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真空绝压真空计

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真空绝压真空计相关的论坛

  • 谈谈薄膜真空计(1)

    薄膜真空计是迄今为止唯一得到公认的可作为低真空测量(0.01--100Pa)工作副标准的一种真空仪器,也是我国唯一具有法定计量校准检定规程的一种真空度计量器具(校准参照规程:Q/WHJ46-1998标准型电容薄膜真空计校准规程)电容薄膜真空计是一种绝压、全压测量的真空计,原理是把加于电容薄膜上的压力变化产生膜片间距离的变化,即产生了电容的变化,再通过鉴频器把电容变化转换成为电流或电压的变化,组成为输出信号,所以,它的测量是直接反映了真空压力的变化值,而且只与压力有关,与气体成分无关,即:薄膜真空计是一种直接测量式的、全压型的真空计。而我们的真空设备的真空度测量控制常用的真空计往往是电阻计、热偶计等等间接测量的真空计,是一种热传导型的真空测量方法,简单一点来说,就是通过测量感受气体温度的方法来间接测量气体压强(真空度),是一种类似于大家很熟悉热电阻、热电偶的测量方法,。由于测量原理上的先天不足,这类真空计的测量精度、测量稳定度是很不好的。其测量误差一般比薄膜真空计大1~2个以上数量级(误差大于30%,行业标准是50%),尤其是在低真空段,误差更大,另外,使用过电阻计、热偶计的度知道,这些仪表测量前还需要零点、满度校正,怎么能够用于在线测量控制呢?另外,遇到氢气等小质量的气体就无法测量了,如果要测,也查表换算,到底真空度是多少?猜吧。不过,它确实也有它的优点的:制造容易、价格低廉,在许多的要求较低真空设备上还普遍使用着,……用过电阻计的都领教过它的烦心。许多人抱怨花了3、4千元买到进口的真空传感器也误差大、毛病多?就是因为老外的这个价位的产品还是老的热传导测量机理的真空传感器。所以选择真空计、真空传感器、首先要看看什么原理、什么类型的,而不是数字、智能,测量机理陈旧,再怎么数字、怎么智能,也于事无补的。未完待续

  • 真空计的选择

    真空计的种类很多,常用的真空计就有压缩式真空计、电离真空计、热电偶真空计、电阻真空计等等。真空计的真空测量是真空技术的重要组成部分,因此真空计在科研与生产中的使用很广泛。那么在选择真空计时我们应该考虑哪些因素呢?   1.不同的真空计有不同的测量范围与测量精度,首先要确保真空计的测量范围满足设备的需要,再考虑真空计的测量精度;   2.有些真空计对被测气体有要求,如热阴极电离真空计的阴极易受过量空气及泵油蒸气等污染物的损害,因此需要考虑被测气体是否会对真空计造成损伤;   3.部分真空计会影响被测环境,如压缩式真空计测量时要压缩被测气体,这会使水蒸气凝结。因此要考虑真空计是否会对被测真空环境造成影响;   4.考虑真空计所测压强是全压还是分压,是否已校准,是否与气体种类有关;   5.考虑真空计能否实现连续测量,数值指示及反应时间如何;   6.考虑真空计的稳定性、可靠性、使用寿命。   7.考虑真空计的安装方法、操作性能、保修、管理、市场有无销售、购买的难易程度和规格

  • 怎样选择真空计

    怎样选择真空计很多试验仪器设备都需要用到真空泵、真空机组,如样品真空干燥、真空蒸馏、真空解压等等实验工作、中式,为了达到最优状态和测试效果,或提供效率、节约能源,就需要对设备的容器中的真空度进行准确的测量和自动控制,现在大家使用的大多数还是老式的电接点真空表、电阻真空计的、热偶计等等,准确度差、不稳定、寿命短、当然也有进口设备,但真空测控仪表、真空计进口的产品非常昂贵,那么我们普通设备需要真空控制时应该如何选择性价比高的真空计呢?以下的几点供大家参考,希望有帮助。第一,从真空测量机理的先进性来考虑,应该选择采用新型传感元件的真空计,如硅集成真空传感器、陶瓷基片厚膜电路真空度传感器、陶瓷电容式薄膜真空规等等;而传统老式的热传导类(热偶计、电阻计、皮拉尼计等等)虽然价格稍低些,但其精度低、稳定性差、寿命短,按照产品标准测量精度误差50%就合格;虽然现在也有数字化、但是毕竟是先天不足。第二,从真空设备的工作真空度来选择真空度测控范围:而不是根据使用真空泵或机组的极限真空度来选择,如,系统采用2x旋片泵,其极限真空度可达0.5Pa,但是,由于抽气效率的原因,往往用在100Pa以上,所以应该选择0.1kPa测量下限即可(下限越低,往往精度要求越高,价格也越高)第三,合理选择测量精度等级和测量分辨率,一般设备选择1.0级、0.5级就可以了,但是如果是作为精密真空度测量和控制、计量标准器等等,就要选择0.1级、高分辨率的仪表;首选陶瓷薄膜规(--PS510--ABCD);对于用来测量管道、容器、散热器、空调冰箱部件密封等等用途的真空计选型,可以选择0.5、0.25级精度、但是分辨率为1Pa的高分辨率的仪表如(208--310ap型),性价比极高;另外,还要根据需要测控的泵阀来选择仪器的测控继电器等等控制功能,最好要选择带有真空智能测控功能的仪表(一个继电器就能控制一个启停或开闭的真空度区间,而不是一个点)。最后不要忘记选择合适的真空接口标准,推荐kf系列卡箍法兰,当然,还有其他测试介质的重要特点:卫生洁净度、防腐蚀、防爆要求,附加功能会增加价格,要求不高,就不一定要用专门的防爆型、防腐蚀型的,要求严格的话,当然不能马虎的。简单说说,供参考了。再次提醒大家:现在是2011年啦!真空仪器仪表已经现代化了,希望大家选择更加新型的、高性价比的真空仪器仪表,

  • 求购:低真空计

    我公司想购买一台低真空计,工作范围在50~100μHg或6.6~13.3Pa。请帮忙提供合适真空计的型号及相关资料。最好是数显的。

  • 谈谈薄膜真空计(3)

    谈谈薄膜真空计(3)

    http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/10/201110211922_325615_1608408_3.jpg学习和引进国外先进核心技术,,根据我国真空设备配套测控仪表的特点,研制出的陶瓷薄膜真空计,其测量精度和稳定性已经完全可以与进口产品相媲美了。根据国内设备的习惯,控制柜上数字面板表,还是经常使用的,采用专门设计的具有真空测控特点的精密二次仪器仪表,借籍于现代智能仪表技术的科技成果,有利于提供测量的精度、分辨率、稳定性和可靠性,增加智能化的自动控制功能,(可以配接任何一种模拟量、数字量的接口,比进口的薄膜真空计更灵活、更方便)实践证明,陶瓷薄膜真空计使用到真空冷冻干燥机、真空单晶炉、气氛真空炉、真空精馏设备、真空镀膜机等设备,做真空测量和自动控制,带来极大地方便和性能提高,可以快速升级为智能型的真空应用设备。当然,也可以用到实验室、计量室作为相应的真空段的0.1级标准器,陶瓷芯片的优异性能使其年稳定度达到0.1%以上。

  • 【讨论】有关麦氏真空计问题

    公司用麦氏真空计,里面水银有了残渣,想换掉水银,请问水银的加入量一般是多少?有要求吗? 另外想问:数显示的便携真空计多少钱?

  • 谈谈薄膜真空计(2)

    现代真空应用技术的发展,涉及的应用范围越来越广泛、真空应用设备对仪器仪表的要求越来越高,特别是对测量精度、稳定性要求、以及自动控制性能要求也越来越高,这直接关系到真空设备的整体性能质量,关系到真空应用技术或应用工艺的应用效果,甚至于成功与否。在精细化工、真空冶炼、真空单晶炉、真空热处理、真空浸渍、真空冷冻干燥、真空绝缘处理、电真空器件、半导体材料生产、高特新材料、新能源设备等等行业中尤其特出。许多新设备、新工艺、新产品的开发之所以老是无法实现预想的技术指标和效果,往往就是因为真空测控仪表选型不当、其实际的测量控制精度无法达到设计要求所造成的。当然,薄膜真空计也不是没有缺点的,首先是价格高,国内一般是4-6千元,量限低的贵些;进口则1.6—2.5万元/只左右;其次,国内老式的薄膜规容易零漂,需要经常校正,要求高的经常校正。主要是技术陈旧,国内材料科学相对落后造成的,温度稳定性不好;还有一个量程跨度小,国内的不超过3个数量级。第三是国产规娇气,容易坏,有油污进去很难清洗,要用丙酮,清洗挽救13往往会报废,小量程的23会坏。所以,我们需要有一种具有国产价格、进口品质的、使用方便、经久耐用薄膜真空计。结合我国国情、学习国际先进的真空测量新技术,我们能够做得到的。分析国外的薄膜真空计与我们旧式国产产品的有什么不同呢?简单说一说,其核心技术一是陶瓷薄膜电容真空压力测量技术、二是现代智能仪表技术。首先是通过大规模厚膜电路(国内有些厂家还是20年前的007运放),将薄膜电容测量机构和传感器调理电路微型化,做在陶瓷基片上,另外,将智能仪表电路微型化,一次仪表和二次仪表合二为一,所以量程宽、精度高、体积小;(其典型代表如莱宝62x、英福康TCBG等等)。未完待续

  • 数控针阀在便携式真空计校准装置中的应用

    数控针阀在便携式真空计校准装置中的应用

    [color=#ff0000]摘要:针对便携式真空计校准装置以实现真空计的现场校准,基于静态比对法校准技术,本文提出了一种采用微型数字针阀和上下游双向气体流量调控模式的技术方案,结合双通道高精度的真空度PID控制器,可在真空度精密控制的前提下解决现场校准和便携性问题。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=18px][color=#ff0000]一、问题的提出[/color][/size]真空计作为一种真空度传感器在众多领域应用普遍,并需要进行定期校准。而真空计校准装置是包含了真空标准器、真空泵、真空阀门及连接管路在内的一整套测量系统,一般体积较大,不便移动,多在实验室内固定使用。现有的真空计校准方式大多是将现场使用的真空计拆下送检。为满足现场校准的需求,需要解决以下几方面的问题:(1)减小相关部件的尺寸,使真空计校准装置便于携带。(2)采用数控和电动阀门,提高气体流量调节的精密度。(3)改进真空度控制方式,提高真空度控制精度和稳定性。为实现真空计 现场校准和校准装置的便携性,基于静态比对法校准技术,本文将提出采用微型数字针阀和上下游双向气体流量调控模式的技术方案,结合高精度的真空度PID控制器,可在真空度精密控制的前提下解决现场校准和便携性问题,真空度的波动可控制在±1%以内。[size=18px][color=#ff0000]二、便携式真空计校准装置技术方案[/color][/size]便携式真空计校准装置的整个结构如图1所示,这里示出的是0.1~760Torr真空度范围内的校准装置典型结构示意图。方案具体内容如下:[align=center][img=真空计校准,600,596]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205261606551375_610_3384_3.png!w690x686.jpg[/img][/align][align=center]图1 便携式真空计校准装置结构示意图[/align](1)采用静态比对法,将被校准真空计与参考标准真空计比对。参考标准真空计采用两个电容薄膜真空计以覆盖整个真空度校准范围,参考标准真空计也同时作为真空度控制传感器。(2)真空度控制器采用二通道高精度真空度控制器,控制器的A/D为24位,D/A为16为,可对应电容薄膜真空计的高精度信号输出和满足真空度控制精度要求。控制器的两个通道分别对应于两个真空计的输入信号、两路数字针阀的进气和抽气流量的精密调节。在真空度控制过程中两路传感器信号可根据需要自动切换,以实现全量程范围内的可编程自动控制。控制器带PID自整定功能和标准的MODBUS通讯协议。(3)采用两个数字针阀分别调节进气和抽气流量,控制器采用双向模式分别对两个针阀进行调节。在粗真空范围内主调节进气针阀,在高真空范围内主调节进气针阀,全量程范围内的真空度恒定控制时,真空度波动率可控制在±1%以内。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

  • 请教5975C真空计报错

    5975C真空计micro Ion E报错,怎么办?3年多的机器经常连续开机,重启能搞定吗还是要换了?这东西贵吗

  • 高真空计PENNING的最臭位置

    PENNING是最常用的高真空计,可以安装在靠近分子泵的地方,或者直接安装在发射枪部位,最差的位置是装在样本室外部,最最臭的位置是样本室正相对SE检测器的方向,为什么这么说呢?

  • 【求助】电阻真空计如何校准?

    我们实验室的等离子体设备上配了一个电阻真空计,最近等离子体厂家的人告诉我真空计应该重新校准了,可是我又联系不到真空计生产厂家,那我自己如何校准真空计呢?

  • 气质联用离子真空计

    请教各位高手,岛津2010plus[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质联用[/color][/url],每次开机抽真空时,都会显示离子真空计不能正常控制,离子源灯丝即将关闭,重启一次或几次又好了,求助:这是什么原因?需要怎么解决?长时间如此会对仪器损害么?万分感谢

  • 岛津GCMS离子真空计不能正常控制怎么办?

    岛津GCMS离子真空计不能正常控制怎么办?

    批处理样品,十几个样以后出现离子真空计不能正常控制的问题,质谱停止批处理。这是从一次老化柱子之后开始的,那会因为是旧柱子,就没有断质谱,质谱还是真空状态,老化完以后就开始出现这问题。批处理停止以后重新开始批处理一切正常,真空也没掉,真空度计也是正常的,就是走一段时间样就可能会出错。谁遇到过啊,这个怎么解决。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191701_669765_2851308_3.jpg

  • 多点拟合功能的PID控制器在真空计线性化处理中的应用

    多点拟合功能的PID控制器在真空计线性化处理中的应用

    [align=center][img=多点拟合功能的PID控制器在真空计线性化处理中的应用,550,416]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309141551304705_7372_3221506_3.jpg!w690x522.jpg[/img][/align][size=16px][color=#990000][b]摘要:针对高真空度用皮拉尼计和电离规信号的非线性和线性两种输出规格,为改进高真空度的测量和控制精度,本文提出了线性化处理的解决方案。解决方案的关键是采用多功能超高精度的真空压力控制器,具体内容一是采用控制器自带的最小二乘法多点拟合功能来进行高真空区间的非线性处理,二是采用控制器的数值转换功能对真空度对数线性输出进行相应测试量程转换。此解决方案还可以推广应用于其他具有非线性输出性质的传感器中。[/b][/color][/size][align=center][color=#990000][b]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/color][/align][size=16px][color=#990000][b][/b][/color][/size][size=18px][color=#990000][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px] 在真空度测量过程中,一般会根据不同真空度范围选择相匹配的真空度传感器。常用的三类真空度传感器是电容真空计、皮拉尼真空计和电离规,这些传感器会对应所测量的真空度输出相应的电压信号,其中电容真空计的真空电压关系曲线为线性,而皮拉尼计和电离规的真空电压关系曲线基本都是底数为10的幂函数,具有强烈的非线性特征,如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#990000][b][img=皮拉尼计和电离规的真空度测量与输出电压信号典型关系曲线,660,342]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309141555049140_6935_3221506_3.jpg!w690x358.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#990000][b]图1 皮拉尼计和电离规的真空度测量与输出电压信号典型关系曲线[/b][/color][/size][/align][size=16px] 皮拉尼计和电离规往往会用在高真空和超高真空范围内的测量,由此这种非线性会给高真空和超高真空范围内的测量带来以下一系列的问题:[/size][size=16px] (1)大多数真空测量仪表基本上都采用的是线性电路,以采集真空计输出信号并进行线性转换后进行显示和输出。这种对非线性信号仅进行简单线性转换的方式,势必会给真空度测量带来巨大误差,这也是皮拉尼计和电离规在高真空度范围内测量精度不高的主要原因。[/size][size=16px] (2)如图1所示,这种非线性特征是以10为底数的幂函数,因此可以通过对数处理将其进行线性化处理。有些国外厂家的真空计也确实具有这种功能,使得真空度的对数与输出电压值呈线性关系。这种线性化处理的最大优点是可以大幅度提高真空计的测量精度,特别是对超高真空度范围内的精度提高更加显著。但这种线性化处理仅是针对真空度到模拟输出信号,如果要对这输出信号进行还原或准确显示真空度,还需后续的处理电路或采集仪表进行反向处理。[/size][size=16px] (3)除了上述在真空度测量中存在的如何准确显示的问题之外,更大的问题是在真空度控制中的应用。在真空度控制中,真空计往往是连接到PID控制器的传感器,无论真空计自身是否采用了线性化处理技术,但都要求线性控制形式的PID控制器具有线性化处理功能,而现状是很少有PID控制器具有这种线性化处理的高级功能,这也是制约高真空度范围内控制精度不高的主要原因。[/size][size=16px] (4)皮拉尼计和电离规的另一个显著特点是具有气体的选择性,对于不同气体环境下的真空度测量其非线性公式中的常数并不相同,需要根据气体类型进行选择。这种气体选择性特征更加大了真空计输出信号的线性化处理难度和复杂程度,很难采用一种通用电路和仪表来满足大多数不同气体氛围下的真空度测量和控制。[/size][size=16px] 为了解决上述皮拉尼计和电离规的信号非线性和气体选择性特性给高真空度测量和控制带来的问题,本文提出了相应的解决方案,关键是采用具有线性化处理等高级功能的PID控制器。[/size][size=18px][color=#990000][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 针对现有的各种皮拉尼计和电离规的真空度电压输出信号,包括非线性信号和已经处理后的线性信号,解决方案的核心是采用如图2所示的具有众多高级功能的超高精度真空压力控制器。[/size][align=center][size=16px][color=#990000][b][img=VPC-2021系列超高精度PID控制器,500,264]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309141555336153_2091_3221506_3.jpg!w690x365.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#990000][b]图2 VPC-2021系列超高精度真空压力控制器[/b][/color][/size][/align][size=16px] 此控制器在具有超高精度24位AD模数转换和16位DA数模转换的同时,还充分发挥了微处理器的速度和数据处理能力,在现有各种温度传感器线性化处理的基础上,增加了八点拟合线性化处理功能和数值变换功能,通过相应的面板按键操作或所配软件的设置,可对皮拉尼计和电离规输出信号进行有效处理,可显著改善高真空度范围内的测量和控制精度。[/size][size=16px][color=#990000][b]2.1 真空计非线性信号的多点拟合处理[/b][/color][/size][size=16px] 对于皮拉尼计和电离规,在0.00001Pa~0.1Pa(甚至更宽泛)的高真空度范围内,随着压力的增大所输出的电压信号基本是缓慢上升的平滑曲线形式,如图1所示。由此,在此高真空范围内,这也是皮拉尼计和电离规的主要测量应用范围,真空度与电压信号的关系曲线完全可以用多项式曲线来准确描述,本解决方案就是采用此特性来进行多点拟合处理,通过拟合处理实现真空度的高精度测量以及后续的准确控制。[/size][size=16px] VPC2021系列多功能超高精度PID控制器具有特殊的8点曲线拟合功能,PID控制器8点线性化处理功能是通过8组数据组成线性化表,将输入值经过最小二乘法拟合计算产生输出值和显示值。如图3所示,在使用此功能时,所选的输入值(X轴,代表真空计输出的电压或电流值)必须是递增形式,而对应的测量值或显示值则可以是递增或递减关系。自定义传感器非线性输入支持以下三种输入类型和对应量程:[/size][align=center][size=16px][color=#990000][b][img=PID控制器8点线性化处理功能示意图,500,306]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309141555590193_5542_3221506_3.jpg!w690x423.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#990000][b]图3 八点线性化处理功能示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] (1)20mV、100mV;(LSB:0.01mV)。[/size][size=16px] (2)0-10mA、0-20mA、4-20mA;(LSB:0.001mA)。[/size][size=16px] (3)0-1V、0-2V、0-5V、1-5V、0-10V、2-10V;(LSB:1mV)。[/size][size=16px] 通过这种多点拟合处理,使得真空度测量和控制具有了以下特点:[/size][size=16px] (1)可提高真空度的测量和控制精度。[/size][size=16px] (2)测量值和控制值可直观的进行准确显示,显示的真空度即为真实的真空度值。[/size][size=16px] (3)可适用于所有皮拉尼计和电离规非线性信号的处理和应用,但局限性是仅适用于变化舒缓的高真空度区间。[/size][size=16px][color=#990000][b]2.2 真空计线性信号输出的数值变换处理[/b][/color][/size][size=16px] 个别厂家和型号的真空计其输出信号已经进行了线性化处理,输出信号与真空度的对数呈线性关系。如图1所示,此时对应于纵坐标的电压输出值,横坐标的真空度变化范围是-10~+5;也可以是对应于横坐标的电压输出值,纵坐标的真空度变化范围是-10~+5。[/size][size=16px] 对于不同的皮拉尼计和电离规,这个线性的电压值与真空度对数值范围并不相同,在具体应用中都需要对其数值范围进行修正以形成一一对应关系。采用VPC2021系列真空压力控制器可以很容易的进行这种数值变换处理并形成准确的线性对应关系,这种处理具有以下特点:[/size][size=16px] (1)建立的输出电压和对数真空度的线性关系,可进一步提高真空度控制的准确性,这是因为经过对数处理后放大了真空度测量灵敏度。[/size][size=16px] (2)局限性是这种线性化处理后的显示值并不直观,所显示的真空度为对数真空度。在具体显示和控制时,真空度控制的设定值输入要求也必须是对数真空度,如果要显示真实真空度,还需上位机进行转换。[/size][size=18px][color=#990000][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述,通过本解决方案可以很好的对信号输出非线性特征明显的皮拉尼计和电离规进行线性化处理,可明显提高高真空度范围的测量控制精度,同时本解决方案可推广应用到其它非线性传感器的线性化处理中。[/size][size=16px][/size][align=center][size=16px][b][color=#990000]~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/b][/size][/align]

  • 中国真空计量技术达国际先进水平

    中新社兰州2月15日电 (南如卓玛)兰州空间技术物理研究所研究员李得天及其科研团队的真空计量研究成果,成果已应用于月球探测、航天器空间环境模拟、重离子加速器、同步辐射光源等国家重大工程,使中国真空计量技术达国际先进水平。  李得天近日接受中新社记者采访时称,通过十余年持续研究,该团队成功研制出了载人飞船舱门快速检漏仪等真空计量仪器和装置,解决了航天、核工业等领域对微小气体流量的精确测量难题。  随着中国探索太空的步伐不断加快,迫切需要建立超高/极高真空计量标准,以满足对月球表面、行星际空间、恒星际空间真空环境探测的需求。  李得天介绍说,载人航天工程中,航天员要在太空飞行多天,期间航天员需反复进出舱,操作舱门打开和闭合。航天员在舱里生存,维持其正常生活的气体不能泄漏,因此精准快速检测舱门的密封性至关重要。  李得天说,该团队研制的舱门快速检漏仪,仪器重不足5公斤,自动完成全部检测所需时间小于8分钟,实现了对舱门和对接面的快速、准确检漏,技术达到国际先进水平。  该装置已成功应用于神舟八号、神舟九号、神舟十号载人飞船以及天宫一号目标飞行器,为中国载人航天工程实施提供了重要保障。

  • 分享JJF 1050-2023《工作用热传导真空计校准规范》

    分享JJF 1050-2023《工作用热传导真空计校准规范》

    JJF 1050-2023《工作用热传导真空计校准规范》(全文见附件)[img=,690,516]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310110507529936_5441_1626275_3.png!w690x516.jpg[/img][img=,690,670]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310110508034751_7688_1626275_3.png!w690x670.jpg[/img][img=,690,345]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310110508097547_4700_1626275_3.png!w690x345.jpg[/img][img=,690,669]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310110508162438_3991_1626275_3.png!w690x669.jpg[/img][img=,690,383]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310110508224801_8900_1626275_3.png!w690x383.jpg[/img]

  • 真空精密控制应用:在真空烘箱中干燥细粉的秘诀

    真空精密控制应用:在真空烘箱中干燥细粉的秘诀

    [color=#990000][b]摘要:针对目前普通真空烘箱在干燥细粉中存在污染系统和扬尘排出等安全隐患问题,特别是针对客户提出的真空干燥箱技术改造要求,本文提出了烘箱真空度程序控制的解决方案。解决方案的核心是要实现真空烘箱的受控冲洗和排放循环,更重要的要使烘箱真空度随时间有个缓慢且可控的变化过程,而这个变化过程可根据不同干燥细粉工艺进行任意设定。本文还详细介绍了解决方案中相应配套装置的关键技术参数和功能。[/b][/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][b][size=18px][color=#990000]一、问题的提出[/color][/size][/b]真空干燥是一种将物料置于真空负压条件下,并适当通过加热达到负压状态下的沸点或者通过降温使得物料凝固后通过溶点来干燥物料的干燥方式。常见的干燥器类型主要包括托盘、流化床、喷雾、旋转和真空烘箱干燥器等。真空干燥过程是在与真空泵相连的密闭腔室内进行,而真空烘箱则是利用温度和真空压力的平衡来降低腔室内和被干燥产品的湿度。该技术是用于热敏、吸湿和/或有毒粉末和颗粒的最常见的实验室、研究和工业干燥。常用干粉的行业包括:制药、食品加工、塑料和化学加工。对于细粉的真空干燥,常出现的问题之一是无论采取何种类型的干燥设备,干粉都会在干燥机内的各个位置或真空泵等下游工艺设备中堆积成块状或层状物,从而影响真空泵的正常运转和使用寿命。如果细粉从真空泵中排出,还会引起其他潜在的危险问题出现。最近有真空烘箱厂家明确提出要对现有的真空烘箱进行技术升级,要求我们提供相应的技术配套措施以彻底解决真空烘箱在干燥细粉过程中出现的上述问题。本文将对相应的解决方案进行详细介绍,解决方案的核心是要实现真空烘箱的受控排放,使烘箱真空度有个缓慢且可控的变化过程。本文还详细介绍了解决方案中相应配套装置的关键技术参数和功能。[size=18px][color=#990000][b]二、解决方案[/b][/color][/size]在真空干燥细粉的工艺中不产生扬尘和堆积成块的现象,需要采取两方面的措施:(1)控制排放:在真空箱体内引入少量干燥空气或氮气以去除箱体内的水蒸气,也可以同时进行加热,这样通过排气/进气的循环冲洗会有助于加快干燥过程。但在干燥细粉时,如果不控制排气,此过程也可以冲洗掉细粉,因此要采用精密可控的抽气阀来进行微小排气流量控制。(2)控制真空:干燥过程的真空度变化一定要精密可控,特别是随着干燥时间的延长,真空度变化越要缓慢,以避免可能产生扬尘并被带到干燥机外的空气中。由此可见,解决细粉真空干燥问题的关键是要实现真空度的程序控制,真空度控制程序包括线性变化和恒定两种,而且控制程序可以任意设定,由此可进行各种不同的真空干燥工艺。按照真空度程序控制思路设计的真空烘箱技术改造方案如图1所示,整个真空控制系统主要包括进气电动针阀、排气电动球阀、真空计、可编程PID控制器和真空泵,PID控制器分别调节进气针阀和排气球阀的开度大小来实现箱体内真空度按照设定程序进行变化。[align=center][img=01.干燥箱真空线性控制系统结构示意图,690,434]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210241814336548_5671_3221506_3.png!w690x434.jpg[/img][/align][align=center]图1 真空烘箱可编程真空度控制系统结构示意图[/align]对于细粉干燥过程的真空度控制,关键是要使得真空度按照某个设定的速率进行变化,该速率将在较长的一段时间内(如10-20分钟)将烤箱内的真空度从大气压缓慢降低到所需的低压压力。所谓速率是单位时间内的变化量,如 10Torr/min 斜率代表真空度在1分钟内逐渐变化10Torr 。对于我们一位客户的干燥粉末工艺,他们选择了大约 -150 Torr/min 的降压速率,他们将从 750 Torr 开始,一分钟后压力达到 600 Torr,然后下一分钟达到 450 Torr等,直到达到他们设定的目标压力。在目标压力达到后,也可以继续在目标压力处进行自动恒定控制。这样,通过这种自动化的真空度控制方式,可确保在干燥过程中粉末不会进入真空泵。此细粉干燥工艺用真空度控制系统具有以下特点:(1)普通细粉干燥工艺对最终达到的真空度要求并不是很高,真空度变化范围一般也只在10Torr~1个大气压的区间内,这时的真空度控制系统只需配备一只真空计就可覆盖所需压力变化范围。如果要求在更高的真空度下进行干燥,如0.1Torr~1个大气压范围,如图1所示,控制系统则需要配备两只真空计才能实现全量程真空度的精密测量和控制。(2)所用的真空度控制器是一台高精度的双通道控制器,每个通道都具有独立的PID自动控制功能。每个通道都是24位AD和16位DA,双精度浮点运算和最小输出百分比为0.01%。控制器具有RS485通讯和标准MODBUS协议,配备的测控软件,可遥控操作和存储显示测试曲线。(3)在如图1的真空度控制系统中,分别在进气口和排出口出配备的电动针阀和电动球阀,控制器自动调节针阀和球阀的开度来实现真空度的精密控制。在低压范围的真空度控制过程中,一般是将负责下游排气的电动球阀调节为始终的全开状态,通过电动针阀来调节进气流量实现真空度控制;在高压范围的真空度控制过程中,一般是将负责上游进气的电动针阀调节为某一开度并保持固定不变,通过下游的电动球阀来调节排气流量实现真空度控制。另外,这里所配备的电动针阀和电动球阀都属于高速阀门,从全闭到全开用时都小于1秒以内,非常适合真空度的动态控制需要,采用0~10V或4~20mA模拟信号可以直接驱动这两种电动阀门,且这两种阀门都有较低的真空漏率,适用于各种密闭设备的高真空要求。总之,本文所述的可编程真空度控制解决方案技术成熟很高,经过了大量试验,验证了此方案的可行性和可靠性,真空度控制精度可以很轻松的达到±1%以内,可彻底解决真空烘箱中干燥细粉所带来的扬尘和结垢问题,此方案也已在众多其他真空设备和工艺中得到了应用。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

  • 真空泵 使用保养

    真空泵根据使用的范围和抽气效能可将真空泵分为三类:(1) 一般水泵,压强可达到1.333~ 100kPa (10~760mmHg)为“粗”真空。(2) 油泵,压强可达0.133~133.3 Pa(0.001~1mmHg)为“次高”真空。(3) 扩散泵,压强可达0.133 Pa以下,(10-3 mmHg)为“高”真空。在有机化学实验室里常用的减压泵有水泵和油泵两种,若不要求很低的压力时,可用水泵,如果水泵的构造好且水压又高,抽空效率可达1067~3333 Pa (8~25mmHg)。水泵所能抽到的最低压力理论上相当于当时水温下的水蒸气压力。例如,水温25℃、20℃、10℃时,水蒸气的压力分别为3192、2394、1197Pa(8-25mmHg)。用水泵抽气时,应在水泵前装上安全瓶,以防水压下降,水流倒吸;停止抽气前,应先放气,然后关水泵。若要较低的压力,那就要用到油泵了,好的油泵能抽到133.3Pa(1mmHg)以下。油泵的好坏决定于其机械结构和油的质量,使用油泵时必须把它保护好。如果蒸馏挥发性较大的有机溶剂时,有机溶剂会被油吸收结果增加了蒸气压,从而降低了抽空效能,如果是酸性气体,那就会腐蚀油泵,如果是水蒸气就会使油成乳浊液而抽坏真空泵。因此使用油泵时必须注意下列几点:在蒸馏系统和油泵之间,必须装有吸收装置。蒸馏前必须用水泵彻底抽去系统中有机溶剂的蒸气。如能用水泵抽气的,则尽量用水泵,如蒸馏物质中含有挥发性物质,可先用水泵减压抽降,然后改用油泵。减压系统必须保持密不漏气,所有的橡皮塞的大小和孔道要合适,橡皮管要用真空用的橡皮管。磨口玻璃涂上真空油脂。抽真空步骤及注意事项首先检查真空容器所处状态,处于真空下或者处于大气中。决定了两种启动真空设备的程序:第一种,真空下操作程序。第二种,大气状态下操作程序。注意:第一次启动要先打开ESP—A总控电源,总控电源上面三个灯表示三相电,三灯全亮表示正常。1、如果容器处于低真空状态下,不能立即打开闸板阀以免引起真空油的回流。正确的操作步骤是先打开水龙头,然后打开机械泵(注:按下机械泵的启动键),同时打开ZDF—IV真空计电源,观察真空计读数到达30Pa左右时,再打开分子泵(注:先按下FDK—600K总电源,然后按下启动键),看到分子泵的工作频率达到50Hz左右时方可打开闸板阀。2、如果容器处于大气下,首先要做的是检查大漏,即关闭容器大门和放气阀。然后打开水龙头,闸板阀,机械泵,ZDF—IV真空计电源,观察真空计读数到达30Pa左右时,再打开分子泵(注:先按下FDK—600K总电源,然后按下启动键)。3、等到分子泵正常工作后(工作频率稳定在450Hz),按下真空计中电离计单元的启动键对真空度进行观测。4、在真空达到 Pa时可以打开离子泵,此时先关闭分子泵处的闸板阀,但不要关闭分子泵,等到离子泵的电压达到4000V时(离子泵稳定工作后)再关掉分子泵,机械泵。5、如果不需要维持真空时,先关掉真空计电源,后只需要把离子泵的闸板阀关闭即可,不关闭离子泵,而是让离子泵处于工作状态保持其内部环境。(注意:烘烤与离子泵不能同时打开,烘烤的目的是为了让离子泵更好的工作,需要时可先烘烤,关闭烘烤后在打开离子泵开关。一般不需要打开烘烤。)

  • 【原创】真空系统的组成及各种真空泵的工作原理

    [size=3][font=SimSun]在真空实用技术中,真空的获得和测量是两个最重要的方面,在一个真空系统中,真空获得的设备和测量仪器是必不可少的。目前常用的真空获得设备主要有[/font][u][color=red][font=SimSun]旋片式机械真空泵、油扩散泵、涡轮分子泵、离子溅射泵、升华泵等[/font][/color][/u][font=SimSun]。真空测量仪器主要有[/font][font=Times New Roman]U[/font][font=SimSun]型真空计、热传导真空计、电离真空计等。随着电子技术和计算机技术的发展,各种真空获得设备向高抽速、高极限真空、无污染方向发展。各种真空测量设备与微型计算机相结合,具有数字显示、数据打印、自动监控和自动切换量程等功能。本附件详细地介绍了上述内容,欢迎各位下载,交流。[/font][/size]

  • 双层玻璃反应釜真空压力(正负压)准确控制解决方案

    双层玻璃反应釜真空压力(正负压)准确控制解决方案

    [color=#ff0000]摘要:针对双层玻璃反应釜中存在的无法进行真空压力自动和准确控制等问题,本文提出了完整和成熟的解决方案,即采用卫生级电动调节阀和高精度双通道PID控制器,结合不同量程的真空计,与反应器、真空泵和正压气源构成闭环控制回路。通过上下游(进气和排气)同时控制的双向模式,可实现真空度全量程和微正压的自动程序控制,可达到很高的控制精度,并可与上位机通讯实现中央控制。[/color][align=center][img=玻璃反应器高精度真空度控制系统,690,368]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212082226547967_8886_3221506_3.jpg!w690x368.jpg[/img][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~~[/align][b][size=18px][color=#ff0000]1. 问题的提出[/color][/size][/b] 双层玻璃反应釜为双层玻璃设计,内层放入反应溶媒可做搅拌反应,夹层可通以不同的冷热源(冷冻液,热水或热油)做循环加热或冷却反应。在设定恒温条件下的密闭玻璃反应器内,可根据使用要求在真空至微正压条件下进行搅拌反应,并能做反应溶液的回流与蒸馏,是现代精细化工厂、生物制药和新材料合成的理想中试、生产设备。 双层玻璃反应釜与其他反应器一样,真空压力是反应过程中的一个重要控制变量,不同反应过程往往需要不同的真空度(负压)或压力(正压)值。但在目前绝大多数玻璃搅拌釜反应器中,真空压力的准确控制还存在严重不足,主要体现在以下几个方面: (1)无自动化控制手段,很多还仅靠真空泵的抽取加人工干预,仅能提高简单的真空环境但无法实现控制。 (2)有些真空压力控制器还采用开关式进气控制方式,真空压力波动非常大,往往很多也无法实现程序控制。 (3)控制方式单一,无法进行全量程的(1Pa~0.1MPa)真空度控制,只能在某一区间进行控制。另外,绝大多数玻璃搅拌釜反应器都不具备微正压供给和控制能力。 (4)许多反应器对抽气速率控制采用蝶阀或球阀控制,对于较小尺寸的玻璃反应器而言,蝶阀和球阀的响应速度太慢,无法实现真空压力的准确控制,特别是在温度变化的反应过程中这种现象尤为明显。 (5)同样,也有采用可调转速的真空泵来进行反应器的真空度控制,但同样存在响应速度慢导致真空压力波动大的问题。另外,仅调节抽气速率也只能控制接近一个大气压的低真空(高压)范围,对较高真空(低压)区间的控制则无能为力。 (6)很多反应器对接气(或接液)部件有严格要求,要求卫生级(或食品级)阀门,而目前大多数电动调节阀都无法满足这种特殊要求。 为解决双层玻璃反应釜存在的上述问题,本文将提出完整和成熟的解决方案,即采用卫生级电动调节阀和高精度双通道PID控制器,结合不同量程的真空计,与反应器、真空泵和正压气源构成闭环控制回路。通过上下游(进气和排气)同时控制的双向模式,可实现真空度全量程和微正压的自动编程控制,可达到很高的控制精度,并可与上位机通讯实现中央控制。[b][size=18px][color=#ff0000]2. 真空压力(正负压、高低气压)控制方法[/color][/size][/b] 一般我们以一个标准大气压(绝对压力为1Bar 或 750 Torr)为参考点,规定小于标准大气压为负压或真空环境,大于标准大气压为正压(压力)环境。那么,搅拌式反应器的气压工作环境的控制就是一个典型的真空压力(正负压或高低气压)控制问题。 正负压控制的典型方法是动态平衡法,其原理如图1所示。[align=center][b][color=#ff0000][img=真空压力动态平衡法控制原理框图,600,262]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212082224430816_252_3221506_3.jpg!w690x302.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#ff0000]图1 真空压力动态平衡法控制原理框图[/color][/b][/align] 动态平衡法的核心原理是被控压力容器内的进气和出气达到某种设定平衡。图1中的黑色箭头线代表气体流动方向,红色箭头线代表电信号的传递和方向。 其中高压气源作为正压源,真空泵进行抽气提供负压源,过程调节器采集传感器信号经过与设定值比较后同时调节进气和出气阀门的开度,使得进气和出气流量达到设定的平衡状态。 在真空压力控制中采用动态平衡法主要有两个优势: (1)控制区间非常宽泛,可以实现从真空到正压全量程的连续控制。 (2)在全量程具有很高的控制精度。在高真空(低压)区间控制时,固定抽气阀开度,调节进气阀开度大小。在低真空或微正压区间控制时,固定进气阀开度,调节抽气阀开度。[b][size=18px][color=#ff0000]3. 解决方案[/color][/size][/b] 依据上述真空压力动态平衡法控制原理,针对双层玻璃反应釜的真空压力控制,解决方案提出的控制装置结构如图2所示。[align=center][b][color=#ff0000][img=双层玻璃反应釜真空压力控制装置结构示意图,690,360]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212082225130500_9388_3221506_3.jpg!w690x360.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#ff0000]图2 反应器真空压力控制装置结构图[/color][/b][/align] 从图2可以看出,真空压力控制装置主要由高压气源、电动阀门、真空压力传感器、PID过程调节器和真空泵几部分组成。以下是对前四部分内容的介绍。 [color=#ff0000](1)高压气源[/color] 高压气源一般为微正压控制过程提供大于设定压力的高压气体。气源一般为高压气瓶,高压气瓶经减压阀输出固定压力的气体,此固定压力需略大于所需控制的微正压。若反应器只需在真空(负压)范围内控制,则无需高压气源,直接采用大气即可。 [color=#ff0000](2)电动阀门[/color] 解决方案中的电动阀门是一种快速响应的电子调节阀,包括电动针阀和电动球阀。电动针阀适用于小流量进气调节,电动球阀用于大流量排气调节。对于小容积的双层玻璃反应器,进气和出气调节阀可以直接用电控针阀;而对于大容积反应器,则进气阀选择电子针阀,排气阀选择电控球阀。电子针阀的全程开启时间为0.8s,电子球阀的全程开启时间有1s和7s两种规格,快速响应时间是保证控制精度的重要因素之一。另外,无论是针型阀还是球阀,都有卫生级、食品级和耐酸腐蚀的对应型号。 [color=#ff0000] (3)真空压力传感器[/color] 传感器是整个反应过程中真空压力测量的关键,其测量精度也决定了反应器温度和真空压力控制精度以及工艺的有效性。一般推荐采用精度较高的电容真空计,在整个真空压力范围内,通过两种规格的电容真空计(10Torr和1000Torr)基本可以覆盖整个低压(真空)至微正压(高压)区间,而且还可以保证在任意真空压力下的精度为测量值×0.25%。电容真空计对应测量范围的信号输出一般为0~10V直流电压,此输出电压与真空度测量值呈线性关系。 有些反应器采用的是皮拉尼计进行真空范围内的测量,但皮拉尼计的测量误差较大,同时相应的输出电压信号与真空度呈非线性关系,所以一般采用皮拉尼计进行对控制精度要求不高的反应器真空压力控制。在使用中需要特别注意的是,电容真空计的正压测量能力非常有限,皮拉尼计无法测量正压,如果要进行正压控制,则还需要配备相应精度的正压压力传感器。 [color=#ff0000] (4)PID过程调节器[/color] 过程调节器是实现真空压力控制的关键,其采集精度和调节精度决定了真空压力的最终控制精度。本解决方案采用的是超高精度的双通道PID过程调节器,其中有两个独立通道分别用来调节进气阀和出气阀。每个通道配置的都是24位AD、16位DA和双精度浮点运算,可实现0.01%的最小输出百分比,这是目前国内外工业用PID调节器最高级别的配置,结合电容真空计和快速调电子调节阀,可轻松实现优于±1%的真空压力控制精度。 超高精度双通道PID过程调节器具有强大的功能,PID参数可以自整定,可存储多组PID参数以满足不同反应工艺需要,并具有MODBUS标准通讯协议,通过上位机可实现多台调节器的中央控制。随机配备的计算机软件可对PID调节器进行远程设置、数据采集、显示和存储,极大方便了真空压力控制系统的调试。[b][size=18px][color=#ff0000]4. 总结[/color][/size][/b] 综上所述,本文所提出的真空压力准确控制解决方案,除了可满足双层玻璃反应器真空压力(正负压)准确控制需要之外,也可以用于其他各种反应器和旋转蒸馏器中的真空压力控制。 本文解决方案描述的是一种分立结构形式的真空压力控制系统,也可以按照需要和具体反应器设计对控制系统进行集成,将电控阀门和PID调节器集成为仪器,更便于反应器的整体布局设计和配套。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

  • 真空解冻过程中高精度真空度控制的解决方案

    真空解冻过程中高精度真空度控制的解决方案

    [font=微软雅黑, sans-serif][size=16px][color=#339999]摘要:为了解决目前各种真空冷冻过程中存在的真空压力还是人工手动调节,无法进行可编程准确自动控制的问题,本文提出了具体解决方案。解决方案的基本原理是根据动态平衡法,具体实现是依据不同的真空压力设定值分别采用电动针阀调节进气流量和电动球阀调节排气流量,最终实现对各种冻品的解冻真空度在任意设定点上进行准确的程序控制,由此使真空解冻技术更具有广泛的适用性和品质保证能力。[/color][/size][/font][font=微软雅黑, sans-serif][size=16px][color=#339999][/color][/size][/font][align=center][img=真空升华-复水解冻过程中高精度真空度控制的解决方案,550,385]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/02/202302280945091217_5177_3221506_3.jpg!w690x484.jpg[/img][/align][b][size=24px][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][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif] 随着经济的发展和人民生活水平的提高,食品生产、储运和加工领域内技术发展越来越受到关注。真空解冻([/font][font=&]VT[/font][font='微软雅黑',sans-serif]:[/font][font=&]Vacuum Thawing [/font][font='微软雅黑',sans-serif])以及衍生出的真空升华[/font][font=&]-[/font][font='微软雅黑',sans-serif]复水解冻([/font][font=&]VSRT[/font][font='微软雅黑',sans-serif]:[/font][font=&] Vacuum Sublimation - Rehydration Thawing [/font][font='微软雅黑',sans-serif])技术就是这类新型食品加工技术之一。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font] 真空解冻技术是利用真空状态下的压力不同和水的沸点不同的特性,水在真空室中沸腾时形成的水蒸气,在遇到温度更低的冻结食品时就在其表面凝结成水珠,蒸汽凝结时所放出的潜热,被冷冻食品吸收,最终使冻品温度升高而解冻。[font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]与其他解冻方法相比,真空解冻具有解冻速率快,解冻效果均匀,解冻温度低等优点。且解冻过程中冻品处于真空低氧环境,可有效抑制食品的氧化和一些好氧性微生物的繁殖,[/font][font='微软雅黑',sans-serif]减少品质损失。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]随着技术进步,目前又出现了一种基于真空解冻技术发展起来的新方法:真空升华[/font][font=&]-[/font][font='微软雅黑',sans-serif]复水解冻法。该方法的最大特点是可推广应用到如水果、蔬菜、熟食、水产品等其他冷冻食品的解冻过程。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]总之,真空解冻以及真空升华[/font][font=&]-[/font][font='微软雅黑',sans-serif]复水解冻法的重要优势之一是解冻参数(温度和真空度)可以根据冻品特性和能量消耗进行优化,从而使得解冻达到最佳状态。以真空升华[/font][font=&]-[/font][font='微软雅黑',sans-serif]复水解冻过程为例,其解冻过程中相应的温度和压力变化如图[/font][font=&]1[/font][font='微软雅黑',sans-serif]所示。[/font][align=center][b][color=#339999][img=真空升华-复水解冻过程中真空室内压力、温度和冷冻产品温度的变化,690,498]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/02/202302280941478230_2865_3221506_3.jpg!w690x498.jpg[/img][/color][/b][/align][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][color=#339999][/color][/size][/font][align=center][b][color=#339999][font='微软雅黑',sans-serif]图[/font][font=&]1 [/font][font='微软雅黑',sans-serif]真空升华[/font][font=&]-[/font][font='微软雅黑',sans-serif]复水解冻过程中真空室内压力温度和冻品温度的变化[/font][/color][/b][/align][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]从图[/font][font=&]1[/font][font='微软雅黑',sans-serif]所示的解冻过程可以看出压力变化有以下几方面的特点:[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]([/font][font=&]1[/font][font='微软雅黑',sans-serif])整个解冻过程由升华和复水两个阶段构成,在两个阶段过程中冻品的核心和表面温度要求不同,由此要求两个阶段的真空度需要控制在不同水平上。总之,准确控制真空度的目的是为了保证解冻过程中冻品表面温度始终按照设计要求进行变化。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]([/font][font=&]2[/font][font='微软雅黑',sans-serif])对于不同的冻品,解冻过程中的温度变化要求并不相同,因此就需要对不同设定真空度进行准确控制。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]图[/font][font=&]2[/font][font='微软雅黑',sans-serif]所示是一个典型的真空升华[/font][font=&]-[/font][font='微软雅黑',sans-serif]复水解冻装置的结构示意图。此真空解冻装置非常具有代表性,体现了目前实验室和工业生产中大多数真空解冻装置的压力控制方面基本还处于比较粗糙的手动调节水平,无法进行不同设定压力下的准确控制,更不能进行全自动化的可编程程序控制。[/font][align=center][b][color=#339999][img=真空升华-复水解冻装置示意图,600,354]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/02/202302280942155595_6958_3221506_3.jpg!w690x408.jpg[/img][/color][/b][/align][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][color=#339999][/color][/size][/font][align=center][b][color=#339999][font='微软雅黑',sans-serif]图[/font][font=&]2 [/font][font='微软雅黑',sans-serif]真空升华[/font][font=&]-[/font][font='微软雅黑',sans-serif]复水解冻装置示意图[/font][/color][/b][/align][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]为了解决真空冷冻过程中存在的真空度无法可编程自动准确控制的问题,本文提出了具体解决方案。解决方案的基本原理是根据动态平衡法,根据不同的真空压力设定值分别采用电动针阀调节进气流量和电动球阀调节排气流量,最终实现对各种冻品的解冻真空度在任意设定点上进行准确的程序控制,由此使真空解冻技术更具有广泛的适用性和品质保证能力。[b][size=24px][color=#339999]2. [font='微软雅黑',sans-serif]真空压力控制的动态平衡法原理[/font][/color][/size][/b][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]在真空压力控制过程中,常用的精密控制方法是动态平衡法,如图[/font][font=&]3[/font][font='微软雅黑',sans-serif]所示,其基本原理是基于进气流量与排气流量达到动态平衡,由此实现不同真空压力设定值的准确控制。[/font][align=center][img=真空压力动态平衡法基本原理示意图,690,201]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/02/202302280942445698_5056_3221506_3.jpg!w690x201.jpg[/img][/align][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][color=#339999][/color][/size][/font][align=center][b][color=#339999][font='微软雅黑',sans-serif]图[/font][font=&]3 [/font][font='微软雅黑',sans-serif]真空压力控制的动态平衡法原理示意图[/font][/color][/b][/align][b][color=#339999][/color][/b][size=24px][color=#339999][b]3. [font='微软雅黑',sans-serif]解决方案[/font][/b][/color][/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]为了实现真空解冻装置中的真空度自动精密可编程控制,基于上述动态平衡法,本文提出了相应的解决方案,即在图[/font][font=&]2[/font][font='微软雅黑',sans-serif]所示的现有真空解冻装置上,增加了真空度控制系统,如图[/font][font=&]4[/font][font='微软雅黑',sans-serif]所示。[/font][align=center][b][color=#339999][img=真空解冻装置及其真空压力自动控制系统结构示意图,600,453]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/02/202302280943040421_6672_3221506_3.jpg!w690x521.jpg[/img][/color][/b][/align][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][color=#339999][/color][/size][/font][align=center][b][color=#339999][font='微软雅黑',sans-serif]图[/font][font=&]4 [/font][font='微软雅黑',sans-serif]真空解冻装置及其真空度控制系统结构示意图[/font][/color][/b][/align][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]真空控制系统的工作流程是双通道真空压力控制器根据真空度设定值或设定程序,与采集自真空计的信号进行比较。控制器根据比较后的差值采用[/font][font=&]PID[/font][font='微软雅黑',sans-serif]算法计算后输出控制信号,控制信号驱动电动针阀或电动球阀动态调节进气或排气流量使得真空腔体内的真空度发生改变,这使得真空计测量值快速接近设定值实现自动控制。解决方案中的真空度控制系统各组成部分的说明如下:[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]([/font][font=&]1[/font][font='微软雅黑',sans-serif])尽管可以采用现有的真空计,但为了保证真空度的控制精度,建议真空计采用精度较高的薄膜电容真空计,其任意真空度下的测量精度可优于[/font][font=&]0.3%[/font][font='微软雅黑',sans-serif]。另外,为了满足各种冻品的真空解冻,需要在较宽泛的真空度范围进行进行真空度控制,所以建议采用两只不同量程的电容真空计予以覆盖,推荐的两个真空计的量程分别是[/font][font=&]1Torr[/font][font='微软雅黑',sans-serif]和[/font][font=&]10Torr[/font][font='微软雅黑',sans-serif]。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]([/font][font=&]2[/font][font='微软雅黑',sans-serif])真空度控制系统采用了电动针阀和电动球阀分别调节进气和排气流量,其作用是高真空区间调节电动针阀而固定电动球阀开度,低真空阶段调节电动球阀而固定电动针阀开度,同时结合高低量程的两个真空计,可实现全真空度量程范围内优于[/font][font=&]1%[/font][font='微软雅黑',sans-serif]的控制精度。另外,为保证控制精度和真空度稳定性,电动针阀和电动球阀需要满足一定的漏率以及响应速度要求。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]([/font][font=&]3[/font][font='微软雅黑',sans-serif])真空控制系统中的另外一个关键仪表是高精度的双通道真空压力控制器,其独立的两路[/font][font=&]PID[/font][font='微软雅黑',sans-serif]控制通道分别与[/font][font=&]1Torr[/font][font='微软雅黑',sans-serif]真空计和电动针阀组成高真空控制通道,与[/font][font=&]10Torr[/font][font='微软雅黑',sans-serif]真空计和电动球阀组成低真空控制通道。重要的是每个独立通道都是[/font][font=&]24[/font][font='微软雅黑',sans-serif]位[/font][font=&]AD[/font][font='微软雅黑',sans-serif]、[/font][font=&]16[/font][font='微软雅黑',sans-serif]位[/font][font=&]DA[/font][font='微软雅黑',sans-serif]和[/font][font=&]0.01%[/font][font='微软雅黑',sans-serif]最小输出百分比,由此可保证真空压力的精密控制。另外,此控制器具备[/font][font=&]PID[/font][font='微软雅黑',sans-serif]参数自整定功能可快速实现对[/font][font=&]PID[/font][font='微软雅黑',sans-serif]参数的合理选择,配备的标准[/font][font=&]RS485[/font][font='微软雅黑',sans-serif]通讯接口和计算机软件,便于与上位机通讯和采用上位机进行控制参数设置、运行操作、过程变量采集显示存储及调用。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]总之,本文提出的真空度控制解决方案,可很好的满足真空解冻过程所有对真空度自动和准确控制要求,非常适应于实验室真空解冻工艺研究和大量冻品处理的真空解冻设备。[b][size=24px][color=#339999]4. [font='微软雅黑',sans-serif]参考文献[/font][/color][/size][/b]Chen S, Wu W, Yang Y, etal. Experimental study of a novel vacuum sublimation – rehydration thawing forfrozen pork[J]. International Journal of Refrigeration, 2020, 118: 392-402.[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font]

  • 【原创】中真空控制系统

    一、操作便捷性:1、抽气口及气路连接口采用KF式快速连接结构。简化安装过程,只需一支卡箍便可完成连接,方便操作。2、配置两种电源连接线,即可直接与我公司的产品直接连接组合使用,也可单独连接独立使用。二、控制智能化:1、采用数显真空计,配合热偶规管采集数据。测量精度高、稳定性好、抗干扰能力强。真空度显示采用科学计数法,数字显示,使用方便直观。2、自动控制与手动控制切换功能。自动控制模式能通过设定值自动开启/关闭真空泵,时容器内保持在一定的真空压力范围内。手动控制模式使用户通过真空泵开启/关闭按钮直接操作真空泵。以满足不同实验的需要。3、电磁阀缓启动技术,使电磁阀在真空泵开启10秒钟后打开,使炉管内压力保持准确,也保证了废气不会返回到容器内影响实验效果。三、结构实用性:1、内置双极旋片式机械真空泵,有效的提高了抽气效率。2、内置压差式防返油机构,使真空泵中的油不会返出。结合气镇阀在使用时更加安全可靠。3、本身作为真空控制系统的同时,也可作为活动平台使用,方便放置电炉及其它设备。

  • 真空封装器件漏率和内部真空度的非接触测量方法

    真空封装器件漏率和内部真空度的非接触测量方法

    [size=16px][color=#339999][b]摘要:大量MEMS真空密封件具有小体积、高真空和无外接通气接口的特点,现有的各种检漏技术无法对其进行无损形式的漏率和内部真空度测量。基于压差法和高真空度恒定控制技术,本文提出了解决方案。方案的具体内容是将被测封装器件放置在一个比器件内部真空度更高的真空腔体内,采用电动可变泄漏阀和控制器自动调节微小进气流量进行高真空度控制,由此在被测器件内外建立恒定压差,通过测量此压差下的漏率可得到器件内部真空度。[/b][/color][/size][align=center][size=16px][color=#339999][b]=========================[/b][/color][/size][/align][size=18px][color=#339999][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px] 真空密封器件通常需要在特定的真空度下才能正常工作,即需要高真空度和长时间的真空保持度。例如杜瓦组件作为广泛使用的绝热容器在制冷、 红外探测以及超导中都有应用,而杜瓦的绝热效果与其夹层真空度直接相关。有机发光二极管对水蒸气和氧气含量特别敏感,工作时需要真空条件,含量超标的水蒸气和氧会严重影响其寿命和稳定性。高精度的MEMS惯性器件如MEMS陀螺仪、MEMS谐振式加速度计等需要工作在高真空环境中,其内部真空度的好坏决定其品质因数的大小。由此可见,为了保证真空密封器件的密封性能,需要对漏率和真空度的变化进行测试评价,但由于存在以下几方面的原因,使得这种评价技术成为目前迫切需要解决的难题:[/size][size=16px] (1)对于大多数真空密封器件而言,其几何尺寸一般很小,且不能配置真空度和漏率测量接口,这导致了很多现有真空测量领域的传感器和仪器都无法直接使用。[/size][size=16px] (2)对于个别真空封装器件,可通过在外部形成高压将示踪气体(如氦气)加载到真空封装器件内,然后再在外部抽真空条件下采用检漏仪测量真空封装器件的漏率。但这种方法往往会破坏真空封装器件内部的真空度,且不可逆转,可能会造成真空封装器件性能的降低。[/size][size=16px] (3)直接在真空密封器件内集成真空度传感器不失为一种有效手段,如集成如皮拉尼计和音叉石英晶振等,国内外的各种研究也曾在这方面做过努力,但由于所集成传感器自身特性(如结构形状、尺寸、真空度测量范围和精度等)以及所带来附加影响,使得这种技术仅勉强适用于个别真空密封器件,根本无法作为一种通用技术得以应用。[/size][size=16px] 为了解决目前真空封装器件存在的检漏问题,特别是实现对真空封装器件内部真空度的测量,本文基于压差法提出了一种间接测量的解决方案。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 对于内部具有一定真空度的真空封装器件,其漏率和内部真空度的测量将基于压差法。具体是即将被测真空封装器件放置在一个要比器件内部真空度更高的密闭腔体内,由此在封装器件内外形成压差。通过测量获得此压差下的漏率,然后再通过漏率计算出器件内部真空度。[/size][size=16px] 依据解决方案设计的真空封装器件漏率和真空度测量装置结构如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=真空密封器件漏率和真空度测试系统结构示意图,690,253]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309041023569886_4228_3221506_3.jpg!w690x253.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 真空密封器件漏率和真空度测试系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 依据检漏中的压差法原理,漏率的测量结果与压差(P1-P0)呈线性关系。因此,如图1所示,只要精确控制密闭腔体内的真空度P1,在测量得到漏率后,就可以计算出真空封装器件内部的真空度。由此可见,测试真空密封器件漏率和真空度需要解决以下两个关键问题:[/size][size=16px] (1)腔体真空度P1的精确控制:对于具有高真空(如P01E-03Pa)的封装器件,腔体真空度需要达到P11E-03Pa的更高真空度,以形成尽可能大的压差,这就要求对超高真空度能实现准确控制,控制精度越高则计算得到器件内部真空度的精度越高。[/size][size=16px] (2)漏率测量:漏率测量也是决定精度的关键因素,具体实施时可以采用各种高灵敏度的漏率测量方法,如氦质谱检漏仪。为了实现定量和高精度的漏率测量,也可以采用特殊设计的漏率测试系统,但这部分内容不在本文阐述的内容之内。[/size][size=16px] 本文的重点是介绍解决方案中的超高真空度精密控制技术。如图1所示,超高真空度的控制采用调节进气流量来实现,具体采用了VLV2023型号的电动可变泄漏阀,进气流量的调节范围是1E-8PaL/s~500PaL/s,调节信号为0~10V。超高真空度控制回路有真空计、真空控制器和电动可变泄漏阀组成,真空控制器采集真空计信号并与设定值进行比较后,输出PID控制信号对可变泄漏阀进行驱动来调节微小的进气流量,由此使腔体真空度快速恒定在设置值处。[/size][size=16px] 在超高真空控制中还面临另外一个问题是真空计输出信号的非线性,为此本文解决方案中采用了具有线性化处理功能的VPC2021系列真空压力控制器,通过在真空和电压的关系曲线中取八个数据点进行拟合,可很好的解决线性PID控制非线性信号的问题。[/size][size=18px][color=#339999][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述,本解决方案很好的突破了真空密封件漏率和内部真空度测量难题,关键是实现了高真空度精密控制中的微小进气流量自动调节以及传感器非线性输出信号的PID控制器线性化处理。解决方案中的高真空度控制装置可广泛应用于任何真空系统,PID控制器线性化技术可广泛应用于各种非线性传感器测量控制场合。[/size][size=16px] 本解决方案对高真空微小压差下的漏率测试技术并未做详细的介绍,这部分内容将在后续研究报告中给出详细的测试系统描述。[/size][size=16px][/size][align=center][b][color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/b][/align]

  • 【基础知识】真空常用名词术语

    1、真空的定义 真空系统指低于该地区大气压的稀簿气体状态2、真空度 处于真空状态下的气体稀簿程度,通常用“真空度高”和“真空度低”来表示。真空度高表示真空度“好”的意思,真空度低表示真空度“差”的意思。3、真空度单位 通常用托(Torr)为单位,近年国际上取用帕(Pa)作为单位。1托=1/760大气压=1毫米汞柱4、托与帕的转换 1托=133.322帕 或 1帕=7.5×10-3托5、平均自由程 作无规则热运动的气体粒子,相继两次碰撞所飞越的平均距离,用符号“λ”表示。6、流量 单位时间流过任意截面的气体量,符号用“Q”表示,单位为帕升/秒(PaL/s)或托升/秒(TorrL/s)。7、流导 表示真空管道通过气体的能力。单位为升/秒(L/s),在稳定状态下,管道流导等于管道流量除以管道两端压强差。符号记作“U”。   U=Q/(P2- P1)8、压力或压强 气体分子作用于容器壁的单位面积上的力,用“P”表示。9、标准大气压 压强为每平方厘米101325达因的气压,符号:(Atm)。10、极限真空 真空容器经充分抽气后,稳定在某一真空度,此真空度称为极限真空。通常真空容器须经12小时炼气,再经12小时抽真空,最后一个小时每隔10分钟测量一次,取其10次的平均值为极限真空值。11、抽气速率 在一定的压强和温度下,单位时间内由泵进气口处抽走的气体称为抽气速率,简称抽速。即Sp=Q/(P-P0)12、热偶真空计 利用热电偶的电势与加热元件的温度有关,元件的温度又与气体的热传导有关的原理来测量真空度的真空计。13、电离真空计(又收热阴极电离计) 由筒状收集极,栅网和位于栅网中心的灯丝构成,筒状收集极在栅网外面。热阴极发射电子电离气体分子,离子被收集极收集,根据收集的离子流大小来测量气体压强的真空计。14、复合真空计 由热偶真空计与热阴极电离真空计组成,测量范围从大气~10-5Pa。15、冷阴极电离计 阳极筒的两端有一对阴极板,在外加磁场作用,阳极筒内形成潘宁放电产生离子,根据阴极板收集的离子流的大小来测定气体压强的真空计。16、电阻真空计 利用加热元件的电阻与温度有关,元件的温度又与气体传导有关的原理,通过电桥电路来测量真空度的真空计。17、麦克劳真空计(压缩式真空计) 将待测的气体用汞(或油)压缩到一极小体积,然后比较开管和闭管的液柱差,利用玻义尔定律直接算出气体压强的一种绝对真空计。18、B-A规 这是一种阴极与收集极倒置的热阴极电离规。收集极是一根细丝,放在栅网中心,灯丝放在栅网外面,因而减少软X射线影响,延伸测量下限,可测超高真空。19、水环真空泵 泵的叶轮转子旋转而产生水环。由于转子偏心旋转而使水环与叶片间容积发生周期性改变而进行抽气的机械真空泵。20、往复真空泵 利用活塞的往复运动而进行抽气的机械真空泵。21、油封机械真空泵 用油来保持密封的机械真空泵,可分为定片式、旋片式、滑阀式、余摆线式等。22、罗茨真空泵 具有一对同步高速旋转的鞋底形转子的机械真空泵,此泵不可以单独抽气,前级需配油封、水环等可直排大气的真空泵。23、涡轮分子真空泵 有一高速旋转的叶轮,当气体分子与高速旋转的涡轮叶片相碰撞时就被驱向出气口再由前级泵抽除。24、油扩散真空泵 扩散泵喷口中喷出高速蒸汽流。在分子流条件下,气体分子不断地向蒸流中扩散,并被蒸汽带向泵出口处逐级被压缩后再由前级泵排除。25、低温真空泵 利用20K以下的低温表面凝聚吸附气体的真空泵。26、冷阱(水冷挡板) 置于真空容器和泵之间,用于吸附气体或捕集油蒸汽的装置。27、气镇阀 油封机械真空泵的压缩室上开一小孔,并装上调节阀,当打开阀并调节入气量,转子转到某一位置,空气就通过此孔掺入压缩室以降低压缩比,从而使大部分蒸汽不致凝结而和掺入的气体一起被排除泵外起此作用的阀门称为气镇阀。28、真空冷冻干燥 真空冷冻干燥,也称升华干燥。其原理是将材料冷冻,使其含有的水份变成冰块,然后在真空下使冰升华而达到干燥目的。29、真空蒸镀 在真空环境中,将材料加热并镀到基片上称为真空蒸镀,或叫真空镀膜。30、真空干燥 利用真空环境下沸点低的特点来干燥物品的方法。31、真空系统常用名称 (1)主泵:在真空系统中,用于获得所需要真空度来满足特定工艺要求的真空泵,如真空镀膜机中的油扩散泵就是主泵。(2)前级泵:用于维持某一真空泵前级压强低于其临界前级压强的真空泵。如罗茨泵前配置的旋片或滑阀泵就是前级泵。(3)粗抽泵:从大气压下开始抽气,并将系统压力抽到另一真空泵开始工作的真空泵。如真空镀膜机中的滑阀泵,就是粗油泵。(4)维持泵:在真空系统中,气量很小时,不能有效地利用前级泵。为此配置一种容量较小的辅助泵来维持主泵工作,此泵叫维持泵。如扩散泵出口处配一台小型旋片泵,就是维持泵。[em09] 来源:Internet

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