高精度压力数字压力计以其量程的灵活匹配,最大限度满足客户需求。此设备标配为单通道单模块,还可以选装大气压参考模块以模拟表压和绝压。可根据用户具体需求定制。这个特点使LPG2500特别适合用于需要对不同量程的压力装置进行数据比对的场合。应用领域:实验室,工业现场等LPG2500高精度数字压力计可测量当前压力。精确定度可达到:0.01%,解决现场测量标准,比如:实验室测量当前大气压力,达到高精度要求。解决风洞微压测量和高压风洞测量。产品特点. 精确度最高达到:0.01%FS. 支持多通道. 人性化智能设计. 支持外部通讯. 可用于差压表测试等. 多精度可选择:0.01%、0.02%、0.05%. 工作最大压力范围可订制应用客户:理化研究所、中国物理所等。服务理念:系统软件终身免费服务;定期进行用户回访;免费系统使用培训提供7X24小时服务,服务热线:13520277456选购配件l 工业级仪表箱:工业级仪表箱用于 LPG2500的运输,也可作为LPG2500空运容器。箱子由高强度抗冲击材料做成,外观为黑色,包含一个把手和一个伸缩拉杆;箱体内部专门根据LPG2500定制的高密度EVC泡沫,并且箱体内具有设备备件的储存空间。仪表箱体结实的特性和在恶劣环境的对设备的保护,非常适合成为LPG2500运输的保护箱体。l 校准证书每台LPG2500出厂时可溯源至计量院,可代送国家计量单位出具证书。
[font=&][color=#333333]高精度压力数字压力计以其量程的灵活匹配,最大限度满足客户需求。此设备标配为单通道单模块,还可以选装大气压参考模块以模拟表压和绝压。可根据用户具体需求定制。这个特点使LPG2500特别适合用于需要对不同量程的压力装置进行数据比对的场合。[/color][/font][font=&][color=#333333]应用领域:实验室,工业现场等[/color][/font][font=&][color=#333333]LPG2500高精度数字压力计可测量当前压力。精确定度可达到:0.01%,解决现场测量标准,比如:实验室测量当前大气压力,达到高精度要求。解决风洞微压测量和高压风洞测量。[/color][/font][font=&][color=#333333]产品特点[/color][/font][font=&][color=#333333]. 精确度最高达到:0.01%FS[/color][/font][font=&][color=#333333]. 支持多通道[/color][/font][font=&][color=#333333]. 人性化智能设计[/color][/font][font=&][color=#333333]. 支持外部通讯[/color][/font][font=&][color=#333333]. 可用于差压表测试等[/color][/font][font=&][color=#333333]. 多精度可选择:0.01%、0.02%、0.05%[/color][/font][font=&][color=#333333]. 工作最大压力范围可订制[/color][/font][font=&][color=#333333]应用客户:理化研究所、中国物理所等。[/color][/font][font=&][color=#333333]服务理念:系统软件终身免费服务;[/color][/font][font=&][color=#333333]定期进行用户回访;[/color][/font][font=&][color=#333333]免费系统使用培训[/color][/font][font=&][color=#333333]提供7X24小时服务,服务热线:13520277456[/color][/font][font=&][color=#333333]选购配件[/color][/font][font=&][color=#333333]l 工业级仪表箱:[/color][/font][font=&][color=#333333]工业级仪表箱用于 LPG2500的运输,也可作为LPG2500空运容器。箱子由高强度抗冲击材料做成,外观为黑色,包含一个把手和一个伸缩拉杆;箱体内部专门根据LPG2500定制的高密度EVC泡沫,并且箱体内具有设备备件的储存空间。仪表箱体结实的特性和在恶劣环境的对设备的保护,非常适合成为LPG2500运输的保护箱体。[img=,520,520]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205261433047774_606_5627570_3.jpg!w520x520.jpg[/img][img=,520,520]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205261433047676_8628_5627570_3.jpg!w520x520.jpg[/img][img=,520,520]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205261433046017_1593_5627570_3.jpg!w520x520.jpg[/img][/color][/font][font=&][color=#333333]l 校准证书[/color][/font][font=&][color=#333333]每台LPG2500出厂时可溯源至计量院,可代送国家计量单位出具证书。[/color][/font]
[b][font=宋体]概述:[/font][/b][font=宋体] [/font][font=宋体]高精度数字压力计可测量当前压力。精确定度可达到:0.01%,解决现场测量标准,比如:实验室测量当前大气压力,达到高精度要求。解决风洞微压测量和高压风洞测量。其量程的灵活匹配,最大限度满足客户需求。此设备标配为单通道单模块,还可以选装大气压参考模块以模拟表压和绝压。[/font][font=宋体]可根据用户具体需求定制。这个特点使LPG2500特别适合用于需要对不同量程的压力装置进行数据比对的场合。[/font][b][font=宋体]技术参数:[/font][/b][font=宋体]1) [/font][font=宋体]精确度 : 0.01%、0.02%、0.05%可选;[/font][font=宋体]2) [/font][font=宋体]量程范围:-0.1~40MPa;[/font][b][font=宋体]3) [/font][/b][font=宋体]泄露:密封0泄露;[/font][font=宋体]4) [/font][font=宋体]系统供电:220VAC,1A; [/font][font=宋体]5) [/font][font=宋体]压力接口:7/16-20内螺纹接口;[/font][font=宋体]6) [/font][font=宋体]支持多通道:最多4通道;[/font][font=宋体]7) [/font][font=宋体]重量:约3kG;[/font][font=宋体]8) [/font][font=宋体]支持绝压及表压,可用于差压表测试等;[/font][font=宋体]9) [/font][font=宋体]选装大气参考:支持模拟;[/font][font=宋体]10) [/font][font=宋体]工作环境:15~55℃,5…95%RH;[/font][font=宋体]11) [/font][font=宋体]时尚外观:7寸大显示屏触摸操作;[/font][font=宋体]12) [/font][font=宋体]控制:触摸屏操作;[/font][font=宋体]13) [/font][font=宋体]可远程通讯操作,支持:RS232与RS48[/font][font=宋体]5[/font][font=宋体]。[/font][font=宋体] [/font]
[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=113818]高精度数字失真度测量仪的设计[/url]
【题名】:双高阻直读浓度数字式离子计的测量原理与应用【全文链接】: https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-LHJH198303030.htm
NPXM系列数字式显示仪表NPXM系列数字式显示仪表接受来自传感器或变送器的模拟信号,在表内部经模/数(A/D)转换变成数字信号,再由数字电路处理后直接以十进制数码显示测量结果。 NPXM系列数字式显示仪表具有测量速度快、精度高、抗干扰能力强、体积小、读数清晰、便于与工业控制计算机联用等特点,已经越来越普遍地应用于工业生产过程中。NPXM系列数字式显示仪表典型型号:NPXM-2011P3N、NPXM-2011P5N、NPXM-2012P5N、NPXM-2012P5N、NPXM-2012P3N、NPXM-2011P0N、NPXM-2011P1、NPXM-2011P2N、NPXM-2012P2NNPXM系列数字式显示仪表一般具有模/数转换、非线性补偿和标度变换三个基本部分。由于许多被测变量与工程单位显示值之间存在非线性函数关系,所以必须配以线性化器进行非线性补偿。NPXM系列数字式显示仪表通常以十进制的工程单位方式或百分值方式显示被测变量。NPXM系列数字式显示仪表的精度有三种表示方法:满度的±α %±n字、读数的±α %±n字、读数的±α %±满度的b %。n为显示仪表读数最末一位数字的变化,一般n=1。NPXM系列数字式显示仪表的性能指标还有分辨力和分辨率两概念。所谓分辨力是指仪表显示值末位数字改变一个字所对应的被测变量的最小变化值;分辨率是指仪表显示的最小数值与最大数值之比。NPXM系列数字式显示仪表外形尺寸:尺寸选择:160mm×80mm×94mm横式80mm×160mm×94mm竖式96mm×96mm×130mm方式96mm×48mm×110mm横式48mm×96mm×110mm竖式72mm×72mm×102mm方式48mm×48mm×110mm方式
请问各位高手,小第最近遇见个问题,客户问我压力传感器和数字式压力计有什么区别,我一时间回答不上来,他们的工作原理有什么不同呢?请哪位大哥帮我解释下好吗?
指针万用表是一种平均值式仪表,它具有直观、形象的读数指示。(一般读数值与指针摆动角度密切相关,所以很直观)。 数字万用表是瞬时取样式仪表。它采用0.3秒取一次样来显示测量结果,有时每次取样结果只是十分相近,并不完全相同,这对于读取结果就不如指针式方便。指针式万用表一般内部没有放大器,所以内阻较小,比如MF-10型,直流电压灵敏度为100千欧/伏。MF-500型的直流电压灵敏度为20千欧/伏。 数字式万用表由于内部采用了运放电路,内阻可以做得很大,往往在1M欧或更大。(即可以得到更高的灵敏度)。这使得对被测电路的影响可以更小,测量精度较高。 指针式万用表由于内阻较小,且多采用分立元件构成分流分压电路。所以频率特性是不均匀的(相对数字式来说),而指针式万用表的频率特性相对好一点。指针式万用表内部结构简单,所以成本较低,功能较少,维护简单,过流过压能力较强。数字式万用表内部采用了多种振荡,放大、分频保护等电路,所以功能较多。比如可以测量温度、频率(在一个较低的范围)、电容、电感,做信号发生器等等。 数字式万用表由于内部结构多用集成电路所以过载能力较差,(不过现在有些已能自动换档,自动保护等,但使用较复杂),损坏后一般也不易修复。数字式万用表输出电压较低(通常不超过1伏)。对于一些电压特性特殊的元件的测试不便(如可控硅、发光二极管等)。
欧诺谊仪器有限公司(东莞)联系人:肖菲 135-6081-3766公司地址:东莞市塘厦镇宏业北路148号升联创展大厦508公司网址: http://www.ony5117.com提示:如果您找不到联系方式,请在浏览器上搜索:出售Fluke 8845A 6.5 位高精度数字万用表产品名称:6.5 位高精度数字万用表产品型号:8845A厂商名称:Fluke(福禄克)产品属性:主机商品描述:精密多功能仪器适于台式或系统应用。6.5 位数字分辨力 Vdc 准确度达 0.0024% 双参数显示 100 uA至100 mA量程,100 pA分辨力 宽范围欧姆量程,10 Ω至1 GΩ; 精密多功能仪器适于台式或系统应用 6.5 位数字分辨力 Vdc 准确度达 0.0024% 双参数显示 100 uA至100 mA量程,100 pA分辨力宽范围欧姆量程,10 Ω至1 GΩ; 10 uΩ分辨力 2x4 四线电阻测量技术测量频率和周期 8846A可以测量电容和温度驱动U盘存储器 Fluke 45和Agilent 34401A仿真图形显示 Trendplot?趋势图显示,统计功能,直方图显示 CAT I 1000 V, CAT II 601 V 8845A和8846A六位半精密数字表的准确度和多功能可以满足工作台或系统应用的各种测量需要。这些仪器不仅准确度高、功能多,使用时还非常方便。这些数字多用表可以实现你对一台数字表预期的所有功能,包括电压、电流和电阻。Vdc 准确度达0.0024%,有10A电流量程,宽范围的电阻量程,为你提供了无可比拟的优良性能组合。可以测量频率和周期。8846A还可以测量电容和温度。计数器、电容表和温度计都已包含在仪器内。图形显示功能进一步扩展了仪器的功能:屏幕图形显示实现了无纸记录仪功能,统计分析能力和直方图显示…这些功能在其他数字表中都是找不到的。 当然,这些仪表也非常可靠耐用,具有福禄克仪器共有的优点。为你提供了无可比拟的优良性能组合,适合于各种各样的应用,包括生产测试,研究开发以及维修等应用。产品规格技术指标显示 真空荧光点阵分辨力 6位半V DC 量程: 100 mV 至 1000Vzui高分辨力: 100 nV准确度: 8845A: 0.0035 + 0.00058846A: 0.0024 + 0.0005V AC 量程: 8845A: 100 mV 至 750 V8846A: 100 mV 至 1000 Vzui高分辨力: 100 nV准确度: 8845A: 0.06 + 0.038846A: 0.06 + 0.03频率: 3 Hz 至 300 KHz电阻 2x4 四线: 有量程: 8845A: 100 Ω 至 100 MΩ8846A: 10 Ω 至 1 GΩzui高分辨力: 8845A: 100 μΩ8846A: 10 μΩ准确度: 8845A: 0.010 + 0.0018846A: 0.010 + 0.001A DC 量程: 100 μA 至 10 Azui高分辨力: 100 pA准确度: 0.050 + 0.005A AC 量程: 8845A: 10 mA 至 10 A8846A: 100 μA 至 10 Azui高分辨力: 8845A: 10 nA8846A: 100 pA准确度: 0.10 + 0.04频率: 3 Hz 至 10 kHz频率/周期 量程: 8845A: 3 Hz 至 300 kHz8846A: 3 Hz 至 1 MHzzui高分辨力: 1 μHz准确度: 0.01%导通/二极管测试 有电容 量程: 8846A: 1 nF 至 0.05 Fzui高分辨力: 8846A: 1 pf准确度: 8846A: 1 %温度 类型: 8846A: 铂电阻量程: 8846A: -200 °C 至 +600 °Czui高分辨力: 8846A: 0.01 °C准确度: 8846A: 0.06 °C数学功能 校零,zui大值/zui小值,平均值,标准差dB/dBm: 有高级功能 统计/直方图 有趋势图: 有限值测试 有输入输出 U盘存储器: 8846A: U盘存储器接口实时时钟: 8846A: 有接口: RS 232, IEE-488.2, 以太网, USB (用适配器选件)程序语言/模式 8846A: SCPI (IEEE-488.2), Agilent 34401A, Fluke 45一般技术参数重量 3.6 kg (8.0 lbs)尺寸 88 mm x 217 mm x 297 mm (3.46 in x 8.56 in x 11.7 in)安全 符合 IEC 61010-1 2000-1, ANSI/ISA-S82.01-1994, CAN/CSA-C22.2 No. 1010.1-92 CAT I 1000 V, CAT II 600 V保修期:半年至一年备注:本公司专业经营各类二手进口仪器(销售、租赁业务),成色新,价格低,技术先进、质量可靠、性能稳定的优良产品。长期承接销售、租赁、维修、回收二手高档仪器, 包括Agilent、HP、Anritsu、Advantest、R/S、/MARCONI等世界知名品牌的具备丰富的经验和库存!价格优惠,售后保修服务非常好。高价收购二手仪器仪表。(本公司大量供应二手进口仪器:如网络分析仪,频谱分析仪,音频分析仪器,电子负载,高频信号源,无线电综合测试仪等高频仪器!! )销售热线13532396330, 凡本公司所销售的产品可享受3个月~1年保修期,欢迎来电!上门看货!您的满意是我们的追求!欧诺谊仪器有限公司(东莞)联系人:肖菲 135-6081-3766公司地址:东莞市塘厦镇宏业北路148号升联创展大厦508公司网址: http://www.ony5117.com提示:如果您找不到联系方式,请在浏览器上搜索:出售Fluke 8845A 6.5 位高精度数字万用表产品名称:6.5 位高精度数字万用表产品型号:8845A厂商名称:Fluke(福禄克)产品属性:主机商品描述:精密多功能仪器适于台式或系统应用。6.5 位数字分辨力 Vdc 准确度达 0.0024% 双参数显示 100 uA至100 mA量程,100 pA分辨力 宽范围欧姆量程,10 Ω至1 GΩ; 精密多功能仪器适于台式或系统应用 6.5 位数字分辨力 Vdc 准确度达 0.0024% 双参数显示 100 uA至100 mA量程,100 pA分辨力宽范围欧姆量程,10 Ω至1 GΩ; 10 uΩ分辨力 2x4 四线电阻测量技术测量频率和周期 8846A可以测量电容和温度驱动U盘存储器 Fluke 45和Agilent 34401A仿真图形显示 Trendplot?趋势图显示,统计功能,直方图显示 CAT I 1000 V, CAT II 601 V 8845A和8846A六位半精密数字表的准确度和多功能可以满足工作台或系统应用的各种测量需要。这些仪器不仅准确度高、功能多,使用时还非常方便。这些数字多用表可以实现你对一台数字表预期的所有功能,包括电压、电流和电阻。Vdc 准确度达0.0024%,有10A电流量程,宽范围的电阻量程,为你提供了无可比拟的优良性能组合。可以测量频率和周期。8846A还可以测量电容和温度。计数器、电容表和温度计都已包含在仪器内。图形显示功能进一步扩展了仪器的功能:屏幕图形显示实现了无纸记录仪功能,统计分析能力和直方图显示…这些功能在其他数字表中都是找不到的。 当然,这些仪表也非常可靠耐用,具有福禄克仪器共有的优点。为你提供了无可比拟的优良性能组合,适合于各种各样的应用,包括生产测试,研究开发以及维修等应用。产品规格技术指标显示 真空荧光点阵分辨力 6位半V DC 量程: 100 mV 至 1000Vzui高分辨力: 100 nV准确度: 8845A: 0.0035 + 0.00058846A: 0.0024 + 0.0005V AC 量程: 8845A: 100 mV 至 750 V8846A: 100 mV 至 1000 Vzui高分辨力: 100 nV准确度: 8845A: 0.06 + 0.038846A: 0.06 + 0.03频率: 3 Hz 至 300 KHz电阻 2x4 四线: 有量程: 8845A: 100 Ω 至 100 MΩ8846A: 10 Ω 至 1 GΩzui高分辨力: 8845A: 100 μΩ8846A: 10 μΩ准确度: 8845A: 0.010 + 0.0018846A: 0.010 + 0.001A DC 量程: 100 μA 至 10 Azui高分辨力: 100 pA准确度: 0.050 + 0.005A AC 量程: 8845A: 10 mA 至 10 A8846A: 100 μA 至 10 Azui高分辨力: 8845A: 10 nA8846A: 100 pA准确度: 0.10 + 0.04频率: 3 Hz 至 10 kHz频率/周期 量程: 8845A: 3 Hz 至 300 kHz8846A: 3 Hz 至 1 MHzzui高分辨力: 1 μHz准确度: 0.01%导通/二极管测试 有电容 量程: 8846A: 1 nF 至 0.05 Fzui高分辨力: 8846A: 1 pf准确度: 8846A: 1 %温度 类型: 8846A: 铂电阻量程: 8846A: -200 °C 至 +600 °Czui高分辨力: 8846A: 0.01 °C准确度: 8846A: 0.06 °C数学功能 校零,zui大值/zui小值,平均值,标准差dB/dBm: 有高级功能 统计/直方图 有趋势图: 有限值测试 有输入输出 U盘存储器: 8846A: U盘存储器接口实时时钟: 8846A: 有接口: RS 232, IEE-488.2, 以太网, USB (用适配器选件)程序语言/模式 8846A: SCPI (IEEE-488.2), Agilent 34401A, Fluke 45一般技术参数重量 3.6 kg (8.0 lbs)尺寸 88 mm x 217 mm x 297 mm (3.46 in x 8.56 in x 11.7 in)安全 符合 IEC 61010-1 2000-1, ANSI/ISA-S82.01-1994, CAN/CSA-C22.2 No. 1010.1-92 CAT I 1000 V, CAT II 600 V保修期:半年至一年备注:本公司专业经营各类二手进口仪器(销售、租赁业务),成色新,价格低,技术先进、质量可靠、性能稳定的优良产品。长期承接销售、租赁、维修、回收二手高档仪器, 包括Agilent、HP、Anritsu、Advantest、R/S、/MARCONI等世界知名品牌的具备丰富的经验和库存!价格优惠,售后保修服务非常好。高价收购二手仪器仪表。(本公司大量供应二手进口仪器:如网络分析仪,频谱分析仪,音频分析仪器,电子负载,高频信号源,无线电综合测试仪等高频仪器!! )销售热线13560813766, 凡本公司所销售的产品可享受3个月~1年保修期,欢迎来电!上门看货!您的满意是我们的追求!
引言 通信系统中采用的许多算法和技术都是在线性系统的前提下研究和设计的,一定频率的信号通过这些网络后,往往会产生新的频率分量,称之为该网络的线性失真。失真度分析采取的常用方法有基波抑制法和谐波分析法两种。 基波抑制法通常用在模拟失真度测量仪中,原理是采用具有频率选择性的无源网络(如谐振电桥、双T陷波网络等)抑制基波,由信号总功率和抑制基波后的信号功率计算出失真度。理想的基波抑制器应完全滤除基波,又不衰减任何其他频率。但实际上,基波抑制器对基波衰减抑制只能达到-60 dB~-80 dB,对谐波却损耗0.5 dB~1.0 dB。这种方式的失真度仪的性能主要依赖于硬件设计,调试和校准工作烦琐,一般只能实现固定1个或几个频率的失真度测量,其测量误差随着失真度降低而加大,并且随着器件老化,电路的稳定性和可靠性降低。 谐波分析法类似于频谱分析,通常是借助数字方式的以FFF(快速傅里叶变换)为基础的算法,或者采用模拟方式的选频测量方法,从而获得基波和各次谐波的功率,计算出失真度。模拟选频方式的失真度分析仪性能高,但硬件电路复杂。数字方式的失真度分析对硬件的设计要求降低,其性能主要决定于A/D转换的精度和数字信号处理算法。仅仅采用FFT来分析失真度是远远不够的,因为测量精度与其运算量、存储空间的大小和测量速度存在明显的矛盾。 针对以上失真度测量方法的不足,本文以数字谐波分析法为基础,提出了基于DFT(离散傅里叶变换)和过零检测法的失真度分析算法,不仅可满足高精度和任意频率的测试需求,还可降低硬件设计复杂度。 1失真度算法研究 1.1算法分析 失真度定义为: http://www.vihome.com.cn/class/UploadFiles_4704/200909/2009092213540898.jpg 式中:u1,u2,…,uM分别为被测频率的基频、二次谐波、…、M次谐波分量的幅度有效值;E1,E2,…,EM为基频和谐波分量的能量,一般M=5或7。 从失真度定义来分析,要测量信号的失真度,只须设法将被测信号的基波与谐波分离,分别测出它们各自的功率或电压有效值,代入式(1)即可。 DFT在DSP中通常用于对平稳信号的频谱估计,在应用中,将输入信号截短,得到的行向量X=x(n)与一个相同长度的正弦信号W=w(n)相乘积分,可得到向量X中含有正弦信号W的分量。所以,如果向量W的频率等于失真度测量的各个频率分量和它们的正交分量,则可以计算出输入信号中包含第m次谐波的能量Em: http://www.vihome.com.cn/class/UploadFiles_4704/200909/2009092213540809.jpg 将式(2)值代人式(1)就可得到失真度值。 在工程测量中,被测信号的频率往往未知,而DFT计算时是确定的频率,所以应给W提供准确的频率,而且W的频率预测越准确,能量计算也越精确。 为了准确找到基频,对采样信号采用过零检测法来测量频率,为避免噪声干扰,设置零幅度带,每通过零幅度带即为过零一次。被测信号频率由fx=N/T得到,T为时间基准,N为T内过零点数。过零检测法测频虽准确度较高,但是在标准的时间基准T中如10 ms、0.1 s、1 s等,由于被测信号与门控信号不可能同步锁定,所以存在固有的±1量化误差。本系统中如果选用1 s做时间基准的话,实时性不够。因此综合考虑实时性、存储量、处理速度之间的关系,选择T=0.1 s作为时间基准。这时±1误差被扩大10倍,为±10 Hz。为解决±1量化误差,使用以过零测频为中心,固定带宽(30 Hz)内最大值能量搜索办法(二分法)寻找基频能量最大值,经过5~7次迭代可得到准确的基频。然后直接使用此基频得到各次谐波的准确频率,并将基频和谐波频率提供给W,使用DFT就可直接估计基频和各高次谐波能量,完成失真度计算。 1.2仿真结果分析 使用MATLAB对上述算法进行仿真。设输入信号基频为1 kHz,并在±30 Hz范围内随机变动,信噪比20 dB,采样速率为44×103次采样/s,计算到7次谐波能量,基频能量二分法搜索带宽为30 Hz。最大值搜索时,当能量变化小于0.1%时终止,序列运算长度1 024个采样点,使用平方汉宁(Hanning)窗减少频谱泄漏。按这些条件,对500次具有随机频偏和失真特性的输入信号进行算法仿真。结果如图1所示。 仿真结果表明,采用上述条件时,频率计算误差控制在1 Hz以下(见图1(a));失真度误差能控制在1%以下(见图1(b))。如果终止条件更严格,测量精度可以更高。通过仿真还发现,当基频搜索时能量变化小于0.01%时终止,失真度测量误差可小于0.1%(见图1(d))。为使失真度算法更有效率,本系统采用能量变化小于0.1%时终止。 2数字失真度测量仪硬件结构 该系统硬件结构如图2所示。测量仪主要由信号调理、低通滤波、数据采集系统、主控制器AVR单片机(Atmega64L)、DSP(数字信号处理器)等模块组成。 2.1信号调理和低通滤波模块 信号调理和低通滤波的功能是对信号的幅度进行调理和滤波。信号的输入范围是不定的,小信号信噪比较低,大信号会引起A/D转换器对信号进行限幅而失真,所以采用数控可变增益放大器对信号输出电压范围进行调整,将信号的幅度控制在A/D转换器的满幅度附近。保证A/D转换器采集到的波形数据最大值仅占A/D转换器不失真输入范围的80%。低通滤波为20 kHz低通滤波器,其0.1 dB带宽为18 kHz,能有效滤除高频信号,同时保证较好的带内平坦度。 2.2数据采集模块 作为电子测量仪器要得到高精度的测量结果,要求A/D转换器的精度必须足够高。系统采用了TI公司的24 bit工业A/D转换器ADS1271,它可以得到低的漂移、极低的量化噪声。经ADS1271采样后的数据由DOUT引脚串行输出,与TMS320C6713的多通道缓冲串口McBSP直接相连。McBSP可支持字长为24 bit的数据,可直接接收A/D转换器输出的24 bit串行数据,并自动将接收数据中的数据位调整为DSP需要的格式。A/D转换器采样速率为44×103次采样/s。A/D转换器的采样脉冲信号由DSP的定时器提供。 2.3数据处理模块 DSP模块以TMS320C6713芯片为核心。该芯片是TI公司推出的一款高性能浮点DSP,内核包含了8个功能单元,采用先进的VLIW(甚长指令字)结构,使得DSP在单周期内能够执行多条指令。在225 MHz的时钟频率下,其最高执行速度可以达到1350×106次浮点运算/s。它还集成了丰富的片内外设单元,本系统主要用到的有HPI、EDMA和定时器。 主机接口为HPI,外部主机可以直接访问内部的存储器和存储器映像存储器,TMS320C6713的HPI通过EDMA控制器实现对DSP存储空间的访问,本系统中Atmega64L是主机,可以直接配置TMS320C6713的EDMA定时器,节省TMS320C6713的查询周期。ED-MA(增强型直接存储器访问)是C621x/C671x/C64x系列DSP特有的访问方式,其启动可以由内部或外部事件触发,本系统采用外部触发。 2.4外围设备 失真度测试系统的控制和结果显示通过标准RS-232接口完成。因此该数字失真度测量仪可以作为一个独立测量模块集合在其他综合测试仪中。 2.5控制模块 主控制器使用Atmega64L单片机,完成系统的控制。DSP的处理结果由主控制器通过HPI接口获得,并缓存在内存中;当外部命令读取测试结果时,再通过RS-232接口发送出去。控制模块还完成系统的低功耗控制、DSP运行模式等控制。 3软件实现 图3是TMS320C6713芯片的软件流程图。该芯片受Atmega64L控制。Atmega64L根据RS-232接口获得指令,然后根据指令参数来控制仪器的运行。TMS320C6713可执行两种操作:一种是自动测量,首先对采集数据使用过零法粗测频率,然后把粗测频率作为参数传递给失真度测量程序,由失真度计算程序完成测量;另一种是定频测量,把Atmega64L传递来的频率参数直接传递给失真度测量程序完成失真度的测量,而不需要事先测量频率。 失真度测量程序设有一个入口参数fmiddle,以此参数为中心频率在带宽30 Hz内使用最大值搜索法找寻准确的基频频率并完成失真度计算,返回值是实际测量的基频频率、信号电平、失真度。 DSP处理完数据后,把测试结果缓存在内存中,单片机根据指令通过HPI接口读取测试结果。 4性能分析 测量速度是决定仪器实用性的重要因素。每计算一次失真度,基频能量二分法最大值搜索时一般需要5~7次迭代,每次迭代含3次向量乘法(2次乘法,2次加法),取10次迭代需要30次向量乘累加操作、生成30个W向量;剩余6次谐波计算需要6个W向量,合计36个W向量。 W向量的生成如果采用直接调用库函数,运送量太大,而
随着生产和科学技术的发展,对电测技术提出了更高的要求,一般的电工指示仪表、已不能满足某些测量的需要。数字式仪表、晶体管电压表等电子测量仪器具有高精确度、高灵敏度、高速度以及易于实现自动化等优点,因此得到了迅速的发展和广泛的应用。数字式仪表是利用半导体脉冲数字电路自动地将被测量数值用数字形式直接显示出来的一种电子仪表。 和电工指示仪表相比,数字仪表有以下的优点: (1)准确度高,如六位数字电压表测直流电压的误差可低于10—s数量级。 (2)灵敏高度,如积分式数字电压表的分辨率可达1微伏。 (3)测量速度快,一秒内可测多次,有些数字电压表可达每秒几万次。 (4)输入阻抗高、仪表功耗小。如数字电压表的基本量程的输入阻抗提高达2500兆欧。而消耗功率只有4×10 瓦,这是一般指示仪表根本达不到的。 (5)读数方便,没有读数误差这是由于测量结果直接用数字给出,所以不会由于使用者读数时站立角度不同而产生视差。数字仪表的缺点是:由于采用了大量的电子元件和其它部件,所以结构比较复杂,成本也较高。但是由于大规模集成电路的发展,现已有可能制造出价格低廉的数字式仪表。不同数字仪表的工作原理和测试功能是各不相同的,但都是由模拟一数字变换系统(简称模/数变换或A/D变换)和计数系统两部分组成。模拟一数字变换系统的作用是将被测的模拟量,如电压、电阻等变换为数字量,即将被测信号变换成与之成比例的脉冲参量,而计数系统的作用是对转换成的数字量进行计数和显示。由于数字仪表具有以上特点,它主要应用于:精密测量;对大批生产的精密指示仪表进行刻度与校验;对大量生产的元件进行分选;远距离测量;生产过程自动检测系统和控制等方面。常用的数字仪表有计数器、数字频率表、数字电压表、数字相位表和数字功率表等。
摘 要:数字式量度继电器具有测量精确、设定简单、保护功能多、速度快等优点,是传统的电磁、静态继电器理想的替代产品。本文详细介绍了基于STM32F103R8T6的数字式量度继电器的总体设计方案。该产品能针对不同的对象在实际使用中遇到的多种故障进行保护,使被保护的对象在故障状态下不会产生损坏,提高可靠性,减少损失。关键字:数字式、量度继电器、保护Abstract: The digital measurement relay which has many merit, such as exactitude measurement setting simple, many protect function, speed quick and so on, is the traditional electromagnetism, the static relay ideal substitution product. This article introduced in detail based on the STM32F103R8T6 digital measurement relay's overall project design. this Relay have many protect functions for protecting the objects which using in the errors, to make the objects not damaged in the state of errors, increase the reliability, decrease the loss.Keyword: Digital,Measurement Relay,Protect 0 引言 在电力及工业自动化控制系统中,常用各种类型的继电器应用于需要进行状态监控的场合,作为保护的闭锁动作元件或启动元件。目前,大部分用于此类场合的继电器都为静态继电器,完全采用模拟电路设计,参数设置、整定值设定都采用旋钮调节,采用此方式设置精度低、误差大、保护功能单一,不带有显示装置,用户无法从继电器上得知当前各种电参量,且无法组网实现智能化网络化。 另有一类为多功能综合性保护型继电器,如南京因泰莱的PA100系列综合数字继电器、ABB的615系列继电器,此类型继电器名称上为继电器,其实为多功能继电保护装置,此类型的继电器功能强大,集保护、测量、控制、监测、通讯等多种功能于一体,是高端的电力系统自动化硬件装置,但在许多要求简单的应用场合使用此类继电器则存在使用成本高,功能浪费等缺点。 本文将要介绍的是一款数字式量度继电器(ASJ系列数字式量度继电器)的设计和应用,该继电器功能上除了具有传统静态继电器具有的特点外,还兼具了方便灵活和智能的特点,具有保护功能较多,灵敏度高,动作时间整定灵活,过欠模式同机整定,实时测量并显示当前电参量的值,相当于在智能电测仪表的基础上增加了保护继电器的功能。1 继电器的硬件设计 本数字式量度继电器的硬件电路包括主CPU芯片、电源、信号采集电路、人机交互单元、RS485通讯接口及继电器输出接口(图1)。1.1 主控CPU 本量度继电器的CPU采用ST公司的基于ARM最新Cortex-M3架构内核的32位处理器STM32F103R8T6,时钟频率最高可达72MHz,内置64K的Flash、20K的RAM、12位AD、4个16位定时器、3路USART通讯口等多种资源,具有极高的性价比。1.2 电源 电源是一台设备能否正常、稳定、可靠工作的关键部分,该继电器采用本公司常用的通用开关电源模块。该电源模块输入电压为AC85V~265V,输入频率45Hz~60Hz,具有多路隔离电压输出,满足多种功能对不同供电电压的要求。输出电压稳定、故障率小,输出纹波 1%。具有过压、过流保护。该模块经实际现场使用,具有很高的稳定性、可靠性和抗干扰能力。1.3 信号采集电路 信号采集电路采用互感器隔离输入,将电流、电压等电量信号进行隔离,提高系统的安全性和可靠性。采样信号经放大电路放大后进行A/D转换。图2。1.4 人机交互单元 人机交互单元采用LED显示和按键输入,系统采用单排四位LED数码管显示各种信息。用户可根据实际需要进行设置。在编程状态下显示菜单及参数。数码管显示采用动态扫描方式,其驱动电路使用一片74HC595加三极管构成。1.5 RS485通讯接口 通讯接口模块采用通用的RS-485、Modbus RTU通讯规约,能实现遥测、遥控、遥信等功能,见图3。1.6 继电器输出接口 继电器输出接口(图4)是动作的执行机构,当出现故障时,继电器便会产生动作,发出报警或脱扣信号。2 软件设计 由于本量度继电器采用数字电路,核心元件采用的是32位单片机,运算速度快(时钟频率72MHz),保护算法都由软件实现,因此,由同一电参量引申而出的保护功能可集成于一体(如测量三相电流可实现过载、欠载、不平衡、断相、相序等多种保护),不像静态继电器那样,不同的保护功能需要不同的模拟电路来实现,导致单个静态继电器往往只有一种保护功能。2.1 程序设计 本继电器的软件设计主要包括计算、保护、显示、按键、通讯等各种功能子程序。其中计算子程序主要用于进行信号的采集和运算,实时测量保护对象的电参量;保护子程序主要集成有各种保护算法,将测量得到的各种参数与预先设定的值来进行对比,来确定是否有故障出现,及时进行保护;显示、按键子程序用于人机交互;通讯子程序则用于将各种参量通过通讯接口远传给后台控制系统。 由于程序内容较多,现给出主程序流程(图5)和保护子程序流程图(图6)。2.2 过采样 在本产品设计时,便定位于既可作为保护继电器使用,又可作为低压电测仪表使用,因此要求本产品的测量精度要高,但出于成本上的考虑,采用主控芯片STM32F103R8T6内部自带的12位AD,为实现高精度的测量,需要在采样上使用过采样的技术。根据奈奎斯特定理可得,每增加一位分辨率,信号必须被以4倍的速率过采样:fos=4w×fs 。其中,w是希望增加的分辨率位数,fs是初始采样频率要求,fos是过采样频率。根据此公式,在采样时将采样频率提高256倍,即将分辨率位数提高4位,达到了16位的分辨率。采用此方法后,本产品的测量精度达到0.5级,完全可以满足作为测量型仪表的要求。由于CPU的速度很快,因此不会因为采用过采样后,采样点和运算量的增加而导致保护速度不够。3 性能测试3.1 测量精度的测试(电流型) 试验装置由图7所示,信号发生源采用深圳科陆公司的RTU检定装置CL301V2-R,精度等级0.05。由CL301V2-R输出三相交流电流来测试ASJ的测量精度,测试结果见表1。表1DK输出值ASJ显示值0.100A0.099A1.000A0.999A5.000A4.999A10.000A9.999A 由GB/T22264.1-200《安装式数字显示电测量仪表》第1部分:定义和通用要求中5.2 基本误差的计算方法,结合表1测量数据可得,精度等级能够满足0.5级。 计算公式如下: 仪表的基本误差不应超过公式(1)表示的测量值的绝对误差△。 式中: Ux-被测量的读数值; Um-被测量的满度值; a-与读数值有关的误差系数; b-与满度值有关的误差系数; 公式(1)中应满足如下关系:a≥4b3.2 动作误差测试(电流型) 继电器的动作误差是一项重要的指标,因此,需要使用专用的继保测试仪来对ASJ的动作时间误差进行测试。 这里使用“ZS-740微机继电保护校验仪”来测试ASJ的
国产小盲区超声波物/液位仪是最新专为小盲区,精度高的工况控制制造的通用型超声波物/液位计,吸取了国内外多种物/液位仪优点,克服了超声测控盲区大,精度低的不足,实现了完善的物/液位测控.数据传输和人机交流功能。主芯片采用进口工业级单片机,数字温度补偿和超宽电压输入稳压等数十块相关专用集成电路。具有抗干扰性强,可任意设置上下限节点及在线输出调节,并带有现场显示,可选择模拟量,开关量及RS485输出,方便的与相关设施接口。本机是防水外壳,壳体小巧且前端为防腐型不锈钢,它不必接触工业介质就能满足大部分物位测量要求,特别适合小盲区, 高精度的非接触工况控制要求。主要性能最大量程:1m 盲区: 0.06m 可选两组开关限位工 作 频 率 :40KHz~430.0KHz输出信号:4~20mA (其它方式可选)最大负载阻抗:300Ω最小显示分辨率:1mm 最大误差:小于±1.5mm工作温度:-20℃~80℃ 工作压力:常压显示 :四位八段:LED外形尺寸:工作电压:DC12—36V 功耗1.5W安装方式:外直管螺纹M30×1.5
[color=#0000ff][b]压力校验仪[/b][/color]液压压力不稳时的处理方法:[color=#0000ff][b]压力校验仪[/b][/color]采用数控压力源自动加压,通过高精度数字式压力传感器获取标准压力值,利用计算机摄像处理系统识别压力表读数,按照相应的压力仪表检定规程,计算各项误差值并作出检定结论,经常出现使用操作的小问题及处理方法。1.油箱油量不足。2.运输时管路接头处损坏有泄漏。3.快速接头“○”型圈密封损坏。4.系统内空气多或未排干净。
【适用范围】:用于测试涂层面料,滤纸,滤材,塑料等各种片状物材料的透气性的快速测定。【符合标准】: GB/T5453、GB/T13764、ASTM D737、ISO 9237、ISO 5636【性能特点】: ●瑞士原装进口高精度压力传感器,准确性国内领先。●智能灵动触控界面,动态测试全程显示。●全量程自动检测换算各种试样的透气率及透气量。●飞利浦32位高速嵌入式处理器,采样频率高达1000 f/s。●仪器自带微型打印机,快捷方便。【技术参数】: 1、压力量程:1~4000Pa自设定压降2、可测透气率:0.1~12000mm/s3、测量误差:≤±2%4、可测织物厚度:≤12mm5、吸风量调节:数据反馈动态调节6、试样面积定值圈:5cm2;20cm2;50cm2;100cm2;四只7、试样直径定值圈:Ф50mm(≈19.6cm2)Ф70mm(≈38.5cm2)8、喷 嘴: 共11只 9、数据处理量:≤1000次试验10 数据输出:中文触摸屏动态显示; 微型打印机;11 电 源:AC 220V±10V 50Hz12 功 耗:2000W13 重 量:80Kg14 外 形:600×700×1100mm(L×W×H)【产品特点】:一、适用范围: 同类产品按老国标(1985)进行测试,只适用于一般织物,其适用范围有很大的局限:无法满足新国标GB5453-1997标准的要求 我厂产品性能全面符合GB5453-1997标准要求,兼顾ISO9237- 1995(E)等多项标准,适用于多种纺织织物包括产业用织物、非织造布、涂层织物和其他可透气的皮革、塑料、工业用纸等化工产品 二、工作原理: 同类产品手动调节吸风量,人工读水柱高度,查表计算,误差较大,不符合新标准。 我厂产品由反馈调节设定的压差,以高精度电子压力传感器测定试样两面压差,传送计算机计算透气率和透气量,其处理数据由高灵敏电子流量计逐台测出,读入电脑储存器,确保仪器测试精度 三、测试精度与测量范围: 同类产品测量范围分25mmH2O(水柱);400mmH2O两档;测力精度一般在±2mmH2O%;其综合测试精度已不能适应日渐严格和多样的检测工作我厂产品测量范围可达10000Pa;测力精度为:±1Pa(≈0.1mmH2O)满足多种试样的测试,其综合测试精度符合当前不断发展的各种检测要求 四、结 构: 同类产品其木制结构外形笨拙,极易损坏 我厂产品采用人体工程学设计,塑钢整体冲折成形台式结构,外形美观、简洁;移动方便,经久耐用 五、操作与控制: 同类产品采用手动调节吸风量以稳定水柱,其稳定性和重现性均较差且每作一次测试读数须从水柱各标尺上人工抄录,各项统计值须人工查表计算,误差较大,工作效率较低 我厂产品采用微电脑控制系统,数字反馈调节吸风量,自动跟踪测定并显示每点压差,其稳定性和重现性极高,测试数据直接显示在高清晰显示屏上,且可连续测试99次无须抄录,免除人工查表计算。并可显示各设定值,仪器还自动换算透气率,大大提高测试效率。 六、工作环境: 同类产品(水柱法)对场地环境有一定的要求 我厂产品对场地环境无特别的要求 七、维 护: 同类产品各种调试和维护步骤繁复,须专业人员定期进行;我厂产品无须专业人员,所有工作由操作员即可完成。 八、运 输: 同类产品其玻璃制品较多,不
数字式MEMS加速度传感器在倾角测量的应用 物体在运动中的倾角是描述物体运动状态、特征的重要参数,在交通、航天、军事领域中都有着重要的意义,对目标的定位、追踪起到非常重要的作用。所以开发价格适中、精度高,测量范围大的角度测量模块具有很强的实用价值。 本文根据对实际运动的分析,研究建立了相应的数学模型,利用数字式MEMS加速度传感器并配合适当的硬件电路和软件算法实现了一种性价比高,高精度,测量范围大的角度测量模块并通过实际运行,取得良好的效果。 1 对象研究和建模 本文研究的对象是物体运动时,其整体平台的倾斜角,例如普通车辆机车,军用车辆机车和海上装备等,在运动过程中由于路面、坡度等影响会使整个平台架产生一定的倾角,而这些参数对于精确导航、列车行程控制等系统都具有重要的意义。 根据经典力学可以知道,当对象与基准平面有一个角度的夹角时,其运动方向的加速度与重力加速度的比值和没有夹角时其加速度与重力加速度的夹角α 是不同的。根据力的分解,重力加速度就会有分量作用在Ax方向,且Ax=gsinα,于是倾斜角α=sin-1(Ax/g)。见图1-(a)所示。但是,当对象在基准面方向上做变加速的运动时,其Ax同样是一个变化值,这样将由于无法区别对象的静态加速度和动态加速度而做出正确的判断。也可以考虑采用图 1-(b)中所示方法测量,将Ax设定为始终与运动面垂直的方向,这样Ax=gcosα,则倾斜角α= cos-1(Ax/g)。这个方法在普通的道路坡度只能在Ax方向产生一个很小的加速度变化,而这对于该传感器的精度是很难达到的。 故考虑采用如图1- (c)所示方法进行测量,利用双轴的加速度传感器,其两个夹角之间相差90°,两个角分别为45°和135°角,当车辆静止在平面上时,加速度传感器的两个轴向测得加速度:Ax=Ay=0.707g。 当车辆在平面上加速时,加速度倾角传感器的两个轴向就会测得两个大小相等,极性相反的加速度变化,而(Ax+ Ay)保持不变,例如:车辆向前加速时,Ax增大而Ay减小。 当车辆倾斜时,倾斜角α=cos-1。但是在实际情况中,由于测量、安装等原因,几乎不可能做到加速度传感器与车辆的径向正好成45°,所以需要在系统初始化时,首先测量出加速度传感器与车辆的径向的夹角β,可根据公式β=arctan(Ay/Ax)计算得到。 由此可得最后的倾斜角为:α=cos-1。根据这个数学模型,可以很好的测得角度的变化。所以在实际使用就利用软、硬件根据该模型进行设计从而实现了微小角度的测量。 2 系统设计 根据上面的对象研究和建模分析,并结合实际需求开始进行系统设计。在设计的过程中,根据算法设计选取了相应的硬件,按照硬件的选取经过分析,最后确定所需硬件电路,然后编制了相应的软件完成整个设计。 2.1硬件设计 设计中使用的是ADXL213芯片,其采用先进的MEMS 技术,在同一硅片中刻蚀了一个多晶硅表面微机械传感器,并集成了一套精密的信号处理电路。信号处理电路能将表面微机械传感器产生的模拟信号转换为占空比调制(DCM) 数字信号输出。
工作原理:将几乎无摩擦力的石墨活塞置于体积精确的测量池中。旁通阀开启以接受被测气流,关闭以测量流量。活塞从下部平稳移动到上部,然后迅速落下,从活塞的起落时间,计算流量。•主要特点:高精度---- ± 1% • 采用干式活塞原理,使用简单方便 • 流量精确控制,经过ISO17025认证 • 测量范围广 ---- 100倍跨度 • 结构紧凑 • 方便快速 • 宽大显示屏幕 • 每组读数可高达100个 • 可内置温度、压力传感器,优化测试结果(520系列)厂家说,当气体流为5-50000标况毫升|分钟时,仪器不确定读不可置信地低至读书的±0.071%
[align=center][img=玻璃窑炉精密压力控制解决方案,600,293]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310131721313475_1541_3221506_3.jpg!w690x338.jpg[/img][/align][size=16px][b][color=#333399]摘要:在玻璃生产中对玻璃窑炉中窑压的要求极高,通常需要控制微正压[/color][color=#333399]4.7Pa(表压),偏差控制在±0.3Pa,而窑炉压力还会受到众多因素的影响,所以实现高稳定性的熔窑压力控制具有很大难度,为此本文提出了新的解决方案对现有玻璃窑炉压力控制系统进行改进。解决方案采用不同口径双蝶阀并联结构进行排气,并通过使用高速蝶阀、高精度压力传感器和超高精度分程式压力控制器,可大幅度提高窑炉压力的控制精度和稳定性。[/color][/b][/size][align=center][size=16px][color=#333399][b]=====================[/b][/color][/size][/align][size=18px][color=#333399][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px] 窑炉是玻璃生产制造过程使用的重要设备之一,担负着熔化原材料、调节玻璃液气泡等缺陷。在玻璃生产中对玻璃窑炉中窑压的要求极高,通常需要控制微正压4.7Pa(表压),偏差控制在±0.3Pa,因此需要极其精确的窑压检测和灵敏准确的窑压控制。在玻璃生产中,影响窑炉压力主要有以下几方面的因素:[/size][size=16px] (1)窑炉温度需控制在上千摄氏度的高温环境才能使原材料熔制成均匀、无气泡的玻璃液,如此高温环境往往使部分原材料在窑炉熔化时易产生大量气体,导致窑炉内的玻璃液位波动大,使得窑炉内的压力不稳定,进而干扰生产工艺,影响玻璃液的品质。[/size][size=16px] (2)玻璃熔窑由于采用的热源不同,结构形式有较大差别,如火焰熔窑、电熔窑和火焰?电熔窑具有不同的结构,而且玻璃液与生产窑内部顶侧壁之间留有气体空间,受玻璃液进液量的影响,也会引起玻璃窑内气体空间的压力时常变化。[/size][size=16px] (3)在实际生产中,受外界天气变化、窑炉外部环境变化以及窑炉内部温度变化等多种的影响,导致窑炉内外的压力差产生波动,导致玻璃液位波动进而影响窑炉压力变化。[/size][size=16px] (4)此外,从玻璃窑炉中排出的烟气带有较高的热量,且国家对玻璃窑废气的环保标准越来越高,为了充分利用此部分热量和减少环境污染,达到节能减排的目的,现有的玻璃窑炉一般都连接有余热回收装置和除尘装置,这些装置对于玻璃窑炉中的压力稳定也会产生影响。[/size][size=16px] 目前,国内常用玻璃窑炉压力控制系统的典型结构如图1所示,其工作原理是通过控制器采集压力传感器与压力设定值进行比较后输出控制信号,控制信号分别驱动引风机改变功率和调节闸板开度来实现熔窑内的压力稳定。但这种引风机和闸板在排气烟道内的串联结构很难实现高稳定性的压力控制,为此本文提出了改进的解决方案,以更好实现玻璃熔窑内压力的长时间的稳定控制,并快速降低各种影响因素对压力稳定的影响。[/size][align=center][size=16px][color=#333399][b][img=现有玻璃窑炉的典型压力控制系统结构,600,333]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310131722577919_8122_3221506_3.jpg!w690x383.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#333399][b]图1 现有玻璃窑炉的典型压力控制系统结构[/b][/color][/size][/align][size=18px][color=#333399][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 改进后的解决方案将采用以下几方面的技术措施来实现窑炉压力的稳定控制:[/size][size=16px] (1)图1所示的风机和调节闸板的串联结构使得烟道内的排气速率完全受到风机和闸板两者之一的最小流量限制,很难实现既要保持正压、又要控制压力微小波动。为此,解决方案将采用如图2所示的并联结构,即在主烟道上并联一个小口径的旁路烟道,这样既能保证以较大抽速使高温下的窑炉压力快速回归至微正压附近,同时又能采用旁路的较小抽速进行精细调节使压力稳定。[/size][align=center][color=#333399][b][img=改进后的玻璃窑炉高精度压力控制系统结构,600,350]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310131724197314_7449_3221506_3.jpg!w690x403.jpg[/img][/b][/color][/align][b][/b][align=center][b][color=#333399]图2 改进后的玻璃窑炉高精度压力控制系统结构[/color][/b][/align][size=16px] (2)使风机处于全速工作状态,而在主烟道和旁路烟道上分别增加不同口径、且具有较快响应速度(1秒以内)的电动通风蝶阀。这样,通过不同口径高速蝶阀的快速开度变化,可以对窑炉压力进行快速调节并达到稳定。[/size][size=16px] (3)压力传感器的测量精度是决定玻璃窑炉内部压力稳定控制的关键要素之一,因此本解决方案采用了0.1%的高精度压力传感器,压力测量范围尽可能的小,如0~100Pa(表压)。[/size][size=16px] (4)决定窑炉压力稳定控制的另一个关键因素是压力控制器的测量精度、控制精度和控制模式,为此本解决方案选择了VPC2021系列超高精度压力控制器,其具有24位AD、16位DA和最小输出百分比为0.01%,这是目前工业用PLC根本无法实现的测控精度。另外,VPC2021系列压力控制器具有分程控制功能,可同时对两个不同口径通风蝶阀进行快速控制,且控制器同时还具有PID参数自整定功能、标准的MODBUS通讯协议和相应的计算机测控软件。[/size][size=18px][color=#333399][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述,解决方案通过采用不同口径双蝶阀并联结构,可在排气方式上既能实现大流量排气,又能进行微小排气流量的调节,从结构上保证了窑炉压力的稳定性控制。另外,通过采用高速蝶阀、高精度压力传感器和超高精度分程式压力控制,从自动控制方面更进一步的保证了压力控制精度,比传统的PLC控制具有更好的控制精度和稳定性。[/size][size=16px][/size][align=center][size=16px][color=#333399][b]~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/color][/size][/align]
[align=center][b][size=16px]机械式or数字式,实验室中的温湿度计,你选对了吗?[/size][/b][/align][size=12px][color=rgba(0, 0, 0, 0.3)][back=rgba(0, 0, 0, 0.05)]原创[/back][/color][/size] [size=15px][color=var(--weui-FG-2)]化验员之家[/color][/size] [size=15px]化验员之家[font=宋体] 大家都知道在实验室中,必须是要悬挂温湿度计的,温湿度数据也是我们原始记录中必须要体验出来的重要记录之一。不同的温湿度环境条件下,数据结果可能会是天壤之别,因此温湿度也是影响我们实验数据的重要因素之一。但是,你们实验室的温湿度悬挂的对吗?[/font][/size][align=center][img=,629,635]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/04/202404261110457726_9841_1626275_3.png!w629x635.jpg[/img][/align][font=宋体] 温湿度主要分为两大类一种需要安装电池的(数字式温湿度计),还有一种不需要安装电池的(机械式温湿度计)。[/font][align=center][img=,690,303]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/04/202404261111100796_5767_1626275_3.png!w690x303.jpg[/img][/align][font=宋体] 先说下数字式温湿度计原理:既然安装电池了,数字式的基本由一些测温元器件,测湿元器件组成,或者就是由温湿度变送器[i][/i]构成。看着比较高大上。[/font][align=center][img=,525,572]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/04/202404261111556437_5779_1626275_3.png!w525x572.jpg[/img][/align][font=宋体] 机械式的基本原理就比较简单了,常见的有三种,一种就是[/font][font=Calibri][font=宋体]机械式湿度计[i][/i][/font][/font][font=宋体],用毛发或者[/font][font=Calibri][font=宋体]尼龙[/font][/font][font=宋体]作为感应湿度的元器件,记录湿度;另一种就是干湿表,[/font][font=Calibri][font=宋体]玻璃液体温度计[i][/i]湿球上水套、篮水器和湿度査算表或计算[/font][/font][font=宋体]得到湿度值。[/font][align=center][img=,690,610]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/04/202404261112588461_9667_1626275_3.png!w690x610.jpg[/img][img=,690,108]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/04/202404261113048912_5805_1626275_3.png!w690x108.jpg[/img][/align][font=宋体] 还有一种就是两种类型的组合,来现实温湿度。机械式的温湿度虽然看起来比较复杂,但由于可以长时间不用放电池,没有用电焦虑,很多实验室仍然使用机械式的温湿度计。[/font][font=宋体]那么,我们该如何正确的使用温湿度计呢?[/font][align=center][img=,690,509]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/04/202404261113472266_5419_1626275_3.png!w690x509.jpg[/img][/align][font=宋体] 首先我们要明白的是,我们使用温湿度的目的,以及使用的温湿度是否能够满足我们的需求。之前我们已经说明,机械式的温湿度计没有用电焦虑,机械原理相对简单,适用一些相对恶劣的环境。但是明显的缺点就是,误差相对较大。具体的误差见下表:[/font][font=宋体][/font][align=center][img=,550,211]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/04/202404261114360971_12_1626275_3.png!w550x211.jpg[/img][/align][font=宋体] 数学式温湿度由于使用相对精密的电子元器件,恶劣的环境会影响其精度,甚至还会影响其显示的准确性。但是相对机械式温湿度计,数字式更加准确,一些对环境要求比较高的试验,只有数字式的温湿度计才能满足其要求。[/font][font=Calibri][/font]
[size=16px][color=#339999]摘要:针对晶体生长和CVD等半导体设备中对0.1%超高精度真空压力控制的要求,本文对相关专利技术进行了分析,认为采用低精度的真空度传感器、调节阀门和PID控制器,以及使用各种下游控制方法基本不太可能实现超高精度的长时间稳定控制。要满足超高精度要求,必须采用0.05%左右精度的传感器和相应精度的PID控制器,结合1s以内开合时间的高速电动针阀和电动球阀,同时还需采用上游进气控制模式。另外,本文提出的超高精度解决方案中,还创新性的提出了进气混合后的减压恒压措施,消除进气压力波动对超高精度控制的影响。[/color][/size][align=center][size=16px][img=彻底讲清如何实现各种单晶炉的0.1%超高精度真空压力控制,690,290]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304071124469579_383_3221506_3.jpg!w690x290.jpg[/img][/size][/align][size=18px][color=#339999][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px] 在晶体生长和CVD等半导体设备领域,普遍要求对反应腔室的真空压力进行快速和准确控制。目前许多半导体工艺设备的真空压力基本在绝对压力10~400Torr的真空度范围内,通过使用下游节流阀(电动球阀或电动蝶阀)的开度自动变化来调节抽气速率基本能达到1%以内的控制精度。但对于有些特殊晶体生长等生产工艺,往往会要求在0.1~10Torr真空度范围内进行控制,并要求实现0.1%的更高精度控制。[/size][size=16px] 最近有用户提出对现有晶体生长炉进行技术升级的要求,希望晶体炉的真空压力控制精度从当前的1%改造升级到0.1%,客户进行改造升级的依据是宁波恒普真空科技股份有限公司的低造价的压力控制系统,且技术指标是“公司研发的压力传感器和控制阀门及配套的自适应算法,可将压力稳定控制在±0.3Pa(设定压力在100~500Pa间)”。[/size][size=16px] 我们分析了宁波恒普在真空压力控制方面的两个相关专利,CN115113660A(一种通过多比例阀进行压力控制的系统及方法)和CN217231024U(一种碳化硅晶体生长炉的压力串级控制系统),认为采用所示的专利技术可能无法实现100~500Pa全量程范围内0.1%的长时间稳定的控制精度,最多只可能在个别真空点和个别时间段内勉强内达到。本文将对这两项专利所设计的控制方法进行详细技术分析说明无法达到0.1%控制精度的原因,并提出相应的解决方案。[/size][b][size=18px][color=#339999]2. 专利技术分析[/color][/size][/b][size=16px] 宁波恒普公司申报的发明专利“一种通过多比例阀进行压力控制的系统及方法”,其压力控制系统结构如图1所示,所采用的控制技术是一种真空压力动态平衡控制方法中典型的下游控制模式,即固定进气流量,通过调节排气流量实现真空压力控制。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=01.通过双比例阀进行压力控制的系统的示意图,500,244]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304071128351485_5277_3221506_3.jpg!w690x338.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 通过双比例阀进行压力控制的系统的示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 在动态平衡法控制中,这种下游模式的特点是: (1)非常适用于10~760Torr范围内的高气压精确控制,抽气流量的变化可以很快改变真空腔体内部气压的变化,不存在滞后性,这对于高精度的高压气体控制非常重要,因此这种下游控制模式也是目前国内外绝大多数晶体炉的真空压力控制方法。 (2)并不适用于0.1~10Torr范围内低气压控制,这是因为在低气压控制过程中,抽气速率对低气压变化的影响较为缓慢,存在一定的滞后性,调节抽气速率很难实现低气压范围内的真空度高精度控制。因此,对于低气压高真空的精密控制普遍采用的是上游控制模式,即调节进气流量,利用了低气压对进气流量非常敏感的特性。 宁波恒普公司所申报的发明专利“一种通过多比例阀进行压力控制的系统及方法——CN 115113660A”,如图1所示,所采用的下游控制模式是通过分程(或粗调和细调)形式来具体实现,即通过次控制阀开度改变抽气口径大小后,再用主控制阀开度变化进行细调,本质还是为了解决抽气速率的精细化调节问题。 这种抽气速率分段调节的类似方法在国内用的比较普遍,较典型的如图2所示的浙江晶盛公司专利“一种用于碳化硅炉炉腔压力控制的控压装置——CN210089430U”,采用的就是多个分支管路进行下游模式控制,多个分支管路组合目的就是调节抽气口径大小。[/size][align=center][b][size=16px][color=#339999][img=02.下游控制整体结构示意图,500,450]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304071129101289_1324_3221506_3.jpg!w690x621.jpg[/img][/color][/size][/b][/align][align=center][b][size=16px][color=#339999]图2 下游多支路真空压力控制结构示意图[/color][/size][/b][/align][size=16px] 宁波恒普公司另一个实用新型专利CN217231024U(一种碳化硅晶体生长炉的压力串级控制系统),如图3所示,也是采用下游控制模式。[/size][align=center][b][size=16px][color=#339999][img=03.晶体生长炉的压力串级控制系统的结构示意图,450,361]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304071132344137_9996_3221506_3.jpg!w690x555.jpg[/img][/color][/size][/b][/align][align=center][b][size=16px][color=#339999]图3 下游串级控制系统结构示意图[/color][/size][/b][/align][size=16px] 在晶体生长和其他半导体工艺的真空压力控制中,国内外普遍都采用下游控制模式而很少用上游控制模式,主要原因如下:[/size][size=16px] (1)绝大多数工艺对气氛环境的要求是高气压(低真空)范围内控制,如10~500Torr(绝对压力),且控制精度能达到1%即可。这种要求,最适合的控制方法就是下游模式。[/size][size=16px] (2)绝大多数半导体工艺都需要输入多种工作气体,而且各种工作气体还要保持严格的质量和比例,所以进气控制基本都采用气体质量流量计。如果在质量和比例控制之后,再对进气流量进行控制,一是没有必要,二是会增加技术难度和设备成本。[/size][size=16px] (3)在下游控制模式中安装节流阀(电动蝶阀)比较方便,可以在真空泵和腔体之间的真空管路上安装节流阀,而且对节流阀的拆卸和清洗维护也较方便。[/size][size=16px] 国内有些厂家在下游模式中采用上述分程控制方法的动机主要是为了规避使用高速和高精度但价格相对较贵的下游节流阀(电动蝶阀),这种高速高精度下游节流阀主要是具有1秒以内的全程闭合时间,直接使用这种高速蝶阀就可以在高气压范围内实现低真空度控制。而绝大多数国产真空用电动球阀和电动蝶阀尽管价格便宜,但响应速度普遍在几十秒左右,这使得压力控制的波动性很大。所以为了使用国产慢速电动蝶阀,且保证控制精度,只能在下游管路上想办法。[/size][size=16px] 如果采用高速电动球阀或电动蝶阀,且真空计和控制器达到一定精度,则采用任何形式的下游模式控制方式都可以在低气压范围内轻松实现1%的控制精度,但无法达到0.1%的控制精度。而如果采用低速阀门和上述专利所述的控制方法,也有可能达到1%控制精度,但更是无法实现更高精度0.1%的真空压力控制。[/size][b][size=18px][color=#339999]3. 超高精度真空压力控制方法及其技术[/color][/size][/b][size=16px] 晶体生长炉的真空压力控制也是一种典型的闭环PID控制回路,回路中包括真空泵、真空计、电动阀门和PID控制器。其中真空泵提供真空源,真空计作为真空压力测量传感器,电动阀门作为执行器调节进气或出气流量,PID控制器接收传感器信号并与设定值进行比较和PID计算后输出控制信号给执行器。[/size][size=16px] 这里我们重点讨论在0.1~10Torr的低气压(高真空)范围内实现0.1%超高精度的控制方法和相关技术。依据动态平衡法控制理论以及大量的实际控制试验和成功应用经验,如果要实现上述低压范围内(0.1~10Torr)的高精度控制,必须满足以下几个条件,且缺一不可:[/size][size=16px] (1)真空泵要具备覆盖此真空度范围的抽取能力,并尽可能保持较大的抽速,由此在高温加热过程中的气体受热膨胀压力突增时,能及时抽走多余的气体。[/size][size=16px] (2)真空计和PID控制器要具有相应的测量和控制精度。[/size][size=16px] (3)采用上游控制模式,并需采用高速电动针阀自动和快速的调节进气流量大小。[/size][size=16px] 国内外晶体生长炉和半导体工艺的真空压力控制,普遍采用的是薄膜电容真空计,价格在一万元人民币左右的这种进口真空计,测量精度基本在0.25%左右。这种真空计完全可以实现0.5 ~ 1%的控制精度,但无法满足更高精度控制(如0.1%)中的测量要求,更高精度的真空度测量则需要采用0.05%以上精度的昂贵的薄膜电容真空计。[/size][size=16px] 同样,对于PID控制器,也需要相应的测量精度和控制精度。如对于0.25%精度的真空计,采用16位AD、12位DA和0.1%最小输出百分比的PID控制器,可以实现1%以内的控制精度,这在相关研究报告中进行过专门分析和报道。若要进行更高精度的控制,则在采用0.05%精度真空计基础上,还需采用24位AD、16位DA和0.01%最小输出百分比的PID控制器。[/size][size=16px] 宁波恒普公司在其官网的压力控制技术介绍中提到,采用恒普自己研发的压力传感器和控制阀门及配套的自适应算法,在绝对压力100~500Pa范围内可将国内外现有技术的±3Pa压力波动(控制精度在1%左右)提升到±0.3Pa(控制精度在0.1%左右),控制精度提高了一个数量级。我们分析认为:在绝对压力100~500Pa的低压范围内,如果不能同时满足上述的三个条件,基本不太可能实现0.1%的超高精度控制。[/size][b][size=18px][color=#339999]4. 超高精度真空压力控制技术方案[/color][/size][/b][size=16px] 对于超高精度真空压力控制解决方案,我们只关心前述条件的第二和第三点,不再涉及真空泵内容。[/size][b][color=#339999] (1)超高精度真空计的选择[/color][/b][size=16px] 目前国际上能达到0.05%测量精度的薄膜电容真空计有英福康和MKS两个品牌,如图4所示。这类超高精度的真空计都有模拟信号0~10V输出,数模转换是20位。[/size][align=center][b][size=16px][color=#339999][img=04.超高精度薄膜电容真空计,550,240]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304071130184466_8776_3221506_3.jpg!w690x302.jpg[/img][/color][/size][/b][/align][align=center][b][size=16px][color=#339999]图4 超高精度0.05%薄膜电容真空计 (a)INFICON Cube CDGsci;(b)MKS AA06A[/color][/size][/b][/align][size=16px][b][color=#339999] (2)超高精度PID控制器的选择[/color][/b] 从上述真空计指标可以看出,真空计的DAC输出是20位的0~10V模拟型号,那么真空压力控制器的数据采集精度ADC至少要20位。为此,解决方案选择了目前最高精度的工业用PID控制器,如图5所示,其中24位AD、16位DA和0.01%最小输出百分比。所选控制器具有单通道和双通道两种规格,这样可以分别用来满足不同真空度量程的控制,双通道控制器可以用来同时采集两只不同量程的真空计而分别控制进气阀和抽气阀实现真空压力全量程的覆盖控制。另外PID控制器还具有标准的RS485通讯和随机配套计算机软件。[/size][align=center][b][size=16px][color=#339999][img=05.高速电动阀门和超高精度PID调节器,650,237]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304071130375986_9640_3221506_3.jpg!w690x252.jpg[/img][/color][/size][/b][/align][align=center][b][size=16px][color=#339999]图5 超高精度PID真空压力控制器和高速电动阀门[/color][/size][/b][/align][size=16px][b][color=#339999] (3)高速电动阀门选择[/color][/b] 高速电动阀门主要包括了真空用电动针阀和电动球阀,都有极小的漏率。如图5所示,其中电动针阀用于微小进气流量的快速调节,电动球阀用于大排气流量的快速调节,它们的全程开启闭合速度都小于1s,控制电压都为0~10V模拟信号。[b][color=#339999] (4)超高精度0.1%压力控制技术方案[/color][/b] 基于上述关键部件的选择,特别是针对0.1~10Torr范围内的0.1%超高精度真空压力控制,本文提出的控制系统具体技术方案如图6所示。[/size][align=center][b][size=16px][color=#339999][img=06.超高精度真空压力控制系统结构示意图,600,325]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304071131004546_6716_3221506_3.jpg!w690x374.jpg[/img][/color][/size][/b][/align][align=center][b][size=16px][color=#339999]图6 超高精度真空压力控制系统结构示意图[/color][/size][/b][/align][size=16px] 如前所述,在0.1~760Torr的真空压力范围内,分别采用了量程分别为10Torr和1000Torr的两只超高精度真空计,并分别对应上游和下游控制模式来进行覆盖控制,真空源为真空泵。[/size][size=16px] 在10~750Torr范围内,采用下游控制模式,即控制器的第一通道用来控制电动针阀的进气开度保持固定,第二通道用来检测真空计信号,并根据真空压力设定值自动PID调节电动球阀的开度变化实现准确控制。[/size][size=16px] 在0.1~10Torr范围内,采用上游控制模式,即控制器的第二通道用来控制电动球阀的进气开度保持固定(一般为全开),第二通道用来检测真空计信号,并根据真空压力设定值自动PID调节电动针阀的开度变化实现准确控制。[/size][size=16px] 由于电动针阀调节的是总进气流量,所以在具体工艺中需要将多种工作气体先进行混合后再流经电动针阀,而且多种工作气体通过相应的气体质量流量计(MFC)来控制各种气体所占比例,然后进入混气罐。在0.1~10Torr范围内的超高精度控制中,进气压力的稳定是个关键因素。为此,解决方案中增加了一个减压恒压罐,并采用正压控制器对混合后的气体进行减压,使恒压罐内的压力略高于一个大气压且恒定不变。[/size][size=16px] 解决方案中的超高精度PID控制器具有RS485接口并采用标准的MODBUS通讯协议,可以通过配套的计算机软件直接对控制器进行各种设置和操作运行,并显示、存储和调用各种控制参数的变化曲线,这非常便于整个工艺控制过程的调试。工艺参数和过程调试完毕后,可连接PLC上位机进行简单的编程就能与工艺设备控制软件进行集成。[/size][size=16px] 综上所述,本文设计的解决方案,结合相应的超高精度和高速的传感器、电动阀门和PID控制器,能够彻底解决超高精度且长时间的真空压力控制难题,可以满足生产工艺需要。[/size][b][size=18px][color=#339999]5. 总结[/color][/size][/b][size=16px] 晶体生长和半导体材料的生产过程往往需要较长的时间,工艺过程中的真空压力控制精度必须还要考虑长时间的控制精度,仅仅某个真空度下或短时间内达到控制精度并不能保证工艺的稳定和产品质量。[/size][size=16px] 在本文的解决方案中,特别强调了一是必须采用相应高精度和高速的传感器、执行器和控制器,二是必须采用相应的上游或下游控制方式,否则,如果仅靠复杂PID控制算法根本无法通过低精度部件实现高精度控制,特别是在温度对真空压力的非规律性严重影响下更是如此,这在太多的温度和正压控制中得到过证明,也是一个常识性概念。[/size][size=16px] 对于超高精度的真空压力控制,本文创新性的提出了稳定进气压力的技术措施,其背后的工程含义也是先粗调后细调,尽可能消除外界波动对控制精度的影响,这在长时间内都要求进行超高精度稳定控制中尤为重要。[/size][size=16px] 这里需要说明的是,实现超高精度控制的代价就是昂贵的硬件装置,如超高精度的电容真空计。尽管在高速电动阀门和超高精度PID控制器上已经取得技术突破并降低了价格,但在薄膜电容真空计方面国内基本还处于空白阶段。除非在超高精度电容真空计上的国内技术取得突破,可以使得造价大幅降低,否则将不可避免使得真空压力控制系统的成本增大很多,而目前在国内还未看到这种迹象。[/size][align=center][size=16px]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/size][/align]
[color=#ff0000]摘要:针对目前两种典型低温超导测试系统中存在的液氦压力控制精度较差的问题,本文提出了相应的解决方案。解决方案分别采用了直接压力控制和流量控制两种技术手段和配套数控阀门,结合24位AD和16位DA的超高精度的PID真空压力控制器和压力传感器,大幅提高了液氦压力控制精度,最终实现低温超导性能的高精度测试。[/color][color=#ff0000][/color][color=#ff0000][/color][align=center][img=低温超导测试系统中实现高精度液氦温度控制的解决方案,690,411]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301031120120633_4214_3221506_3.jpg!w690x411.jpg[/img][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~[/align][size=14px][/size][size=18px][color=#ff0000][b]1. 项目概述[/b][/color][/size] 各种超导部件如超导磁铁和超导腔体在装机前都需要在低温超导测试系统中对其性能进行测试,为了使超导部件达到低温环境则需要将被测部件浸泡在液氦介质内,并采用低温杜瓦盛装液氦介质。在整个测试过程中,对低温测试系统内的液氦压力要求极高,即要求杜瓦顶部氦气压强(绝对压力)有极好的稳定性,否则会导致测试不稳定,给测试结果带来严重误差。 目前国内现有的很多低温超导测试系统都存在液氦压力控制不稳定的严重问题,有些客户提出了相应的技术升级改造要求。 如图1所示的低温超导测试系统中,采用了两个不同口径的第一和第二泄压阀来粗调和细调液氦压力,但这种调节方法的液氦压力只能控制在1.2~1.6Bar范围内,对应4.39~4.74℃范围的液氦温度变化,造成0.35℃的温度波动。目前客户提出要设法将温度波动控制在0.1℃以内或更高的稳定性上,以提高超导部件性能测试精度。[align=center][color=#ff0000][b][img=超导试件测试时氦压控制系统,500,356]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301031123466941_8802_3221506_3.jpg!w690x492.jpg[/img][/b][/color][/align][align=center][color=#ff0000][b]图1 低温超导测试系统液氦压力控制装置[/b][/color][/align] 如图2所示的高场超导磁体低温垂直测试系统,其压力控制范围1~1.3Bar,尽管在图2所示系统中采用了液氦加热器来改变液氦压力,但由于压力控制阀的调节精密度不够,最终造成压力控制精度远达不到测试要求,客户也提出了技术改造要求。[align=center][b][color=#ff0000][img=高场超导磁体低温垂直测试系统,400,557]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301031123146762_3661_3221506_3.jpg!w522x728.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#ff0000]图2 高场超导磁体低温垂直测试系统[/color][/b][/align] 针对上述两种典型低温超导测试系统中存在的液氦压力控制精度不足的问题,本文将提出相应的解决方案。解决方案将分别采用直接压力控制和流量控制两种技术手段和配套数控阀门,结合超高精度的PID真空压力控制器和压力传感器,可大幅度提高液氦压力控制精度,最终减小低温超导性能测试误差。[b][size=18px][color=#ff0000]2. 解决方案[/color][/size][/b] 在图1和图2所示的两种典型低温超导测试系统中,它们各自的液氦压力变化起因不同,因此要实现液氦压力准确控制的技术手段也不同。以下是解决方案中对应的两种不同技术途径。[b][color=#ff0000](1)直接压力调节法[/color][/b] 在图1所示的低温超导测试系统中,造成液氦蒸发的因素并不可控,只能通过调节液氦上方的氦气压力来使得测试系统保持稳定。因此,为了实现液氦上方的压强控制,解决方案采用了直接压力调节法,如图3所示,即采用数控压力控制阀代替图1中的第一和第二泄压阀。此压力控制阀与高精度PID控制器和压力传感器构成闭环控制回路,实现自动泄压和高精度压力控制。[align=center][color=#ff0000][b][img=纯压力控制结构,500,350]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301031124390427_8017_3221506_3.jpg!w690x483.jpg[/img][/b][/color][/align][align=center][color=#ff0000][b]图3 直接压力调节法控制装置结构[/b][/color][/align] 数控压力控制阀是一种数控正压减压控制阀,正好可以满足低温超导测试系统的微正压控制需求。通过氦气源和减压阀提供的驱动压力,可在控制阀出口处实现高精度的压力控制,同时还保持很小的漏气以节省氦气。 另外,此数控压力控制阀具有很高的控制精度,结合高精度的压力传感器和PID真空压力控制器,可将液氦压力控制在0.1%的高精度水平。[b][color=#ff0000](2)流量调节法[/color][/b] 在图2所示的低温超低测试系统中,其不同之处之一是具有液氦加热器,即通过液氦加热器和压力控制阀构成的控制回路可进行不同液氦压力的控制,由此实现不同液氦温度的控制。 为实现不同液氦压力的精密控制,解决方案在此采用了流量调节法。如图4所示,解决方案采用了电动针阀作为图2中的压力控制阀,电动针阀与双通道高精度PID控制器、压力传感器和液氦加热器构成闭环控制回路,可以按照任意设定值进行高精度的压力控制。[align=center][color=#ff0000][b][img=流量控制结构,500,290]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301031125069440_4211_3221506_3.jpg!w690x401.jpg[/img][/b][/color][/align][align=center][color=#ff0000][b]图4 流量调节法控制装置结构[/b][/color][/align] 电动针阀是一种数控的微小流量调节阀,可通过PID压力控制器自动调节针阀开度,流出的氦气可通向氦气回收气囊。电动针阀同样具有很高的控制精度,结合高精度的压力传感器和PID真空压力控制器,同样可将液氦压力控制在0.1%的高精度水平。[b][size=18px][color=#ff0000]3. 总结[/color][/size][/b] 通过上述解决方案的技术手段,可实现低温超低测试系统中液氦压力的准确控制,控制精度最高可达±0.1%。 按照绝对压力进行计算,饱和蒸气压为1.2Bar时,液氦温度为4.4K。由此,如果压力控制精度为±0.1%,液氦压力的波动范围为±1.2mBar(相当于绝对压力±120Pa),对应的液氦温度波动范围为4.4mK,即所控的液氦温度为4.4±0.0044K。 由此可见,通过本文所述的解决方案,仅通过采用工业级别较低造价的PID真空压力控制器和压力传感器,结合数控压力控制阀和电动针阀,就可实现很高精度的液氦压力控制,温度控制精度可达到mK量级,完全能满足绝大多数低温超导测试系统的需要。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
[align=center][size=16px][img=石英增强光声光谱和光热光谱技术中的高精密压力控制解决方案,600,393]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/11/202311130940541042_934_3221506_3.jpg!w690x452.jpg[/img][/size][/align][size=16px][color=#339999][b]摘要:光声池内气体压力的可调节控制以及稳定性是保证光声法高精度测量的关键,但在目前的光声和光谱研究中,对气体样品池内压力控制技术的报道极为简单,甚至很多都是错误的,根本无法实现高精度调节和控制,为此本文提出了可工程化实现的解决方案。基于动态平衡法控制介绍,解决方案采用了高精度真空计、气体流量计、电动针阀和双通道真空压力控制器等,可实现气体样品池的进气流量和真空压力的自动精密控制,并适用于多种气体。[/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] 光声法是基于光声效应的一种光谱技术,气体分子吸收特定波长的调制光辐射能量,由振动基态跃迁到激发态,然后通过快速的辐射跃迁或者无辐射跃迁过程回到基态。 气体分子通过无辐射跃迁过程回到基态会产生热能,导致气体温度的变化,相应地引起气体压强的变化,从而产生声波信号,信号的强弱与入射光强和气体吸收大小成正比,检测声音信号即可间接测定气体浓度。在光声法中气体既是被检气体,又是吸收光辐射的探测器,利用同一光声池检测装置,只要改变光源的波长即可对多种气体进行检测。[/size][size=16px] 随着技术的发展出现了许多新型光声光谱检测技术,但光声池始终是所有光声光谱检测仪器中的核心部件,注入光声池内的被检气体压力是影响光声法测量精度的关键因素之一,主要体现在以下两个方面:[/size][size=16px] (1)气体压力的稳定性对测量精度的影响[1,2]。[/size][size=16px] (2)不同气体和浓度的光声法测量过程中,在一个最佳气体压力下时测量精度最高[3]。[/size][size=16px] 由此可见,光声池内气体压力的可调节控制以及稳定性是保证光声法高精度测量的关键,而在光声池压力控制的所有文献报道中,有些仅简单描述了压力控制基本原理,有些所描述的压力控制方法和装置根本无法实现高精度调节和控制。[/size][size=16px] 如文献[3]采用石英增强光声和光热光谱技术测量痕量一氧化碳气体含量的报道中,仅介绍了光声池进样气体方式和压力控制的原理,整个装置和压力控制结构的简单描述如图1所示,图中所示的光声池压力控制尽管包括了真空泵、针阀、压力传感器和压力控制系统(PCS),但压力控制系统的布置位置并不一定正确,既没有明确具体技术细节,也没有显示出压力控制的自动化能力和控制精度能达到什么水平。同样,许多多其他光声法测试技术的研究报道也多是如此简单介绍,并未看到光声池压力控制的详细文献报道。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=文献[3]光声和光热谱检测系统结构示意图,600,527]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/11/202311130942538680_3779_3221506_3.jpg!w690x607.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 文献[3]光声和光热谱检测系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 在河北大学的发明专利CN111595786B“基于光声效应的气体检测系统及方法”中提出了一种详细的光声池内部压力控制方法[4],其结构如图2所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=文献[4]基于光声效应检测系统的结构示意图,690,447]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/11/202311130943224524_1783_3221506_3.jpg!w690x447.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图2 专利[4]基于光声效应检测系统的结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 在图2所示的光声池压力控制系统中,光声池上设有供气体进入的进气口,进气口通过导管与?30℃的冷肼预浓缩装置相连通,可以去除待测气体中水分的干扰,达到一定的浓缩效果。在光声池上还设有供气体排出的出气口、控制腔体内气压的压力监测口以及压力控制口。在进气口、出气口和压力控制口处均设有单向阀,在出气口和压力控制口处均设有真空泵。在压力监测口设有气体压力传感器,气体压力传感器连接单片机,单片机控制继电器以及一个抽气系统,当腔体内的气压未达到所设置的目标值时,压力传感器传出电信号到控制系统中的单片机来控制继电器闭合,使电机转动,抽气系统运行,保持腔内部的气压值为设定好的目标值,当腔内的气压达到设定目标值时该抽气系统不工作。[/size][size=16px] 由此可见,尽管专利[4]中采用了单片机进行压力的自动控制,但所描述的抽气系统控制是一种最简单的开关式控制方式,这种控制方式在控制精度的稳定性很差,往往会使光声池内的实际压力在设定值上下出现较大波动现象。[/size][size=16px] 另外,这种开关模式在控制过程中存在很大的滞后性,当传感器测量到压力值大于或小于设定值时才发出关闭或启动抽气电机信号,这势必带来控制延迟。而且对于小容积内的气压控制,目前已很少采用调节真空泵转速或开关式真空泵技术,这是因为会很容易影响真空泵寿命。[/size][size=16px] 为了彻底解决光声光谱和光热光谱技术中气体样品池的压力精密控制问题,基于真空压力控制的动态平衡法,即通过自动调节气体样品池的进气和排气流量,使它们能快速达到动态平衡状态,本文将提出以下详细且可工程化实现的解决方案。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 从研究文献所报道的光声光热法气体池内压力控制中,可以得出以下几项技术指标要求:[/size][size=16px] (1)气体池有一进气口和排气后,其中排气口连接真空泵,真空泵提供负压使样品气体通过进气口流入样品池,样品池的这种结构和气体取样方式则说明样品池内的压力一般应该是一个大气压上下的微负压或微正压,即样品池内的气体压力在500~1000Torr的绝对压力范围内,且要小于进气口压力。[/size][size=16px] (2)在文献[3]中报道了对最佳压力的测试研究,得到的最佳压力为600Torr。由此可见,针对不同气体的光声和光热法测试中,需要根据不同气体样品池的结构和具体被测气体寻找到最佳压力值,由此可保证最佳的测试精度。[/size][size=16px] (3)在文献[2,3]中,涉及到了多种气体混合和进气流量的控制,由此可说明在某些光声和光热法测试中需要具备对进气流量的调节,这也就是说,对于气体样品池而言,既要能调节进气流量,还要能调节气体压力且稳定控制。[/size][size=16px] 针对光声光谱和光热光谱技术中气体样品池的压力精密控制问题,特别是实现上述技术指标和功能,本解决方案所设计的气体样品池压力和进气流量控制系统结构如图3所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=光声池气体压力和流量控制系统结构图,690,314]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/11/202311130943461767_8516_3221506_3.jpg!w690x314.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图3 光声池气体压力和进气流量控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图3所示,整个控制系统主要包含以下几方面的内容:[/size][size=16px] (1)压力控制模式:由于光声池内的压力需要在500~1000Torr的绝对压力范围进行调节和控制,因此解决方案中采用了动态平衡法中的下游控制模式,即恒定进气流量,通过调节排气流量的大小以达到不同的动态平衡,由此来实现不同气体压力的精密控制。进气形式如图3所示可以是单独一种气体,也可以是多种气体混合,各种气体可以通过气体质量流量控制器(MFC)进行流量的精密控制,各路气体进入一个混气罐进行混合后,再注入光声池内。气体的注入则通过排气端真空泵所提供的负压与进气端正压所形成的压力差来实现。[/size][size=16px] (2)压力控制回路:如图3中的蓝色箭头线所示,压力控制回路由1000Torr量程的电容真空计、NCNV-20型电动针阀和VPC2021-2型压力流量控制器组成,其中真空计检测光声池的真空压力并传输给控制器,控制器将传感器数据与压力设定值比较并经过PID计算,输出控制信号给排气电动针阀,实现压力自动恒定控制。[/size][size=16px] (3)流量控制回路:如图3中的红色箭头线所示,流量控制回路由气体流量计、NCNV-120电动针阀和VPC2021-2型压力流量控制器组成,其中控制器通过手动控制方式直接输出控制信号来调节进气电动针阀的开度,使得流量计达到希望值,由此可始终恒定进气流量保持不变。[/size][size=16px] 由此可见,通过图3所示的解决方案控制系统可实现光声池压力和进气流量的独立调节和控制,这种实现的关键部件是电控针阀和双通道压力流量控制器,电控针阀可以快速精密的调节进气和排气流量,而双通道压力流量控制器可直接连接真空计和流量计,实现高精度的真空压力和流量的测量,控制精度能小于读数的±1%,同时还能进行自动PID控制和手动恒定输出控制。[/size][size=18px][color=#339999][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述,本解决方案对现有文献所报道的光声池压力控制方法进行了细化,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,并经过了试验考核,按照解决方案可很快的搭建起光声池压力控制系统。[/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,可满足光声法和光热法中对样品池气体压力的各种控制要求。[/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样品气体的测量,也可进行多种气体混合后的测试,具有很大的灵活性。[/size][size=16px] (4)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,极大方便了光谱设备的搭建和测试研究。[/size][size=18px][color=#339999][b]4. 参考文献[/b][/color][/size][size=16px][1] 陈伟根,刘冰洁,胡金星,等.微弱气体光声光谱监测光声信号影响因素分析[J].重庆大学学报:自然科学版, 2011(2):7-13.[/size][size=16px][2] 张佳薇,谈志强,李明宝,等.气体流量对石英增强型光声光谱检测精度的影响[J].科学技术与工程, 2022(003):022.[/size][size=16px][3] Pinto D , Moser H , Waclawek J P ,et al.Parts-per-billion detection of carbon monoxide: A comparison between quartz-enhanced photoacoustic and photothermal spectroscopy[J].Photoacoustics, 2021, 22:100244.DOI:10.1016/j.pacs.2021.100244.[/size][size=16px][4] 娄存广,刘秀玲,王鑫,等.基于光声效应的气体检测系统及方法:CN202010511763.8[P]. CN111595786B[2023-11-10].[/size][size=16px][/size][size=16px][color=#339999][b][/b][/color][/size][align=center][size=16px][color=#339999][b]~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/color][/size][/align]
[color=#990000]摘要:针对低温恒温器中低温介质温度的高精度控制,本文主要介绍了低温介质减压控温方法以及气压控制精度对低温温度稳定性的影响,详细介绍了低温介质顶部气压高精度控制的电阻加热、流量控制和压力控制三种模式,以及相应的具体实施方案和细节。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][align=left][size=18px][color=#990000]1. 引言[/color][/size][/align] 在低温恒温器中,低温介质(液氦和液氮等)温度波动产生的主要原因是沸腾的低温介质顶部气压(真空度)的变化。因此,为了实现低温介质内部的温度稳定,就需要对低温介质顶部的气压进行准确控制。 国内外针对低温恒温器的温度控制大多采用以下三种技术途径: (1)主动控制方式:在浸没于低温介质的真空腔里直接引入加热电路,利用温度计对真空腔温度的实时监测数据,与目标温度值进行比较后来控制加入到加热电路中的电流。 (2)被动控制方式:对低温介质顶部气压进行控制,使低温介质温度稳定。 (3)复合控制方式:复合了上述两种控制方式,在浸没于低温介质的真空腔里直接引入加热控制电路之外,还同时对低温介质上部的气压进行控制。 电阻加热控温方式已经是一种非常成熟的技术,本文将主要针对低温介质顶部气压控制方式,介绍气压控制精度对低温温度稳定性的影响,以及高精度气压控制的实现途径和具体方案。[align=center][img=真空度控制,690,396]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112080959307199_6660_3384_3.png!w690x396.jpg[/img][/align][align=center][color=#990000]图1 液氦饱和蒸气压与温度关系曲线[/color][/align][size=18px][color=#990000]2. 气压控制精度与温度稳定性关系[/color][/size] 以液氦为例,液氦的饱和蒸汽压与对应温度变化曲线如图1所示。 由图1可以看出,在很小的温度范围内,上述曲线可以用直线段来描述,所以可以得到4K左右的温度范围内,气压大约100Pa的波动可引起1mK左右的温度波动。由此可以认为,如果要实现1mK以下的波动,气压波动不能超过100Pa。[size=18px][color=#990000]3. 顶部气压控制的三种模式[/color][/size] 低温介质顶部气压控制一般采用三种模式:电阻加热、流量控制和压力控制。[size=16px][color=#990000]3.1 电阻加热模式[/color][/size] 在低温恒温器的恒温控制过程中,电阻加热模式是在低温介质中放置一电阻丝加热器,如图2所示,真空计检测顶部气压变化,通过PID控制器改变加热电流大小来调节和控制顶部气压,将顶部气压恒定在设定值上。从图2可以看出,电阻加热模式比较适合增加顶部气压的升温控温方式,但无法实现减压降温。[align=center][color=#990000][img=真空度控制,690,569]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112081000054776_8294_3384_3.png!w690x569.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2 电阻加热模式示意图[/color][/align][size=16px][color=#990000]3.2 流量控制模式[/color][/size] 流量控制模式是一种典型的减压降温模式,如图3所示,真空泵按照一定抽速连续抽取低温恒温器来降低顶部气压,真空计、电动针阀和PID控制器构成闭环控制回路,通过电动针阀调节抽气流量使顶部气压准确恒定在设定真空度上。由此可见,流量控制模式比较适合降低顶部气压的降温控温方式,但无法实现增压升温。[align=center][color=#990000][img=真空度控制,690,504]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112081000399321_2525_3384_3.png!w690x504.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图3 流量控制模式示意图[/color][/align] 另外流量控制模式中,真空泵的连续抽气使得低温介质的无效耗散比较严重。[size=16px][color=#990000]3.3 压力控制模式[/color][/size] 压力控制模式是一种即可增压也可减压的控温模式,如图4所示,当采用真空泵抽气时为减压模式,当采用增压泵时为增压模式,由此可实现宽温区内温度的连续控制。所采用的调压器自带一路进气口(大气压),结合真空泵在对顶部气压进行恒压控制的同时,可有效避免低温介质的大量无效耗散。[align=center][color=#990000][img=真空度控制,690,518]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112081000533816_3012_3384_3.png!w690x518.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图4 压力控制模式示意图[/color][/align] 另外,这里的增压方式也可以采用低温介质中增加电加热器来实现。[size=18px][color=#990000]4. 其他实施细节[/color][/size] 在上述三种控制模式实施过程中,还需特别注意以下细节: (1)真空计的选择 真空计是测量顶部气压变化的传感器,是决定低温恒温器温度控制稳定性的关键,所以一定要选择高精度真空计。 目前高精度真空计一般为电容薄膜规,一般整体精度为0.2%。 如前所述,在液氦4K左右的恒温控制过程中,要求气压波动不超过100Pa,及±50Pa,如果对应于100kPa的气压控制,则真空计的精度要求需要高于±0.05%。由此可见,对于温度波动小于1mK的恒温控制,还需要更高精度的真空计。 (2)PID控制器的选择 在恒温控制过程中,PID控制器通过A/D转换器采集真空计的测量值,计算后再将控制信号通过D/A转换器发送给执行器(电动针阀、调压器和加热电源等)。为此,要保证能充分发挥真空计的高精度和控制的准确性,需要A/D和D/A转换器的精度越高越好,至少要16位,强烈建议选择24位高精度的PID控制器。 (3)调压器的配置 调压器是一种集成了真空压力传感器、控制器和阀门的压力控制装置,但真空压力传感器的精度远不如电容薄膜规,控制器精度也比较低。为此在使用调压器时,要选择外置控制模式,即采用电容薄膜规作为控制传感器。 另外,需要特别注意的是,调压器中控制器的A/D和D/A转换器精度较低,因此对于高精度和高稳定性的顶部气压控制而言,不建议采用控压模式,除非采用特殊订制的高精度调压器。[hr/]
压力开关是一种简单的压力控制装置,当被测压力达到额定值时,压力开关可发出警报或控制信号。压力开关采用高精度、高稳定性能的压力传感器和变送电路,再经专用CPU模块化信号处理技术,实现对介质压力信号的检测、显示、报警和控制信号输出。 压力开关可以广泛用于石油、化工、冶金、电力、供水等领域中对各种气体、液体的表压、绝压的测量控制,进行压力监控、报警,实现二位自动控制。压力开关是工业现场理想的智能化测控仪表。 在使用压力开关的时候我们常见的问题大概有:1、压力开关没有正确设置;2、压力开关和控制器之间没有电气连接;3、压力开关损坏,磨损或堵塞。我们正确的解决方法应该是:1、调节压力开关到正确的压力;2、修理压力开关的电气连接;3、修理或更换压力开关。
[align=center][b][img=采用夹管阀实现无菌流体系统中的高精度压力和流量控制解决方案,690,450]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310181658154269_9598_3221506_3.jpg!w690x450.jpg[/img][/b][/align][size=16px][b][color=#000066][/color][color=#339999]摘要:针对卫生和无菌流体系统中柔性管路内的压力和流量控制,本文介绍了采用电控夹管阀的高精度控制解决方案。解决方案基于反馈控制原理,采用压力传感器或流量传感器进行测量并反馈给程序控制器,控制器驱动夹管阀来改变柔性管路的内径从而实现高精度控制。尽管解决方案只介绍了最基本的夹管阀闭环控制回路,但这种简单控制可以进行多种组合以适用于多种流体介质的压力流量控制。本文同时也介绍了夹管阀应用的局限性和改进方法。[/color][/b][/size][align=center][size=16px][color=#339999][b]=======================[/b][/color][/size][/align][b][size=18px][color=#339999]1. 问题的提出[/color][/size][/b][size=16px] 夹管阀是一种打开或关闭流体路径,而阀体不会与流动介质接触的阀门,也就是流体管路内径的控制依赖于弹性管路外部的挤压压力。夹管阀主体内部不会接触到流体,仅有管路内部会接触流经的液体或气体,可确保流体不会受到污染,且能保持夹管阀的清洁,因此适合做为生物加工、食品工业、饮料工业、剂量系统、自动贩卖机、血液处理/分析、实验室分析、冲洗程序需无菌的生物制药等设备的阀门。与其他闸阀或活塞阀相比,使用夹管阀的主要优点是让阀体不会与腐蚀性流动介质接触,因此无论在使用寿命或卫生方面都更持久、干净。[/size][size=16px] 在夹管阀的实际应用中,往往是通过改变夹管阀挤压压力来调节软管的开度,以控制管路内[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相[/color][/url]和[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相[/color][/url]介质的输送流量与流速,同时也相应的改变了软管内部的背压压力。夹管阀只是作为一个调节流量和压力的执行器件,还无法进行管路内部压力和流量的闭环自动控制。[/size][size=16px] 为了采用夹管阀实现无菌流体系统中的压力和流量控制,特别是实现高精度的自动控制,本文将介绍一种闭环控制解决方案及其一些具体应用案例。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 为了高精度的控制流体介质管路中的压力和流量,本解决方案提出的控制系统如图1所示。解决方案设计的控制系统是一种最基本的控制结构,可以根据实际应用情况进行各种组合。[/size][size=16px] 图1所示的控制系统主要由泵、压力传感器、流量传感器、夹管阀、程序控制器和柔性管材组成,其各组件的功能如下:[/size][size=16px] (1)泵:主要用来驱动流体在柔性管路内流动,相当于一个进液源。[/size][size=16px] (2)压力传感器:测量柔性管路内流动液体的压力,并输出相应的压力测量信号。[/size][size=16px] (3)流量传感器:测量柔性管路内流动液体的流量,并输出相应的流量测量信号。[/size][size=16px] (4)夹管阀:夹管阀采用的是电控式夹管阀,可灵活调节挤压压力,对应最大可夹软管外径7mm,软管壁厚范围0.5~2mm,夹紧留隙调节为0.5~2mm。夹管阀可方便地调节运动滑块的初始位置,灵活适用不同壁厚尺寸的软管。24V直流供电,控制信号为0~5V或0-20mA。[/size][size=16px] (5)程序控制器:程序控制器采用的是VPC2021系列多功能超高精度PID真空压力程序调节器,可接入真空、压力、流量、温度和张力等47种传感器信号,具有串级控制、分程控制、比值控制等高级控制功能,具有控制程序功能和外部设定点功能,具有24位AD、16位DA和0.01%最小输出百分比。控制器自动计算机软件,可由计算机进行远程参数设置和运行操作。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=夹管阀流体压力和流量闭环控制系统结构示意图,600,296]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310181700229428_1520_3221506_3.jpg!w690x341.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 夹管阀流体压力和流量精密控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 解决方案中的压力和流量控制系统的工作过程是进液通过泵的驱动使流体介质在柔性管道内流动,压力或流量传感器采集相应的压力或流量信号并传输给程序控制器,控制器根据设定值进行比较后输出控制信号驱动夹管阀动作,使管路内的压力或流量准确达到设定值。[/size][size=18px][color=#339999][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 尽管上述夹管阀具有高精度的压力和流量的控制能力和响应速度快的特点,但由于夹管阀会改变柔性管路的内径大小,使得管路内部的背压增大,而这种压力的增大必须要在软管的可承受范围之内,否则很容易造成软管的爆裂或接口爆开。因此,更安全可靠的压力和流量控制方式是不使用夹管阀,而是直接控制进液压力,通过改变进液压力来调节管路内的介质压力和流量。这种进液压力调节有以下三种控制方式:[/size][size=16px] (1)采用转速可调节式泵来改变进液压压力。[/size][size=16px] (2)采用注射泵来改变进液压力和流速。[/size][size=16px] (3)采用进液容器顶部气压控制方式的压力控制器,同时连接外部压力或流量传感器形成闭环控制回路,以改变液池顶部加载压力实现压力和流量的自动控制。[/size][size=16px] 上述的三种控制方式中,顶部气压控制方式的技术优势最为明显,同样可以实现高精度的压力和流量控制,特别是可以应用到微小流量的快速和超高精度控制。[/size][size=16px] 另外,对于微流控芯片技术中所用的微小流量控制,往往会使用到小于1mm的很细软管,这些微细软管内的压力和流量控制则可能不太适合采用夹管阀,这时更适合采用注射泵或压力控制器形式。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/color][/size][/align]
[align=center][img=,599,441]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106200929562418_9505_3384_3.png!w599x441.jpg[/img][/align][size=18px][color=#990000]一、简介[/color][/size] 真空压力控制器是指以气体管道或容器中的真空度(压力或压强)作为被控制量的反馈控制仪器,其整个控制回路是闭环的,控制回路由真空度传感器、真空压力控制器和电动调节阀组成。 依阳公司的VPC2021系列控制器是一种强大的多功能高度智能化的真空压力测量和过程控制仪器,采用了24位数据采集和人工智能PID控制技术,可与各种型号的真空压力传感器(真空计)、流量计、温度传感器、电动调节阀门和加热器等连接,可实现高精度真空压力(压强)、流量和温度等参量的定点和程序控制,是一种替代国外高端产品的高性能和高性价比控制器。[size=18px][color=#990000]二、主要技术指标[/color][/size] (1)测量精度:±0.05%FS(24位A/D)。 (2)输入信号:32种信号输入类型(电压、电流、热电偶、热电阻),可连接众多真空压力传感器。 (3)控制输出:4种控制输出类型(模拟信号、固态继电器、继电器、可控硅),可连接众多电动调节阀。 (4)控制算法:PID控制和自整定(可存储和调用20组PID参数)。 (5)控制方式:定点和程序控制,最大可支持9条控制曲线,每条可设定24段程序曲线。 (6)控制周期:50ms。 (7)通讯方式:RS 485和以太网通讯。 (8)供电电源:交流(86-260V)或直流24V。 (9)外形尺寸: 96×96×136.5mm (开孔尺寸92×92mm)。[size=18px][color=#990000]三、特点和优势[/color][/size] (1)高精度24位数据采集,使得此系列控制器具有高精度的控制能力。 (2)具有各种不同类型信号的输入功能,可覆盖多种测量传感器,既可连接真空计用来控制真空压力和压强,也可用来控制其它变量,如连接流量计用来控制流量、连接温度传感器用来进行温度控制等。 (3)可连接和控制几乎所有的电动调节阀和数字控制阀门,也可连接控制各种加热装置,结合传感器由此组成可靠的闭环控制系统。 (4)控制器体积小巧和使用灵活,即可独立做为面板型控制器使用,也可集成在测试系统整机中使用。 (5)采用了标准的MODBUS通讯协议,便于控制器与上位机通讯和进行二次开发。 (6)具有2路输出功能,可实现真空压力的两种控制模式,一种是可变气流量(上游控制)压强控制模式,另一种是可变通导(下游控制)流量调节模式。[align=center][color=#990000][img=,300,253]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106200932222782_1134_3384_3.png!w300x253.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]上游控制压强模式[/color][/align][align=center][color=#990000][img=,300,252]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106200932370447_2503_3384_3.png!w300x252.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]下游控制压强模式[/color][/align][align=center][color=#990000][img=,300,249]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106200932454481_7140_3384_3.png!w300x249.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]上游和下游同时控制的双向模式[/color][/align][size=18px][color=#990000]四、外形和开孔尺寸[/color][/size][align=center][img=,690,317]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/06/202106200932536698_9309_3384_3.png!w690x317.jpg[/img][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
中国仪器仪表网介绍——数字显示压力变送器有哪些用途什么是数字压力变送器,数字压力变送器的优点有哪些?1、数字显示压力变送器有哪些用途?答:数字显示压力变送器广泛用于冶金、石油、矿山、发电、化工、船舶等行业的气体与液体的监测和控制。2、什么是数字压力变送器? 答:数字压力变送器是将压力信号转换成数字信号的压力显示仪表。它是由高精度压力传感器和大规模集成电路组装而成,工作电源为AC220V。数字压力变送器应垂直安装在压力系统上。3、.数字压力变送器的优点有哪些? 答:(1)具有温度、零位自动补偿功能,能对传感器输出信号随时跟踪采样; (2)性能稳定,抗干扰能力强,结构设计紧凑轻巧; (3)能适用于一般振动的场所。 (4)精度高,工作稳定可靠,现场显示寿命长。来源——中国仪器仪表网
[b][color=#3366ff]摘要:针对现有压力衰减法孔径测量中存在的基本概念不清和实施方法不明确等问题,本文详细介绍了压力衰减法的孔径测量基本原理,并重点介绍压差法测量中的高精度压力控制方法,为各种微小孔径和等效孔径的准确测量提供切实可行的解决方案。[/color][/b][align=center][img=压力衰减法孔径测量,550,294]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212230914562217_9430_3221506_3.jpg!w690x370.jpg[/img][/align][b][size=18px][color=#3366ff]1. 问题的提出[/color][/size][/b] 在工业生产和实验室研究中存在着大量管件内部孔径的测量需求,而且还要求具有较高的测量精度,常见的需要精密测量的几类孔径有: (1)毛细管内径。 (2)鲁尔接头或其他连接器母接头孔径。 (3)各种喷灯气孔孔径。 (4)栓环缝通道等效孔径。 (5)药用玻璃瓶或药品包装系统漏孔孔径。 通道孔径主要分为直接测量方法和间接测量方法。直接测量主要是通过精密的尺规等工具进行测量,如游标卡尺、圆锥尺、针规和塞规等,但直接测量方法并不适应于细长管和针栓环缝通道等的孔径或等效通径的测量。 间接测量法主要有光学法和流体标定法。光学法一般是利用像素为基本单位对各种形状的孔进行测量,适用于元件表面孔和裂纹的测量。但对于细长或者弯曲多变的孔径,光学法不适用。流体标定方法是一种基于压力衰减法的有效的等效通径标定方法,流体介质多以气体和液体为主,通过流量计和压力传感器分别测量流体流量和压力差。但在目前的压力衰减法中普遍存在以下几方面的问题: (1)在低于和高于一个标准大气压的负压和正压条件下,都可以采用压力衰减法进行孔径测量,但绝大多数文献和专利报道对此并没有明确的规定,正负压测试条件的使用显着非常随意和混乱。 (2)压力衰减法的核心是在被测孔径管道的两侧形成恒定压力差,并同时测量由此压差引起的流量变化,其中的恒定压力控制是建立试验条件和影响测量精度的最重要因素。对于精确的压力控制在各种文献和专利报道中很少看到,大多报道只是给出一个不完整的压力衰减法测试框图,对精确的压力控制以生成高精度的恒定压差还未见报道。 针对上述现有压力衰减法孔径测量中存在的问题,本文将详细介绍压力衰减法孔径测量的基本原理,重点介绍压差法测量中的高精度压力控制方法,为微小孔径和等效孔径的准确测量提供切实可行的解决方案。[b][size=18px][color=#3366ff]2. 压力衰减法基本原理——泊肃叶定律[/color][/size][/b] 在恒定压差条件下,在粗细均匀的水平刚性圆管中作层流流动的黏性流体,其体积流量满足如图1所示的泊肃叶(Poiseuille)公式。[align=center][img=泊肃叶定律,600,311]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212230917419388_2550_3221506_3.jpg!w690x358.jpg[/img][/align][align=center][color=#3366ff][b]图1 流体介质的泊肃叶定律[/b][/color][/align] 从泊肃叶公式中可以看出,体积流量与管孔半径的四次方成正比,孔径微小的变化都会对流量产生明显的影响。这就是压力衰减法孔径测量的依据,孔径的微小改变都会引起流量的显著变化,因此压力衰减法在孔径测量中具有很高的灵敏度,但前提是一要准确控制管道两端的压力,二是要准确测量体积流量。[b][size=18px][color=#3366ff]3. 孔径测量解决方案[/color][/size][/b] 依据泊肃叶定律,孔径测量的关键是实现准确的压力控制和流量测量。为此,本文针对高精度孔径测量提出的解决方案如图2所示。[align=center][b][color=#3366ff][img=压力衰减法孔径测量装置结构示意图,600,572]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212230918265466_3029_3221506_3.jpg!w690x658.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#3366ff]图2 压力衰减法孔径测量装置结构示意图[/color][/b][/align] 如图2所示,被测孔径管件安装在两个压力腔室之间,整个装置的目的是精确控制这两个腔室的压力以形成稳定的压力差,在压力差稳定的装置下测量流进和留出两个腔室的气体流量,从而可计算得到被测孔径大小。 此孔径测量装置涉及以下几方面的主要内容: (1)此孔径测量装置采用了正压压力控制方案,这主要是因为正压控制同样可以达到很高的精度,而且,相对于负压真空环境下的测量和控制造价较低。正压控制过程中,采用纯净的高压气瓶和减压阀提供稳定的高压气源,高压气源同时供给两个压力控制阀以实现不同的正压压力控制。 (2)由于要测量进出两个腔室的气体流量,需要在两个腔室的进气口和出气口处分别安装气体质量流量计进行流量测量,因此压力控制阀无法直接对两个腔室的压力直接控制。为此,解决方案采用了串级控制方式,即在两个腔室上分别增加压力传感器,通过双通道PID压力控制器采集压力传感器信号,并两个通道分别设定不同的压力值,由此来驱动压力控制阀进行双回路的压力控制,由此实现两个腔室内的压力准确稳定在设定值上。 (3)压力控制阀是一个自带PID控制板和压力传感器的闭环压力控制装置,通过接收双通道PID压力控制器的控制信号,可以使压力控制阀出口处的压力准确恒定。压力控制阀自带泄压放气孔,由此两个压力控制阀组成的压差控制回路可使气体单向流过被测孔径管件。 (4)此解决方案中的孔径测量装置是一个对称装置,这种对称结构设计的目的是可以对被测孔径管件进行双向测试,这也是一种提高孔径测量精度的途径之一。 (5)压力控制器采用的是双通道高精度PID控制器,AD精度为24位,DA精度为16位,两个通道独立运行,可满足各种孔径精度测量中的压力控制需要。 (6)整个孔径测量装置的测量精度,除了受压力控制器精度影响之外,还会受到压力控制阀、压力传感器和气体质量流量计精度的影响,因此要针对不同的孔径测量精度要求选择合适精度的部件。 (7)由于此孔径测量装置是直接控制两个腔室的压力,所以在室温下运行时腔室温度的波动对压力变化没有影响,腔室压力控制自动会消除掉温度影响而保持腔室气压恒定。 (8)为了实现数据的自动采集和计算孔径测量结果,双通道压力控制器和两个气体质量流量计需要与计算机通讯连接(图2中并未绘出)。由此,通过计算机可设定控制压力,采集压力和流量变化曲线以监控压力和流量是否稳定,当达到稳态状态后可通过压力和流量采集数据并依据泊肃叶公式计算得到孔径测量值。[b][size=18px][color=#3366ff]4. 总结[/color][/size][/b] 综上所述,本文所提出的基于压力衰减法的孔径测量解决方案,具有很高的测量精度和广泛的适用性,整个测量过程自动运行,关键是可以满足多种形式的微小孔径测量,在替代传统塞规的前提下,是一种高精度的无损测量解决方案。特别是采用气体作为流体介质,非常适合微小尺寸(如毛细管等)和漏孔的等效口径测量。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
[size=16px][color=#339999][b]摘要:针对微流控芯片压力驱动进样系统中压力和流量的高精度控制,本文提出了国产化替代解决方案。解决方案采用了积木式结构,便于快速搭建起气压驱动进样系统。解决方案的核心是采用了串级控制模式,结合高精度的传感器、电气比例阀和PID控制器,通过压力和流量的双闭环PID控制回路可实现微流控芯片内液体流量的高精度控制。另外,解决方案具有强大的拓展功能,可进行手动、自动、程序和周期控制,同时也具备芯片的温度控制功能。[/b][/color][/size][align=center][b][color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/b][/align][size=16px][color=#339999][b][/b][/color][/size][b][size=18px][color=#339999]1. 问题的提出[/color][/size][/b][size=16px] 微流控芯片是将成百上千的微流道集成于以平方厘米为单位的芯片上,以实现样本的制备、分离、筛选、检测等功能,其特点在于可以用极少量的检测样本有效地完成各类检测,可取代常规的生化实验平台。微流控芯片中的微流道内径非常细小,可以实现低至1微米的空间细胞操作精度,因此在向微流道中进样时,对于流量的控制要求非常高。[/size][size=16px] 目前的微流控进样系统,主要是一些国外进口产品,如法国FLUENT公司基于传统的压力控制元件生产的MFCS-EZ流体驱动-精密压力控制器性能比较优良,达到稳定的时间可低至100ms,压力稳定误差小于0.1%,但价格昂贵;美国ELVEFLOW公司基于压电效应设计的OB1 MK3压力控制器性能更加优异,达到稳定的时间可低至35ms,压力稳定误差小于0.01%,但其功耗较高,售价更为昂贵。[/size][size=16px] 为了实现对微流控芯片内微流体压力和流量的高精度自动控制,特别是为了实现国产化替代,本文提出了一种压力和流量的串级控制解决方案。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 压力驱动的微流量精密控制工作原理[/b][/color][/size][size=16px] 微流控芯片中气压驱动进样系统的工作原理非常简单,如图1所示,即采用可调气压作为驱动力,控制一个装有液体的封闭容器中的气体压力实现液体驱动,控制液体向微流控芯片进行充注。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=01.微流控芯片压力驱动进样系统工作原理图,500,267]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/06/202306271542286750_971_3221506_3.jpg!w690x369.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 压力驱动进样系统工作原理图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 充液过程中随着流阻的变化,负载也在不断改变,为保证流经微流控芯片液体流量的恒定在设定值,对应的驱动压力也应随时进行调节。[/size][size=16px] 在微流控芯片气压驱动进样系统中,针对不同的应用场景和要求,目前国外产品普遍采用了两种控制技术,一种是对驱动压力进行控制的开环控制技术,另一种是同时对压力和流量进行控制的闭环控制技术。[/size][size=16px] 如图2所示,在仅对驱动气压进行控制的进样系统中,是在进气端口增加了一个压力调节器。此压力调节器中集成了压力传感器、阀门和PID控制器,通过对高压气源的减压控制,由此用来精密调节和控制密闭容器上部的气体压力。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=02.微流控芯片进样系统纯压力控制工作原理图,600,248]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/06/202306271541131358_1798_3221506_3.jpg!w690x286.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图2 微流控芯片进样系统纯压力控制工作原理图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 从图2可以看出,这种纯压力控制方式尽管可以调节微流控芯片内液体的流量,但无法获知具体流量是多少,这样一种开环控制形式更无法对液体流量进行高精度控制。[/size][size=16px] 为实现对微流控芯片内液体流量的精密控制,在上述开环控制形式的基础上,通过增加液体流量计和PID控制器,与压力调节器组成一个闭环控制回路,如图3所示。在此闭环控制回路中,PID控制器检测流量传感器信号并与设定值进行比较,通过PID控制算法计算后向压力调节器输出控制信号,压力调节器对进气气压进行调节,最终使微流控芯片内的液体流量在设定值处恒定。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=03.微流控芯片进样系统压力和流量串级控制工作原理图,600,289]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/06/202306271541419942_6786_3221506_3.jpg!w690x333.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图3 微流控芯片进样系统压力和流量同时控制工作原理图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 从图3可以看出,这种压力和流量同时控制的工作原理采用了一个非常典型的PID串级控制(级联控制)结构,即压力调节器作为压力控制的PID辅助控制回路,同时压力调节器作为执行器与流量传感器和PID控制器构成PID主控制回路。这种PID串级控制结构常用于高精度控制领域中,所以采用这种串级控制方法可以实现微流体压力驱动进样系统流量的高精度调节和控制。需要说明的是流量传感器可以布置在微流控芯片的进口端或出口端,具体可以根据微流控芯片的具体结构来进行选择。[/size][size=18px][color=#339999][b]3. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 从上述微流控芯片压力驱动进样系统的串级控制工作原理可知,采用串级控制方式在理论上可实现流量的高精度控制,而要实现这种高精度控制,还需要相应的硬件配置提供保证。为此,本解决方案提出的硬件系统结构如图4所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=04.微流控芯片进样系统压力和流量串级控制系统结构示意图,650,366]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/06/202306271542005587_5164_3221506_3.jpg!w690x389.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图4 微流控芯片进样系统压力和流量串级控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 在图4所示的系统中,为实现高精度的压力和流量控制,解决方案中的关键部件配置如下:[/size][size=16px] (1)流量传感器:需根据流量的范围和控制精度需要选择合适的流量传感器,目前市场上有多种国内外的液体流量传感器可供选择。同时要求传感器具有相应的模拟量信号输出。[/size][size=16px] (2)压力调节器:压力调节器可选择电气比例阀,同样需要根据压力调节范围选择相应的型号。另外尽可能采用高精度和高速电气比例阀,特别是更快速度的压电式电气比例阀。[/size][size=16px] (3)超高精度PID控制器:在测量精度和控制精度都满足要求的前提下,主回路PID控制器精度将最终决定流量控制精度,如果PID控制器精度不够,则无法发挥传感器和压力调节器的精度优势。为了,本解决方案选择了超高精度的PID控制器,其具有24位AD、16位DA和采用双精度浮点运行的0.01%最小输出百分比。另外,此控制器具有PID参数自整定功能,并带有标准MODBUS通讯协议的RS485接口,可方便与上位计算机连接。[/size][size=16px] 通过上述高精度器件的配置,可很方便的搭建起微流控气压驱动进样系统并实现高精度的压力和流量控制。另外,采用超高精度PID控制器的高级功能,还可实现以下拓展功能:[/size][size=16px] (1)采用自带的计算机软件,可通过上位计算机直接进行界面操作,无需再进行编程。[/size][size=16px] (2)采用远程设定点功能,可实现手动旋钮调节方式的压力和流量控制。[/size][size=16px] (3)同样采用远程设定点功能以及外置一个周期信号发生器,可对压力和流量按照设定周期和幅度进行周期性变化。[/size][size=16px] (4)采用正反向控制功能以及外置一个TEC半导体制冷模组,可实现对微流控芯片的加热和制冷控制。[/size][size=18px][color=#339999][b]4. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述,通过此解决方案模块式结构以及高精度器件的配置,可灵活和快速搭建起微流控芯片进样系统,并可在很高的精度上实现微流控芯片压力驱动进样系统中的压力和流量控制。[/size][size=16px] 另外,依此解决方案所搭建的压力和流量控制系统还具有强大的拓展功能,可满足各种微流控芯片气压驱动进样系统的使用,完全可以替代进口产品,同时也为后续多通道微流控压力驱动进样系统的国产化替代奠定的技术基础。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b]~~~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b][/b][/color][/size][/align]
【题名】:JDN 数字式离子计【全文链接】: https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XMGD200002012.htm