控制气密测试仪

[align=center][img=冷热台真空度控制,690,451]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/03/202203071147131858_3924_3384_3.png!w690x451.jpg[/img][/align][color=#990000]摘要：针对气密真空冷热台目前存在的真空度控制精度差和配套控制系统价格昂贵的问题，本文介绍采用国产产品的解决方案，介绍了采用数控针阀进行上游和下游双向控制模式的详细实施过程。此方案已经得到了应用和验证，可实现宽范围内的真空度精密控制，真空度波动可控制在±1%以内，整个控制系统具有很高的性价比。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=18px][color=#990000]一、问题的提出[/color][/size]气密真空冷热台是同时可用于真空和气密环境的精密温控冷热平台，具有加热和制冷功能，适合显微镜和光谱仪等应用对样品在可控的真空度环境下进行精确加热或制冷。根据用户要求，针对目前的各种气密真空冷热台，在真空度控制方面，还需要解决以下几方面的问题：（1）无论是进口还是国产真空冷热台，真空度测量和控制还采用皮拉尼真空计，使得配套的控制系统无法实现真空度的精密控制，如无法满足研究和模拟冷冻干燥过程的精度要求。（2）气密真空冷热台普遍体积较小，在宽泛的真空度范围内，实现精确控制一直存在较大难度，真空度的波动性较大，而真空度的波动性又反过来影响温度的稳定性。（3）进口配套的真空度控制系统，不仅控制精度达不到要求，而且价格昂贵。针对气密真空冷热台存在的上述问题，本文将介绍采用国产产品并具有高性价比的解决方案，并介绍了详细的实施过程。[size=18px][color=#990000]二、解决方案[/color][/size]气密真空冷热台真空度精密控制系统的整体结构如图1所示，整个系统主要包括真空计、数控针阀、PID控制器和真空泵。[align=center][color=#990000][img=冷热台真空度控制,690,396]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/03/202203071148328248_6901_3384_3.png!w690x396.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图1 冷热台真空度精密控制系统结构示意图[/color][/align]为提高真空度测控精度，采用了测量精度更高（可达满量程0.2%）的电容式真空计，可覆盖0.01~760Torr的真空度区间。如果需要更高真空度环境，也可以同时采用皮拉尼真空计进行测控。为实现全宽量的真空度控制，将两只数控针阀分别安装在冷热台的进气口和排气口。通过分别采用上游和下游控制模式，可实现全量程波动率小于±1%的精密控制。控制器是精密控制的关键，方案中采用了24位A/D和16位D/A的高精度PID控制器，独立的双通道便于进行上游和下游气体流量调节和控制。总之，通过此经过验证的真空度控制方案，可实现高性价比的精密控制。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

[color=#339999][size=16px][b][font='微软雅黑',sans-serif]摘要：针对目前血液过滤芯气密性检测过程中存在的自动化水平较低、多个检测压力之间需人工切换和压力控制精度较差的问题，为满足客户对高精度和自动化气密性检测的要求，本文提出了相应的解决方案。解决方案的主要特点是全过程的可编程压力控制，可针对多个压力设定点可进行任意编程设定和切换，压力控制可达到±[/font]0.5%[font='微软雅黑',sans-serif]的精度，既能实现全过程的自动化，又能满足精密压力控制要求。[/font][/b][/size][/color][align=center][img=血液透析过滤芯气密性检测中的压力控制,690,437]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/02/202302161516345434_5853_3221506_3.jpg!w690x437.jpg[/img][/align][align=center][color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~~~[color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~[/color]~~[/color][/align][b][size=18px][color=#339999]1. [font='微软雅黑',sans-serif]问题的提出[/font][/color][/size][/b][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px] 血液透析（[/size][/font][size=16px]Hemodialysis[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]）是血液净化技术的一种，是将引出的患者血液经一个由无数根空心纤维组成的过滤芯，血液与透析液在过滤芯内进行物质交换清除体内的代谢废物、维持电解质和酸碱平衡。血液透析过滤芯需经严格的气密性检测，否则会造成非常严重的医疗事故的。[/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]为了完整模拟血液透析的应用环境，血液透析过滤芯的气密性检测采用压差法，而且测过程需要在多个压力下进行，在每个压力检测过程包含充气、保压、检测、排气四个阶段，指标都通过的为合格产品。在目前的血液透析滤芯的气密性检测设备中，普遍存在以下几方面的问题：[/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/size][/font][size=16px]1[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]）气密性检测过程中的多个压力切换完全靠人工手动调节减压阀，自动化水平较低。[/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/size][/font][size=16px]2[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]）减压阀式的压力调试使得压力调节准确性较低，并且压力波动较大，需要进行多次复检，整个检测过程需要耗费大量工时，检测效率低下。[/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]针对目前血液过滤芯气密性检测过程中存在的上述问题，以及客户对高精度和自动化气密性检测的要求，本文提出了相应的解决方案。解决方案的主要特点是全过程的可编程压力控制，可针对多个压力设定点可进行任意编程设定和切换，压力控制可达到±[/size][/font][size=16px]0.5%[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]的精度，既能实现全过程的自动化，又能满足精密压力控制要求。[/size][/font][b][size=18px][color=#339999]2. [font='微软雅黑',sans-serif]血液透析滤芯气密性检测原理[/font][/color][/size][/b][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]血液透析过滤芯是一种具有进口和出口形式的密闭行组件，因此为模拟滤芯的实际应用环境，其气密性测试方法首选是压力衰减法中的压差法。[/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]压力衰减泄漏测试是当今最常用的方法。它的简单性使其易于自动化并集成到生产[/size][/font][size=16px]/[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]装配过程中。压力衰减法测量原理如图[/size][/font][size=16px]1[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]所示，是使用空气填充被检部件直到达到目标压力，切断空气源以隔离压力，并测量该压力在设定时间段内的衰减（损失），任何压力损失都表明存在泄漏。压力衰减法的灵敏度是测试部件尺寸和测试时间的函数。大多数测试都可以相当快速地执行，并获得高度准确的结果，但零件越大，获得准确测试结果所需的周期时间就越长。[/size][/font][align=center][size=14px][b][color=#339999][img=血液透析滤芯气密性测量原理框图,690,154]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/02/202302161520062456_8027_3221506_3.jpg!w690x154.jpg[/img][/color][/b][/size][/align][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][color=#339999][/color][/size][/font][align=center][b][size=16px][color=#339999][font='微软雅黑',sans-serif]图[/font][font=&]1 [/font][font='微软雅黑',sans-serif]血液透析滤芯气密性测量原理框图[/font][/color][/size][/b][/align][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]如图[/size][/font][size=16px]1[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]所示，血液透析滤芯气密性测量原理是高压气体经电气比例阀和供气阀加载到被检滤芯进气口，加载到被检滤芯进气口的恒定压力由压力控制器通过电气比例阀提供，被检滤芯的泄漏气体从排气阀排出。在供气阀打开和排气阀关闭时进行充压测试，供气阀和排气阀都关闭时进行保压气密性测试，测试完成后供气阀关闭和排气阀打开时进行排气。整个检测过程中压力随时间的变化曲线如图[/size][/font][size=16px]2[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]所示。[/size][/font][align=center][font=微软雅黑, sans-serif][size=16px][color=#339999][b][img=气密性检测过程中的压力变化曲线,550,342]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/02/202302161520393814_2563_3221506_3.jpg!w690x430.jpg[/img][/b][/color][/size][/font][/align][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][align=center][b][size=16px][color=#339999][font='微软雅黑',sans-serif]图[/font][font=&]2 [/font][font='微软雅黑',sans-serif]气密性测量过程中的压力变化曲线[/font][/color][/size][/b][/align][b][size=18px][color=#339999]3. [font='微软雅黑',sans-serif]解决方案[/font][/color][/size][/b][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]针对血液透析过滤芯气密性的自动化和高精度测试要求，基于上述压力衰减法测试原理，我们提出的气密性检测系统方案如图[/size][/font][size=16px]3[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]所示。[/size][/font][align=center][font=微软雅黑, sans-serif][size=16px][color=#339999][b][img=血液透析过滤芯气密性检测装置结构示意图,690,289]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/02/202302161521102013_3683_3221506_3.jpg!w690x289.jpg[/img][/b][/color][/size][/font][/align][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][align=center][b][size=16px][color=#339999][font='微软雅黑',sans-serif]图[/font][font=&]3 [/font][font='微软雅黑',sans-serif]血液过滤芯气密性检测系统结构示意图[/font][/color][/size][/b][/align][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]对于如图[/size][/font][size=16px]3[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]所示的检测系统，其滤芯气密性检测过程如下：[/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/size][/font][size=16px]1[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]）首先将血液透析滤芯安装在检测系统中，并接通高压气源和对系统供电，保持供气阀和排气阀处于关闭状态。[/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/size][/font][size=16px]2[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]）通过压力控制器的计算机控制软件或按键操作，对检测压力进行设置。若进行多个压力下的气密性测试，压力控制程序设置应从小到大进行编程。[/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/size][/font][size=16px]3[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]）打开供气阀，向血液透析滤芯供气，进行充气并按照上述压力设定值进行控制。[/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/size][/font][size=16px]4[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]）压力稳定后（约几秒钟），关闭供气阀[/size][/font][size=16px]03[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]，进行气密性测试。[/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/size][/font][size=16px]5[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]）完成某个压力设定点下的测试后，按照设定程序自动进行下一个压力设定点下的充气、恒压和气密性测试，直至完成血液透析滤芯的多段编程压力测试。[/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/size][/font][size=16px]6[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]）完成所有压力下的测试后，打开排气阀[/size][/font][size=16px]04[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]，对滤芯进行排气，断气断电后拆下滤芯。[/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]从上述描述可以看出，此滤芯气密性检测系统具有以下特点：[/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/size][/font][size=16px]1[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]）采用了串级控制形式，用压力控制器、电气比例阀和压力传感器组成串级控制的主回路，电气比例阀作为辅助回路，由此可实现任意设定压力下的自动[/size][/font][size=16px]PID[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]控制。[/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/size][/font][size=16px]2[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]）压力控制器为可编程[/size][/font][size=16px]PID[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]控制器，可进行多个压力点下的自动程序控制，也可设计和存储多个气密性检测控制程序，程序设计可通过随机的计算机软件进行方便操作。同时还可设置和存储多组[/size][/font][size=16px]PID[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]参数，[/size][/font][size=16px]PID[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]参数可通过自整定获得，避免了人工调试的繁琐。[/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/size][/font][size=16px]3[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]）压力控制器可选配双通道系列的[/size][/font][size=16px]PID[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]控制器，可实现同时一路控制压力和另一路测量漏气压力。[/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/size][/font][size=16px]4[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]）压力控制器为超高精度[/size][/font][size=16px]PID[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]控制器，具有[/size][/font][size=16px]24[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]位[/size][/font][size=16px]AD[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]、[/size][/font][size=16px]16[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]位[/size][/font][size=16px]DA[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]和[/size][/font][size=16px]0.01%[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]的最小输出百分比。控制器体积小巧，尺寸为[/size][/font][size=16px]96mm[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]×[/size][/font][size=16px]96mm[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]×[/size][/font][size=16px]87mm[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]。随机配备的计算机软件可进行编程、运行控制、过程参数显示、过程曲线显示和存储，以后进行后续的测试数据处理和调用。[/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/size][/font][size=16px]5[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]）压力控制器具有远程设定点功能，可外接调节旋钮进行手动压力数字设定，便于多种控制方式的选择。[/size][/font][b][size=18px][color=#339999]4. [font='微软雅黑',sans-serif]总结[/font][/color][/size][/b][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]综上所述，本文所述的解决方案彻底解决了目前血液过滤芯气密性检测过程中存在的自动化水平较低、多个检测压力之间需人工切换和压力控制精度较差的问题，满足了客户对高精度和自动化气密性检测的要求。[/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]此解决方案的主要特点是全过程的可编程压力控制，可针对多个压力设定点可进行任意编程设定和切换，压力控制可达±[/size][/font][size=16px]0.5%[/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px]的精度，既实现了全自动检测，又能满足精密压力控制要求。[/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]此解决方案具有很大的灵活性和可拓展性，可改动和应用到所有真空压力衰减法气密性检测设备中高精度的真空度和压力控制，还可同时实现高精度的温度控制。[/size][/font][align=center][font=&][size=14px]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/size][/font][/align]

[align=center][img=真空冷热台,500,326]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/03/202203060829340674_8408_3384_3.png!w690x451.jpg[/img][/align]摘要：针对气密真空冷热台目前存在的真空度控制精度差和配套控制系统价格昂贵的问题，本文介绍采用国产产品的解决方案，介绍了采用数控针阀进行上游和下游双向控制模式的详细实施过程。此方案已经得到了应用和验证，可实现宽范围内的真空度精密控制，真空度波动可控制在±1%以内，整个控制系统具有很高的性价比。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=18px]一、问题的提出[/size]气密真空冷热台是同时可用于真空和气密环境的精密温控冷热平台，具有加热和制冷功能，适合显微镜和光谱仪等应用对样品在可控的真空度环境下进行精确加热或制冷。根据用户要求，针对目前的各种气密真空冷热台，在真空度控制方面，还需要解决以下几方面的问题：（1）无论是进口还是国产真空冷热台，真空度测量和控制还采用皮拉尼真空计，使得配套的控制系统无法实现真空度的精密控制，如无法满足研究和模拟冷冻干燥过程的精度要求。（2）气密真空冷热台普遍体积较小，在宽泛的真空度范围内，实现精确控制一直存在较大难度，真空度的波动性较大，而真空度的波动性又反过来影响温度的稳定性。（3）进口配套的真空度控制系统，不仅控制精度达不到要求，而且价格昂贵。针对气密真空冷热台存在的上述问题，本文将介绍采用国产产品并具有高性价比的解决方案，并介绍了详细的实施过程。[size=18px]二、解决方案[/size]气密真空冷热台真空度精密控制系统的整体结构如图1所示，整个系统主要包括真空计、数控针阀、PID控制器和真空泵。[align=center][img=真空冷热台,690,396]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/03/202203060828037872_2582_3384_3.png!w690x396.jpg[/img][/align][align=center]图1 冷热台真空度精密控制系统结构示意图[/align]为提高真空度测控精度，采用了测量精度更高（可达满量程0.2%）的电容式真空计，可覆盖0.01~760Torr的真空度区间。如果需要更高真空度环境，也可以同时采用皮拉尼真空计进行测控。为实现全宽量的真空度控制，将两只数控针阀分别安装在冷热台的进气口和排气口。通过分别采用上游和下游控制模式，可实现全量程波动率小于±1%的精密控制。控制器是精密控制的关键，方案中采用了24位A/D和16位D/A的高精度PID控制器，独立的双通道便于进行上游和下游气体流量调节和控制。总之，通过此经过验证的真空度控制方案，可实现高性价比的精密控制。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

基于半导体制冷片的高精度温度控制系统成果简介半导体制冷片是利用特殊半导体材料构成的PN结产生Peltier效应制成，具有无噪声、体积小、结构简单、加热制冷切换方便、冷热转换具有可逆性等优点。化工安全组对基于半导体制冷片温控系统的影响因素进行了全面、系统分析和实验研究，设计完成了大功率、高可靠性的半导体制冷片驱动电路，并积累了半导体制冷片加热制冷切换双向温控算法的丰富经验，形成了半导体制冷片整套的研究方法和应用手段。目前，半导体制冷片的高精度温度控制系统已应用在产品中。系统组成http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/05/201605302259_595308_3112929_3.png 图1 基于半导体制冷片的温度控制单元结构http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/05/201605302259_595309_3112929_3.jpg图2 高精度温度控制系统硬件组成技术指标（1）温度范围：0~120℃；（2）控温精度：±0.05℃；（3）半导体制冷片驱动电路能够最大支持20V 15A输出。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/05/201605302314_595310_3112929_3.jpg 图3 0℃和120℃温度控制曲线图http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/05/201605302314_595311_3112929_3.jpg 图4 37.8℃温度控制过程曲线图 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/05/201605302315_595312_3112929_3.jpg 图5 37.8℃稳态控制精度曲线图技术特点（1）高精度温度采集电路：创新性采用比率法和激励换向技术，系统温度分辨力达到0.001℃，检测精度达到±0.01℃。（2）大功率高可靠性的半导体制冷驱动：采用H桥电路形式实现半导体制冷片加热制冷方式的切换，解决了该类驱动电路无死区防护、功率小等问题；设计引入滤波和保护电路，大大增强了半导体制冷片的寿命及驱动电路的可靠性。（3）双向多模式温控：温控策略充分考虑半导体制冷片加热制冷输出功率差异、功率随温度变化以及系统加热制冷方式切换的随机性等因素，综合采用了单点与扫描结合、高低温分段处理、随环境温度变化动态调节等多重温控调节方式。获得研发资助情况浙江省公益项目前期应用示范情况已用于微量蒸气压测定仪产品中的温度控制，温度范围为0~120℃，控温精度为±0.05℃，驱动电路输出12V/10A。相关产品已通过批量试产，温控系统运行稳定可靠，可复制性强，实现成本低，适合于批量生产。转化应用前景半导体制冷片因加热制冷切换方便、结构简单、系统噪音小、控温精确度高以及成本低等优点，有望在科学仪器温度控制、温度发生和电气设备散热等领域获得广泛应用。特别是随着仪器仪表尤其是生命科学仪器、化学分析仪器等逐渐向高精度、小型化方向快速发展，高精度的小型温度控制系统需求越来越旺盛，因此半导体制冷片具有良好的应用前景。合作方式（1）技术转让；（2）委托开发；（3）双方联合开发。应用领域分析仪器、医疗仪器、生命科学测试仪器、家用电器等领域中高精度的恒温、匀速升降温等多模式的温度控制，以及电气装置散热等。联系人：杨遂军；联系电话：0571- 86872415、0571-87676266；Email: yangsuijun1@sina.com。微信公众号：中国计量大学工贸所工贸所网站：itmt.cjlu.edu.cn中国计量大学工业与商贸计量技术研究所中国计量大学是以“计量、测试、标准”为特色的院校，主要培养测试技术、仪器开发方向的专属人才。中国计量大学工业与商贸计量技术研究所是学校为进一步推动高水平研究团队的建设而在2014年设立的两个学科特区之一，主要针对工业生产与贸易往来中关乎国计民生的计量测试问题，以新方法、技术、设备及评价为研究对象，主要研究方向为化工产品及工艺安全测试技术与仪器、零部件无损检测技术与设备、光栅信号处理与齿轮精密测量，涉及的单元技术有高精度温度检测技术、快速热电传感技术、高稳态温度场发生技术、低热惰性高压容器制备工艺、激光和电磁加热、非稳态传热反演、基于幅值分割原理的光栅信号数字细分、光栅信号短周期误差补偿、机器视觉高精度尺寸测量。研究所同时是化工产品安全测试技术及仪器浙江省工程实验室，先后承担国家重大科学仪器设备开发专项、国家公益性行业科研专项、国家自然基金、973等国家级项目，科研经费超千万。现有专职科研人员9人、工程技术人员2人、在读研究生30余人、行政与科研管理人员3人。“应用驱动、产研融合”是研究所的标签，以应用驱动为前提，通过方法技术化、技术产品化、产品市场化，将科研成果落脚于实际应用，为经济与社会发展提供推动力，同时为研究所提供持续发展所需资金、影响力、信息等各类资源的支撑，目前研究所已拥有2家产业化公司。

水平燃烧性测试仪用于检测纺织品特别是汽车内装饰织物的相对燃烧速率及阻燃性。该仪器配有密封不锈钢燃烧室、观察窗、试样夹及门式燃烧器。自动燃气控制系统包括电磁控制燃气阀、自动点火计时器及控制器。　　使用描述：　　1、采用具有悬空鼓膜结构，并带有钢弹簧和减振系统，可平稳操作;　　2、配有自动燃气控制系统包括电磁控制燃气阀、自动点火计时器及控制器;　　3、配有密封不锈钢燃烧室及观察窗，不锈钢采用316型材质，耐高温高压;　　4、试样架可以上下及左右进行移动;　　5、基本模式配有手动计时控制;　　6、配有试样夹及门式燃烧器。

[size=14px][b][color=#000066]摘要：本文针对大气层再入飞行器、临近空间高超声速飞行器的防热设计计算和防热材料改性优化对于真实服役环境下材料热物性测试和材料处理的需求，提出了变真空和变氧分压精密控制解决方案。解决方案的关键内容是通过质量流量计控制氧含量，并通过分程控制法进行高精度的真空控制。此解放方案对应的配套装置可用于各种材料高温热物理性能参数测试和考核设备，并已在CVD和PVT工艺生产半导体材料中得到了应用。[/color][/b][/size][size=14px][/size][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align] [b][size=18px][color=#000066]一、问题的提出[/color][/size][/b][size=14px]所谓氧分压氧分压定义为气体混合物中氧气体组分的压力，它对应于氧气体组分单独占据整个体积时所施加的总压力。氧分压是一个常用来表征物质氧化环境的变量，特别是在高温条件下，氧分压是一个重要的环境变量。[/size][size=14px]在飞行服役过程的高温条件下，以树脂基防热复合材料、低烧蚀和零烧蚀类结构复合材料、耐高温金属材料为代表的飞行器外层防热材料的传热性能与材料所处环境的氧分压指标密切关联。在高温环境下，树脂基防热复合材料发生的热解碳化反应，低烧蚀/零烧蚀类结构复合材料发生的碳基体、碳化硅基体升华、氧化过程，耐高温金属材料发生的表面氧化反应，均受到材料所处环境的氧含量影响。在相同的高温环境下，材料表面成分、结构和传热性能随所处环境氧分压的变化而产生巨大差异。因此，在材料研究和地面考核试验中需要在可变氧分压的高温环境中对材料进行热处理后进行各种性能测试，有时甚至在相应的测试仪器上直接模拟出可变氧分压高温环境并对材料的各种物理性能进行测试。[/size][size=14px]在飞行器用防热材料的物理性能考核和测试评价中，温度、气压和氧分压是三个重要环境变量，而目前的大多数测试试验仪器和设备最多也只能模拟出温度和气压变化环境，还无法实现可变氧分压环境的精密控制，如材料的导热系数和热辐射系数还只能在变温变真空环境下进行测试，材料烧蚀过程的性能研究还只能用高温真空环境下炭化后的样品进行测试，这些都无法获得不同氧分压下材料的真实性能数据。日前有客户提出了低气压和氧分压的精密控制要求，为以下几个方面的测试和试验提供配套：[/size][size=14px]（1）在高温真空碳化炉基础上进行配套实现变真空和变氧分压精密控制，并可多次循环，以在交变环境条件下对多种防热材料进行处理，如对树脂基防热复合材料进行炭化处理，对低烧蚀/零烧蚀类结构复合材料和耐高温金属材料进行表面处理。[/size][size=14px]（2）对烧蚀试验装置配备实现变真空和变氧分压精密控制，以考核不同温度、真空度和氧分压条件下的烧蚀性能和隔热性能。[/size][size=14px]（3）在高温热辐射性能测试设备的基础上，配套实现变真空和变氧分压精密控制，以测量不同条件下材料的热辐射性能（光谱反射率和半球向全发射率）。[/size][size=14px]本文将针对大气层再入飞行器、临近空间高超声速飞行器的防热设计计算和防热材料改性优化对于真实服役环境下材料热物性测试和材料处理的需求，提出变真空和变氧分压精密控制解决方案。此解决方案将采用分程控制来实现高精度的真空度控制，此解放方案对应的配套装置可用于各种材料高温热物理性能参数测试和考核设备。[/size][b][size=18px][color=#000066]二、解决方案[/color][/size][/b][size=14px] 根据氧分压的定义，对于氧气和氮气组成的混合气体，其中的氧分压就等于混合气体中氧气摩尔分数乘以混合气体的绝对压力值。由此可见，在氧分压控制过程中需要对氧气在混合气体中所占的摩尔分数和混合气体的绝对压力同时进行控制。[/size][size=14px]另外，在客户提出的需求中，所涉及的绝对压力都是小于一个大气压的真空环境，混合气体一般为氮气和氧气，因此氧分压的控制问题就可以归结为以下两部分内容：[/size][size=14px]（1）控制氧气在混合气体中的摩尔数。[/size][size=14px]（2）控制混合气体的真空度（绝对压力）。[/size][size=14px]为实现上述两部分控制内容，本文所提出的解决方法为如图1所示的氧分压控制系统。[/size][align=center][size=14px][img=变氧分压和变真空度控制系统结构示意图,690,391]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210262046440029_8764_3221506_3.png!w690x391.jpg[/img][/size][/align][size=14px][/size][align=center]图1 氧分压控制系统结构示意图[/align][size=14px]如图1所示，为了控制氧气在混合气体中的摩尔数，采用了两个气体质量流量计分别控制由气瓶流出的氮气和氧气，使混气罐中氧气在混合气体中的摩尔数按照设定值进行自动控制，由此保证混合气体和氧气的摩尔数之比始终为精密可控。此时混合罐中混合气体为大于一个大气压的正压。[/size][size=14px]具有确定混合气体与氧气摩尔数之比的混合气体经电动针阀进入高温炉，混合器流过高温炉后再经电动球阀和真空泵排出，通过同时快速调节电动针阀和球阀的开度使进气流量和排气流量达到动态平衡，则能实现高温炉内的真空度精密控制。[/size][size=14px]为了实现宽量程范围内的真空度控制，解决方案中配置了两个不同量程的真空计，双通道真空压力控制器采用分程控制形式进行真空度控制。分程控制形式是压力控制器分别采集两只真空计信号，当进行低气压高真空控制时，控制器将电动球阀开度控制为最大，同时调节电动针阀的开度来控制进气流量来实现高真空控制。当进行高气压低真空控制时，控制器将电动针阀调节到某一固定开度并保持不变，同时调节电动球阀的开度来控制排气流量来实现低真空控制。[/size][size=14px]总之，上述氧分压精密控制解决方案的技术成熟很高，并经过了大量试验，验证了此方案的可行性和可靠性，可完全满足客户对高温条件下氧分压控制的需求，此方案也已在众多其他真空设备和工艺中（如CVD和PVT工艺）得到了应用。[/size][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

[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]

全自动太阳能光热系统性能测试仪器太阳能光热系统性能测试仪器监测方法1、外墙保温系统外墙保温系统的节能监测主要包括系统耐候性试验、系统抗风载性能试验、系统抗冲击性能试验、抗拉强度试验和传热系数测定试验等。而在当前的建筑节能监测中,主要技术是能够快速准确地测定建筑外围护结构的热工性能,即得出外围护结构的传热系数。传热系数的测定方法主要有热流计法和热箱法两种。热流计是建筑热耗测定中常用仪表,其监测基本原理为:在被测部位至少布置两块热流计,测量通过建筑构件的热量,在热流计的周围和对应的冷表面上各布置4个热电偶测量温度,并直接传输进入微机系统,通过计算可得出传热系数值。而热箱法的工作原理为:在试件两侧的箱体(冷箱和热箱)内,分别建立所需的温度、风速和辐射条件,达到稳定状态后,测量空气温度、试件和箱体内壁的表面温度及输入到计量箱的功率,就可以计算出试件的热传递性质,热箱法不适合于现场监测,适合于外墙、楼板、门窗的热传递系数的实验室测量。目前较先进的方法还有红外线热像仪法。红外线热像仪是集先进的光电技术、红外探测器技术和红外图像处理技术于一身的高科技产品。热像仪测量物体表面温度是一种非接触式、快速的测量仪器,测量物体表面温度分布,能够直观的显示物体表面的温度分布范围。此外还有显示方法多、输出信息量大、可进行数据处理、操作简单、携带方便等优点。[img=太阳能光热系统性能测试仪器,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210070920056230_4359_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]2、建筑外门窗试验建筑外门窗的节能监测主要包括保温性和气密性能的监测。门窗是建筑外围护结构中热工性能最薄弱的构件,通过建筑门窗的能耗在整个建筑物能耗中占有相当可观的比例。调查表明,我国北方一些地区的采暖建筑由于采用普通钢门窗,冬季通过外窗的传热与空气渗透耗热量之和,可达全部建筑能耗的50%以上 夏季通过向阳面门窗进入室内的太阳辐射所得的热量,成为空气负荷的主体。外门窗保温性能以传热系数为评定指标。其监测方法为标定热箱法。试件一侧为热箱,模拟采暖建筑冬季室内气候条件,另一侧为冷箱,模拟冬季室外气候条件,在对试件缝隙进行密封处理,试件两侧各自保持稳定的空气温度、气流速度和热辐射条件下,测量热箱中电暖气的发热量,减去通过热箱外壁和试件框的热损失,除以试件面积与两侧空气温差的乘积,即可得出试件的传热系数。外门窗的气密性监测一般可采用压力法,就是利用风机等增压或减压的原理,使建筑外门窗内外之间人为造成压力差,测定在该压力差条件下的空气渗透量。[img=太阳能光热系统性能测试仪器,400,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210070920334308_3344_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]太阳能光热系统性能测试仪器监测技术我国建筑节能监测技术是与建筑节能工作的开展同步发展起来的，太阳能光热系统性能测试仪器具体分为直接监测和间接监测2大类。直接监测是采用能源计量法，即对拟进行监测的建筑物单元提供热源，待稳定后，测试室内外温度，计量热源供应总量。据建筑面积、实测室内外空气温差、实测能源消耗推算标准规定的温差条件下的建筑物单位耗热量。间接法是通过测试建筑物围护结构传热系数和气密性，计算建筑物的耗热量。测试围护结构传热系数通常是设法在被测结构的两侧形成较为稳定的温度场，测试该温度场作用下通过被测结构的热流量，从而获得被测结构的传热系数，实际现场测试围护结构传热系数的方法有热流计法和热箱法。直接法必须在冬季供暖稳定期测试，即使对于北方采暖建筑使用也有一定的局限性，对于夏热冬冷地区，就更加不便应用。间接法虽然理论上基本不受供暖季节的限制，但为了在被测结构两侧获得较为稳定的热流密度，通常也以在冬夏两季测试为宜。

透氧仪透氧性测试仪卓越的密封设计，具备国际领先水准的高速测试能力，适用于塑料薄膜、复合膜、高阻隔材料、片材、金属箔片、橡胶等材料的O2、CO2、N2及空气等多种气体透过率的检测。利用压差法的原理设计，将预先处理好的试样放置在上下测试腔之间，下腔抽真空，这样气体会在压差梯度的作用下，由高压侧向低压侧渗透。精确测量通过低压侧的压力变化，计算试样的各项阻隔性参数。主机、PC、专用软件、通讯电缆、压缩空气、精密减压阀(气源用户自备) 将预先处理好的试样放置在上下测试腔之间，下腔抽真空，这样气体会在压差梯度的作用下，由高压侧向低压侧渗透。精确测量通过低压侧的压力变化，计算试样的各项阻隔性参数 卓越的密封设计，具备国际领先水准的高速测试能力 计算机控制，全自动试验 操作简单，使用方便 系统绝对稳定，可靠性好，易于维护 采用国际顶级真空传感器和压力传感器，测量精度高 具备精确的压力控制能力,维持恒定的压力差 采用高品质元器件，保证仪器运行的稳定性、可靠性 测试数据准确，可直观显示实时检测结果，检测结果可信度更高 专业软件支持，计算机全程监控测试过程 测试数据自动存储、打印，查询方便，报表精美 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208091658_382898_2557742_3.jpg

[align=center][b][img=防热烧蚀复合材料高温气体渗透率测试技术,690,458]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/11/202311090939039664_4444_3221506_3.jpg!w690x458.jpg[/img][/b][/align][size=16px][color=#333399][b]摘要：气体渗透率是树脂基纤维防热和烧蚀复合材料的关键性能参数，基于现有的稳态法渗透率测试技术相关研究报道，本文提出了更详细和切实可行的渗透率测试中的真空压力差精密控制解决方案。解决方案采用了两个真空度可精密控制的缓冲罐布置在被测样品的气流上下游，从而在样品上实现真空压力差可调且精密恒定控制。解决方案具有很强的可拓展性，为后续的高温氧化性能测试和质谱仪气体分析留有相应的连接接口。[/b][/color][/size][align=center][size=16px][color=#333399][b]=====================[/b][/color][/size][/align][size=18px][color=#333399][b]1. 项目背景[/b][/color][/size][size=16px] 树脂基纤维复合材料在工业炉、防火、棉絮材料和高速航天器的隔热罩等应用中被用作高性能隔热材料，这类高孔隙率材料通过在高温下提供气体缓冲，有效保护下层结构免受周围热源的影响，其低密度特性同时最小程度地增加了高速航天器的有效载荷质量。[/size][size=16px] 由于树脂基纤维复合材料的高孔隙率，气体可以很容易地在烧蚀材料中流动，例如酚醛树脂分解产生的热解气体在离开材料之前会穿过烧焦的结构，可能会与纤维发生反应。类似地，来自边界层的反应物可以进入材料微结构并在孔内流动，这种气体传输对整体材料响应具有显著的影响。这种通过多孔结构的流动行为常以渗透率为特征，因为渗透率控制着介质内的动量传输，因此在模拟多孔介质流动时，渗透率是一个关键的材料性能参数。[/size][size=16px] 材料渗透率的测量，特别是测试高温下的材料渗透率普遍采用稳态法，即在样品的上、下游端施加稳定的压力差，通过测量流经样品的流量气体，依据达西定律计算获得渗透率。在参考文献[1,2]中对纤维复合材料的高温渗透率稳态法测量进行了报道，并给出了测试系统结构示意图，但在如何形成稳定的高精度压力差方面并未给出说明，而这恰恰是稳态法渗透率测试的关键。[/size][size=16px] 为了真正实施稳态法高温渗透率测试方法，特别是模拟星际环境在被测样品两侧建立宽域可调且精确稳定控制的真空压力差，本文提出了如下真空压力控制解决方案。[/size][size=18px][color=#333399][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 对于高温渗透率测试中的真空压力控制，解决方案拟达到如下技术指标：[/size][size=16px] （1）样品上下游的真空压力控制范围气压（绝对压力）：0.1Torr~750Torr。[/size][size=16px] （2）控制精度：读数的±1%。[/size][size=16px] 可实现上述技术指标的真空压力差控制系统结构如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#333399][b][img=高温渗透率测量装置真空压力差控制系统结构示意图,690,439]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/11/202311090940235059_6758_3221506_3.jpg!w690x439.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#333399][b]图1 高温渗透率测量装置真空压力差控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图1所示，本解决方案对文献[1,2]中所报道的真空压力差控制系统进行了细化，即系统中增加了上游和下游真空压力缓冲腔及其控制装置，分别将上下游缓冲腔按照所需的真空度设定值P1和P2（P1P2）进行精密恒定控制，由此可在高温样品的上下游形成宽域可调且精确稳定控制的真空压力差，然后通过布置在上游管路中的气体流量计测量压力差稳定后的气体渗透流量，由此最终根据样品尺寸数据计算得到不同温度和压差下的不同气体渗透率。[/size][size=16px] 对于上下游缓冲腔的真空度控制，配备了两套相同的真空度控制系统，每套控制系统主要由两只薄膜电容真空计、两只电控针阀和一个双通道真空压力控制器，具体型号和指标如下：[/size][size=16px] （1）薄膜电容真空计：量程1Torr和1000Torr，测量精度为读数的±0.25%。[/size][size=16px] （2）电控针阀：型号NCNV-20和-120，线性度0.1~2%，重复精度1%，响应时间1秒。[/size][size=16px] （3）双通道真空压力控制器：独立双通道，24位AD、16位DA和0.01%最小输出功率百分比，带PID参数自整体和MODBUS标准协议的RS485通讯接口，并配有计算机软件。[/size][size=16px] 在每个缓冲腔的真空度控制过程中，具体操作步骤需要注意以下内容：[/size][size=16px] （1）对于10~1000Torr的低真空范围内控制，采用排气调节模式，即将负责进气流量调节的电控针阀控制为固定开度使得进气流量恒定，然后再自动控制负责排气流量调节的电控针阀。[/size][size=16px] （2）对于0.1~10Torr的高真空范围内控制，采用进气调节模式，即将负责排气流量调节的电控针阀控制为100%固定开度使得全速排气，然后再自动控制负责进气流量调节的电控针阀。[/size][size=16px] （3）双通道真空压力控制器具有两路独立的PID自动控制通道，其中在第一输入通道上连接10Torr量程真空计，在第二输入通道上连接1000Torr量程真空计，第一输出通道上连接负责进气的电控针阀，第二输出通道上连接负责排气的电控针阀。[/size][size=16px] 还需说明的是本解决方案将气体流量计布置在样品的上游端，这样做的好处是流经流量计的气体温度为常温，常温气体对流量计不会带来损害。[/size][size=16px] 另外，红外测温仪也布置在石英管的上游端外，这是因为石英管上游端的密封法兰相对比较简单，而石英管下游端的密封法兰则相对比较复杂，这是因为下游端还需为今后的测试功能拓展留有余地。[/size][size=18px][color=#333399][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述，本解决方案对文献[1,2]所报道的高温渗透率测试装置中的真空压差控制系统进行了细化，比较而言，本文所提出的解决方案具有以下优势和特点：[/size][size=16px] （1）本解决方案更具有实用性，可实现样品上下游压力的恒定控制，这是文献[1,2]报道中所欠缺的关键技术，由此可任意设定和调节样品两端的压力差，更符合稳态法渗透率测试模型。[/size][size=16px] （2）本解决方案具有很强的适用性和可拓展性，如通过改变其中的相关部件参数指标就可适用于不同范围的真空压力，实现不同压力差的精密控制及其对应渗透率测试。[/size][size=16px] （3）本解决方案可以通过高压气源的改变来实现不同工作气体下的渗透率测量，也可进行多种气体混合后的真空压力差控制和氧化性能测试，具有很大的灵活性。[/size][size=16px] （4）更重要的是，本解决方案为后续的残余气体取样分析留有接口通道，可方便的与质谱仪和微流量可变泄漏阀连接，使得质谱仪分析流经被测样品的气体。[/size][size=16px] （5）解决方案中的真空压力控制自带计算机软件，可直接通过计算机的软件界面操作进行整个控制系统的调试和运行，且控制过程中的各种过程参数变化曲线自动存储，这样就无需再进行任何的控制软件编写即可很快搭建起控制系统，极大方便了试验装置的搭建和测试研究。[/size][size=18px][color=#333399][b]4. 参考文献[/b][/color][/size][size=16px] [1] Panerai F， White J D， Cochell T J，et al. Experimental measurements of the permeability of fibrous carbon at high-temperature[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer， 2016， 101： 267-273.[/size][size=16px] [2] Panerai F， Cochell T， Martin A， et al. Experimental measurements of the high-temperature oxidation of carbon fibers[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer， 2019， 136： 972-986.[/size][align=center][size=16px][color=#333399][b][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#333399][b]~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/color][/size][/align]

[img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309141136145969_829_5604214_3.jpg!w690x690.jpg[/img]　　残留农药测试仪是用于检测农产品和食品中农药残留的仪器或设备，其应用广泛，涵盖了以下领域：　　食品安全监测：应用最广泛的领域之一。残留农药测试仪用于监测食品中的农药残留物，确保食品不含有超过法定限量的农药残留。这有助于保护消费者的健康。　　农产品质量控制：农产品生产者和加工商使用残留农药测试仪来检测他们的产品中的农药残留，确保农产品符合质量标准和法规。这对于提高农产品的质量和市场竞争力非常重要。　　农药使用监管：政府和监管机构使用残留农药测试仪来监管和控制农药的使用，以确保农民在农田中正确使用农药，遵循农药使用法规。这有助于减少不合格农产品的生产。　　国际贸易：在国际贸易中，残留农药测试仪被用于检验出口和进口的食品和农产品，以确保它们符合目的地国家或地区的食品安全标准和法规。　　食品生产监督：食品生产企业和加工厂可以使用残留农药测试仪来检测其原材料和成品中的农药残留物，确保产品质量和合规性。　　科学研究：残留农药测试仪也被用于科学研究，用于了解农药在不同农产品和环境中的残留情况，以及评估农药的降解和分布特性。　　紧急事件响应：在农产品上出现农药残留超标或食品安全危机时，残留农药测试仪可以用于紧急事件响应，快速检测食品样品中的农药残留物，并采取必要的措施以保护公众健康。　　环境监测：除了食品和农产品，残留农药测试仪还可以用于监测环境样品中的农药残留，以了解农药对生态系统的影响。　　总之，残留农药测试仪在多个领域中都有广泛的应用，对于保护人类健康、农产品质量和环境保护都具有重要作用。