真空管式炉

[url=http://www.cnpetjy.com/1787.html]液氮真空管道[/url]作为一种常见的输送介质，在工业生产中扮演着重要的角色。然而，对于液氮真空管道是否需要额外的保温措施，一直存在着诸多争议和疑问。在实际应用中，液氮真空管道的保温问题直接关系到输送效率和成本控制。那么，液氮真空管道是否需要额外保温呢?这个问题并非简单，需要从多个方面进行综合考量。　　液氮的低温特性决定了其输送过程中易受外界热量影响，导致温度波动较大。因此，对于长距离输送或需要保持恒定温度的情况，额外的保温措施是必不可少的。保温层可以有效减少热量交换，保持液氮在管道内的低温状态，提高输送效率的同时也节约能源消耗。此外，对于地埋式液氮真空管道来说，保温层还能有效防止地下水渗透和管道结构受损，延长使用寿命，降低维护成本。[img=,690,388]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/02/202402201118369189_2924_3312634_3.jpg!w690x388.jpg[/img]　　然而，在一些特定情况下，液氮真空管道是否需要额外保温仍存在争议。例如，短距离输送、环境温度较低且稳定的情况下，可能可以省略保温措施。此时，如果添加保温层反而会增加建设和维护成本，不划算。因此，在实际工程中，需要根据具体情况综合考虑，做出科学合理的决策。液氮真空管道的保温与否，并非一概而论，而是需要根据具体情况来具体分析。[url=http://www.mvecryoge.com/]金凤液氮罐[/url]　　总的来说，液氮真空管道在大多数情况下还是需要额外的保温措施的。保温层能够有效降低热量损失，提高输送效率，延长管道使用寿命，符合节能减排的要求。然而，在一些特殊情况下，是否需要额外保温则需要根据具体条件来做出判断，以达到经济合理和效果最优的目的。在设计和建设液氮真空管道时，应该充分考虑保温问题，确保输送安全、高效和可持续发展。

如何判別真空管是否压坏?外观是否有明显的判别?那如果不知受损，扫描出的图片会发现什么异常?谢谢

真空干燥箱是专为干燥热敏性、易分解和易氧化物质而设计的。那它应该怎样安装呢？[align=center][img=,400,381]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304191359532476_2512_5522334_3.png!w550x524.jpg[/img][/align]1、工作环境的选择应按下面的要求选择工作环境：（1）环境温度：5℃～40℃，相对湿度≤85%。大气压力：(86～106)KPa，海拔高度不高于 2000。（2）周围无强烈震动源及强电磁场存在。（3）应放置在平稳、水平，无严重粉尘，无阳光直射，无腐蚀性气体存在的室内。（4）产品周围保留足够空间间隙，不宜放在火灾报警器下方。（5）放入工作室物品，必需保持上下四周有一定空隙，重量以搁板不被压弯变形为宜，并使干燥物品必须直接(或通过热传导性能良好的金属)接触搁板。2、设备安装（1）拆开包装，将主机安放在工作台面上。（2）将真空泵连接管连接至真空干燥箱左侧真空管接口上（如需充惰性气体，则需在真空管中连接三通阀开控制气路）。（3）将电源插头插入插座中。（4）开机通电运行①抽真空调试：将箱门关上并将门锁紧，关闭箱子面板上的平衡口（放气阀）：旋转放气阀前端橡皮塞，使橡皮塞上的孔与放气阀上的孔扭偏 180 度。②打开真空泵开关，开始抽气。③平衡口的使用：用来平衡箱内与外界的压力差，只有打开平衡口，使箱内真空度逐步达到大气压，待一段时间后，才能打开箱门。（5）关机当使用完毕后，关上电源，先打开平衡口橡皮塞：使橡皮塞上的孔与放气阀上的孔对准进行放气，待真空度回到大气压，约 5 分钟左右再打开箱门。3、注意事项①若真空泵正常，却不能抽真空，则打开箱门，使用产品附件中的板手将箱体上的门扣向里拧一圈收短，重新关门抽真空。②真空干燥箱不能作为电热干燥箱使用，因工作室不工作在真空状态时，测量温度与工作室内实际温度误差极大。【力辰】品牌，深耕实验室通用仪器设备领域12载。自主研发，生产，销售，服务；产品齐全，专业，超值，高效。关注我，让仪器带你换个角度看世界

液氦低温系统用真空泵的更换与验证原创：大陆2015-09-23一、前言真空泵是很多高电压、低温、色谱等仪器的保障部件，因而非常重要，在仪器论坛上可以找到的关于机械泵的维护、维修的好文章有不少，比如：wccd君的“岛津PDA-5500/7000直读光谱维护更换真空泵油” 与 “ARL3460，ARL4460直读光谱仪真空泵维护 —— 换油操作”；花开见我的 “机械泵漏油维修——更换密封套件”。但目前还未看见针对低温系统的真空泵需要特别注意的地方进行讨论的文章，因而借9.13大阅兵假期间严格安保停供低温液体致使系统停用，期间购置一台普发真空本到货，恢复时顺便更换旧机械泵的机会，将液氦低温系统用的真空管路维护需要注意的事项做一下整理。由于基本的机械泵维护的注意事项wccd君已经做了较详细的讲解，下面我以量子设计公司的低温强场物性测量系统(PPMS-14H)为例着重介绍液氦低温系统的真空维护需要注意的事项。二、几个技术问题及对策2.1 油气隔离与普通真空系统有一个明显不同，液氦低温测量系统的整个气路要求全氦密封，机械泵的前后级分别接到氦低温系统与氦回收系统(物理所自建的全国屈指可数的氦低温保障系统，可将贵重的稀有氦气体资源回收冷凝成液氦重复利用)，故而其配套真空泵除了通常的真空管路密封要求外，其本身有两个地方有可能导致氦污染也需要设法避免：一是机械泵油的挥发，无论进入本地仪器的低温系统还是流到氦回收系统中的低温系统都容易给低温系统带来损害；二是空气加热排水汽的blaster功能会引入大量空气，这个功能对水汽较重的真空系统来说很必要，但对于氦系统来说不仅没有正面作用，反而由于误触动blaster过程导入的大量空气会给氦回收系统带来无谓的分离负荷。如图01所示，为了防止泵油破坏低温真空管路，一方面在真空泵的进气口与排气口分别加入油滤模块，其中进气口部分使用氧化铝微球或碳粉油滤器，如图02所示，以阻断泵油与空气进入氦低温测量系统；另一方面在机械泵排气口增加油滤，好在新机械泵自带了泵油回收系统，将大大降低氦低温仪器自带滤油系统的负荷，直接串联接上即可；此外，为了彻底避免机械泵旋钮误触动导致blaster功能，除了将blaster旋钮放到零位外，氦将其进气口使用裹着生料带和真空脂的螺丝封死。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509231014_567263_1611921_3.png图01 液氦低温系统真空泵前后气路图片http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509231014_567264_1611921_3.jpg图02 连接真空泵进气口与低温系统的油滤器2.2 接口匹配新真空泵的真空接头与仪器对接部分并不匹配的情况下(比如不同直径KF快捷法兰、VCR接头等，或空间受限需要将真空管路做90度直角变换)，使用真空接头转换或直接焊接，对于进行了焊接或过渡的部件，接入真空系统之前需要单独进行真空密封测试，如图03所示，这里本人将更改的连接器一端堵上，另一端接分子泵，抽到分子泵的极限真空8.6e-7mbar(合8.6e-5Pa)，故认为连接件无碍，接入真空系统。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509231015_567265_1611921_3.png图03 焊接金属软管的真空密封检验2.3 电隔离对于低温测量系统，尤其是弱信号测量系统，真空泵因为电机旋转产生的噪声通过共信号地电流通道会较容易干扰到测量过程，因而尽可能断开测量系统与真空泵系统之间的电连接，一种方法是使用非金属卡箍(有的卡箍内置金属铜片，要抠掉)；另一种方法是使用绝缘直通转换，如图04所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509231015_567266_1611921_3.png图04 电隔离用真空配件照片2.4 降温监控i) 确认软件配置，真空管路接好后，准备灌液氦降温的时候，发现系统的气压、温度、状态指示异常，原因是关机过程中系统丢失关机前的系统传感器、阀门、加热器电阻等参数的配置信息，使用系统自带的EPROM写入程序将配置文件写入系统控制设备。ii) 清洗设备管路，ppms有一套独特的控温系统，管路示意图与状态监控截屏分别如图05与图06所示，其控温原理有两个亮点，一是使用环腔设计，用于样品腔与低温氦的隔离与缓冲，这样既提高温度均匀性与稳定性，又可获得较快的变温速率，同时对氦的消耗也较少；另一个是虚拟温度计，通常对目标对象进行大范围控温时会碰到传感器位置和被控位置总或多或少存在距离，而且单个温度传感器很难在极低温与400K之间都能很好工作，ppms的解决方法是使用多个位置点放置低温与高温两种温度计，被控点位置并不是通过实际的温度计测量到，而是周围多个传感器测量值的在宽范围标定获得的某多元函数计算得到的虚拟温度。控温系统的独特构造带来了真空管路的复杂，如图05显示的阀门有5个，不过幸运的是，系统自带有配套的控温软件，将复杂的真空管路对用户做了隐藏，拿清洗过程来说，用户只需在灌液氦之前将温度设定到2K，系统会自动打开环腔的阀门，此时需要设置记录log文件，以记录接下来的系统变化过程。然后如图07由两个人开始液氦灌注，期间注意手套防护与气压气流的稳定。开始灌液氦10~15分钟后，点击几次Purge/Seal来清洗几遍样品腔。开始灌液氦后过30min，可以开始灌液氮。灌完液氮后在系统软件中点击Utilities Helium Fill…来开启灌液氮状态窗口，让液面计读数处于随时更新的状态。监控氦液面变化情况，当液氦面高度达到30%以上时，流量计读数在2500cc/min以上说明流阻流量正常，此时，通过点击Instrument shut down… 来禁用系统温度控制。继续灌注液氦直到其到达90%，停止气瓶对液氦罐的加压，让余压完成后面10%左右的灌注。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509231015_567267_1611921_3.png图05 ppms管路连接示意图http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509231015_567268_1611921_3.png图06 PPMS气路监视面板http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509231015_567269_1611921_3.jpg[/ali

在线脱气机在液相中的主要作用便是除去溶解在流动相中的气体。流动相中的气体对于整个系统的压力、流速稳定性、基线波动水平都有一定的影响，其中溶解的氧气对于UV/Vis，荧光，示差，电化学等检测器均有一定的影响，荧光检测器尤其严重。 在线脱气的原理就是亨利定律，“在等温等压下，某种气体在溶液中的溶解度与液面上该气体的平衡压力成正”。所以在线脱气机的工作方式其实就是使流动相在半透膜管路中流过一个真空腔体从而使溶解在流动相中的气体扩散进入真空，以达到脱气的目的。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/04/201304191648_436218_2352217_3.png脱气机脱气效率的主要影响因素包括溶剂的流速、管道的表面积，真空度和半透膜的性能。一个独立脱气机主要由液流系统、真空系统以及电气和控制系统组成。 2695中的脱气机位于仪器右下方，如下图：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/04/201304191648_436216_2352217_3.pnghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/04/201304191648_436217_2352217_3.pnghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/04/201304191647_436215_2352217_3.png2695脱气机名叫“PerformancePLUS Inline Degasser”。由于属于集成组件，没有自己的独立电源，其供电由机器电源提供。基本参数如下：最大流速5ml/min，通道内体积500ul。 运行模式如下：开始以全速模式运行使真空迅速降低至1psi以下，然后以低速模式运行保持真空度。8min无法到达1psi以下则报错。 脱气机中通道内小体积的追求来源于对溶剂置换时间的要求。知道满环进样的朋友们应该知道，满环进样要求以5~10倍的定量环体积流过定量环以保证管道中的溶液被充分置换。因此脱气机中更小的通道内体积可以带来更迅速的溶剂置换。 Waters的脱气机运行模式和Agilent脱气机现在的运行模式都很类似，原因是这种连续运行模式可以避免不连续工作模式下泵磁滞带来的基线漂移或循环，对高灵敏度分析性能有一定提升。 Waters的脱气机早期并没有漏气的部件，从2001年起的产品开始在真空管上做一个“一件式”的设计，会在低真空下以一定的小速率漏进一部分空气。Agilent的脱气机则是一直都有。这种漏气阀的设计主要功能是避免溶剂蒸汽冷凝于真空管道中，导致真空波动大使仪器报错。最近看到了一个Agilent 1290和1260上的脱气机，发现已经放弃了原来的阀设计，也采用了一件式的设计。===============================================================后记：脱气机是我第一个有比较全面理解并知道如何维修的模块，感谢给我提供帮助并与我讨论的朋友和同事。“每周一贴谈设计系列“汇总：《每周一贴谈设计——液流》《每周一贴谈设计——滤头》《每周一贴谈设计——真空脱气机【安捷伦】》《每周一贴谈设计——真空脱气机【沃特世】》《每周一贴谈设计——比例阀及混合【兼求职】》《每周一贴谈设计——泵及压力》《每周一贴谈设计——自动进样系统》《每周一贴谈设计——光电二极管阵列检测器》

本人曾在本版请教过旋转蒸发有无必要配真空控制器，也按照建议没有配。谁知小日本的真空泵性能实在高于预期，每次浓缩样品时真空度迅速上升，然后爆沸那么一小下；虽然只是一小下，足以让人心惊胆战了：（怎么办？看来只有配真空控制器了。可是……可是……那玩意一万多呢，快赶上一台旋蒸了；而且一时半会到不了货，我可急着要用啊！怎么办？自己动手吧。要把真空度升上去我没招，要把真空度降下来还不简单啊？原料成本：核心部件：真空表一支（36元；也有28元的，小一号）；铜制针阀（18元；也有不锈钢的，要二百多，成本太高，个人觉得没必要）。配件：缓冲瓶，橡胶塞，玻璃管，真空管若干，加起来大约50人民币。开工！OK！成品如图所示，虽然山寨了一点，但其实挺好用滴。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/03/200903292119_141184_1697752_3.jpg[/img]看看背面的管道。胶塞上打了四个孔，分别接真空表，针阀，旋蒸和隔膜泵：[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/03/200903292120_141185_1697752_3.jpg[/img]使用时，先把针阀开到最大，然后缓慢关小使系统达到合适的真空度。个人经验，对于正己烷/丙酮溶液，真空度－0.05～－0.06MPa最合适了，一但超过了－0.07MPa肯定爆沸！真空控制器做好了，从此我的样品再也没有爆沸过了哈哈！不过钻了两个橡皮塞共八个孔（第一个塞子废了），胳膊疼了两天。看来该锻炼啦……

什么情况？之前也有一点的，但是现在多了些。流动时像油，不过也不好分辨。图片上看有点黄，可能管道颜色，我用闪光灯看比较白的。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/04/201704241442_01_3144192_3.jpg

太阳能光热实验室测试设备复检要求近年来，出现了多批可再生能源建筑应用示范市县，开展了大量的可再生能源建筑应用项目建设。为了实现可再生能源与建筑的完美结合。各地从设计、施工以及运营管理等多方面出台了相关技术标准和规范，用于指导可再生能源建筑一体化的实施和运营，取得了较为丰硕的成果本文仅以若干可再生能源建筑应用项目为基础，略去项目实施的众多优点。通过能效测评分析手段，重点分析项目存在的困难和问题隐患。1、太阳能光热实验室测试设备数据分析选用的太阳能建筑应用案均采用了集中式供热方式，在不考虑辅助热源的情况下，其系统检查和测评数据共性问题如下：太阳能保证率均为50%左右，说明太阳能部分可提供系统总用能的1/2。项目在满足建筑需求的同时，均实现了可观的节能减排效益。为社会可持续发展做出了贡献。项目的费效比较高，有待加强投入产出的经济性分析。[img=太阳能光热实验室测试设备,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209270911279437_8538_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]2、太阳能光热实验室测试设备数据分析共性问题项目的机组能效比均在4以上，设备产品选型符合国家节能产业方向项目在满足建筑需求的同时。均实现了可观的节能减排效益。为社会可持续发展做出了贡献。太阳能光热实验室测试设备1、主要测试参数瞬时效率截距、瞬时效率曲线、总热损系数、入射角修正系数、太阳能集热器的时间常数、太阳能集热器压力降落特性曲线、其他性能参数：耐压、刚度、强度、闷晒、空晒、外热冲击、内热冲击、淋雨、耐冻、耐撞击2、评判标准无反射器的真空管型太阳能集热器的瞬时效率截距η0，a应不低于0.62；有反射器的真空管型太阳能集热器的瞬时效率截距η0，a应不低于0.52；无反射器的真空管型太阳能集热器的总热损系数U应≤3.0W/(m2?℃）；有反射器的真空管型太阳能集热器的总热损系数U应≤2.5W/(m2?℃）3、太阳能光热实验室测试设备瞬时效率检测方法打开追寻PLC和数据采集PLC、电脑。让转台自动追寻太阳。首次及长期不用应先回零找正。打开制冷机。对系统进行增压，1个大气压的水在100℃就沸腾了，所以首先用增压泵给系统增压到0.35mPa左右，以保证在130℃时水仍处于液态；打开数据采集及监控程序，按照GB/T4271均匀设置合适的工况点。通常在归一化温差0～0.1之间，最高进口温度在120℃左右。让计算机按照即有程序进行采集，会自动切换到下一个工况，直到完成本次测试。[img=太阳能光热实验室测试设备,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209270912010038_5783_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]

[B]TRM—FD1太阳能发电测试系统(太阳能发电站现场检测[/B]) 一、概述 　　能源危机，电力紧张是困扰当今中国的一大难题，太阳能作为绿色能源之首已经越来越得到人类的重视，随着太阳能产业的不断发展，其应用产品不断增多，针对太阳能发电的检测及研究显得十分重要，我单位在具有三十余年生产太阳能检测仪器经验基础上，与中国科学院电工研究所共同开发研制的TRM—FD1型太阳能发电测试系统，可保障太阳能发电质量及运行状态检测，已得到广泛应用。可满足太阳能发电站，太阳能发电测试，太阳能光电研究，太阳能实验室等领域的使用。 二、适用范围 　　用于太阳能发电站的实时监测，对研究太阳能发电质量，效率，故障诊断数据管理，提供数据保障。 三、系统技术指标如下 　　环境数据是决定太阳能发电的重要指标，对太阳能发电质量起着决定性作用，同时也是对太阳能发电站的设计提供有效的数据保证。本系统即可以独立使用，也可与发电站配合工作，系统主要测试功能如下：风速、风向、环境温度、太阳能电池温度、蓄电池温度、太阳总辐射、太阳直接辐射、充电电流、充电电压、逆变输出电流、逆变输出电压、工作电流、工作电压，该系统可对10W---30KW太阳能电池组件及方阵直接测量，利用自然光做光源能快速测出方阵I-V特性，功率特性等指标。 (1).风速：　　通道数:1路；　　范 围:0～60米/秒；　　精 度:±0.3米/秒；　　显示分辨率:0.1米/秒；(2).风向:　　通道数:1路；　　范 围:0～360度；　　精 度:±3度；　　显示分辨率:1度；(3).太阳能辐照度:　　通道数:4路；3.1 总辐射(水平面和电池板平面)　　范 围:0～2000W；　　精 度:小于5% ；　　显示分辨率:1W；3.2 自动跟踪直接辐射　　范 围:0～2000W；　　精 度:小于5% ；　　显示分辨率:1W；　　光谱范围:280—3000nm；3.3 太阳散射辐射　　范 围:0～2000W；　　精 度:小于5% ；　　显示分辨率:1W；　　光谱范围:280—3000nm；(4).温度:(蓄电池温度1路，太阳能电池温度2路，环境温度1路)　　通道数:4路　　范 围:-50～100℃；　　精 度:±0.2℃；　　显示分辨率:0.1℃；　　结构：全密封结构，防潮，防水，粘贴电池表面； 　　尺寸：20*40*4（mm）(长方形薄片)；(5).电压接口（蓄电池电压，逆变器输出电压，太阳能电池电压）　　通道数:4路　　电压范围:0～250V（交直流均可）；　　精 度: 小于0.5%；　　显示分辨率:0.1V；(6).电流接口（总充电电流，逆变输出电流，太阳能电池电流）　　通道数:4路　　电流范围:0～30A；　　精 度:小于0.5%；　　显示分辨率:0.1A；(7).数据存储容量:6000条(小时整点数据连续存储半年以上)，存储内容为设定时间内的数据平均值。(8).供电: 交流220V， 直流12V；(9).通讯接口:　　标准RS232接口，与管理微机有线连接，实时传送采集数据；也可通过无线通讯器实现远程遥测，进行异地监控，保证发电系统的正常运行。(10).管理微机及软件:　　TRM—FD1型太阳能发电测试系统管理软件可在WINDOWS98以上环境即可运行，实时显示各路数据，每隔10秒更新一次，小时整点数据自动存储（存储时间可以设定），与打印机相连自动打印存储数据，数据存储格式，EXCEL标准格式，可供其它软件调用。(11). TRM—FD1型太阳能测试系统数据采集器一台。　　该采集器采用高性能微处理器为主控CPU，大容量数据存储器，可连续存储正点数据三个月以上(存储时间可以设定)，工业控制标准设计，便携式防震结构，大屏幕汉字液晶显示屏(一屏显示多路监测要素，替代微机)，轻触薄膜按键。适合在恶劣工业环境使用。具有停电保护功能，当交流电停电后，由充电电池供电，可维持72小时以上，既可与微机同时监测，又可以断开微机独立监测。11.1.显示方式:大屏幕液晶汉字及图形显示，一屏显示多路数据， 液晶尺寸:115*65(mm)；11.2.记录仪具有先进的轻触薄膜按键，操作简单，实现对各路数据的实时观测；11.3.仪器尺寸：340*150*300（mm）； 　　 重量：6.5Kg，金属外壳；11.4.显示及存储内容：温度，辐射，电流，电压，风速，风向等信息； TRM—FD1型太阳能发电测试系统基本配置 序号 名　　称 型　号 数量 单位 1 数字风速传感器 EC-9S 1 台 2 太阳能总辐射表 (水平面辐射) TBQ-2 1 台 3 太阳能总辐射表(电池板平面辐射) TBQ-2 1 台 4 太阳散射辐射 TBD-1 1 台 5 自动跟踪直接辐射表 TBS-2-2 1 台 6 数字风向传感器 EC-9X 1 台 7 温度传感器（太阳能电池，充电电池） PTWD-3A 3 只 8 环境温湿度传感器（含辐射罩） PTS-2 1 台 9 电压，电流传感器接线箱（电流4路，电压4路） VCS-1 1 台 10 太阳能发电测试记录仪 TRM-FD1 1 台 11 太阳能发电测试系统管理软件 TRM-FD1 1 套 12 传感器支架 TRM-ZJ1 1 台 注：以上传感器连接电缆均为20米 [B] 单位：北京天裕德科技有限公司联系人：石冬 13426494679地址：北京市朝阳区小营路9号邮编：100101开户行：北京农商行亚运村支行小营北路分理处帐号：0111090103000002527电话：010—64931393传真：010—64931393网址：www.bjtyd.com电子邮箱：sales@bjtyd.com[/B] [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/11/200811252245_120446_1670114_3.jpg[/img][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/11/200811252246_120447_1670114_3.jpg[/img]

[size=16px][color=#339999][b]摘要：在当前的各种三轴测试仪中，对月壤和月壤模拟物的样品制备和力学性能测试还无法实现样品的真空制备、测试过程中的可变围压控制和样品的超真空度准确控制。为此本文提出了实现这些功能的解决方案，解决方案采用不同气体流量控制技术以及特殊样品机构来实现月壤样品负压吸膜压实制备和给样品提供高真空环境，采用正压气体压力控制技术实现月壤样品的可变围压控制。此解决方案可用于开发新型真空三轴仪和现有三轴仪的升级改造。[/b][/color][/size][size=16px][/size][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align] [size=18px][color=#339999][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px] 随着我国探月工程的开展，对月球土壤和岩石的研究工作也在进一步深入开展，其中目前迫切需要开展的工作之一是在实验室模拟月球的高真空条件下，测试循环载荷对月壤（或月壤模拟物）密度的影响以及相应的应力-应变-强度特性。这些工作都需要在具有超高真空形成和控制能力的三轴仪上进行，在这种超高真空三轴仪上需要具体开展的研究内容如下：[/size][size=16px] （1）不同真空度条件下的样品压实及其密度变化研究。[/size][size=16px] （2）开发新型高真空型三轴仪或改造现有圆柱形三轴装置，用于在高真空下对压实月球模拟物的应力-应变-强度进行测试。[/size][size=16px] （3）循环压实模拟物的约束和三轴剪切试验。[/size][size=16px] （4）评估原位（围压）应力和高真空对压实模拟物响应的影响，确定变形和强度参数。[/size][size=16px] 为了开展上述研究工作，特别是针对开发新型高真空三轴仪或对现有的三轴仪进行高真空技术改造，本文提出了相应的解决方案，解决方案的核心是设计新型的月壤样品卡具，并增加相应的真空压力配套系统，实现超高真空和正压围压的精密控制。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 无论是开发新型高真空三轴测试仪，还是对现有三轴设备进行高真空技术改造，都需要实现以下几方面的功能和技术指标：[/size][size=16px] （1）可对月壤样品进行单独的抽真空，使包裹有橡胶膜的月壤样品处于模拟的月球真空环境中，真空度范围为1×10[font='times new roman'][sup]-11[/sup][/font]Torr~760Torr（绝对压力），真空度可在此范围内的任意设定点上进行控制，控制精度由真空计的测量精度确定。[/size][size=16px] （2）在包裹有橡胶膜的月壤样品外部空间内，提供高于一个大气压的气体压力用于形成围压，可在0~400kPa（表压）范围内的任意设定点上进行控制，控制精度优于1%。[/size][size=16px] 为了实现上述三轴仪功能和技术指标，本文提出了相应的真空压力控制解决方案，解决方案的前提是三轴仪需具备独立的样品抽真空管路、样品顶部和底部的低漏率密封连接件以及密闭型的围压生成腔体。解决方案所设计的三轴仪和真空压力控制系统如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=01.三轴仪真空压力控制系统结构示意图,690,450]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307250954595123_1111_3221506_3.jpg!w690x450.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 三轴仪真空压力控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图1所示，月壤样品通过外侧的橡胶膜、密封顶杆和基座、以及上下密封圈形成独立的真空密闭环境。在真空度控制过程中，由顶盖管路进行抽真空排气，由底部基座管路进气，通过排气和进气速率达到不同的动态平衡状态实现相应设定真空度的控制。[/size][size=16px] 月壤样品上下两端的真空管路都经过三轴仪底部基座与外部的真空控制管路连接，所连接的真空排气控制管路用紫色线表示，排气控制管路上连接有由皮拉尼计、电容规、电动球阀、干泵和分子泵。[/size][size=16px] 真空进气分为低真空和高真空两个控制管路，这两个管路并联且共用三轴仪底部基座的进气口，以分别负责大流量进气和微小流量进气。其中低真空进气控制管路用绿线表示，此管路中连接有电动针阀、压力调节器、高压气源和双通道真空压力控制器。高真空微量进气控制管路用蓝线表示，此管路中连接有电动针阀、泄漏阀、压力调节器、高压气源和双通道真空压力控制器。[/size][size=16px] 为了给月壤样品四周提供可变的围压，需要在图1中的腔室内形成充气正压，即处于真空状态下的月壤样品被放置在一个气体压力可控的密闭腔室内。正压腔室同样也经过三轴仪底部基座通道与黄线所代表外部正压控制管路连接，此管路中连接有压力计、压力调节器、高压气源和双通道真空压力控制器。[/size][size=16px][color=#339999][b]（1）低真空控制[/b][/color][/size][size=16px] 所谓低真空是指仅靠干泵抽气所能达到的真空能力，一般是0.01~760Torr绝对真空度范围。在此低真空范围内的控制时，使用到了紫线所示的抽气管路和绿线所示的低真空控制管路，此时分子泵和蓝线高真空管路处于关闭状态。[/size][size=16px] 在此低真空0.01~760Torr范围内，一般需要配置两个不同量程的电容规才能覆盖。因此，低真空范围内的控制，采用了双通道真空压力控制器，其中第一通道连接1000Torr量程的电容规和电动球阀，用来控制1~760Torr范围内的真空度；第二通道连接1Torr量程的电容规和电动针阀，用来控制0.01~1Torr范围内的真空度。[/size][size=16px][color=#339999][b]（2）高真空控制[/b][/color][/size][size=16px] 所谓高真空是指在低真空基础上还需分子泵继续抽气所能达到的真空能力，一般是指绝对真空度范围1×10[font='times new roman'][sup]-2[/sup][/font]~1×10[font='times new roman'][sup]-11[/sup][/font]Torr。在此高真空范围内的控制时，使用到了紫线所示的抽气管路和蓝线所示的高真空控制管路，此时干泵和绿线低真空管路处于关闭状态。[/size][size=16px] 在此高真空范围内，可以根据精度要求选择不同的真空计，另外还需分别控制电动针阀和压力调节器。高真空范围内的控制同样也采用了双通道真空压力控制器，其中第一通道连接真空计和压力调节器进行真空度自动调节；第二通道连接电动针阀用于高真空控制管路的打开和关闭。[/size][size=16px][color=#339999][b]（3）正压压力控制[/b][/color][/size][size=16px] 正压压力控制是提供0~400kPa（表压）范围内的自动控制，使用了黄线所示的压力管路，并可以根据控制精度要求选择相应的压力计，同时采用了单通道真空压力控制器。在正压控制过程中，压力计、压力调节器和真空压力控制器组成闭环控制回路，可自动根据压力设定点或设定程序对进气压力进行减压定点控制或可编程控制。[/size][size=18px][color=#339999][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述，通过此解决方案可很好的实现三轴测试仪在高真空环境和可变围压条件下的测试，但在实际应用中还需注意以下两个方面：[/size][size=16px] （1）通过上述真空控制功能，也可以进行圆柱形月壤样品的压实制作。即在颗粒状样品压实制作时，先将橡胶膜管放置在一个侧壁透气的金属圆管内，然后把低真空控制管路连接到腔体正压接口对腔体抽真空，通过橡胶膜外部的真空作用使橡胶膜紧密吸附在金属圆管内壁上，由此可方便的倒入颗粒月壤并进行压实，最终制作出非常规整的外部套有橡胶膜的圆柱状月壤样品。[/size][size=16px] （2）在此方案中，仅指定了高真空度的有限范围和一路高真空控制管路。如果需要进一步扩展到更高真空度，还需根据所扩展的真空度选择不同的真空泵，由此还需改变高真空控制中的泄漏阀技术指标，或增加高真空控制管路数量，这样才能满足不同高真空度范围内的准确控制。[/size][size=16px] （3）此解决方案所涉及的真空压力控制技术，结合流量测量技术后，也可拓展应用到月壤和各种土壤的渗透性能测试。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/color][/size][/align][size=16px][/size][size=16px][/size][size=16px][/size][size=16px][/size][size=16px][/size]