[align=center][img=高海拔低气压模拟试验箱中高精度真空度程序控制解决方案,550,523]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/12/202312011543074519_5661_3221506_3.jpg!w690x657.jpg[/img][/align][b][size=16px][color=#333399]摘要：针对用户提出的低气压试验箱中的真空度精密可编程控制，以及0.001~1000Torr的宽域真空度控制范围，本文基于动态平衡法提出了切实可行的解决方案。解决方案采用了上游控制和下游控制两路独立高精度的PID程序控制回路，基于不同量程的高精度电容真空计，分别调节进气电动针阀和排气电动球阀，可实现各种低气压环境试验箱中高精度真空压力控制。此解决方案已在多个真空领域得到应用，并可以达到±1%的高精度控制。[/color][/size][/b][align=center][b][size=16px][color=#333399]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/size][/b][/align][b][size=18px][color=#333399]1. 项目背景[/color][/size][/b][size=16px] 低气压试验箱主要用于航空、航天、信息、电子等领域，确定仪器仪表、电工产品、材料、零部件、设备在低气压、高温、低温单项或同时作用下的环境适应性与可靠性试验，并或同时对试件通电进行电气性能参数的测量。低气压试验也是用设备模拟高空气压环境，用来确定元件、设备或其他产品在低气压条件下贮存、运输或使用的适应性。[/size][size=16px] 低气压试验具有很多测试标准可执行，如GB2423.27、IEC60068-2-39、B2423.42、GB2423.102、GB2423.26、IEC60068-2-41、GB2423.21、IEC60068-2-13和GJB 150.24A 等。在单纯的低气压实验中，这些标准都要求在试验中应达到1kPa的最低压力，其允许差未±5%或±0.1kPa（以大者为准），在84kPa等级时的允差为±2kPa。[/size][size=16px] 最近有客户在上述标准的基础上，对低气压控制提出了更苛刻的要求，具体为以下两点：[/size][size=16px] （1）压力变化范围（绝对压力）：100kPa→120Pa→1.05Pa→10Pa→1kPa→100kPa，即要求气压在1.05Pa至100kPa（标准大气压）之间可对腔室真空度进行任意点顺序控制和循环。[/size][size=16px] （2）压力变化率：不高于10kPa/min。持续时间：从10Pa到1000Pa变化过程时间不少于20min，最低大气压力（1.05Pa）持续时间不少于10min。[/size][size=16px] 将用户的上述要求绘制成随时间变化的真空度控制曲线，如图1所示。由此可见，要实现上述要求，真空压力的控制需要具有以下特征：[/size][align=center][size=16px][color=#000099][b][img=低气压程序控制曲线,500,313]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/12/202312011545371588_3376_3221506_3.jpg!w690x433.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#000099][b]图1 低气压环境试验中的真空度变化曲线[/b][/color][/size][/align][size=16px] （1）在1Pa~100kPa范围内可设置任意真空度点进行恒定控制和程序控制，程序控制可由低到高或由高至低，并具有多次循环控制功能。[/size][size=16px] （2）程序控制过程中需要真空度按照设定的不同的变化斜率进行精密控制。[/size][size=16px] 为了满足上述用户提出的高精度真空度程序控制要求，本文提出了如下解决方案。[/size][size=18px][color=#000099][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 首先，按照用户要求，解决方案拟达到的技术指标如下：[/size][size=16px] （1）真空度控制范围：1Pa~100kPa（绝对压力）。[/size][size=16px] （2）真空度控制精度：读数的±%。[/size][size=16px] （3）控制功能：PID自动控制，多个设定点变化速率可编程自动控制，并可多次循环运行。[/size][size=16px] 为了实现上述技术指标，本解决方案所设计的高精度真空度控制系统如图2所示。[/size][align=center][size=16px][color=#000099][b][img=低气压试验箱真空度程序控制系统结构示意图,690,331]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/12/202312011546112579_611_3221506_3.jpg!w690x331.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#000099][b]图2 低气压试验箱真空度程序控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 对于在1Pa~100kPa如此宽范围的低气压环境试验箱真空度控制，解决方案基于真空压力的动态平衡控制原理，即通过调节试验箱进气流量和排气流量达到某一平衡状态，从而快速实现不同真空度设定点和真空度变化速率的高精度控制。整个真空压力控制系统主要由不同量程的真空计、电动针阀、电动球阀、真空压力控制器、真空泵、上位计算机和各种阀门管件组成，所组成了两个独立的PID控制回路分别进行上游控制和下游控制，以此进项全真空度范围的控制覆盖。此低气压试验箱真空压力控制系统具有如下功能和特点：[/size][size=16px] （1）上游控制模式：所谓上游控制模式就是固定下游排气速率不变而调节控制上游进气流量的一种控制方式，这种控制方法常用于气压低于1kPa的低气压或高真空精密控制。如图2所示，上游控制回路由红色线段示意，此控制回路由10Torr真空计、电动针阀和可编程真空压力控制器组成。在上游控制模式具体运行过程中，控制器采集10Torr真空计信号并与设定值进行比较后，输出控制信号给电动针阀来调节进气流量。需要特别注意的是在上游模式运行过程中，下游真空压力控制器处于手动模式，即下游控制器的输出为一固定电压值，从而是电动球阀始终处于固定开度状态，使得排气流量在低气压或高真空度区间尽可能保持较大的抽速。另外，由于电容真空计对应的是线性电压输出信号，即对应于10Torr真空度电压输出值为10V，0.001Torr真空度是对应的电压输出为0.001V。由此可见在如此小的真空计输出电压信号下要保持较高的测量精度，则真空压力控制器需要配置24位AD、16位DA和0.01%最小输出百分比。[/size][size=16px] （2）下游控制模式：所谓下游控制模式就是固定上游进气速率不变而调节控制下游配齐流量的一种控制方式，这种控制方法常用于气压高宇1kPa的高气压或低真空精密控制。如图2所示，下游制回路由蓝色线段示意，此控制回路由1000Torr真空计、电动球阀和可编程真空压力控制器组成。在上游控制模式具体运行过程中，控制器采集10Torr真空计信号并与设定值进行比较后，输出控制信号给电动球阀调节排气流量。需要特别注意的是在下游模式运行过程中，上游真空压力控制器处于手动模式，即上游控制器的输出为一固定电压值，从而是电动针阀终处于固定开度状态，使得进气流量在高气压或低真空度区间尽可能保持恒速。另外，由于电容真空计对应的是线性电压输出信号，即对应于1000Torr真空度电压输出值为10V，10Torr真空度是对应的电压输出为0.01V。由此可见在如此小的真空计输出电压信号下要保持较高的测量精度，则真空压力控制器需要配置24位AD、16位DA和0.01%最小输出百分比。[/size][size=16px] （3）在图2所示的真空度控制系统中采用了两个真空压力控制器，此两个控制器都具有可编程程序控制功能以及设定程序的多次循环运行功能。另外，此真空压力控制器自带计算机软件和具有标准MODBUS通讯协议的RS485接口，通过上位计算机运行软件，就能快速实现整个控制过程的参数设置、远程控制和过程参数曲线的监视和存储。[/size][size=18px][color=#000099][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 本解决方案将彻底解决低气压试验箱真空度的宽量程和高精度控制问题，并具有以下特点：[/size][size=16px] （1）本解决方案具有很强的灵活性，目前本解决方案所控制的是0.001~760Torr真空度范围，如果低气压环境试验箱体积较大或体积较小，可以改变电动针阀和电动球阀的型号，以得到合适的进气流量和排气流量控制。[/size][size=16px] （2）解决方案中的真空压力控制器是一款通用性PID控制器，除了具有高精度真空压力控制功能之外，更换温度传感器和流量计后也可以用于温度和流量控制。[/size][size=16px][/size][align=center][size=13px][b][color=#000099]~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/b][/size][/align]
数字电视环境试验之低气压试验【低气压试验箱】方法如下： 要求：样品应在室温气压55kPa条件下通电5min，应无飞弧、放电等现象出现，恢复2h后，应符合SJ/T11326标准中5.2、5.4的规定。 试验设备：应符合GB/T2423.21中第4章的要求。 试验方法： 1、低气压试验箱内温度处于正常试验大气条件的温度范围内； 2、将无包装的样品按正常工作位置（电源开关置于接通位置，但电源插头不接入电网）放入低气压试验箱。然后将箱内气压降至55kPa（气压变化速度不应超过10kPa/min）； 3、样品接通电源，保持5min，样品应无飞弧、放电等现象出现； 4、将气压恢复到正常值（气候变化速率不应超过10kPa/min）； 5、恢复2h； 6、按SJ/T11326标准中5.2、5.3和5.4的规定进行检测。 注：摘自标准SJ/T11326-2006，适用于在海拔2000m以上的高原地区使用的产品。
资料来源：高低温低气压试验箱 一、货物名称： 高低温低气压试验箱（模拟高度试验机） 二、厂家名称：北京雅士林试验设备有限公司 三、高低温低气压试验箱（模拟高度试验机）4个试验程序： a：贮存/空运、程序 b：工作/机外挂飞、程序 c：快速减压和程序、程序 d：爆炸减压，根据有关文件的要求，确认试验程序或试验程序组合。 四、选择试验程序考虑的因素，所选择的程序应能代表装备预期暴露的严酷的低气压环境，选择试验程序时还应考虑： a、装备的技术状态； b、装备的工作要求； c、装备的用途； d、用于判断装备是否满足工作要求所需的数据； e、试验程序顺序。 五、高低温低气压试验箱（模拟高度试验机）各程序的差别： 程序1：贮存/空运：适用于在高海拔地区运输或贮存的装备，或在运输/贮存技术状态下空运的装备，根据低气压效应和寿命期环境剖面，来确定程序1是否适用。 程序2：工作/机外挂飞：适用于确定装备在低气压条件下的工作性能，程序1和程序2之前进行，若无低气压贮存、快速减压或爆炸减压的要求，程序2可单独进行。 程序3：快速减压:程序3适用于高频红外碳硫分析仪确定装备周围环境压力的快速降低是否会引起装备发生反应，伤害周围人员或损坏运输装置的平台，程序3可在贮存或工作试验之后进行。 程序4：爆炸减压：程序4除减压速率比程序3快外，其余均与程序3相同 六、高低温低气压试验箱操作步骤： 1. 将试验样品连接好导线后放入箱内。 2. 连接好抽气管道。 3. 关好箱门，并打开真空泵，开始抽气。 4. 当气压达到试验大气压时，关上抽气阀。 5. 让气压保持试验规定时间。 6. 打开进气阀门，让箱内气压回到正常值。 7. 打开箱门，取出试验样品。 更多阅读：高低温低气压试验箱满足标准下载
一、货物名称： 高低温低气压试验箱（模拟高度试验机） 二、厂家名称：北京雅士林试验设备有限公司 三、高低温低气压试验箱（模拟高度试验机）4个试验程序： a：贮存/空运、程序 b：工作/机外挂飞、程序 c：快速减压和程序、程序 d：爆炸减压，根据有关文件的要求，确认试验程序或试验程序组合。 四、选择试验程序考虑的因素，所选择的程序应能代表装备预期暴露的最严酷的低气压环境，选择试验程序时还应考虑： a、装备的技术状态； b、装备的工作要求； c、装备的用途； d、用于判断装备是否满足工作要求所需的数据； e、试验程序顺序。 五、高低温低气压试验箱（模拟高度试验机）各程序的差别： 程序1：贮存/空运：适用于在高海拔地区运输或贮存的装备，或在运输/贮存技术状态下空运的装备，根据低气压效应和寿命期环境剖面，来确定程序1是否适用。 程序2：工作/机外挂飞：适用于确定装备在低气压条件下的工作性能，程序1和程序2之前进行，若无低气压贮存、快速减压或爆炸减压的要求，程序2可单独进行。 程序3：快速减压:程序3适用于高频红外碳硫分析仪确定装备周围环境压力的快速降低是否会引起装备发生反应，伤害周围人员或损坏运输装置的平台，程序3可在贮存或工作试验之后进行。 程序4：爆炸减压：程序4除减压速率比程序3快外，其余均与程序3相同 六、高低温低气压试验箱操作步骤： 1. 将试验样品连接好导线后放入箱内。 2. 连接好抽气管道。 3. 关好箱门，并打开真空泵，开始抽气。 4. 当气压达到试验大气压时，关上抽气阀。 5. 让气压保持试验规定时间。 6. 打开进气阀门，让箱内气压回到正常值。 7. 打开箱门，取出试验样品。
在高低温实验中，降温是一个重要环节，是判断一台高低温低气压试验箱性能好坏重要参数，它包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器四大组成。压缩机是制冷系统心脏，它吸入低温低压其他，变成高温高压气体，通过冷凝成液体放出热量，再让风机带走热量，所以高低温实验箱下面是热风原因，然后通过节流到为低压液体，其次通过蒸发器称为低温低压气体最后回到压缩机；制冷剂在蒸发器中吸收热量完成气体化过程而吸收热量，达到制冷目的，完成高低温低气压试验箱降温过程。 在上面我们讲到高低温低气压试验箱如何降温的，下面我们就简单的了解一些高低温低气压试验箱的升温过程。 控制高低温低气压试验箱是否升温关键环节是加温装置。当控制器得到升温指令时会输出电压给继电器，大约3-12伏直流电加在固态继电器上面，它的交流端相当于导线接通，与此同时接触器也吸合，加热器两端有电压使其发热，通过循环风机带动把热量带到试验箱里。 因此温度就可以快速达到你设定的值；控制器通过加在固态继电器调节，我们在高低温低气压试验箱看屏幕上加热出力多少来调节发热量；这是在89度以上温度控制，在89度以下温度稳定如何控制呢？高低温低气压试验箱一边通过固态继电器发热出力多少；另一边通过压缩机制冷循环降温以达到动态平衡、温度恒定。
许多产品的试验报告及实地考察都反映出气压降低对产品性能有重要影响，气压降低对产品的直接影响主要是气压变化产生的压差作用。它对密封产品的外壳会产生一个压力，在这个压力作用下会使密封破坏，降低产品的可靠性。然而，气压降低的主要作用还在于因气压降低伴随着大气密度的降低，由此会使产品的性能受到很大的影响。对产品性能的影响主要有三方面。 1、散热产品的温升随大气压降低而增加 电工电子产品有相当一部分是发热产品，如电机、变压器、接触器、电阻器等。这些产品在使用中要消耗一部分电能变成为热能，这样产品会发热，温度升高。产品因发热而使温度升高，这温度升高部分称之为温升。散热产品的温升随大气压的降低而增加，随海拨高度的增加而增加。导致产品的性能下降或运行不稳定等现象出现。 2、低气压对密封产品的影响 低气压对密封产品的影响主要是由于大气压的变化形成压差。压差引起一个从高压指向低压的力。在该力作用下，使气体流动来达到平衡。而对于密封产品，其外壳将承受此力。此力可以使外壳变形、密封件破裂造成产品失效。 3、低气压对电性能的影响 海拨高度增加气压降低，对电工电子产品的电气性能也会产生影响。特别是以空气作为绝缘介质的设备，低气压对设备的影响更为显著。在正常大气条件下，空气可以是较好的绝缘介质，许多电气产品以空气为绝缘介质。这些产品用于高海拨地区或作为机载设备时，由于大气压降低，常常在电场较强的电极附近产生局部放电现象，称之为电晕。更严重的是，有时会发生空气间隙击穿。这意味着设备的正常工作状态被破坏。 高低温低气压试验箱是为电子工业、国防、航空航天及科研院所确定电子产品(包括元器件、材料设备、整机)在高低温低气压同时作用下,考核产品质量和可靠性的专用设备,同时可进行电气性能参数的测量以及贮运和使用的适应能力的多种试验。
低气压试验箱在很多行业中都是非常常见的试验设备，因为它能够快速鉴定出样品在低气压环境下使用的状态，从而确定是否合格或是继续改进。而这些年试验箱厂家数量也在不断增多，但是很多厂家出售的试验箱在质量和性能上主要还是模仿进口设备，但是对于核心资料不是特别了解，所以在质量和性能方面都稍微存在一些问题。 不过也有的厂家从最开始创立到现在就非常重视试验箱的质量和性能，所以他们一直坚持着试验箱的研发创新功能，而近期他们已经推出了最新的一款低气压试验箱。这款试验设备因为采用了精准的控制系统，所以试验结果要比现在大部分设备更加精准，而且因为控制系统在使用过程中能够精准的控制试验箱的运行状态，所以使用时间更长而且出现故障的频率更低。 现在低气压试验箱在很多行业中都有着非常重要的地位，在加上这款设备是一款确定样品质量、性能的设备，所以它本身的质量也一定要非常可靠，不然可能会导致设备无法完美的模拟出样品使用的环境，从而无法得到正确的试验结果，严重的还可能会给企业造成非常严重的损失。如果采购在挑选时不好确定试验箱的质量的话，那么最好是找技术人员帮忙参考或是多咨询一些生产厂家，然后根据各方面因素进行比较。
经过几十年的发展，目前国内高低温低气压试验箱行业发展逐步趋于成熟。针对海外市场，中国高低温低气压试验箱品牌应该从“内功”上下功夫，通过拉动内需来缓解对品牌的冲击。 高低温低气压试验箱企业间的竞争如今已经到了白热化程度，企业要求生存、求发展，就必须寻找到适合自身发展的路。在竞争愈演愈烈的销售市场中，企业为确保市场份额的不丢失，或进一步扩张，唯有通过创新手段来不断升级和丰富品牌内涵。高低温低气压试验箱行业同质化相对严重，从产品到销售到品牌，同一趋势日益显著。企业应顺应市场需求，加强品牌维护和创新。 总之，现在高低温低气压试验箱企业应该做的，就是从技术、设计、营销等方面不断去创新，从而增强自身品牌实力，提高在国内市场中的竞争力。只有这样，才能在国内高低温低气压试验箱行业刷足存在感，稳住那一席之地，从而为“走出去”解除后顾之忧。
低气压试验箱GB/T4937.2-2006《半导体器件 机械和气候试验方法 第2部分 低气压》本部分适用于半导体器件的低气压试验。本项试验的目的是测定元器件和材料避免电击穿失效的能力，而这种失效是由于气压减小时，空气和其他绝缘材料的绝缘强度减弱所造成的。本项试验仅适用于工作电压超过1000V的器件。 低气压试验箱GB/T4937.2-2006本项试验适用于所有的半导体器件。本试验仅适用于军事和空间领域。 本项低气压试验方法和IEC60068-2-13大体上一致，但鉴于半导体器件的特殊要求，使用本部分条款。
任何电器、机械类的设备在使用过程中都会有一些注意事项，而提醒大家不要随意操作，以避免影响试验箱的使用寿命，也避免试验箱在出现问题时对操作人员产生的伤害。而低气压试验箱同样也不例外，不过在使用过程中需要注意的地方基本在说明书上都会详细罗列出来，小编在这里再说一次只是为了避免大家在设备刚到厂，或是在更换操作人员时没有仔细充分的阅读说明书，导致使用过程中出现问题。 1、首先是低气压试验箱安装需要注意安装场所的环境，不能有急剧的温度变化以及大量灰尘，要保持地面水平、靠近电源，电源电压要稳定在380V，连接试验箱之后最好不要连接其他设备，不然出现断电容易影响试验结果。如果安装场所难以达到制定要求，可以通过安装空调、排风扇等进行改善。 2、如果试验需要用水，最好使用纯净水、蒸馏水、去离子水，这样可以确保试验结果的准确性，但是最好不要使用矿泉水或是自来水，因为这两种在长时间使用之后都容易导致设备结水垢，影响试验箱的使用寿命。 3、试验箱在进行试验的过程中，如果不是必要情况最好不要打开箱门，不然可能会因为箱门环境导致操作人员受伤。如果必须打开箱门最好先做好防护工作。 4、如果长时间不打算使用低气压试验箱，那么在停机之前一定要做好清洁工作，在停机期间一定要定期清洁和开机运行，这样才能保证再次开机使用时设备是处于完好状态。 这些并不是全部低气压试验箱需要注意的地方，如果大家想要了解更多最好是去仔细阅读设备的说明书，如果说明书丢失可以找设备生产厂家进行咨询。
低气压试验箱的一些名词解释。试验箱密封和箱体或者空间，其中某部分能满足规定的试验条件。实际温度稳定后，试验工作室内任意一点的温度。温度设定值，是用来试验控制装置设定的期望值。温度稳定，工作室内所有点的温度都达到了温度设定值的要求，并维持在一定的范围之内。温度波动度，温度稳定后，在一定的时间段内，工作室内的任意一点的最高温度和最低温度之差。温度梯度，温度梯度是指温度稳定后，在一个时间段内，工作空间内任意两点的温度平均值之间的差值。工作空间，值得是试验箱所能进行试验的最大容积。温度变化速率，在低气压试验箱工作空间中心测得的两个给定温度之间的转变率。极限温度，是指温度稳定后，工作室内所能达到的最高温度和最低温度。工作空间的温度偏差，指的是在温度稳定后，在任意的时间段内，低气压试验箱工作中心温度的平均值和工作室内其他点的温度平均值的差值。
高低温低气压试验箱对检验仪器的要求： 温度测量仪器：采用由铂电阻，热电偶传感器及二次仪表组成的温度测量系统应满足低气压条件下的测量要求，其测量结果的扩展不确定度（k=2）不大于被检温度允许偏差的1/3。 铂电阻传感器应符合IEC60751的等级A，热电偶传感器应符合GB/T16839.1。 传感器在空气中的50%响应时间应在10s-40s之间，温度测量系统的响应时间应不小于40s。 低气压测量仪器：采用的气压表（计），其测量结果的扩展不确定度（k=2）不大于被测气压允许偏差的1/3。 噪声测量仪器：带A计权网络的声级计，其测量结果的扩展不确定度（k=2）不大于1dB。 本文出自北京雅士林试验设备有限公司 转载请注明出处
求助:GB11159低压箱技术条件 GBGB 10590-89低温/低气压试验箱技术务件 GB 10591-89高温/低气压试验箱技术条件
近年来，高低温低气压试验箱行业的发展越来越成熟，客户的个性化需求也越来越多，不再局限于一方面，进而“定制化”热潮席卷而来，定制化产品的应运而生更好的迎合了他们的需求。当然，定制路线在实践过程中还存在诸多阻碍，多种因素影响着高低温低气压试验箱企业的“定制化”进程。企业只有通过学习更多的知识，才能有效的推进定制之路。 一方面，对于定制，厂家要了解定制的含义，何为定制？定制可分为：定制需求、需求定制，字相同可意义却大不相同，前者简单来说，就是我们厂家根据需要满足的所有标准提前做出来的产品，我们可根据客户咨询产品时所说的技术参数为客户找到相对应的产品，为客户明确所需产品，适用于绝大多数客户。后者则是其厂家通过跟客户的沟通、了解、初步构想、设计出效果图，征求意见，修改并确定方案，选材、加工等方面进行定制，绝大数按照客户的理想需求进行定制加工，真可谓是“量身打造”，其极具合理的应用和个性化受到客户的极力追捧也在情理之中。 另一方面，企业自身的实力尤为重要，不单高低温低气压试验箱企业资金实力，更多的是人员的管理方面，管理人员多为企业发展的大方向、大目标的确定和引导;设计人员需继续学习、开拓视野、深入了解客户，换位思考才能由针对性地设计客户理想的产品;销售和生产人员则要进一步提高自身对于产品的认知，这样才能更好地走好“定制化”之路，毕竟拥有足够的实力与知识才是长远的利益。
[font=&][size=16px][color=#333333]点击链接查看更多：[url]https://www.woyaoce.cn/service/info-39252.html[/url]服务背景[/color][/size][/font][font=&][color=#333333][/color][/font]高低温低气压试验主要是模拟高海拔低温低压的环境，适用于航空航天、电工电子等科研工业部门，用于(包括元器件、材料和仪器仪表)等在高低温低气压进行贮存运输可靠性试验,并可同时测试电气性能参数。试验的严苛程度取决于温度、气压和曝露持续时间。在高温-低气压环境条件下，空气电介质强度明显降低，电晕起始电压和击穿电压明显降低，增加了飞弧、表面放电或电晕放电的风险；同时降低了空气热传导能力，加剧了产品的过热；其次高温-低气压环境增加了流体和润滑油的挥发，从而增加了产品损坏和易燃气体燃爆的可能性；另外还加速了增塑剂和塑料的挥发和分解，从而加速了产品的老化。[font=&][size=16px][color=#333333]检测内容[/color][/size][/font][font=&][color=#333333][/color][/font]高空低气压试验，确定仪器仪表、电工产品、材料、零部件、设备在低气压、高温、低温单项或同时作用下的环境适应性与可靠性试验。
在当今品牌角逐的时代，国家靠品牌振兴，市场靠品牌整合，企业靠品牌生存。各个行业中品牌，是企业无形的资产。然而，由于品牌打造的周期较长，难度较大，不少中小型高低温低气压试验箱企业谈品牌色变。这几年，国内市场饱和，蛋糕越分越小，很多企业都高举“先生存，后发展”的旗号，这更让企业无暇顾及品牌的建设。 其实，品牌并不难建设，只需要企业树立品牌意识，坚持品质第一的原则，用好的产品打动客户，赢得客户的信任，从而建立稳固的客户关系，自然而然中品牌就建设起来了。同时，随着互联网的快速发展，如今品牌建设的渠道也变得多样起来，企业可以在高屋建瓴的全局视野下，把握机遇，加大投入，充分利用当下的互联网平台做好品牌的宣传工作，建设自身的品牌。 未来，在经济发展的推动下，龙头企业的技术优势与规模优势必将愈加凸显，因此，高低温低气压试验箱企业在寻找生存发展之路和品牌建设上，要在“先求稳再图发展”的基础上因“市”而动，根据市场变化不断调整自身的发展战略，寻找自身的“支点”，打造独特的竞争优势，以期在“乱世”之中稳步发展。
出现故障对任何一款试验设备来说都是难以避免的，低气压箱同样也不例外。不过在使用过程中并不会是所有的故障都需要厂家上门解决，有一些厂家并且不需要更换配件的故障就可以有操作人员直接上手处理，不过在处理之前一定要了解设备出现故障的原因以及相应的解决方法，不然可能会起到相反的效果，让试验箱出现更加严重的问题 通常情况低气压箱在压力方面都不会出现问题，但是在湿度方面可能会因为湿度传感器或是纱布原因无法正常使用。不过很多情况下设备湿度出现问题都是因为水槽中缺水而导致纱布干燥，不过还有一种情况是因为传感器上的纱布因为长时间使用，所以出现变黄变硬的情况。如果是第一种原因导致的，可能是水位控制控制器导致的，那么最好联系设备生产厂家。如果是因为纱布原因导致的，只需要更换新纱布或是清洗纱布便可，不过大家在更换纱布时最好注意纱布的材质以及安装之前清洗纱布。 如果低气压箱出现的故障和小编上述罗列的不同，可能就需要联系设备生产厂家上门维修，绝对不能在不了解的情况下擅自拆卸试验箱，不然很有可能造成更加严重的故障出现。还有就是在检查设备出现故障原因之前最好先切断电源，以避免出现无法挽回的伤害。如果是使用过程中遇到不了解的地方，最好不要自己摸索操作，一定要先咨询设备生产厂家。
[size=16px][color=#990000][b]摘要：为解决结构热试验和热真空试验中的低气压真空压力精密控制问题，本文基于动态平衡法和上下游控制模式，提供了相应的解决方案。解决方案中的低气压真空压力控制系统主要是采用电控针阀、电控球阀和双通道真空压力控制器组成上下游两个闭环控制回路，在低气压至超高真空的全量程范围内可彻底解决结构热试验和热真空试验中真空压力的自动控制问题，并可实现很高的控制精度和响应速度，同时还可提供低气压交变控制的强大功能。[/b][/color][/size][align=center][b][img=石英灯和石墨加热器结构热试验装置中的低气压控制解决方案,600,424]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307141120348400_988_3221506_3.jpg!w690x488.jpg[/img][/b][/align][size=16px][color=#990000][/color][/size][b]1. 问题的提出[/b][size=16px] 结构热试验或热真空试验是指通过地面模拟试验的方法，观察和研究航天飞行器单机(部件)、分系统结构和航天器整体在飞行气动加热、发动机燃气流加热、内部设备发热、真空低气压、太阳辐射等气氛环境、热环境和力学环境作用下，结构的承载能力及热学特性，试验过程中需要对温度、真空压力、热流密度、气动冲刷和振动等环境参数进行动态实时模拟。这些试验参数的模拟实现往往需要根据不同的环境参数范围选择不同的技术手段，对于温度、热流和冲刷烧蚀的模拟手段主要包括石英或石墨加热器、氧乙炔火焰、发动机火焰和风洞等。[/size][size=16px] 目前地面模拟试验应用最多的是石英灯和石墨加热器形式的结构热试验系统，典型的石英灯和石墨加热器热真空结构热试验系统如图1所示。目前这些试验设备在低气压控制方面还十分简陋，主要存在以下几方面的问题：[/size][align=center][size=16px][color=#990000][b][img=01.低气压环境下结构热试验系统结构示意图,600,486]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307141122067937_2159_3221506_3.jpg!w690x559.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#990000][b]图1 低气压环境下结构热试验系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] （1）大多地面模拟设备缺乏低气压准确控制技术手段，无法模拟不同高度下的准确气压值。[/size][size=16px] （2）对于空间环境的超高真空度的控制基本无能为力，基本都是仅靠采用真空机组进行粗略的量级级别的控制，无法进行精细调节和控制。[/size][size=16px] （3）对于热流和温度已经实现了不同气动加热过程的动态模拟，而对于气压环境的动态模拟，还基本无法实现。[/size][size=16px] （4）对于加热或冷却过程对环境气压和真空度的影响，还无法做到快速响应。[/size][size=16px] 针对上述存在的问题，本文将基于动态平衡控制技术提出快速和准确的低气压控制解决方案，以期此解决方案不仅可以应用到石英灯和石墨加热器形式的结构热试验系统，也可以在其他形式的结构热真空试验系统中得到使用。[/size][size=18px][color=#990000][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 针对结构热试验和热真空装置中的真空密闭形式的低气压环境试验舱，真空压力控制的基本原理是基于气体流量动态平衡法，即采用真空压力传感器、高速电动阀门和高精度PID控制器组成的闭环控制回路，使真空舱的进气流量和排气流量达到不同的动态平衡状态，从而快速控制真空压力达到设定值。基于动态平衡法的真空低气压控制系统结构如图2所示。[/size][align=center][size=16px][color=#990000][b][img=02.热结构试验低气压控制系统结构示意图,650,397]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307141122348598_5390_3221506_3.jpg!w690x422.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#990000][b]图2 热结构试验低气压控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 在图2所示的低气压控制系统中，真空计、电控针阀、高速电控阀门和真空压力控制器构成闭环控制系统，它们各自的功能和特点如下：[/size][size=16px] （1）根据真空压力范围选择相应的真空计，如对于高精度控制，可以在0.1~1000Torr低气压范围内选择薄膜电容真空计；对于在1×10[sup]-8[/sup]~1×10[sup]-4[/sup] Torr高真空范围的高精度测量，可选择热阴极真空计；对于1×10[sup]-4[/sup] ~760Torr 范围内全量程真空压力的15%左右精度的测量，可选择皮拉尼真空计等。无论是选择哪一种真空计，要求真空计最好的模拟量信号且信号大小最好与真空压力呈线性关系，以便于控制器转换和直观显示。[/size][size=16px] （2）解决方案中采用了具有真空型低漏率NCNV系列的电控针阀，此系列电控针阀响应速度快，具有1s以内的开合时间，并具有磁滞率滴、线性度和重复精度高的特点，采用0~10V模拟电压信号可直接对电控针阀进行快速驱动。电控针阀可与相应的气源连接，如空气、氮气、二氧化碳等高压气瓶，由此可充入不同气体来模拟不同的星际空间气氛环境。可根据试验舱容积大小来选择电控针阀的流量大小以便于实现快速控制。电控针阀可以直接用于低气压的准确控制，如果要进行超高真空度的控制，还需在电控针阀和气源之间增加一个微流量阀，降低进气流量。[/size][size=16px] （3）解决方案中采用了具有真空型低漏率LCV-DS系列的电控球阀，此系列电控球阀响应速度快，具有1s以内的开合时间，电控球阀选择较快的响应速度是为了应对热试验过程中的快速温度变化和大量的气体挥发。此电控球阀可采用0~10V模拟电压信号直接驱动，电控球阀的最大通经为20mm，对于较大空间尺寸的试验仓可安装并联多个电控球阀同步运行以便于快速控制。[/size][size=16px] （4）解决方案中的真空压力控制器选择了VPC2021系列超高精度PID控制器，此PID控制器具有24位AD、16位DA和0.01%最小输出百分比，可充分发挥真空计和电控阀门高精度和快速响应的优势。同时此系列PID控制器还具有独立双通道控制、PID自整定、RS485通讯接口、串行控制和计算机软件等高级功能，便于进行调试以及上位机通讯。另外，此真空压力控制器还提供远程设定点功能，可通过外接周期信号发生器实现低气压的自动交变控制。[/size][size=16px] 在解决方案的具体实施过程中，采用VPC2021-2型号的2通道真空压力控制器。控制器的第一通道作为下游排气控制通道，连接电容真空计和电控球阀，进行低气压10Torr~760Torr范围内的真空压力控制。控制器的第二通道作为上游进气控制通道，连接薄膜电容真空计（或其他真空计）和电控针阀，进行高真空1×10[sup]-8[/sup]Torr~760Torr范围内的控制。[/size][size=16px] 在真空压力控制过程中，具体操作还需要注意以下三点：[/size][size=16px] （1）在低气压下游控制模式时，第一通道设置为自动控制状态，第二通道设置为手动状态，即手动设置电控针阀为某一开度值并保持不变，通过第一通道电控球阀开度的自动调节实现低气压范围内的自动控制。[/size][size=16px] （2）在高真空上游控制模式时，第二通道设置为自动控制状态，第一通道设置为手动状态，即手动设置电控球阀为100%开度并保持不变，通过第二通道电控针阀开度的自动调节实现高真空范围内的自动控制。[/size][size=16px] （3）在低气压交变试验过程中，可将一个周期信号发生器连接到真空压力控制器，通过参数设置可将发生器的周期信号转换为周期变化的低气压设定值，控制器可根据此周期性设定值对真空压力进行自动控制，并形成相应的交变低气压。[/size][size=18px][color=#990000][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述，通过此解决方案所使用的电控针阀、电控球阀和真空压力控制器，结合动态平衡控制方法和上下游控制模式，可彻底解决结构热试验和热真空试验中真空压力的自动控制问题，并可实现很高的控制精度和响应速度，同时还可提供低气压交变控制的强大功能。[/size][align=center][b][color=#990000]~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/b][/align][size=16px][/size]
[align=center][size=16px] [img=真空热重分析仪多种气体低气压高精度控制解决方案,550,383]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/11/202311170921522574_4489_3221506_3.jpg!w690x481.jpg[/img][/size][/align][size=16px][color=#339999][b]摘要：针对目前国内外各种真空热重分析仪普遍不具备低压压力精密控制能力，无法进行不同真空气氛环境下材料热重分析的问题，并根据用户提出的热重分析仪真空度精密控制技术改造要求，本文提出了技术改造解决方案。解决方案基于动态平衡法采用了上游和下游控制方式，通过配备的多路进气混合装置、高精度电容真空计、电控针阀和双通道PID真空压力控制器，可实现热重分析仪在10Pa~100kPa范围内多种气体气氛下的真空度精密控制。[/b][/color][/size][align=center][size=16px][color=#339999][b]==========================[/b][/color][/size][/align][size=18px][color=#339999][b]1. 项目背景[/b][/color][/size][size=16px] 热重分析（Thermogravimetric Analysis，TG或TGA）是指在程序控制温度下测量待测样品的质量与温度变化关系的一种热分析技术，用来研究材料的热稳定性和组分。而真空热重分析（Vac-TGA）则是在普通热重分析中增加了真空变量，允许在低至1Pa的绝对压力条件下对样品进行分析，适用于在使用中需要减压条件的客户应用。真空热重分析技术用于解决在工作中遇到低气压的专业化检测分析，Vac-TGA还可以实现更准确地观察薄膜、复合材料、环氧树脂等材料的挥发物、降解和排气等情况。[/size][size=16px] 真空热重分析仪一般都配备真空密闭的炉体和精确控制保护气和吹扫气流量的气体质量流量控制器（MFC），为TG与FTIR或[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]GC-MS[/color][/url]等联用提供了便利。密闭系统的真空度最高可达1Pa（绝对压力），一般都包括两路吹扫气和一路保护气，由此可进行各种气氛环境下的热重分析，如惰性、氧化性、还原性、静态和动态气氛环境。[/size][size=16px] 目前常见的真空热重分析仪只能实现抽真空功能，普遍无法对密闭炉体内的气体压力进行准确控制，只有最先进的磁悬浮热重分析仪具有压力控制功能，但也仅适用于大于一个大气压的高压控制，其结构如图1所示，还是无法对低于一个大气压的低压环境进行调节控制，无法提供低压环境的模拟。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=国外磁悬浮热重分析仪气体流量和压力控制系统结构示意图,450,464]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/11/202311170923427525_9766_3221506_3.jpg!w690x712.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 国外磁悬浮热重分析仪气体流量和压力控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 由于现有真空热重分析仪无法提供低压环境的真空控制，客户希望能对现有V-TGA进行技术改造，增加真空度控制功能，以对高原地区低氧、低气压条件下的煤燃烧过程开展研究。[/size][size=16px] 为了彻底真空热重分析仪的真空压力精密控制问题，基于真空压力控制的动态平衡法，即通过自动调节热重分析仪的进气和排气流量，使内部气压快速达到动态平衡状态而恒定在设定真空度上，为热重分析仪提供可任意设定低气压值的精密控制，本文将提出以下技术改造实施方案。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 首先，根据客户要求以及今后真空热重分析仪的低压应用，本解决方案拟达到的指标如下：[/size][size=16px] （1）真空度控制范围：10Pa~100kPa（绝对压力）。[/size][size=16px] （2）真空度控制精度：±1%（读数）。[/size][size=16px] （3）气氛：真空、单一气体和多种气体混合。[/size][size=16px] 为达到上述技术指标，解决方案设计的热重分析仪真空压力控制系统结构如图2所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=真空热重分析仪低气压精密控制系统结构示意图,690,329]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/11/202311170924200752_5900_3221506_3.jpg!w690x329.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图2 真空热重分析仪低气压精密控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图2所示，为了实现10Pa~100kPa全量程内的真空度控制，控制系统的具体内容如下：[/size][size=16px] （1）配备了两只电容真空计，量程分别是10Torr和1000Torr，精度都为读数的±0.2%。[/size][size=16px] （2）采用了动态平衡法进行控制，其中在真空度10Pa~1kPa范围内采用上游（进气端）控制模式，而在1kPa~100kPa真空度范围内采用下游（排气端）控制模式。[/size][size=16px] （3）上游控制模式：上游控制模式是固定排气流量（真空泵全开，电动针阀2固定某一开度），通过自动调节电动针阀1开度来改变进气流量，使进气流量与排气流量达到动态平衡而实现某一真空度设定值的恒定控制。实施上游控制模式的闭环控制回路包括10Torr真空计1、电动针阀1和真空压力控制器的第一通道，如图2中的蓝色虚线所示。[/size][size=16px] （4）下游控制模式：下游控制模式是固定进气流量（电动针阀1固定某一开度），通过自动调节电动针阀2开度来改变排气流量，使进气流量与排气流量达到动态平衡而实现某一真空度设定值的恒定控制。实施下游控制模式的闭环控制回路包括1000Torr真空计2、电动针阀2和真空压力控制器的第二通道，如图2中的红色虚线所示。[/size][size=16px] （5）双通道真空压力控制器：所配备的VPC2021-2真空压力控制器具有两路独立的PID控制通道，与相应的真空计和电动针阀配合可组成上游和下游控制回路。在进行上游自动控制过程中，上游控制回路进行自动PID控制，而下游控制回路设置为手动控制并设定固定输出值以使得电控针阀2的开度固定。在进行下游自动控制过程中，下游控制回路进行自动PID控制，而上游控制回路设置为手动控制并设定固定输出值以使得电控针阀1的开度固定。[/size][size=16px] （6）电动针阀：所配备的NCNV系列电动针阀是一种步进电机驱动的高速针型阀，可在一秒时间内完成从关到开的高速线性变化，具有很好的线性度和重复性精度，具有极低的磁滞，可采用模拟信号（0-10V、4-20mA）和RS485进行控制，可对小流量气体流量进行精密调节。[/size][size=16px] （7）进气装置：图2所示的控制系统进气装置可实现多种气体的精密配比混合，每种气体的流量通过气体质量流量控制器进行调节和控制，多路气体在混气罐内进行混合，混合后的气体作为进入真空热重分析仪的进气。[/size][size=16px] （8）控制精度：由于整个控制系统采用了高精度的真空计、电动针阀和PID控制器，可实现全量程的真空度精密控制，考核试验结果证明控制可轻松达到±1%读数的高精度。[/size][size=16px] （9）控制软件：双通道真空压力控制器配备有计算机控制软件，通过控制器上的RS485通讯接口，计算机可远程操作真空压力控制器实现控制运行、参数设置和过程参数的采集、存储和曲线显示。[/size][b][size=18px][color=#339999]3. 总结[/color][/size][/b][size=16px] 本解决方案彻底解决了真空热重分析仪中存在的真空度精密控制问题，在满足用户所提的真空热重分析仪技术改造要求之外，本解决方案还具有以下优势和特点：[/size][size=16px] （1）本解决方案具有很强的实用性，并经过了试验考核和大量应用，按照解决方案可很快完成真空热重分析仪高精度真空压力控制系统的搭建和技术改造，无需对热重分析仪进行改动。[/size][size=16px] （2）本解决方案具有很强的适用性，通过改变其中的相关部件参数指标就可适用于不同范围和不同规格型号真空热重分析仪的真空压力控制，可满足各种真空热重分析仪的多种低气压控制需求。[/size][size=16px] （3）本解决方案可以通过增减高压气源来实现不同气体气氛环境的低压控制，也可进行多种气体混合后的低压控制，具有很大的灵活性。[/size][size=16px] （4）本解决方案还为后续的热重分析仪与其他热分析联用留有接口，如可以通过在排气端增加微小流量可变泄漏阀实现与质谱仪的联用。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][/b][/color][/size][/align][align=center][b][color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/b][/align][size=16px][/size]
因为不小心把氩气用到最低气压以下，致使仪器自动关机，重新打开后抽真空抽不上来，刚启动时有轻微异响，之后就没有了，但真空进度条还是没出来，是泵坏了吗？还是里面的部件坏了
[size=16px][color=#990000][b]摘要：针对现有低气压环境下沿面闪络测试中存在真空度无法精确控制所带来的一系列问题，特别是针对用户提出的对现有沿面闪络试验装置的真空控制系统进行技术改造要求，本文提出了相应的技改方案，技改方案采用基于动态平衡法的电动针阀和电动球阀上下游控制模式，并辅助上游微小进气流量的自动可变泄漏阀控制技术，可在超高真空至常压的全真空度范围内实现低气压环境的精密控制和准确模拟，可有效提高沿面闪络性能测试精度。[/b][/color][/size][align=center][size=16px][color=#990000][b]=====================[/b][/color][/size][/align][size=18px][color=#990000][b]1. 项目背景[/b][/color][/size][size=16px] 沿面闪络是指在绝缘材料与空气、真空等介质交界面处形成的贯穿性击穿放电现象。由于沿面闪络的放电电压远小于绝缘材料的击穿放电电压，因此沿面闪络成为空问环境中航天器表面静电放电的主要形式之一，对航天器安全有着严重的威胁，因此对其研究和测试十分重视。[/size][size=16px] 国内外在绝缘材料沿面闪络特性方面进行了广泛的研究，特别是针对航天器所处太空环境的复杂性，我国也建立了航天器表面带电模拟系统，并以航天器常用绝缘材料——聚酰亚胺为典型研究对象，研究低气压环境下聚酰亚胺以及其他新材料的沿面闪络特性，为航天器静电防护设计提供依据。但已建立的低气压环境沿面闪络试验装置存在无法高精度控制真空度的问题，由此会给沿面闪络测量带来较大误差，同时也会造成对解吸附气体、粗糙度、化学变化等影响因素的研究产生严重影响，更不利于新材料研发过程中的沿面闪络性能及其相关因素的准确评价。[/size][size=16px] 针对现有沿面闪络试验装置存在的问题，用户提出要对试验装置的真空控制系统进行技术改造。为此，本文根据用户的技术要求提出了技改方案，以在全真空度范围内实现低气压环境的准确模拟，有效提高沿面闪络性能测试精度。[/size][size=18px][color=#990000][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 基于现有低气压环境沿面闪络试验装置，解决方案拟达到如下技术指标：[/size][size=16px] （1）气压控制范围（绝对压力）：1×10[sup]-4[/sup]Pa~1×10[sup]5[/sup]Pa。[/size][size=16px] （2）1×10[sup]-1[/sup]Pa~1×10[sup]5[/sup]Pa范围控制精度：读数的±1%。[/size][size=16px] （3）1×10[sup]-4[/sup]Pa~1×10[sup]-1[/sup]Pa范围控制精度：读数的±20%。[/size][size=16px] （4）功能：在气压控制范围内可设置任一值进行自动恒定控制，控制装置带通讯接口可与上位机通讯。[/size][size=16px] 为了实现从低真空至超高真空的全量程真空度准确控制，解决方案将采用动态平衡法进行控制，其具体控制内容如下：[/size][size=16px] （1）对于1×10[sup]3[/sup]Pa~1×10[sup]5[/sup]Pa的低真空范围，采用下游控制模式，即固定真空腔体进气流量，通过调节下游排气流量来实现真空度的准确控制。[/size][size=16px] （2）对于1×10[sup]-4[/sup]Pa~1×10[sup]3[/sup]Pa的高真空范围，采用上游控制模式，即固定（或最大）真空腔体排气流量，通过调节上游进气流量来实现真空度的准确控制。[/size][size=16px] 依据上述控制方法设计的真空度控制系统如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#990000][b][img=沿面闪络试验装置真空度控制系统结构示意图,690,369]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/11/202311061723030230_8839_3221506_3.jpg!w690x369.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#990000][b]图1 沿面闪络试验装置真空度控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图1所示，整个真空度控制系统主要由以下三部分组成：[/size][size=16px] （1）下游排气流量调节装置：如图1右边所示，下游排气流量调节装置主要由低真空电容规、电动球阀、VPC2021-1系列单通道真空度控制器、干泵和分子泵组成。其中干泵用来提供低真空源，分子泵用来提供高真空源，低真空电容规真空度测量量程为1×10[sup]3[/sup]Pa~1×10[sup]5[/sup]Pa，电容规测量得到的真空度信号传输给真空度控制器，控制器将检测信号与设定值比较后再经PID计算输出控制信号驱动电动球阀的开度变化，由此来调节排气流量使沿面闪络测试装置真空腔体内的真空度快速恒定在设定值处。[/size][size=16px] （2）上游进气流量粗调装置：如图1左上角所示，上游进气流量粗调装置主要由高真空电容规、电动针阀、压力调节器、双通道真空度控制器和高压气源组成。高真空电容规真空度测量量程为1×10[sup]1[/sup]Pa~1×10[sup]3[/sup]Pa，电容规测量得到的真空度信号传输给真空度控制器，控制器将检测信号与设定值比较后再经PID计算输出控制信号驱动电动针阀的开度变化，由此来调节进气流量使沿面闪络测试装置真空腔体内的真空度快速恒定在设定值处。为了保证电动针阀进气口处的压力稳定且略高于一个大气压，在电动针阀的进气口处安装了一个压力调节器，以对高压气源进行降压和精密恒压控制，由此可有效保证高真空度控制精度。粗调装置采用了VPC2021-2系列双通道真空度控制器，其中第一通道用来连接高真空计和电动针阀组成闭环控制回路，第二通道则直接用来控制压力调节器。[/size][size=16px] （3）上游进气流量细调装置：如图1左下角所示，上游进气流量细调装置主要由用于超高真空测量的皮拉尼计或电离规、可变泄漏阀、VPC2021-1系列单通道真空度控制器和高压气源组成。皮拉尼计或电离规真空度测量量程为1×10[sup]-4[/sup]Pa~1×10[sup]1[/sup]Pa，电离规测量得到的真空度信号传输给真空度控制器，控制器将检测信号与设定值比较后再经PID计算输出控制信号驱动可变泄漏阀，由此来调节微小进气流量使沿面闪络测试装置真空腔体内的真空度快速恒定在设定值处。需要注意的是，在进气流量细调过程中，需要将粗调装置中的电动针阀关闭，使得粗调管路内无任何进气。[/size][size=16px] 在整个真空度量程范围的控制过程中，具体操作步骤需要注意以下内容：[/size][size=16px] （1）对于1×10[sup]3[/sup]Pa~1×10[sup]5[/sup]Pa的低真空范围，采用下游控制模式。在下游控制运行之前要关闭上游进气细调装置和开启上游进气粗调装置，并设置上游进气粗调装置为手动模式，使电动针阀的开度保持恒定，即使得进气流量保持恒定，然后再运行下游控制模式。[/size][size=16px] （2）对于1×10[sup]-4[/sup]Pa~1×10[sup]3[/sup]Pa的高真空范围，采用上游控制模式。在上游控制运行之前要设置下游进气粗调装置为手动模式，并使控制器输出值（OP）为100%，使电动球阀的开度保持全开状态，即使得排气流量为最大状态，然后再运行上游控制模式。[/size][size=18px][color=#990000][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述，本解决方案可以彻底解决低气压环境沿面闪络特性测试过程中的真空度控制问题，并具有很高的控制精度和自动控制能力。此外，本解决方案还具有以下特点：[/size][size=16px] （1）本解决方案具有很强的适用性和可拓展性，通过改变其中的相关部件参数指标就可适用于不同范围的真空压力，实现各级真空度的精密控制。[/size][size=16px] （2）本解决方案可以通过高压气源的改变来实现不同工作气体下的真空度控制，也可进行多种气体混合后的低气压环境控制，具有很大的灵活性。[/size][size=16px] （3）解决方案中的所有型号控制器都自带计算机软件，可直接通过计算机的屏幕操作进行整个控制系统的调试和运行，且控制过程中的各种过程参数变化曲线自动存储，这样就无需再进行任何的控制软件编写即可很快搭建起控制系统，极大方便了试验装置的搭建和测试研究。[/size][align=center][size=16px][color=#990000][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#990000][b]~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/color][/size][/align][size=16px][b][/b][/size]
[color=#990000]摘要：针对各种微纳卫星电热等离子体微推进器，以口袋火箭这种工作在0.1～10torr低气压范围内的微推进器为例，分析了不同工质气体和不同低气压对羽流特征所产生的影响，说明了低气压精确控制的重要性。关于推进器低气压精确控制这一技术问题，本文详细介绍了具体实施方法，进行了考核试验，试验结果证明低气压控制波动度可以达到±1%以内。最终本文对测试方法进行了优化，提出了更实用化的全量程低气压精确控制技术方案。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=18px][color=#990000] 一、问题的提出[/color][/size]近年来，随着微纳卫星（NanoSat）的快速发展，对小体积、轻质量、低成本和高效率的微推进器提出了迫切需求，由此需要开展推进器的等离子体羽流特征等物理性能的测试评价研究。等离子羽流特征会受到工质气体和环境气压的明显影响，以国外口袋火箭羽流性能测试为例分析低气压精确控制的必要性和重要性。口袋火箭（Pocket Rocket）作为一种微纳卫星应用中的典型代表，是一种电热式射频等离子体推进器，可实现μN～mN 量级的推力。口袋火箭因其体积小且采用电容性射频放电，可在小功率条件下获得高密度等离子体射流，且重量轻、成本低、推力小、比冲大，能以阵列形式工作，特别适合配备微纳卫星和长期提供动力。如图1所示，卧式真空仓为口袋火箭等离子体羽流特征的测试提供低气压环境。该真空仓是一个多功能低气压环境模拟试验腔体，可集成多种试验设备用于各种等离子推进器的性能测试评价。[align=center][color=#990000][img=低气压控制,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112300957211181_7104_3384_3.jpg!w690x517.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图1 WOMBAT推进器试验装置[/color][/align][align=left][/align][align=left]如图2所示，为了形成低气压环境，真空仓配备有分子泵、机械泵、电离真空计和电容压力计，真空仓能够达到0.93mPa 的基准真空度。测试中的气体工质通常采用氮气和氩气。[/align][align=right][/align][align=center][color=#990000][img=低气压控制,690,295]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112300957469237_3688_3384_3.jpg!w690x295.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2 WOMBAT推进器试验装置结构示意图[/color][/align]在射频电源功率和频率分别为20W和13.56MHz条件下，并在不同低气压下对口袋火箭的羽流特性进行了测试，图3是不同工质气体在不同气压下出射等离子体羽流的实验照片。其中图a为约1.5torr低压氩，图b为约4.0torr高压氩，图c为约1.0torr低压氮，图d为约7.0torr高压氮。从图中可以看出，在高气压下氮气和氩气的羽流均呈一定的锥角扩散，而低气压下均为准直射光束，但这些特征对于产生推力的影响尚不清楚，还需要进一步研究。[align=center][color=#990000][img=低气压控制,690,500]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112300957590245_7203_3384_3.jpg!w690x500.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图3 不同工质气体和不同气压下电热等离子体微推进器膨胀羽流的数字图像[/color][/align]综上所述，不同工质气体和不同低气压会对羽流特征产生明显影响，口袋火箭这种微推进器工作在0.1～10torr的低气压范围内，在此范围内测试评价羽流特性就需要对低气压进行精确控制。本文将针对低气压控制，详细介绍具体实施方法，并对实施方法进行试验考核，最终对实施方法进行优化，提出了低气压全量程的精确控制技术方案。[size=18px][color=#990000]二、低气压精确控制方法和试验考核[/color][/size]所谓低气压，一般是指低于1个标准大气压的绝对压力，范围为0.1~760torr，准确测量低气压目前普遍采用的是电容压力计，通常会采用10torr和1000torr两个不同量程的电容压力计来覆盖整个低气压范围的测量。通常，模拟试验装置真空仓需要通过进气和排气方式进行低气压控制，根据气流方向，一般将进气端定义为上游，真空泵排气端定义为下游。依据控制精度一般采用上游和下游两种控制模式，由此来实现不同量程（10torr和1000torr）的低气压准确控制。如图4所示，上游模式是维持上游压力和出气口流量，通过调节进气口流量控制仓室压力。[align=center][color=#990000][img=低气压控制,400,421]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112300958123451_6159_3384_3.jpg!w400x421.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图4 低气压上游控制模式[/color][/align]如图5所示，下游模式是维持上游压力和进气口流量，通过调节排气口流量控制仓室压力。[align=center][color=#990000][img=低气压控制,450,393]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112300958232096_7296_3384_3.jpg!w450x393.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图5 低气压下游控制模式[/color][/align]针对上述两种控制模式，分别采用1torr和1000torr两只电容压力计和24位高精度压力控制器进行了考核试验，试验装置如图6和图7所示。[align=center][color=#990000][img=低气压控制,690,464]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112300958322992_8227_3384_3.jpg!w690x464.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图6 低气压上游控制模式考核试验装置[/color][/align][align=center][color=#990000][/color][/align][align=center][color=#990000][img=低气压控制,690,426]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112300958424109_3718_3384_3.jpg!w690x426.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图7 低气压下游控制模式考核试验装置[/color][/align]在上游模式试验过程中，首先开启真空泵后使其全速抽气，然后在 68Pa 左右对控制器进行 PID参数自整定。自整定完成后，分别对 12、27、40、53、67、80、93 和 107Pa共8个设定点进行了控制，整个控制过程中的气压变化如图8所示。[align=center][color=#990000][img=低气压控制,600,363]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112300958580425_7569_3384_3.jpg!w690x418.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图8 上游模式低气压定点控制考核试验曲线[/color][/align]在下游模式试验过程中，首先开启真空泵后使其全速抽气，并将进气阀调节到微量进气的位置，然后在300torr左右对控制器进行PID参数自整定。自整定完成后，分别对 70、 200、 300、450 和 600Torr 共5个设定点进行了控制，整个控制过程中的气压变化如图9 所示。[align=center][color=#990000][img=低气压控制,600,357]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112300959162394_4124_3384_3.jpg!w690x411.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图9 下游模式低气压定点控制考核试验曲线[/color][/align]将上述不同低气压恒定点处的控制效果以波动率来表示，则得到图10和图11所示的整个范围内的波动率分布。从波动率分布图可以看出，在整个低气压的全量程范围内，波动率可以精确控制在±1%范围，在12Pa处出现的较大波动，是因为采用 68Pa处自整定获得的PID参数并不合理，需进行单独的PID参数自整定。[align=center][color=#990000][img=低气压控制,600,337]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112300959335886_7215_3384_3.jpg!w690x388.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图10 上游模式低气压定点控制考核试验曲线[/color][/align][align=center][color=#990000][/color][/align][align=center][color=#990000][img=低气压控制,600,371]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112300959557611_9052_3384_3.jpg!w690x427.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图11 下游模式低气压定点控制考核试验曲线[/color][/align][size=18px][color=#990000]三、全量程低气压精确控制实施方案[/color][/size]从上述气压精确控制方法可以看出，可以根据实际需要选择不同的控制模式，如10torr以下的低气压控制可以选择采用上游模式，10~1000torr范围的高气压控制可以选择采用下游模式。在大多低气压环境模拟试验设备中，特别是针对推进器性能测试需要，需要在整个低气压范围内能实现气压的精确控制，并能实现自动化，因此单独使用或切换上游和下游控制模式并不是最佳选择。为实现低气压全量程范围内的自动化精确控制，我们对上游和下游两种模式进行了集成，提出了双向控制模式的技术方案，整体方案布局如图12所示。[align=center][color=#990000][img=低气压控制,500,407]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112301000121162_7843_3384_3.jpg!w500x407.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图12 低气压全量程双向控制模式技术方案真空系统布局图[/color][/align]在低气压全量程控制过程中，需要采用两只不同测量范围的电容式真空计来进行全量程覆盖，也可以材料一直电容式真空计和一直电离式真空计覆盖更宽的低气压范围。在双向控制模式的技术方案中，对控制器和电动阀门提出了更高要求，主要体现在以下几个方面：（1）要求具有可同时连接两个真空传感器的能力，并可根据低气压测量值在两个真空传感器之间进行切换，实时准确的进行低气压测量和控制。（2）控制器需要具有很高的测量精度，如24位A/D采样精度，以适应不同真空计测量精度的要求，并充分发挥真空计的测量能力。（3）在双向控制模式中，还要求真空压力控制器具有正反向控制功能，即对上游电动针阀用反向控制，对下游电动球阀用反向控制。（4）在双向控制模式中，负责上下游气体流量调节的电动针阀和电动球阀需要交替工作，因此这些电动阀需要具有尽可能快的响应速度，真空仓室越小，气压惰性越小，响应速度要求越快，一般要求是阀门从全闭到全开的时间为2秒以内甚至更低。总之，通过采用上述双向模式的低气压控制方案，特别是采用了新型高性能真空压力控制器和高速电动阀门之后，可以实现低气压全量程的精确控制。[size=18px][color=#990000]四、参考文献[/color][/size][1] Corr C S, Boswell R W. Nonlinear instability dynamics in a high-density, high-beta plasma[J]. Physics of Plasmas, 2009, 16(2): 022308.[2] Greig A, Charles C, Boswell R. Plume characteristics of an electrothermal plasma microthruster[J]. IEEE Transactions on Plasma Science, 2014, 42(10): 2728-2729.[3] Petkovic M, Pollara R. Dual-purpose space simulation facility for plasma thruster and satellite testing[C]//28th Space Simulation Conference. 2014.[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
紫外老化试验箱的构造功用塑料涂料等材料老化的首要要素是气候和阳光辐射，对于许多出产制造商，产品的耐老化功用和耐光性是非常重要的，这两个要素直接抉择了厂家的产品运用寿数，所以查验产品老化功用的方法和设备就被广泛开发运用，其间衍生的两种试验方法：天然曝露查验和人工加速老化试验，由于天然曝露查验的局限性，如今运用最广泛的方法即是人工加速老化试验，进而研制的试验设备即是紫外老化试验箱和氙灯老化试验箱。紫外老化试验箱用来查验许多产品，这些产品对紫外线的长波段、可见光及红外线更为活络。通过设备的有关控制器来仿照光照、高温文湿润进行老化试验。可是紫外老化试验箱不能仿照全光谱太阳光。它的原理是，对于曝露在室外的经久耐用的材料，紫外线的短波段300~400 nm是致使老化损害的最首要要素，在紫外线的短波区域，即从365 nm到太阳光的最低波段，紫外老化试验箱能极好地仿照太阳光，可是，对于长一点的波长它将无能为力。北京恒泰丰科试验设备有限公司出产的紫外老化试验箱选用两种灯管进行试验，UVA-340和UVB类型灯管，UVA-340灯管对太阳光的紫外短波段仿照作用好，其光谱能量散布（SPD）在太阳光的截止点到大约360 nm范围内与太阳光谱吻合得非常好。UV-B型灯管在紫外老化试验箱中也被广泛运用。它们比UV-A型灯管致使更快的材料老化，但它比太阳光截止点更短的波长量或许会对许多材料发作不切实际的作用。所以我们通常主张客户选用UVA-340紫外线灯管（进口国产可供客户选择）进行老化试验。试验的方法依赖于试验需要，北京恒泰丰科提示客户选择设备时应当依据被测产品或材料、究竟的运用条件和预算来选择适宜的试验设备。附：紫外灯和荧光灯的区别紫外灯是运用低气压的汞蒸气发作254nm和185nm紫外线，可是外壳用的石英玻璃，并且玻壳上没有荧光粉，比方紫外灭菌灯管即是运用的紫外线直接灭菌，所以，它宣告的光线为紫外光，灭菌即是用254nm、185nm波长紫外线。还有即是我们的UVA-340灯管用于紫外老化试验箱试验的，即是选用的340nm波长紫外线作为加速老化的光源。它们发的光正本应当是看不见的紫外线，可是由于防护的要素，有些运用紫外线的作业仍是做成发蓝紫色光的产品，用于起警示和防护的作用。荧光灯即低压汞灯，如日光灯、节能灯等，它是运用低气压的汞蒸气在放电过程中辐射紫外线，低压汞蒸气首要发作254nm和185nm紫外线，从而使荧光粉宣告可见光的原理，因而它归于低气压弧光放电光源。从荧光灯的发光机制可见，荧光粉对荧光灯的质量起要害作用，日光灯、节能灯灯管选用的是通常玻璃，紫外线不能透出来，被荧光粉吸收后宣告可见光，它在灯管外的光线则为可见光，不是“紫外线”，之所以有时候叫“紫外荧光灯”，首要是由于是选用紫外线激起的要素。所以，它们两者都是运用的低气压的汞蒸气在放电过程中辐射紫外线，只是由于透过外壳的方法不一样致使用处也不一样。
请问做石墨炉时,氩气气瓶的最低气压是多少?今天我把气压调到最大,显示6Mpa.减压阀那个表也调到0.25Mpa.但仪器还是显示气压低.我个人认为是气压不够,因为用了很长时间了.但我不明白减压阀的表已经达到气压要求了,为什么还显示气压低?还有,气瓶的气压最少是多少才符合要求?
原文来源：经济型大型恒温恒湿试验箱选购妙招! 编辑：林频仪器 [b]大型恒温恒湿试验箱[/b]又名恒温恒湿试验机用于测试各种材料，耐热耐寒、耐干湿性能，那么我们该如何选购一款经济而又适用的试验设备呢? 我们首先要看客户所要使用的温度范围，要看客户要不要做低温试验，而低温范围又是多少，市场上的规则是温度越低价格越高的，林频建议客户一定要选择自己要用的温度点的，防止买了试验设备又不去做那个温度点浪费了钱。[align=center][img=大型恒温恒湿试验箱,690,690]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708240849_01_1037_3.jpg[/img][/align] 湿度的标准范围是20~98%，而不做湿度的则是高低温试验箱或是高低温交变试验箱。 其次就是内箱尺寸的选择了，首先根据自己做测试的产品大小来选择适合自己的内箱尺寸，再根据测试要求物品离各内箱要有1/10的间距，可以依据客户的要求来订做的。 上海林频专业从事环试设备的生产与制造，我们相信只有努力才会创造奇迹!欢迎客户来我司选购振动试验台、低气压试验设备、氙灯老化箱等林频主打设备!
[quote][color=#ff0000]摘要：针对星际空间气氛环境，介绍了地面模拟试验中的气氛、气压或真空度的精确模拟及控制技术，特别介绍了美国标准化技术研究所NIST和上海依阳实业有限公司在这方面所做的研究工作。[/color][/quote][align=center][img]http://p3.pstatp.com/large/5e830001f98c5d356c2a[/img][/align][align=center][color=#ff0000]美国NASA火星探测器[/color][/align][color=#ff0000][b]1. 前言[/b][/color] 航天飞行器和探测器在星际空间中会遇到各种气氛环境，有在深空中的高真空环境，也有在火星大气层中的低压二氧化碳气氛环境。飞行器和探测器中大量使用的防隔热材料在不同气氛和不同气压条件下都会呈现不同特性，因此在隔热材料选择时要准确了解相应气氛条件的材料性能。 防隔热材料经过多年的研究已经初步具备了比较成熟的各种模拟、测试和表征技术，但随着新型高效隔热材料技术的发展，特别是多种阻断传热技术的应用以及低气压使用环境，使得新型绝热材料及元件的热导率更低。如何准确测试评价这些隔热材料在1000℃以上高温和100Pa以上气压环境条件下的有效热导率就成为了目前国内外的一个技术难点。 由于新型高温隔热材料的传热形式是固体导热、气体导热和对流换热以及热辐射等多种形式的耦合传热，传热形式十分复杂，通过理论分析计算获得的有效热导率计算结果往往与实验结果存在很大的偏差，因此对于新型隔热材料的有效热导率测试主要还是依据实验测试结果。 纵观国内外对高温隔热材料有效热导率测试所采用的测试方法基本都集中在稳态热流计法，这主要是因为它是目前可以实现1000℃以上有效热导率测试的唯一成熟有效的技术。美国兰利研究中心1999年研制了一套变气氛压力高温有效热导率测试系统，测试中采用了薄膜热流计测试流经试样的热流密度，试样的冷面温度为室温，试样热面最高温度可达1800℉（约982℃），环境气压控制范围为0.0001～760Torr，正方形试样最大尺寸为边长8in（约203mm）。整个测量装置的有效热导率测量不确定度范围为5.5%~9.9%，在常压环境下对NIST标准参考材料测试的不确定度在5.5%以内。美国兰利研究中心的这篇研究报告给出了几种典型材料随温度和气压变化的有效热导率测试结果，证明了在不同气氛压强范围内对热导率的影响程度的不同。 通过美国兰利研究中心的研究工作从试验上证明了气压对材料热导率有明显的影响，气压（真空度）的控制误差是主要测量误差源，所以在材料热导率测试中要对气压进行准确控制。由此，这就在稳态热流计法热导率测试过程引入了两个控制变量，即除了达到温度恒定条件外，还需要达到气压压强的稳定。 因为温度和气压之间存在相互影响，一般情况下是气压随着温度升降而升降，同时气压下降使得被测试样热导率降低而延长了达到热平衡所需时间，这样就造成整个稳态法热导率测试过程中参数控制的复杂性。 由此可见，在稳态法热导率测量过程中，需要对气压控制的稳定性就行试验研究，摸清气压波动对温度恒定的影响，确定气压的恒定控制精度，并在可易实现的气压控制精度条件下尽可能的缩短气压对温度稳定周期的影响。 我们所研制的热流计法隔热材料高温热导率测试系统就是一个可在变温和变气压环境进行隔热材料热导率测试的设备，可以对温度和气压压强进行控制，因此针对气压对材料热导率测试的影响进行了研究。在气压波动性对材料热导率测试影响方面国内外几乎没有研究工作报道，在我们开展此工作的后期，美国NIST的Zarr等发表了一篇会议论文，文中介绍了NIST在开展直径500mm高温保护热板法热导率测试系统研制过程中所进行的一些气压对热导率影响方面的工作。 本文将对NIST和上海依阳实业有限公司的研究工作做一介绍，尽管两者研究工作的技术指标要求有很大不同，但通过这些研究可以获得很多的借鉴。另外，气压对热导率影响的试验研究，也可以作为其它热导率影响因素（如湿度）测试研究的技术借鉴。[color=#ff0000][b]2. 美国NIST在气压对材料热导率测试影响方面的研究工作2.1. 美国NIST护热板法热导率测试系统简介[/b][/color] 美国NIST多年来一直进行着护热板法热导率测试技术的研究工作，并研制了多套不同尺寸和不同测试温度的护热板法热导率测试系统。最近的研究工作是研制变温变气压环境下试样直径500mm的护热板法高温热导率测试系统，测试系统已经研制完成，如图 2‑ 1所示，正开展一系列的设备考核和试样测试评价工作。 在图 2‑ 1所示的NIST试样直径500mm的护热板法高温热导率测试系统中，热板（1）和冷板（2）由一个圆筒状护热装置（3）包裹，这些部件都悬挂在一个悬臂支撑结构（A）上，整个热导率测量装置放置在一个气氛压强可控的真空试验腔内，真空试验腔体包括一个直立式焊接基座（C）和放置在滚轮支撑架上的一个卧式圆筒腔体（B），（D）为扩散泵，整个测试系统的试验温度范围为280K~340K，真空试验腔的气压控制范围为4Pa至100.4kPa（1个大气压）。NIST研制此设备的目的主要是用于对低热导率标准参考材料进行校准测试。[align=center][img]http://p1.pstatp.com/large/5e7b0003ebf23bc410b6[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 2‑ 1 美国NIST 500mm保护热板法热导率测试系统[/color][/align][b][color=#ff0000]2.2. 气压控制系统[/color][/b] 图 2‑ 2所示的热导率测量装置气压控制系统包含的主要部件有：（a）干燥空气净化发生器（供气系统）；（b）真空腔；（c）三个独立可控真空泵系统（11油扩散泵、13机械泵和15隔膜泵）。每个真空泵都由独立的计算机串口控制。[align=center][color=#ff0000][img]http://p3.pstatp.com/large/5e7c00038563ce740831[/img][/color][/align][align=center][color=#ff0000]图 2‑ 2 NIST 测试试样直径500mm护热板法热导率测量装置气压控制结构示意图[/color][/align] 真空系统中采用了三个机械泵来覆盖不同的气压压强范围。在NIST的这套测量装置中，并没有使用到用于超低气压控制的第三级泵（扩散泵）。根据气压范围，真空腔内的气压测量采用了3个薄膜电容规（CDGs）。这些电容薄膜规的三个基本量程为：133kPa（1000torr）、1.33kPa（10torr）和0.0133kPa（0.1torr）。 （1）中等气压：指3.3kPa~107kPa（25torr ~ 800torr）气压范围，可通过采用一个可变速隔膜泵和一个专用控制器将真空腔内的气压控制在此气压范围内。使用隔膜泵将不会使用到气源。 （2）低气压：指0.004kPa~3.3kPa（0.03torr ~ 25torr）气压范围，可通过采用一个机械泵（叶片旋转泵）和一个专用PID控制蝶阀以下游控制形式将真空腔内的气压控制在此气压范围内。 （3）超低气压：指低于0.004kPa（0.03torr）的气压范围，可通过采用一个扩散泵/初级泵系统和一个专用PID控制插板阀以下游控制形式将真空腔内的气压控制在此气压范围内。[b][color=#ff0000]2.3. 控制稳定性[/color][/b] 整个热导率测试系统的控制稳定性是通过图形分析量热计板温度响应来进行考察。图 2‑ 3和图 2‑ 4分别绘出了量热计板温度和真空腔气压随时间的变化曲线，其中左边Y轴为温度坐标轴，右边Y轴为气压坐标轴，X轴表示经历时间（以小时计），图 2‑ 3和图 2‑ 4所示的图中选定了相同的X时间轴（50h）以便于观察对比，量热计温度和真空腔气压的数据采集间隔时间为60s。 量热计板的温度测量采用扩展不确定度（k=2）为0.001K的长杆标准铂电阻温度计（SPRT），真空腔气压测量采用133kPa或1.33kPa量程的薄膜电容规。铂电阻温度计和薄膜电容规以及相应的数据采集系统都分别经过了NIST温度和气压计量部门的校准。 图 2‑ 3显示了从初始温度305.15K（前一个试验温度）到当前控制温度320.15K整个过程中温度随时间的变化过程和稳定性。从图 2‑ 3中可以看出，约在4小时处，在经历一个约0.9K的轻微过冲和近10小时的单调降温过程后，在经历了总共约15个小时后量热计温度达到稳定。在量热计温度稳定测量阶段，即从第24小时到第28小时期间，量热计温度的波动范围为320.1474K~320.1524K，波幅为0.005K，此期间的温度平均值为320.1497K。[align=center][img]http://p3.pstatp.com/large/5e7a00041fc5400d3f33[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 2‑ 3 未进行压强控制情况下，量热计板温度从305.15K控制到320.15K时的温度响应曲线[/color][/align] 在图 2‑ 3中所显示的真空腔气压是未经控制的环境大气气压，从图中可以看出气压有很小的变化。在量热计温度达到稳定测量阶段后，真空腔内的气压平均值为99.53kPa，气压波动范围为99.46kPa~99.58kPa，波幅为0.12kPa。 图 2‑ 4显示了当真空腔气压从前一试验气压突然降低到低气压后整个的量热计温度相应过程和控制稳定性，图中所示的量热计温度控制设定点未发生改变一致控制在320.15K。在开始测试的初期，真空腔气压被抽取到一个固定值0.013kPa，用时15分钟。[align=center][img]http://p1.pstatp.com/large/5e810001cbb901cbaf64[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 2‑ 4 在控制温度为320.15K，气压从0.035kPa控制到0.013kPa过程中温度响应曲线[/color][/align] 需要注意的是在6小时处的气压有一个扰动，但这个气压扰动对量热计温度的影响很小。另外还需要注意的是图 2‑ 4的左边Y坐标轴，与图 2‑ 3相比，图 2‑ 4中放大了温度差，由此可以更清晰的观察量热计温度的变化。 随着气压的突然降低，由于空气导热的减小，通过被测试样的热流量也随之降低，由此造成量热计温度逐渐升高并约在4小时后达到最高点320.8K，这与图 2‑ 3中的温度过冲相似。随后，量热计温度在一个约为22小时的时段内发生了围绕设定点320.15K附近的收敛式振荡，这种振荡现象有些令人惊讶。在43小时到47小时时间段内达到了热平衡，这比图 2‑ 3中所达到的热平衡时间段晚了近20小时。在稳态测量时间范围内，量热计温度的波动范围为320.1476K~320.154K，波幅为0.006K，此期间的温度平均值为320.1506K。[b][color=#ff0000]3. 上海依阳公司对材料热导率测试中实现气氛和气压精确控制[/color][/b] 依阳公司的热导率测试系统采用的是稳态热流计法，试样的热面温度最高为1000℃，试样的冷面温度最低为20℃，气压控制范围为6Pa至100.4kPa（1个大气压）。依阳公司的热流计法热导率测试系统主要应用于防隔热材料在高温和高空环境下的等效热导率测试评价。 在各种稳态法热导率测试设备中会经常用到冷却液冷却的冷板，如果冷板温度低于环境温度，且环境湿度比较大，则会在冷板上形成冷凝水，这将会严重的影响热导率的测量。因此，对于稳态法热导率测量装置来说，不论是不是需要进行气氛压力控制，试验环境中必须是干燥气体则是一个必要试验条件。[b][color=#ff0000]3.1. 气压控制系统[/color][/b] 在依阳公司的热流计法热导率测试系统的气压控制系统中，气压控制系统的整体设计思路与NIST的完全相同，但还是有以下三方面的微小区别：[quote] （1）气压控制范围为6Pa至100.4kPa（1个大气压），所以采用了INFICON公司的两个薄膜电容规气压传感器来覆盖这个气压范围，一个覆盖0.133~133.3Pa，另一个覆盖133.3Pa~133.3kPa。而不是像NIST那样采用了三个气压传感器。 （2）这两个传感器连接到一个INFICON VCC500真空控制器上控制一个数字真空阀INFICON VDE016，数字真空阀与干燥气体系统连接，根据不同的要求自动选择传感器进行气压的定点控制。而不是像NIST那样采用多路控制器进行控制。由于INFICON VCC500真空控制器在定点精确控制上有明显不足，气压控制波动较大，后改用自行研制的气压控制器。 （3）抽气系统仅仅采用了一个机械泵，真空腔体的极限真空度可以达到6Pa，并没有像NIST那样采用了隔膜泵和机械泵。[/quote][color=#ff0000][b]3.2. 气压控制3.2.1. 极限真空时的真空试验腔体的漏率[/b][/color] 真空腔空载情况下开启机械泵，约15分钟后真空腔体内的气压从大气常压降低到6Pa左右后将不再改变。达到极限气压后，此时关闭抽气管路并关闭机械泵，使得真空腔体处于自然状态，同时用数字真空计系统检测真空腔体内真空度的变化情况，由此来确定和考核真空腔体的漏率，检测结果如图 3‑ 1所示。[align=center][img]http://p1.pstatp.com/large/5e7d0002c895b6405a60[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 3‑ 1 停止抽气后真空腔体内的气压变化[/color][/align] 从图 3‑ 1所示的测试结果可以看出，关闭抽气管路后腔体内的气压基本按照线性规律缓慢上升，上升的速度为2.28Pa/h，经过14小时后腔体内的气压从6Pa左右上升到了38Pa左右，整个真空腔体的漏率为0.59m^3Pa/h。[b][color=#ff0000]3.2.2. 真空腔气压控制[/color][/b] 因为采用了两个薄膜电容规气压传感器来覆盖整个气压范围，一个覆盖0.133~133.3Pa，另一个覆盖133.3Pa~133.3kPa，所以针对不同的气压范围进行了相应的控制试验。但在实际压强控制过中发现，INFICON压强控制器的控制效果并不好，气压的波动性较大，因此最终我们采用了自行研制的压强控制系统来进行控制。[color=#ff0000]3.2.2.1.低气压压强控制试验[/color] （1）采用英富康真空控制系统进行低气压压强控制 所谓低气压是指真空腔内的真空度小于133Pa以下的气氛环境，133Pa也是其中一个电容薄膜真空计的最大真空度测量量程。整个低气压压强控制变化过程如图 3‑ 2所示。 试验开始阶段，首先全速抽真空，使得真空腔内的气压快速降低到15Pa左右，然后改变压强设定点为20Pa，控制参数设置为98，此时气压开始在20Pa上下大幅波动，后改变控制参数为1，气压开始逐渐收敛并恒定到20Pa左右。 为了检验加载氮气后对气压控制的影响，当真空腔内气压控制到20Pa后在控制阀的进气口处加载输出的氮气，由于加载的氮气会产生带有一定的压力，减压阀门调整最小刻度，加载后真空腔内的气压在20Pa上下波动较大，无论如何改变控制参数也很难控制稳定。 去除掉加载的氮气后，从新进行恒定气压控制，气压设定点分别为20Pa和10Pa，从图 3‑ 2中的控制曲线可以看出，真空腔内的气压在20Pa上下0.5Pa范围内波动，波动性较小，波动性基本在±2.5%以内。 通过以上试验可以说明为了达到很好的低气压控制的稳定性，加载的氮气压力越低越好。[align=center][img]http://p3.pstatp.com/large/5e7d0002c9e04033cafe[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 3‑ 2 低气压（100Pa以下）控压试验曲线[/color][/align] （2）采用自制真空控制系统进行低气压压强控制 采用自制的真空控制系统进行了初步的气压压强控制试验以后，专门针对低气压（采用1Torr真空计）并接通氮气供气系统进行了进一步考核试验。由于真空腔体的最低气压只能达到0.1Torr左右，所以设计了0.1Torr、0.3Torr、0.6Torr 和0.9Torr 四个气压控制点，整个气压控制过程如图 3-3 所示。[align=center][img]http://p3.pstatp.com/large/5e830001d23bbdd38b1d[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 3‑ 3 压缩氮气接通后的低气压恒定控制曲线[/color][/align] 所从图 3‑ 3所示的气压控制过程可以看出，气压从低点向高点进行恒定控制时，每次向上改变设定点时，都会由于充气使得气压产生超出量程范围的突变，然后再逐渐下降恒定在设定点上。这种现象的产生是由于导入的氮气为带有一定流量和压力的氮气，这个压力容易产生过量的氮气气体导入。 当气压恒定在0.9Torr后，逐渐向下设定气压控制点，气压向下恒定控制变化曲线如图 3‑ 3所示。[color=#ff0000]3.2.2.2.高气压压强控制试验[/color] （1）采用英富康真空控制系统进行高气压压强控制 采用了全开式真空泵抽取外加控制阀控制气压方式，控制阀外接大气，气压控制设定点分别为500Pa和300Pa，整个控制过程的气压变化曲线如图 3-4 所示。[align=center][img]http://p3.pstatp.com/large/5e7b0003f7a4c50b7695[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 3-4 高气压压强控制试验曲线[/color][/align] 从以上高气压控制试验可以看出，采用富士康的VCC 500 真空度的控制是台阶式的变化，而且并不一定能恒定在设定点上，实际恒定点与设定点有一定的偏差，但恒定点的气压很稳定。这种现象需要在实际使用过程中注意。 （2）采用自制真空控制系统首次进行各种气压压强控制试验 采用自制的压强控制器来控制气压变化，首先在控制器上设定5.5Torr进行了PID参数的自整定，自整定完成后分别对设定了17Torr、50Torr、500Torr和100设定点进行控制，整个控制过程中气压随时间变化曲线如图 3‑ 5所示，图 3‑ 6为局部放大后便于观察的变化曲线。 对整个控制过程数据进行分析后得到的结论是：在所有的气压控制点上，气压波动性都小于1%以下。[align=center][img]http://p1.pstatp.com/large/5e7b0003f8579daea883[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 3‑ 5 控制全过程中气压变化曲线[/color][/align][align=center][img]http://p3.pstatp.com/large/5e7a000429b4c4c92e0d[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 3‑ 6 控制过程中部分气压变化曲线（纵坐标缩小后）[/color][/align][b][color=#ff0000]3.2.3. 热流计法高温热导率测试[/color][/b] 为了研究气压波动性对热导率测试的影响，我们在热流计法热导率测试系统上进行了相应的考核试验。被测试样选用耐高温隔热材料，试样热面温度控制在1000℃，水冷板温度控制在20℃，真空腔内的气压控制在50Pa。试验过程中的各个测试参数的响应曲线如图 3‑ 7和图 3‑ 8所示。[align=center][img]http://p3.pstatp.com/large/5e7b0003fc058a0d2773[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 3‑ 7 试样热面和冷面温度响应曲线[/color][/align] 在试验的前4小时，试样热面温度处于恒定控制的初期还没有稳定，而腔体内部气压也没有处于稳定状态，在4.5小时时做了一次控制参数整定后，腔体内部气压很快进入恒定阶段，气压长时间的在50±0.5Pa区间内波动，波动率为±1%。 在控制参数整定过程中，气压波动剧烈，对冷面温度和热流密度的影响严重，从曲线中可以看到有明显的尖峰，但对试样热面温度影响并不大。[align=center][img]http://p3.pstatp.com/large/5e7d0002d4759aee6365[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 3‑ 8 试样厚度方向热流密度和腔体气压响应曲线[/color][/align] 在测试过程进入19个小时后，气压在50Pa处保持±1%的波动，冷面温度和热流密度达到了稳定，这时试样的热面温度为1000.2℃，波动率小于±0.1%；冷面温度为88.9℃，波动率小于±0.5%；热流密度为7928.3W/m^2，波动率小于±0.8%，计算获得的试样有效热导率为0.2611W/mK。[b][color=#ff0000]4. 结论[/color][/b] 通过以上试验可以得出以下结果： （1）两个结构的气压控制研究和试验证明，气氛压强对材料的热导率性能会产生明显的影响。 （2）在变温和变真空测试过程中，优先控制的是热面温度，正确的操作顺序是先在超过100Pa以上的气氛下将热面温度控制恒定在设定温度上，然后再进行不同气压设定点下的测量。因为气压可以很快的达到平衡，如果在热面温度还未恒定前先恒定了气压，则热面温度的恒定会需要很长时间。 （3）将气压波动控制在±1%，气压的波动将对材料的热导率影响不大，而且气压控制也不需要昂贵的控制设备。[b][color=#ff0000]5. 参考文献[/color][/b] （1） Kamran Daryabeigi. Effective Thermal Conductivity of High Temperature Insulations for Reusable Launch Vehicles. NASA/TM-1999-208972, 1999 （2）R. R. Zarr and W. C. Thomas, Initial Measurement Results of the NIST 500mm Guarded Hot Plate Apparatus Under Automated Temperature and Pressure Control. 31st International Thermal Conductivity Conference & 19th International Thermal Expansion Symposium, Proceedings: Thermal Conductivity 31/ Thermal Expansion 19, pp. 195 - 204[img=,640,20]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802011921102118_2230_3384_3.gif!w640x20.jpg[/img]
低温恒温恒湿试验箱的主要组成部分就是压缩机，决定压缩机性能好坏与否的参数就是排气压力与吸入压力，今天我们主要来讲解一下如何判断低温恒温恒湿试验箱压缩机排气压力是否正确。 压缩机的排气压力是指最终排出压缩机的空气压力，它在末级工作腔的排气口处测出，单位为Pa或MPa。在某些场合，排气压力又称为“背压力”。 在这里要说明一点的是，压缩机实际运行的排气压力并非为定值，其高低与用气管网压力有关。而管网压力则取决于在该压力下进入管网的气量与同一时间里用户所消耗的气量是否平衡，若两者平衡则压力稳定；若两者不平衡压力就要发生改变；当进气量大于消耗量时，管网中压力升高，在达到新的平衡时，压力就在较高值下得到稳定；当用户耗气量大于进气量时，管网压力降低。 在动力系统中，如低温恒温恒湿试验箱压缩机达不到预定的压力，其原因往往是压缩机排出的容积流量不足，或系统耗气量过大引起的。
[size=16px][color=#339999][b]摘要：氮化硅薄膜窗口广泛应用于同步辐射光源中的扫描透射软X射线显微镜和原位透射电镜，但氮化硅薄膜只有几百纳米的厚度，很容易因真空抽取初期的快速压差变化造成破裂。为此，本文提出了线性缓变压力控制解决方案，即控制安装有氮化硅薄膜窗口的真空腔内的气压，按照固定的速度进行缓慢减压，从而实现氮化硅薄膜窗口的防止。同时本解决方案对以往的高精度控制方案进行了简化，简化为只用一只皮拉尼真空计和只控制电动球阀。[/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] 氮化硅（Si3N4）薄膜作为一种无机非金属材料，具有高强度、高硬度、高耐热性、高耐腐性和低热膨胀系数等特点，这种薄膜是扫描透射软X射线显微成像技术（STXM）应用中十分理想的生物样品支持膜，利用同步辐射光源中的STXM技术可以对自然状态下的生物样品进行亚微米级的空间与化学分析。氮化硅薄膜还可作为真空窗口，隔开高真空的软X射线部分与大气压，用于生物活细胞研究，也可作为同步辐射光束线中的污染阻挡层。另外，这种氮化硅薄膜还可以作为液体芯片上的观察窗口可以实现高分辨率的原位透射电镜（TEM）的液体观测。[/size][size=16px] 在上述的这些氮化硅薄膜窗口的应用中，普遍需要高真空环境，需要通过氮化硅薄膜将高真空和大气压隔开。氮化硅薄膜一般很薄，最厚也只有500nm，这使得氮化硅薄膜窗口非常脆弱，在正常抽真空时很容易因为窗口两侧快速形成的压差而造成破裂。为此要求在抽真空的初期，也就是在低气压（低真空）阶段要进行慢速抽气，即控制腔室中的压力降低速度，此时这个真空度的典型变化曲线如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=01.真空腔体内的真空度随时间变化曲线,690,269]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307141719028289_1096_3221506_3.jpg!w690x269.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 设备腔体内的真空度随时间变化曲线[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图1a所示，通常使用每秒几豪巴的抽速就可以保证氮化硅薄膜安全运行，并允许在大约10分钟内达到大约1豪巴，并在大约 15分钟内达到10–2毫巴范围。在此压力下，再开启涡轮泵可以安全启动并在几分钟内进入10–6豪巴的设备高真空工作范围。为了更直观的描述抽真空初期慢速的线性减压，如图1b所示所示用了线性坐标来描述，其中真空度是按照线性进行控制和变化。[/size][size=16px] 为了实现上述低气压阶段的线性减压，本文提出了如下的低气压线性控制解决方案，由此可防止氮化硅薄膜窗口的破裂。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 针对将真空腔体从大气压1000mBar线性慢速降到1mBar的低气压控制，本文提出解决方案的真空度控制系统结构如图2所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=02.低气压线性变化控制系统结构示意图,550,291]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307141720026347_5596_3221506_3.jpg!w690x366.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图2 低气压线性变化控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 在解决方案中采用了由真空计、电动阀门和控制器组成的闭环控制回路，其中低漏率的电控针阀和电控球阀分别用于调节进气和排气流量。[/size][size=16px] 真空压力控制器具有可编程功能的程序控制器，用于采集真空计信号和驱动电控阀门对腔体内的真空度进行控制，使真空度按照设定斜率进行变化。[/size][size=16px] 由于控制系统的主要功能是控制真空度按照线性变化，并不要求有很高的控制精度，由此对控制系统中的相关部件做了以下几方面的简化：[/size][size=16px] （1）由于控制量程是从一个1000mBar大气压线性降到1mBar，如果不考虑测控精度，真空计可以直接采用量程宽泛的皮拉尼真空计，无需采用高精度但量程较窄的电容真空计。由此仅需一只皮拉尼真空计就可覆盖整个所需的真空度范围，而用电容真空计则需要两只才能覆盖量程。[/size][size=16px] （2）对于高精度的真空度控制，除了需要采用不同量程的高精度电容真空计之外，还需在不同量程范围内分别调节排气流量和进气流量。如果不考虑控制精度，真空度的线性控制可以仅通过固定进气流量和调节排气流量的方式来实现，由此电控针阀可以用手动针阀来代替，能固定针阀开度保持进气流量恒定即可，这样可以减少一路控制回路并降低成本。[/size][size=16px][color=#339999][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述，通过此解决方案所使用的真空计、电控针阀（手动针阀）、电控球阀和真空压力程序控制器，可很方便的控制低气压范围内的真空度线性变化，从而可有效保证氮化硅薄膜窗口不被损坏。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][/b][/color][/size][/align][align=center][b][color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/b][/align][size=16px][/size]
有人用过真空试验箱吗？是圆形老式的那种。
快温变试验箱为了避免气压泄露，所有内壁焊接均采用无缝焊接，密封性强，试验可靠。试验箱工作室内外部压力问题是怎样的呢？又如何利用压力问题能为我们设计制造快温变试验箱提供哪些帮助呢？我们都知道，理想气体公式为PV=nRT，p为气体压强，v为体积，n是物质的量，R是常数=8.3145（mol-1*K-1），T为热力学温度，可见单位物质的量的气体，其气体压强与温度和体积有关.从理论上分析气体的体积取决于两个方面：压强和温度，当压强一定时，温度越高，体积就会越大；而当体积一定时，温度越高，压强就会越大。同理，在体积不变时，温度越低，压强就会越小。在进行实验前，快温变试验箱内部温度和室内温度一样，此时内外部压强是一致的，当实验开始后，由于试验箱内部温度改变，造成工作室内部与外部产生了压力差。快温变试验箱做高温实验时，内部压力远大于外部压力，此时若工作室内壁上存在空洞，则会使内部空气通过空洞进入夹层。可想而知，如果此时内部空气是高湿度的，会造成多大的影响。
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