研磨精度是不是和放在研磨罐里面的研磨球的大小和多少有关系?
[url=http://www.f-lab.cn/grinders/pmg-100.html][b]臼式研磨仪[/b]PMG-100[/url]用于可重复的研磨,均质和混合在干燥,潮湿或低温条件的固体材料,[b]臼式研磨仪[/b]通过研磨槌与研磨碗之间的压力和摩擦力来实现样品的粉碎。适用于中等硬度到柔软样品的研磨。是制药、食品、化学制品、冶金、玻璃、陶瓷行业的样品,以及矿石和[b]土壤样品粉碎研磨[/b]的理想[b]研磨仪器[/b]。[b]臼式研磨仪特点[/b]:用于研磨,均质和捣碎[b],[/b]是实验室样品制备的理想工具,非常适合任何干燥样品磨碎,霜剂和膏剂的均质。一般地,8-10mm的样品可研磨成200ml左右的粒径为10-20微米的粉末。既可以干磨,也能够湿磨,选用不锈钢研磨组件时还可以冷冻研磨。样品通过顶部的进料窗倒入研钵和杵头之间的粉碎区。样品被研钵的内表面和杵头的底部粉碎和搅拌。在实验室样品制备领域非常重要,可用于任何干性物质的高精度研磨,和不同的粘稠度的悬浊液的分析,质量控制,样品测试等应用。尤其适合膏状物和糊状物的均质化。考虑到将最后的精度与压力所匹配及随时中止制样的要求,臼式研磨仪装配了可调节刻度的顶端压力机械装置,速度在 50-130转/分钟范围可调及灵活的刮板设置。由于这三个重要的可调节性能的综合,使广泛样品制备任务能够达到要求。当研磨处理过程结束,研钵和杵头能 被取出,可以快速方便的清洗。[img=臼式研磨仪]http://www.f-lab.cn/Upload/PMG-100.jpg[/img]更多研磨仪:[url]http://www.f-lab.cn/grinders.html[/url]
高精度计数秤的参数高精度计数秤型号最大称量分度值最大可读精度ACS-3-SC713kg0.05g1/60000ACS-6-SC716kg0.1g1/60000秤盘尺寸:275mm*220mm接口:DC接口,RS232接口(选配),RJ45以太网接口(选配)电源:4V/4A电子秤专用蓄电池http://www.xiangshanscale.com/uploads/sc71/sc71canshu.pnghttp://www.xiangshanscale.com/uploads/chanpinsucai/chanpinmiaoshu.png使用中航电测高精度130mm传感器,品质符合世界标准新款高精度计数秤ACS-SC71称重可读性高达1/60000精度;内部解析精度高达1/600000具有抗静电,高频干扰,读数稳定具有LCD三窗白色背光液晶显示,字幕清晰易读取计数秤ACS-SC71具有运送保护,过载保护设计高精度计数秤采用触摸式薄膜按键,容易操作,防水性能佳超低功耗,一次充电可使用180小时具有电池低电压报警功能,可降低电池过量放电损坏几率高精度计数秤ACS-SC71外壳采用ABS耐冲击塑料;秤盘采用ABS塑料载物盘和不锈钢材料托盘双盘结构,应对各种使用场合,经久耐用,使用寿命长
高精度平面主要包括平晶、平行平晶、标准平面和分划板等。高精度平面的平面度一般γ/20,平行度<2′′。 1高箱度平面的加工方法 a古典抛光法 在一般抛光机上采用柏油模、分离器抛光.这种方法与操作者的技能有较大关系, b.蟹钳式分离器加工法 它在很人程度上减小了倒翻力矩的挤压作用,同时也采用新型抛光模(如混合模、聚四氟乙烯抛光模等),明显提高了加效率利和精度。 c.环形抛光模加工法 它用校正板和夹持器代替分离器.不仅能保持分离器的功能,又使抛光速度趋于均匀。采用了膨胀系教很小的玻璃作为基底,其上涂以聚四氟乙烯塑料为抛光膜层,加上校正板的连续自动修正作用,所以可在连续加工中保持抛光模的面形稳定.能获得γ/10~γ/200的面形精度和平行度为1"~0.1"的平行平晶.也可加工棱镜、多面体等。 d.离子抛光法 一般是将氢等惰性气体原子在真空中用高频放电方法使之离子化,由高压场使离子加速,轰击光学玻璃表面。通常能以原子为单位去除表面材料,形成所需要的抛光面。这种方法可获得高精度的光学表面,井能通过控制程序进行自动加工。 e.电子计算机控制撇光法 用计算机控制光学磨具在零件表面上的运动轨迹、进给速度和压力等工艺因素达到修磨零件表面的目的。这种方法的优点是工具位置、停留时间、运动轨迹及操作参数等均可实现最优化、加工精度可达γ/80,适合于高精度大型光学零件的最后修磨加工。2.高精度平面的检测 测试方法有液面法、等倾干涉法、多光束干涉法、阴影法和三面法等。
[color=#990000]摘要:为大幅度提高现有CMP工艺设备中压力控制的稳定性,在现有电气比例阀这种单回路PID压力调节技术的基础上,本文提出了升级改造方案,即采用串级控制法(双回路PID控制,也称级联控制),通过在现有电气比例阀回路中增加更高精度的压力传感器和PID控制器,可以将研磨抛光压力的稳定性提高一个数量级,从1~2%的稳定性提升到0.1~0.2%。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align] [size=18px][color=#990000][b]一、问题的提出[/b][/color][/size]在半导体制造过程中,化学机械抛光(CMP)是在半导体晶片上产生光滑、平坦表面的关键工艺。CMP工艺中的压力控制是决定最终产品质量的关键因素。如果压力过高,会损坏半导体材料;如果压力太低,会导致表面不平整。CMP系统中需要配置专用的压力调节装置,以确保压力保持在安全范围内。通过将压力保持在安全范围内,压力调节装置有助于确保半导体晶片在CMP过程中不被损坏。目前的CMP系统中普遍采用电气比例阀作为压力调节器,其典型结构如图1所示。在CMP中采用比例阀来控制抛光过程中施加在晶圆上的压力。由于比例阀是电子控制和压力值的模拟信号输出,因此可以通过控制系统(如PLC)对其进行动态编程和压力监控,这意味可以根据被抛光的特定晶片准确改变施加的压力。此外,由于电气比例阀作为压力调节器是一个闭环控制,即使在下游压力发生变化期间,施加在抛光垫上的压力也会保持不变,由此实现压力的自动调节。[align=center][img=常规研磨机电气比例阀压力控制系统结构,600,280]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209150917534790_1434_3221506_3.png!w690x322.jpg[/img][/align][align=center]图1 常规CMP系统中电气比例阀压力控制装置结构示意图[/align]在一些CMP工艺的实际应用中,要求抛光压力具有很高的稳定性,图1所示的常规压力调节装置则无法满足使用要求,这主要体现在以下几方面的不足:(1)电气比例阀的整体控制精度明显不足,其整体精度(包含线性度、迟滞和重复性)往往在1~2%范围内。这种精度水平主要受集成在比例阀内的压力传感器、高速电磁阀和PID控制器性能和体积等因素制约,而且进一步提高的空间非常有限。(2)电气比例阀安装位置与气缸有一定的距离,由此造成比例阀所检测到的压力值并不是气缸的真实压力,而且比例阀处压力与气缸压力之间有一定的时间滞后。为解决上述存在的问题,进一步提高现有CMP工艺设备中压力控制的稳定性,在现有电气比例阀这种单回路PID压力调节技术的基础上,本文将提出升级改造方案,即采用串级控制法(双回路PID控制,也称级联控制),通过在电气比例阀回路中增加更高精度的压力传感器和PID控制器,可以将研磨抛光压力的稳定性提高一个数量级,从1~2%的稳定性提升到0.1~0.2%。[size=18px][color=#990000][b]二、CMP设备压力控制的串级PID控制方案[/b][/color][/size]在传统的CMP设备压力调节过程中,采用电气比例阀进行压力调节的稳定性完全受集成在比例阀内的压力传感器、高速电磁阀和PID控制器性能和体积等因素制约。为了提高压力控制的稳定性,并充分发挥电气比例阀的自身优势,我们采用了一种串级控制技术,即在作为第一回路的电气比例阀中增加第二控制回路,其中第二控制回路由更高精度的压力传感器和PID控制器构成。串级PID控制方案的整体结构如图2所示。[align=center][img=03.超高精密研磨机电气比例阀压力串级控制系统结构,600,333]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209150918245058_1534_3221506_3.png!w690x384.jpg[/img][/align][align=center]图2 串级控制法CMP系统压力控制装置结构示意图[/align]在图2所示的串级控制法压力调节装置中,安装了一个外置压力传感器用于直接监测气缸内的气压,压力传感器检测到的气缸压力信号传输给外置的PID控制器,外置PID控制器根据设定值或设定程序将控制信号传送给电气比例阀,比例阀根据此控制信号再经其内部PID控制器来调节高速电磁阀的动作,使得电气比例阀输出到气缸的气体气压与设定值始终保持一致。从上述串级控制过程可以看出,串级控制是一个双控制回路,是两个独立的PID控制回路,电气比例阀起到的是一个执行器的作用。串级控制法(也称级联控制法)是一种有效提升控制精度的传统方法,但在具体实施过程中,需要满足的条件是:[color=#990000]第二回路的传感器和PID控制器(这里是外置压力传感器和PID控制器)精度一般要比第一回路的传感器(这里是电气比例阀内置的压力传感器和PID控制器)要高。[/color]为了实现更高稳定性的CMP系统压力控制,我们推荐的实施方案是采用0.05%精度的外置压力传感器和超高精度PID控制器(技术指标为24位ADC、16位DAC和双浮点运算的0.01%最小输出百分比)。此实施方案我们已经进行过大量考核试验,压力稳定性可以轻松达到0.1%。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
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。
[b]高精度称重模块[/b][align=center][b][img=,690,414]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/08/201808101556417729_5514_271_3.jpg!w690x414.jpg[/img][/b][/align][align=center] 猪笼草 待捕蚂蚁[/align][align=center][b]梅特勒-托利多受邀参与布里斯托大学实验[/b][/align]科学家Ulrike Bauer 目前正在研究猪笼草是如何捕获猎物的,她希望梅特勒-托利多的称重模块可帮助她进行研究。猪笼草因其外形形似猪笼而得名,通过捕食蚂蚁获取食物来源。捕猎时,猪笼草边缘变得湿润,使得蚂蚁向下滑动,然后落入猪笼草的陷阱内,成为他的美餐。但是令生物学家长时间不解的是,为什么猪笼草的边缘不长期处于湿润状态?当陷阱转为干燥状态时,蚂蚁会光顾猪笼草,肆无忌怛地吃掉它的花蜜,并带着花蜜逃离,而猪笼草却将一无所获。科学家们猜想,猪笼草的目的绝不仅仅是一两只蚂蚁,而是这一两只蚂蚁带回的成群结队的蚂蚁。可是蚂蚁作为适应力很强的昆虫,难道看不出这样的计谋?也许,猪笼草与蚁群之间并非传统意义上的捕食关系,而是双方均可获利的一种共生关系。蚂蚁的最终目标是确保整个蚁群而不是个体工蚁生存下去。当蚁群的壮大速度快于工蚁被猪笼草捕食的速度时,它会勇往直前。为此,[color=#2e74b5]科学家们需要测定[/color]:蚂蚁带回花蜜量是否足够蚁群生存。[align=center][img=,400,218]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/08/201808101557570737_7536_271_3.jpg!w176x96.jpg[/img][/align][align=center]科学家们设置的模拟环境[/align][align=center][img=,400,218]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/08/201808101558228592_4045_271_3.jpg!w176x96.jpg[/img][/align][align=center]WMC称重模块自动记录蚂蚁过桥时的重量[/align]他们开发了一种实验装置,在这里,蚁群需要跨过一座桥才能到达猪笼草。一半的跨度带有一个梅特勒托利多集成式超紧凑 WMC 称重模块,它可自动记录蚂蚁跨桥时的重量。[align=center][img=,450,245]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/08/201808101558466346_372_271_3.jpg!w176x96.jpg[/img][/align][align=center]蚂蚁到达猪笼草边缘[/align][align=center][img=,450,245]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/08/201808101559318089_6245_271_3.jpg!w176x96.jpg[/img][/align][align=center]蚂蚁落入猪笼草的陷阱中[/align]由于每只蚂蚁最多可携带一毫克花蜜,因此需要一台可检测细微重量差异的灵敏模块。梅特勒-托利多生产的 WMC 称重模块对此非常适合,它不仅精确度极高而且体积小,是市场上独一无二的产品。它会在极短的时间内提供十分准确的结果,因此受到制药与电子行业客户的青睐。目前我们仍在实验当中,科学家预计今年的晚些时候将会得到第一批结果。到那时,将会有数以千计的蚂蚁已经落入猪笼草中。[align=center][b]现在让我们隆重介绍本次实验中科学家们的最佳助手为自动化和轻松集成而设计的——[/b][/align][align=center][b][/b][/align][b]WMC 超紧凑式高精度称重模块其产品利益点有:[/b][align=center][b][img=,350,350]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/08/201808101600018951_9551_271_3.jpg!w180x180.jpg[/img] [/b][/align][b][img=,9,9]http://bbs.instrument.com.cn/xheditor/xheditor_skin/blank.gif[/img]占用空间极少 [img=,9,9]http://bbs.instrument.com.cn/xheditor/xheditor_skin/blank.gif[/img]最大限度地提高处理量 [img=,9,9]http://bbs.instrument.com.cn/xheditor/xheditor_skin/blank.gif[/img]冲洗保护 [img=,9,9]http://bbs.instrument.com.cn/xheditor/xheditor_skin/blank.gif[/img]多种连接方案[/b]
高精度半导体恒温箱是半导体行业常用的设备之一,作为比较常用的设备,其保养也是相当重要,那么无锡冠亚高精度半导体恒温箱的保养有哪些要点呢?怎么进行保养比较好呢? 高精度半导体恒温箱由蒸发器出来的状态为气体的冷媒;经收缩机绝热收缩后期,变成高温高压状态,被收缩后的气体冷媒,在冷凝器中,等压冷却冷凝,经冷凝后转变成液态冷媒,再经节流阀膨胀到低压,变成气液混合物。此中低温低压下的液态冷媒,在蒸发器中摄取被冷物资的热量,从头变成气态冷媒,气态冷媒经管道从头进来收缩机,开头新的轮回,这便是高精度半导体恒温箱轮回的四个过程。 高精度半导体恒温箱密封部位调养,鉴于装配式高精度半导体恒温箱是由若干块保温板拼而成,因而板之间存在必需的间隙,施工中这类间隙会用密封胶密封,为了避免空气和水份进来,因而在利用中对一些密封无效的部位实时修理. 高精度半导体恒温箱地面调养,通常小型装配式高精度半导体恒温箱的地面利用保温板,利用高精度半导体恒温箱时应为了避免地面存有大量的冰和水,假如有冰,处理时切不可利用硬物敲打,损害地面。 高精度半导体恒温箱装配完结或长久停用后再次利用,降温的速率要适宜:每日操纵在8-10℃为宜,在0℃时应保留一段时间。 高精度半导体恒温箱库板调养,留意利用中应留意硬物对库体的碰撞和刮划,鉴于不妨变成库板的凹下和锈蚀,严重的会使库体片面保温功能下降。 高精度半导体恒温箱的保养是离不开我们操作人员的细心操作,所以,我们在日常操作中也要善待我们的设备,不要太过粗暴。
半导体系统专用高精度控制电源应用在国内半导体行业中,无锡冠亚的半导体系统专用高精度控制电源中每个配件都是很重要的,其中,关于水泵是比较重要,我们也需要对其有一定的认识。 半导体系统专用高精度控制电源是一类广泛应用于国内工业生产领域的专业制冷设备,在半导体系统专用高精度控制电源中,水泵的运行是否正常对于保证低温半导体系统专用高精度控制电源设备的正常运转是非常重要的,定期对低温半导体系统专用高精度控制电源的水泵进行检测是非常关键的,那么,怎样合理的评估和检测低温半导体系统专用高精度控制电源水泵的情况好呢? 半导体系统专用高精度控制电源水泵的情况在较大程度上影响着低温半导体系统专用高精度控制电源设备的整体运行。在半导体系统专用高精度控制电源工作的时候,水泵在运行中,应注意检查各个仪表工作是否正常、稳定,特别注意电流表是否超过电动机额定电流,电流过大,过小应立即停机检查。 另外,半导体系统专用高精度控制电源设备的水泵相关工作系统能够较好的反映半导体系统专用高精度控制电源设备的工作状态。比如,水泵流量是否正常,检查出水管水流情况,根据水池水位变化,估计水泵运行时间,及时与调度联系。同时,还要检查水泵填料压板是否发热,滴水是否正常,每班不得少于八次。 半导体系统专用高精度控制电源的水泵性能是很关键的,需要我们认真对待,认真保养,只有每个配件的性能都可以的话,半导体系统专用高精度控制电源才能更好的使用。
有谁知道高精度位移标定器哪里买?谢!要求标距范围200mm,精度0.2μm
[b][color=#339999][font='微软雅黑',sans-serif]摘要:针对红外目标模拟器的高精度可编程温度控制功能,本文介绍了实现高精度温控的温控装置,给出了温控方案。温控装置主要包括[/font]TEC[font='微软雅黑',sans-serif]半导体制冷加热模组、电源自动换向器、传感器和超高精度[/font]PID[font='微软雅黑',sans-serif]控制器。从超高精度温度控制,关键是[/font]PID[font='微软雅黑',sans-serif]控制器具有[/font]24[font='微软雅黑',sans-serif]位[/font]AD[font='微软雅黑',sans-serif]、[/font]16[font='微软雅黑',sans-serif]位[/font]DA[font='微软雅黑',sans-serif]和[/font]0.01%[font='微软雅黑',sans-serif]最小输出百分比的高性能指标,同时还具有可手动和通讯软件编程功能。[/font][/color][/b][align=center][img=常温黑体中TEC半导体可编程高精度温度控制解决方案,600,337]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/02/202302220435170646_2129_3221506_3.jpg!w690x388.jpg[/img][/align][align=center][color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/align][b][size=18px][color=#339999]1. [font='微软雅黑',sans-serif]红外目标模拟器工作原理[/font][/color][/size][/b][font='微软雅黑',sans-serif] 红外目标模拟器([/font]Infrared Target Simulator[font='微软雅黑',sans-serif])广泛应用于红外探测器和红外热像仪整机的工艺测试和评价测试,它为被测装置提供标准的红外测试图像,用于测试关键指标,如[/font]NETD[font='微软雅黑',sans-serif](噪声等效温差)、[/font]MRTD[font='微软雅黑',sans-serif](最小可分辨温差)、[/font]MDRD[font='微软雅黑',sans-serif](最小可探测温差)、[/font]SiTF[font='微软雅黑',sans-serif](信号传递函数)等,以及整个系统的性能评估。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]红外目标模拟器的重要指标包括发射率、辐射均匀性、温度控制精度、温度稳定性和响应速度等,其中前两个指标取决于所用黑体的结构、辐射面材质和黑漆喷涂技术,其余指标则取决于温控系统的性能。红外目标模拟器一般通过单黑体或双黑体实现,但无论采用哪一种黑体结构,高精度的温控技术都是其中的技术关键,它直接关系到红外目标模拟器的性能,是实现红外系统指标测试的关键因素。红外目标模拟器的工作原理如图[/font]1[font='微软雅黑',sans-serif]所示。[/font][align=center][size=14px][b][color=#339999][img=红外目标模拟器原理示意图,500,365]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/02/202302220437236876_9226_3221506_3.jpg!w690x505.jpg[/img][/color][/b][/size][/align][font='微软雅黑',sans-serif][color=#339999][/color][/font][align=center][b][font='微软雅黑',sans-serif]图[/font][font=&]1 [/font][font='微软雅黑',sans-serif]红外目标模拟器工作原理示意图[/font][/b][/align][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]如图[/font]1[font='微软雅黑',sans-serif]所示,目标位于准直器反射器焦平面上。热辐射图样将由热辐射表面和目标之间的温差产生,并由准直器转换成平行光以模拟无限远的红外目标,供被测红外系统的成像探测器使用。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]温控系统由温度传感器、[/font]TEC[font='微软雅黑',sans-serif]半导体模组、散热器、风扇、[/font]PID [font='微软雅黑',sans-serif]控制器、自动电源换向器等组成。温度传感器[/font]A[font='微软雅黑',sans-serif]检测的是目标温度,温度传感器[/font]B[font='微软雅黑',sans-serif]检测的是辐射表面温度。根据目标的设定温度,控制器通过[/font]PID[font='微软雅黑',sans-serif]控制算法计算加热或制冷的控制量并驱动电源换向器工作电流的方向和大小,使得[/font]TEC[font='微软雅黑',sans-serif]半导体模组进行加热或制冷输出。[/font][b][size=18px][color=#339999]2. TEC[font='微软雅黑',sans-serif]半导体高精度温度控制标准装置[/font][/color][/size][/b][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]根据红外测试设备的检测指标,要求红外目标模拟器的工作温度范围为[/font]0~50[font='微软雅黑',sans-serif]℃,温度分辨率为[/font]0.001[font='微软雅黑',sans-serif]℃,控温精度为[/font]0.03[font='微软雅黑',sans-serif]℃。要实现此技术指标,温度控制系统需包括加热装置、温度传感器、执行器和[/font]PID[font='微软雅黑',sans-serif]控制器这几部分内容,而且需要满足相应的技术指标。为此,专门针对温控系统本文设计了相应的解决方案,具体结构如图[/font]2[font='微软雅黑',sans-serif]所示。以下为图[/font]2[font='微软雅黑',sans-serif]所示温控方案的详细描述:[/font][align=center][size=14px][b][color=#339999][img=温度控制系统方案示意图,550,559]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/02/202302220437516841_6377_3221506_3.jpg!w690x702.jpg[/img][/color][/b][/size][/align][font='微软雅黑',sans-serif][color=#339999][/color][/font][align=center][b][font='微软雅黑',sans-serif]图[/font][font=&]2 [/font][font='微软雅黑',sans-serif]红外目标模拟器温度控制系统方案示意图[/font][/b][/align][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]([/font]1[font='微软雅黑',sans-serif])加热方式:有很多种加热方式可供选择,如电加热、循环水加热和[/font]TEC[font='微软雅黑',sans-serif]半导体制冷加热等,但考虑到红外目标模拟器对工作温度范围和超高精度温度控制的要求,目前也只有[/font]TEC[font='微软雅黑',sans-serif]热电半导体制冷加热方式比较适用。[/font]TEC[font='微软雅黑',sans-serif]用于红外目标模拟器的温度控制除能满足温度范围之外,与其他加热方式相比具有更高的控温精度、更快的冷热变化控制速度、结构简单以及造价低的突出特点。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]([/font]2[font='微软雅黑',sans-serif])执行机构:为了实现[/font]TEC[font='微软雅黑',sans-serif]的加热制冷功能,除了需要对[/font]TEC[font='微软雅黑',sans-serif]模组的加载电流进行自动调节之外,还需在调节过程中能自动改变电流方向,为此,[/font]TEC[font='微软雅黑',sans-serif]执行机构配备了电源自动换向器。换向器接收加热和制冷控制信号,并根据控制信号大小和方向输出相应的工作电流。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]([/font]3[font='微软雅黑',sans-serif])温度传感器:温度传感器是决定温度控制精度的关键因素之一,因此本方案中配置了高等级的铂电阻温度计(如标准铂电阻温度计)或高等级热敏电阻温度传感器,使得温度传感器的温度分辨率能达到[/font]0.001[font='微软雅黑',sans-serif]℃以及测温精度能达到[/font]0.01~0.02[font='微软雅黑',sans-serif]℃。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]([/font]4[font='微软雅黑',sans-serif])超高精度[/font]PID[font='微软雅黑',sans-serif]控制器:决定温度控制精度的另一个关键因素是温度控制器的数据采集精度、控制算法和控制输出精度。为此,在本解决方案中采用了目前控制精度最高的[/font]VPC2021-1[font='微软雅黑',sans-serif]系列的工业用[/font]PID[font='微软雅黑',sans-serif]程序调节器,除具有不超过[/font]96mm[font='微软雅黑',sans-serif]×[/font]96mm[font='微软雅黑',sans-serif]×[/font]87mm[font='微软雅黑',sans-serif]的小巧尺寸外,关键是此[/font]PID[font='微软雅黑',sans-serif]调节器的模数转换[/font]AD[font='微软雅黑',sans-serif]为[/font]24[font='微软雅黑',sans-serif]位、数模转换[/font]DA[font='微软雅黑',sans-serif]为[/font]16[font='微软雅黑',sans-serif]位、双精度浮点运行运算以及[/font]0.01%[font='微软雅黑',sans-serif]的最小输出百分比,并可对控制程序进行编辑设计,适合红外目标模拟器在全温度量程内多个设定点的自动温度恒定控制。同时,此调节器采用了高级无超调[/font]PID[font='微软雅黑',sans-serif]控制模式,并具有[/font]PID[font='微软雅黑',sans-serif]参数自整定功能,结合超高精度的数据采集和控制输出,可实现十分精细的温度变化调节和控制。另外,此调节器附带功能强大的计算机软件,通过计算机运行此软件可快速进行[/font]PID[font='微软雅黑',sans-serif]控制器的远程设置和运行操作,同时能图形化的显示和记录所有设置参数、控制程序曲线和温度控制变化曲线。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]总之,本文所述的采用[/font]TEC[font='微软雅黑',sans-serif]模组进行的温度控制系统,已经成为超高精度可编程温度控制的一种标准和通用性方案,完全适用于红外目标模拟器的高精度温度控制。[/font][align=center][color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/align]
[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]
[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]
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[align=center][img=通过超高精度真空控制提高分子蒸馏分离纯度的方法,550,392]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211040202188410_3231_3221506_3.jpg!w690x492.jpg[/img][/align][color=#990000]摘要:为了提升蒸馏纯度,针对现有分子蒸馏中气体流量计式真空度控制系统存在精度较差和响应速度慢的问题,本文提出了更高精度的真空度控制解决方案。解决方案采用更直接、精密和快速的电动针阀来代替现有的气体质量流量计,并同时使用精度更高的薄膜电容规和24位AD、16位DA控制器,可实现任意设定真空度下±0.5%的控制精度,同时对温度等因素所带来的真空度变化有极快的响应,可保证分子蒸馏过程中真空控制的高精度和稳定性。[/color][align=center][color=#990000]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/align][color=#990000][size=18px]一、问题的提出[/size][/color]分子蒸馏是一种特殊的液-液分离技术,它不同于传统蒸馏依靠沸点差分离原理,而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。当液体混合物沿加热板流动并被加热,轻、重分子会逸出液面而进入[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相[/color][/url],由于轻、重分子的自由程不同,因此,不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同,若能恰当地设置一块冷凝板,则轻分子达到冷凝板被冷凝排出,而重分子达不到冷凝板沿混合液排出,由此达到物质分离的目的。短程蒸馏器是一个工作在0.001~1mbar(0.1~100Pa)绝对压力下热分离技术过程,它较低的沸腾温度,非常适合热敏性和高沸点物。在分子蒸馏工艺中,真空度的控制精度决定了分离物质的纯度,目前绝大多数分子蒸馏设备中真空度控制系统普遍还都采用液环真空泵与旋片式真空泵结合气体流量计的技术,这种通过气体流量计调节进气流量的方法无法实现高精度的真空度稳定控制,具体是以下几方面原因:(1)分子蒸馏过程的真空度变化范围一般为0.1~100Pa,这种高真空范围对气体流量计的真空漏率有较高要求,一般气体流量计很难满足要求,必须使用专门用于高真空的气体流量计。(2)气体流量计的调节精细度普遍较粗,如果要实现高精密的气体流量调节,同样要使用高档更精密的气体流量计。(3)通常气体流量计的响应速度比较慢,很难实现在1秒之内完成全闭到全关的动作时间。(4)多数分子蒸馏中的真空传感器普遍采用精度较差的数字皮拉尼电阻规和电热偶规等。(5)绝大多数调节气体流量计的PID控制器精度较差,多为12位AD和DA转换器,极少用到16位的AD和DA转换器,PID控制器的精度是决定分子蒸馏真空度控制精度的关键。为了提升蒸馏纯度,针对上述现有分子蒸馏中气体流量计式真空度控制系统存在的问题,本文提出了更高精度真空度控制的解决方案。解决方案将采用更直接、精密和快速的电动针阀来代替现有的气体质量流量计,并同时使用精度更高的薄膜电容规和24位AD、16位DA控制器,由此可实现分子蒸馏工艺中任意设定真空度下±0.5%的控制精度,并对温度等因素所带来的真空度变化有极快的响应,有效保证分子蒸馏过程中真空度的高精度和高稳定性。[size=18px][color=#990000]二、解决方案[/color][/size]通过上述分析可以看出,限制现有短程分子蒸馏工艺真空度控制精度的主要因素分别是:(1)气体质量流量计调节精度和响应速度。(2)真空度传感器的测量精度。(3)PID控制器的测量和控制精度。为解决上述问题,本文提出的具体解决方案是采用相应的三个替换装置,如图1所示。[align=center][color=#990000][img=短程分子蒸馏高精度真空度控制装置,690,282]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211040201378335_1412_3221506_3.jpg!w690x282.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图1 短程分子蒸馏高精度真空度控制装置[/color][/align]如图1所示,为提高蒸馏纯度,实现高精度真空度控制,解决方案采用了以下三个装置:[color=#990000](1)采用高速电动针阀代替气体质量流量计[/color]分子蒸馏高真空度控制的基本原理是调节蒸馏器的进气流量和出气流量并达到一个动态平衡,所以这里的技术关键是如何实现进气流量的精密调节。尽管气体质量流量计可以进行进气流量调节,但采用的是电磁阀技术,有着较大的迟滞现象和较慢的响应速度,这些都会影响真空度的控制精度。解决方案中所采用的高速电动针阀是一种高速步进电机驱动的纯机械式针型阀,在大幅度减少迟滞误差的同时,还将整体响应时间缩短到了800微秒,同时精细步长可实现阀门的快速精密调节。驱动控制只需采用0-10V的模拟电压,整体结构简单且可靠性强。多个规格的电动针阀具有不同的气体流量调节能力,可满足不同容积的蒸馏器的真空度控制,同时还可以采用FFKM全氟醚橡胶密封提高耐腐蚀性。[color=#990000](2)采用薄膜电容规代替皮拉尼电阻规和电热偶规[/color]薄膜电容规的测量精度要远高于皮拉尼电阻规和热偶规,在任意真空度下其精度都可以达到±0.25%。那么对于短程蒸馏器0.001~1mbar(0.1~100Pa)的真空度量程内,可直接选择一只1Torr的薄膜电容规即可满足全量程的真空度测量,如果为了保证0.1~1Pa范围内的测量精度,还可以再补充一只0.1Torr的薄膜电容规。这样,通过两只不同量程的薄膜电容规可覆盖全真空度范围内的准确测量。[color=#990000](3)采用超过精度真空控制器代替普通精度PID控制器[/color]在任何PID反馈式闭环控制系统中,无论传感器和执行器精度多高,最终的控制精度都需要控制器的精度予以保证,为此,在解决方案中采用了超高精度的PID真空控制器。此超高精度PID真空度控制器具有24位AD和16位DA,采用了双精度浮点运算可实现0.01%的最小输出百分比,这是目前国内外最高技术指标的工业用PID控制器。采用此真空控制器可充分发挥电动针阀执行器和薄膜电容规真空传感器的精度优势,而且此系列控制器具有单通道和双通道不同型号。单通道控制器是可编程PID控制器,突出特点是可以进行不同量程双真空计的自动切换来实现全量程自动控制。双通道控制器是一种定点控制器,两个通道可以分别独立控制真空度和温度。[size=18px][color=#990000]三、结论[/color][/size]新型的真空控制系统对短程分子蒸馏工艺的真空度控制过程进行了优化,对其中的真空度控制系统做出了以下三方面的改进:(1)采用电动针阀代替气体质量流量计,提高了进气流量调节执行器的精度。(2)采用薄膜电容规代替拉尼电阻规和电热偶规,提高了真空度测量的精度。(3)采用真空控制器代替传统的PID控制器,提高了PID控制精度,并扩展了控制功能,可实现双传感器自动切换和两个工艺参数同时控制。总之,通过以上改进可大幅提高短程分子蒸馏工艺的真空度控制水平,通过大量考核试验和实际应用已经证明,此解决方案成熟度很高,在全真空度范围内可轻松实现±0.5%的控制精度,如果采用更高精度的真空计,此解决方案可进一步达到±0.1%的控制精度。[align=center][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
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%
[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/]
高精度形位测试系统是想测发动机或试件经受温度变化后(如从70℃到-70℃)后,尺寸的变化,用于材料的性能研究。本人不知道到底用什么仪器设备可以测试,有哪位能指点一下啊?谢谢了!其中有用电子散斑、激光多普勒测试系统进行测试的,不是太清楚,请各位指教,谢谢了!
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
在选择高精度测厚仪这样大型的机械设备时,往往都通过比较做出选择,知名品牌也是参考的一点,但是设备的质量也尤为重要。大成精密高精度测厚仪就符合这两点的厂家,在国内来说,他们做的是相当不错的,自主研发生产,质量高,得到了得到了消费者的大力认可,下面我们就来介绍一下,它好在哪些方面吧: 1、操作简单方便 简单方便的设备仪器不管是谁,都会非常喜欢的。如果设备仪器的操作比较繁琐或是需要专业人员来操作。厂家就会考虑很多方面,一来操作繁琐要对工作人员进行一系列的培训,二来请来的专业人员所需要的成本就会有所上升,利益就会相应减少。高精度测厚仪操作十分简单方便,这是厂家选择他们的其中一个理由。 2、能连接数据进行打印 测厚仪有电脑连接接口,在使用的时候可以购买相关软件,从而实现对测两次数据的储存打印,而且相关的软件还能够对测量数据进行统一,用专业的方式显示出来,从而让我们更加简单的了解测量数据机器所具有的特点。 http://www.dcprecision.cn/Uploads/201601/56a1a0aa23fb3.jpg 3、采用国外进口的优质元件 专业的测厚仪传感器部件通常采用的都是国外进口的优质元件,这些优质传感器元件能够让测厚仪的测厚分辨率比普通测厚仪增加很多,这种仪器对于零点一微米的距离都能精准的测量。然而测厚仪里面的优质传动元件也是确保测厚仪工作稳定性和准确性的重要因素。 激光测厚仪是近年来开发出的高科技实用型设备,是用于热轧生产线上实时在线式连续测量成材厚度的非接触式测量设备。它有效地改善了工作环境,具有测量准确、精度高、实用性好、安全可靠、无辐射、非接触式测量等人工测量及其它测量方法无法比拟的优点,并为轧制钢材厚度控制提供了准确的信息,从而提高了生产效率和产品质量,降低了劳动强度。 使用大成精密激光测厚仪以来,具不完全统计,因板厚误差造成的废品率下降了50%以上,创经济效益近千万元,受到各级部门和工作人员的肯定与赞赏。
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实验室想买一高精度电子温度计大致要求是精度为正负0.1摄氏度,量程为-20到200摄氏度,分辨率为0.1摄氏度,主要用来测量普通气体和液体。其他要求就是功能尽可能简单(尽量便宜),只需要温度测量显示,不需要打印等等。如有大虾知道相关信息的,烦请告知,不胜感激!
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[img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/04/202404120914418944_2982_5604214_3.jpg!w690x690.jpg[/img] 随着农业生产的快速发展,农药的使用越来越广泛,农药残留问题也日益引起人们的关注。为了保障食品安全和人民健康,高精度综合农药残留检测仪应运而生,其独特的优势在农药残留检测领域发挥着重要作用。 高精度综合农药残留检测仪拥有卓越的检测精度。通过采用先进的光学、电化学等技术手段,该仪器能够准确、快速地检测出农产品中的农药残留量,有效避免了传统检测方法中可能出现的误差和干扰。这种高精度检测不仅提高了检测效率,还为食品安全监管提供了更加可靠的数据支持。 高精度综合农药残留检测仪具有广泛的适用范围。它可以检测多种农药残留,包括有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯等不同类型的农药。这种广泛的适用范围使得该仪器能够满足不同农作物和食品的农药残留检测需求,为农业生产提供了全面的技术保障。 高精度综合农药残留检测仪还具备自动化、智能化的特点。通过内置的软件系统和自动化控制装置,该仪器能够自动完成样品处理、数据分析等步骤,大大降低了检测人员的操作难度和劳动强度。同时,该仪器还能够实时记录检测数据,方便用户进行数据管理和追溯。 高精度综合农药残留检测仪在农药残留检测领域具有显著的优势。其高精度、广适用范围和智能化特点使得该仪器成为保障食品安全和人民健康的重要工具。随着科技的进步和应用的推广,相信高精度综合农药残留检测仪将在未来发挥更加重要的作用。
求助“高精度管材拉拔过程计算机模拟研究 ”( 重型机械HEAVY MACHINERY 2006年 第03期)
[img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/05/202405090923504443_8618_5604214_3.jpg!w690x690.jpg[/img] 高精度食品安全检测仪的应用领域极为广泛,几乎涵盖了食品产业链的各个环节。以下将详细介绍几个主要的应用领域。 首先,高精度食品安全检测仪在食品生产企业中发挥着重要作用。在食品生产过程中,企业需要实时监控食品的质量和安全,以确保产品的合格率和消费者的健康。高精度食品安全检测仪能够快速、准确地检测出食品中的有害物质,如农药残留、重金属等,从而帮助企业及时发现并解决问题,保障食品的安全。 其次,高精度食品安全检测仪在食品流通环节中也扮演着重要角色。在食品流通过程中,食品可能会受到各种污染和不良因素的影响,如运输过程中的温度、湿度等。高精度食品安全检测仪能够快速检测出这些不良因素,从而保障食品在流通环节中的安全。 此外,高精度食品安全检测仪还在食品监管部门中得到了广泛应用。食品监管部门需要对市场上的食品进行定期检测和监督,以确保食品的安全和合格。高精度食品安全检测仪能够提供准确、可靠的检测结果,为食品监管部门提供有力的技术支持,保障食品市场的安全和稳定。 最后,高精度食品安全检测仪还在科研领域发挥着重要作用。食品科学研究者可以利用高精度食品安全检测仪进行食品中有害物质的深入研究和分析,为食品安全和食品科技的进步提供有力支持。 综上所述,高精度食品安全检测仪在食品生产、流通、监管和科研等领域都有着广泛的应用前景。随着科技的不断进步和人们对食品安全要求的不断提高,高精度食品安全检测仪将会发挥更加重要的作用,为保障人们的健康和食品安全做出更大的贡献。
导读:我国突发性灾害发生的频率在逐年增加,由于气候极端异常,给人民生命财产安全带来了极大的危害。物联网技术的成功应用可以为气象预测安装上一双“智慧电子眼”,通过地面高精度气压传感器可收集到当地雨量和次声波等信息,通过互联网传输到地面自动气象站进行实时的气象数据监控和分析,根据分析结果,实施预警报告的分级警告。 近些年来,我国气候异常事件频发,如南方冰冻雨雪极端低温,南方持续干旱后的集中降雨引起的洪水,还有部分地区的高温天气。2008年奥运会开幕前每隔1小时的天气预报,让人们对天气的精准预报有了更高的期待。 我国突发性灾害发生的频率在逐年增加,由于气候极端异常,给人民生命财产安全带来了极大的危害。目前我国应对突发性自然灾害侧重在事后应急机制,对事前防范、强化气象预测和预警的力度不够。尽管,我们现在具备很多现代化的技术手段进行气象预报,如卫星、雷达等监控措施,但是由于在极端天气下设备的稳定性能差,边远地区通讯障碍等局限因素,直接导致我国的气象预报精度不够。 地质灾害催熟气象智能化 目前我国气象监控预测技术还比较落后,集中暴露出预警不精确、人为干扰大、自动化水平低下等问题。在这种情况下,就对气象智能化的发展提出了更高要求。 在信息化社会,任何气象智能化技术的发展和应用都离不开传感器和信号探测技术的支持。物联网技术的成功应用可以为气象预测安装上一双“智慧电子眼”,通过地面高精度气压传感器可收集到当地雨量和次声波等信息,通过互联网传输到地面自动气象站进行实时的气象数据监控和分析,根据分析结果,实施预警报告的分级警告。 将物联网技术应用到自然灾害的监控领域是必然之举,与传统气象预测相比,无线化、智能化的气象预测监控系统之所以倍受青睐,就在于其畅通、快速、精确稳定的通信信道。 地面高精度气压传感器让气象预报不再“爽约” 频频发生的自然灾害并不是不可控的,更重要的是要提高气象预测的精准度,真正实现灾害提前预警,从而将灾害损失减到最低。 传统的气象预测精度差有多方面的因素,我国地形复杂、技术设备在极端天气下的稳定性能差、边远地区通讯信号差等。这些都制约着气象预测数据的精准度和及时性。地面高精度气压传感器是以无线遥感网络来测量边远和恶劣地区的环境情况,将监测数据借助通讯产品进行传输,反馈到地面自动气象站,利用监控软件对数据进行分析处理,实施气象预警的分级告警。这一监控预警系统为自然灾害的及时检测和预警预报提供了畅通、快速、精准可靠的信号通道,让气象预报不再“爽约”,全面提升气象预测的信息化和智能化水平。 责任重于泰山,技术造福人类 面对国内日益频发的自然灾害,北京市科学技术委员会推出“地面高精度气压传感器产业化关键技术攻关”科技计划项目,进行利用物联网传感技术预测自然灾害的研究。昆仑海岸作为物联网技术应用领域内的骨干企业,承接了本次研究项目的关键技术攻关和传感器芯片的批量化生产关键技术的研发。 作为中国物联网行业传感器领域快速前进的参与者、见证者和领跑者,北京昆仑海岸一直紧贴物联网行业应用的脉搏,深入研究物联网技术在各行各业的应用。凭着对物联网行业的专注和默默耕耘,公司始终以技术创新为发展动力,重视研发新产品和新技术,同时积极开展与相关机构的科研合作和技术交流。北京昆仑海岸在压力、湿度、流量、风向等传感器(变送器)以及相应的仪器仪表研发方面具备很好的研究经验和研发能力。凭着丰富的行业经验、领先的技术优势,北京昆仑海岸一定会成为气象智能监测预警的先导。
[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]
[color=#990000]摘要:本文将针对上述防护热板法计量单元电功率精密控制中存在的问题,进行详细分析,并提出相应的解决方案。解决方案的基本内容是升级换代现有的工业用PID控制器,将PID控制器的模数转换(A/D)精度提高到24位,数模转换(D/A)精度提高到16位,增加浮点运算位数并将最小控制输出百分比(OP)提高到0.01%。通过此新一代工业用双通道超高精度PID控制器,可轻松将防护热板法计量单元电功率的准确度控制在0.1%以内,第二通道可以用于护热单元或冷板的温度跟踪和控制。同时,新一代PID控制器还保留了工业用PID控制器的常用规格尺寸,并具有很好的性价比。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=18px]一、问题的提出[/size]在稳态法防护热板法导热系数测试过程中,要求在稳定状态下对加载在计量加热器上的电功率进行准确测量。在标准测试方法GB/T 10294中的具体规定是“测量施加于计量部分的平均电功率,准确度不低于0.2%,强烈建议使用直流电。推荐自动稳压的输入功率,输入功率的随机波动、变化引起的热板表面温度波动或变化应小于热板和冷板间温差的0.3%。由此可见,防护热板法导热仪计量单元上直流电功率的加载、控制和测量是保证导热系数测量准确性的关键因素之一。除了平均电功率准确度不低于0.2%之外,对于一般冷热板之间20℃温差的导热系数测试,热板表面温度波动或变化还应小于20℃×0.3%=0.06℃。为了满足稳态法防护热板法上述要求,多年来普遍采用的技术手段是采用直流恒流电源,即在计量加热器上施加高精度恒定的直流电流。尽管加载恒定直流电流可以达到标准方法的规定,但同时存在并带来一系列其他问题:(1)热板温度无法实现10的整数倍温度精确控制。(2)热板温度达到稳定时间长。(3)现有工业用PID控制仪表无法达到电功率准确度要求。(4)采用高精度数字电压表和源表,并结合计算机软件进行电功率的PID控制,虽然完全可以解决上述问题,但整体造价十分昂贵。本文将针对上述防护热板法计量单元电功率精密控制中存在的问题,进行详细分析,并提出相应的解决方案。解决方案的核心内容是升级换代现有的工业用PID控制器,将PID控制器的模数转换(A/D)精度提高到24位,数模转换(D/A)精度提高到16位,增加浮点运算位数并将最小控制输出百分比(OP)提高到0.01%。通过此新一代工业用双通道超高精度PID控制器,可轻松将防护热板法计量单元电功率的准确度控制在0.1%以内,第二通道可以用于护热单元或冷板的温度跟踪和控制。同时,新一代PID控制器还保留了工业用PID控制器的常用规格尺寸,并具有很好的性价比。[size=18px][color=#990000]二、计量单元电加热功率和温度精密控制问题分析[/color][/size]在现有的防护热板法计量单元电加热功率和温度精密控制中,存在着以下几方面的矛盾。下文将对这些矛盾进行分析,并由此便于提出相应的解决方案。[size=16px][color=#990000]2.1 热板加热功率精度与整10℃倍数设定温度控制的矛盾[/color][/size]在许多防护热板法导热仪中,为了满足测试方法对施加在计量单元上的加热电功率准确度要求,往往会按照标准方法推荐而采用高精度直流电源。尽管采用直流电源可保证加热电功率的准确度,但在实际测试过程中则还需凭借测试数据积累和经验总结,才能确定出不同热板温度所对应的一系列不同的加载电流值。这种加热电流直接加载方式尽管能保证电功率的准确度,但最大的问题是无法将热板温度准确控制在任意所需的设定温度上,如无法准确控制整10℃倍数的设定温度,实际热板温度往往偏离设定温度而呈现为非整数形式。另外,在测试不同导热系数样品时,采用相同加热电流往往会表现出不同的热板温度。直接加载直流电流方式,还存在一个严重问题是升温速度较慢,计量单元达到稳定温度需要漫长时间。特别是对于较大样品尺寸的防护热板法导热仪,相应的计量单元体积和热容都较大,往往需要更长的温度稳定时间。相比于低导热样品的较小热容,计量单元温度稳定所需时间占用了更多的整体达到稳态的时间。由于上述问题的存在,这种直接加载直流电的加热方式很少在商业化导热仪上使用,一般用在早期热导仪和实验室自行搭建的导热系数测试设备上。[size=16px][color=#990000]2.2 现有工业用PID控温仪无法满足准确度要求问题[/color][/size]为了解决上述直接加载直流电流加热方式存在的问题,并同时提高导热仪的自动化水平,目前大多数商业化防护热板法导热仪都采用了PID控温仪技术。采用PID控温技术是将温度传感器、调功器、直流恒流源和PID控制器组成闭环控制回路,通过PID算法将计量单元自动控制在任意设定温度点上。采用PID控制技术,尽量在理论上可以完美的解决早期直接加载直流电流方式存在的问题,但带来的问题则是无法达到测试方法规定的加热电功率准确度要求,也就是使用工业PID控温仪势必要在测量精度上做出牺牲。出现不得不牺牲电功率控制精度的主要原因是目前的工业用PID控温仪存在以下几方面的问题:(1)采集精度不够:PID控制器的模数转换(A/D)精度大多都是8位或12位,极个别能达到16位,这明显不能满足高精度测量要求。(2)控制精度不够:PID控制器的数模转换(D/A)精度大多都是8位或12位,同样不能满足高精度控制要求。(3)浮点运算精度不够:PID控制器内微处理器运算一般都采用单精度浮点运算。对于较低位数的数模转换输出控制,单精度浮点运算已经足够,对应的最小输出百分比为0.1%。但对于防护热板法计量单元电加热功率的高精度控制,0.1%的最小输出百分比显然已经无法满足要求。[size=16px][color=#990000]2.3 能满足准确度要求的专用PID控制设备但造价昂贵问题[/color][/size]为解决上述PID控制中存在的问题,目前比较成熟的技术是采用高精度的专用仪器和仪表,并结合计算机组成超高精度的PID控制系统来实现护热板法计量单元电加热功率的控制,并在任意温度设定上实现超高精度的长时间恒定控制。这种超高精度的PID温度控制系统采用了分体式结构搭建而成,分别采用独立的五位半/六位半的数字电压表和数控直流电源来实现高精度的数据采集和控制输出功能,PID运算处理则采用计算机或微处理器实现双精度浮点运算,并将最小输出功率百分比提高到0.01%甚至更低。通过这种分体式结构的PID温度控制系统,同时完美的解决了上述防护热板法导热仪中计量单元电加热功率和温度的高精度控制问题,同时也可以大幅度缩短测试时间。尽管这种分体结构的PID温度控制系统满足了精密测量的各种技术要求,但同时带来的主要问题是造价太高,同时还需进行编程和复杂的调试,因此这种PID温控系统和控制技术在国内外多用于计量机构和对测量精度有较高要求的研究部门,并不适用于对价格比较敏感的商业化防护热板法导热仪,更不适合工业应用中的普通导热仪使用。[size=18px][color=#990000]三、工业用超高精度PID控制器解决方案[/color][/size]上述保护热板法导热仪计量单元的电加热功率和温度精密控制问题的分析以及相应的技术改进,也是多年来保护热板法导热系数测试技术进步的一个典型过程。从上述分析可以看出,这个测试设备的技术迭代过程显然还未真正达到更理想化的水平。为了既要满足计量单元电加热功率和温度高精度控制要求,又要实现PID控制、运行操作简单化和具有较低的制作成本。我们提出了新的解决方案,即在现有的工业用PID控制器(调节器)技术基础上进行升级,充分发挥工业用PID调节器的运行操作简便、集成化程度高、体积尺寸小安装方便和价格上的优势。核心升级技术的具体内容如下:(1)PID调节器的模数转换(A/D)直接升级到24位,大幅提高采集精度。(2)PID调节器的数模转换(D/A)精度升级到16位,大幅提高控制输出精度。(3)采用双精度浮点运算提高计算精度,并将最小输出百分比降低到0.01%,充分发挥数模转换的16位精度。(4)保持传统工业PID调节器的标准尺寸,如96×96、96×48和48×96规格,而屏幕显示采用真彩色IPS TFT全视角液晶显示,数字全5位显示。(5)全新的PID调节器具有单通道VPC 2021-1和VPC 2021-2两种规格系列,可满足不同变量(如真空、压力、温度和电压等)的高精度调节和控制。升级前后的PID调节器如图1和图2所示。[align=center][color=#990000][img=01.升级前的双通道PID调节器,690,321]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209161611027835_9284_3221506_3.jpg!w690x321.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图1 升级前的双通道PID调节器[/color][/align][align=center][color=#990000][/color][/align][align=center][color=#990000][img=升级后的单通道PID调节器,500,388]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209161611255867_7954_3221506_3.jpg!w690x536.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2 升级后的单通道PID调节器[/color][/align]综上所述,解决方案通过对模数转换、数模转换、浮点运算精度和最小输出百分比的全面升级,可完美的实现防护热板法计量单元的电加热功率和温度的超高精度控制。同时,这种全新的超高精度工业用PID调节器也可能用于其他参数的精密控制,并具有很好的性价比。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]