置结构示意图为了准确测量真空调节范围和控制的稳定性，考核试验装置中的各个部件具有一些特性：（1）真空腔体为一密闭腔体，即漏率很低，真空管路只有真空计和调节阀两个接口。（2）真空度测量采用了精度较高的薄膜电容真空计，任意真空度下精度为0.25%，真空度测量的量程范围为1~1000Torr。（3）为了充分利用电容真空计的测量精度，考核装置配备了安捷伦公司的六位半高精度数据采集器（34972A），并采用配套软件与计算机通讯以实时采集和显示真空度测量曲线。为了同时保证采集精度和速度，采样间隔设置为4s。（4）为避免真空泵油对管路和真空调节阀的污染，考核装置特意配备了干泵以保证产生各种污染。四、考核试验结果整个考核过程是将SMC IRV顺时针从关闭到全开进行多个位置的真空度调节，然后再逆时针从全开到全闭进行多个不同位置的真空度调节。此试验过程得到的真空度变化曲线如图3所示。图3 全过程考核试验中的真空度变化曲线从上述试验结果可以看出，SMC IRV的最高真空度（最低气压）只能控制在130Torr附近，用表压表示就是最高真空度只能达到-84kPa，并未达到-100kPa的标称值。为了观察SMC IRV调节阀的真空度控制稳定性，将图3采集的真空度曲线进行放大观察，可以清晰看到在每个真空度控制位置的波动性，如图4所示。图4 不同手调位置处真空度恒定控制的波动性五、结论从上述短时间考核试验结果，可以得出以下结论：（1）在全真空度范围内，真空度恒定的波动性优于±0.5%。（2）调节控制时间受真空腔体容积大小的影响，容积越小，真空度达到稳定的速度越快。（3）SMC IRV系列真空调节阀并未达到标称技术指标-100kPa，仅为-84kPa。~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~