液氦液氮低温恒温器

[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/]

低温反应釜被广泛应用于化工、医药、食品等领域中，用于进行低温条件下的各种反应实验。在低温反应过程中，液氮罐是配套的重要设备，用于提供稳定的低温环境。本文将详细介绍液氮罐与低温反应釜之间的不同之处，并探讨其对实验结果的影响。　　首先，液氮罐与低温反应釜之间的最显著区别在于其工作原理。液氮罐是通过液氮(liquid nitrogen)作为低温媒体，通过蒸发液氮来提供低温环境，通常可以达到-196摄氏度的极低温度。而低温反应釜是一种设备，具有内置加热系统和温度控制装置，可以在室温以下的低温条件下进行反应。　　其次，[url=http://www.yedanguan365.com/]液氮罐[/url]与低温反应釜在操作上也存在一些差异。液氮罐需要定期添加液氮，以保持低温环境的稳定。一般而言，液氮的蒸发速率在20%到50%之间，具体取决于液氮罐的设计和使用条件。因此，对于长时间实验或大规模实验，需要定期监测液氮消耗量，并及时补充液氮，以确保低温环境的持续稳定。相比之下，低温反应釜则不需要添加液氮，只需通过内置的加热系统和温度控制装置来维持所需的低温条件。[url=http://www.yedanguan365.com/bianxieshiyedanguan/]手提液氮罐[/url]　　此外，液氮罐和低温反应釜在安全性上也有所不同。液氮罐在使用过程中需要注意防止液氮泄漏造成的安全隐患，因为液氮的蒸发会产生大量的气体，可能导致增压和爆炸等危险情况。为了确保工作环境的安全，应在实验室中设置适当的通风设施，并采取必要的防护措施，如戴防护手套、护目镜等。而低温反应釜由于使用的是内置的加热系统，通常不会产生类似的气体泄漏问题，因此相对较安全。[img=,488,551]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/12/202312271029509619_9352_3312634_3.jpg!w488x551.jpg[/img]　　最后，液氮罐和低温反应釜对实验结果的影响也是不同的。液氮罐提供的极低温环境对于某些需要临界温度下反应的实验非常重要，因为在这些条件下，反应速率、选择性和产物结构等都可能发生显著变化。而低温反应釜由于可以精确控制温度，通常适用于研究低温下反应动力学和热力学性质的实验。　　总之，液氮罐与低温反应釜在工作原理、操作、安全性和实验结果影响等方面存在明显的不同。根据具体实验需求，选择合适的设备是确保实验结果准确可靠的关键。液氮罐适用于需要极低温环境的实验，而低温反应釜则更适用于需要精确温度控制的实验。

超低温实验室探针台不适用液氮罐能用吗？解决方案揭秘在超低温实验室中，液氮罐被广泛应用于维持低温环境，以确保实验的准确性和稳定性。然而，一些超低温实验室探针台由于空间限制或其他原因可能无法使用液氮罐。这种情况下，是否存在其他替代方案来维持超低温条件呢？本文将为您揭示超低温实验室探针台不适用液氮罐时的解决方案。[b]挑战：无法使用传统[url=http://www.yedanguan365.com/]液氮罐[/url][/b]超低温实验要求超低温实验通常需要在接近绝对零度的温度下进行，以研究材料的特殊性质。探针台作为实验平台之一，在如此低的温度下需要保持极高的稳定性和精确度。传统的液氮罐可以提供所需的超低温环境，但是由于探针台尺寸较小或者其他空间限制，使用液氮罐可能并不可行。[b]安全和便利性考量[/b]另外，液氮的存储和操作也带来了一些安全和便利性方面的考量。液氮具有极低的沸点和对人体组织的潜在危险，需要专门的设备和操作人员进行管理，这增加了实验室管理的复杂性和成本。[img=液氮罐,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/12/202312180934451229_7868_3312634_3.jpg!w690x517.jpg[/img][img=液氮罐,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/12/202312180934451229_7868_3312634_3.jpg!w690x517.jpg[/img]解决方案：新型超低温技术的应用[b]利用制冷技术[/b]针对无法使用液氮罐的情况，新型的超低温技术成为了解决方案之一。利用制冷技术，比如制冷剂循环系统或Peltier效应等，可以在较小的空间内提供所需的超低温环境。[b]纳米材料的应用[/b]另一个解决方案是利用纳米材料的特性来实现超低温环境。一些纳米材料在室温下就能够显示出类似于超导体的特性，可以在极低温度下保持其特殊性质。通过设计和应用这些纳米材料，可以在不使用液氮的情况下实现超低温实验的要求。[url=http://www.mvecryoge.com/]液氮容器[/url][b]热交换技术[/b]此外，热交换技术也可以被应用于超低温实验中。通过合理设计的热交换系统，可以将周围环境的热量排除并保持探针台的超低温状态。这种技术可以在不需要大型液氮罐的情况下，提供足够的制冷效果。[url=http://www.mvecryoge.com/]金凤液氮罐[/url]总的来说，即使探针台无法使用传统的[url=http://www.yedanguan1688.com/]液氮罐[/url]，在超低温实验领域仍然有多种替代方案可供选择。新型超低温技术的应用，纳米材料的特性以及热交换技术的应用为解决这一挑战提供了多种可能性。随着科学技术的不断发展，相信会有更多创新的解决方案出现，为超低温实验提供更多可能性。

[size=16px][color=#339999][b]摘要：当前各种测试仪器中的低温温度控制过程中，普遍采用电增压液氮泵进行制冷和辅助电加热形式的控温方式。由于液氮温度和传输压力的不稳定，这种方式的控温精度仅能达到0.5K，很难实现小于0.1K的高精度控温。为此本文基于饱和蒸气压原理提出了液氮温区高精度温度控制解决方案，通过对液氮罐内的正压压力进行恒定控制，使液氮温度处于准确稳定状态并提供恒定的液氮输送流量，为后续试验台的电加热控温提供了稳定的制冷量。[/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] 液氮作为一种廉价且易于获得的低温介质，在科学仪器领域的低温环境实现中应用十分广泛，如各种各种探测器、热分析仪（TGA，STA，TMA，DMA，DMTA）、激光器、电子显微镜和各种低温试验平台等，都在采用液氮进行低温控制。在这些液氮温度范围内的低温控制系统中，普遍采用加压泵送方式将液氮传输到指定容器或试验平台中，如果进行低温宽温区的温度控制则还需在低温管路和试验平台上增加辅助加热器进行温度调节和控制。[/size][size=16px] 现有的加压输送液氮的手段主要是基于增大液氮罐内压力，从而将液氮压出，具体增加罐内压力的方式是通气法和电加热法。这两种方式利用了液氮自身物理变化而获得液氮蒸汽压力，没有借助其他介质的加压，不会影响液氮的纯度，关键是可以采用不同压力输送出低温氮气和气液混合液氮，以满足不同低温温度的需要。[/size][size=16px] 由于电加热方式结构简单，加热功率大且易于控制，液氮输送速度速度快，目前绝大多数低温温度控制多采用这种电加热方式的液氮泵，结合试验台上配备辅助电加热器，可对试验台或样品温度进行一定精度的低温温度控制。这种液氮试验平台的温度控制系统典型结构如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=常用液氮冷却低温温度控制系统结构示意图,500,444]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307271408453472_5868_3221506_3.jpg!w690x614.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 常用液氮冷却低温温度控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图1所示的常用低温控制系统，通过液氮冷却并配合加电热器的正反向PID调控可实现低温温度控制，但这种方式只适用于远离液氮沸点区域(≥110K)的低温控制，不能在接近液氮沸点附近（77~110K）达到优于±0.1K以内的高精度控温，因为在接近液氮沸点附近存在气液两相共存状态，这两种状态在接近液氮沸点的温度区域非常不稳定，特别是在杜瓦瓶内压力波动较大时极易出现两相互转现象，从而导致冷却温度出现比较大的无规律波动。[/size][size=16px] 另一个影响低温温度产生无法控制波动的因素是室温环境对输送管路和阀门内液氮的加热作用，这对高精度的低温控制影响十分明显且不稳定。[/size][size=16px] 由于冷却温度波动较大，尽管在试验台上采用了高导热材料进行快速均温，以及辅助电加热器进行补偿调节，但这种常用的流动液氮形式低温控制方法也只能勉强达到±0.5K的控温精度，基本无法提高低温温度的高精度控制。由此可见，在必须采用流动液氮进行低温冷却的情况下，实现高精度的低温控制是个需要解决的技术问题，为此本文提出如下解决方案。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 根据影响高精度低温控制的压力因素和室温环境加热因素，基于饱和蒸汽压时气液处于两相平衡的物理现象，本文提出的解决方案所设计的流动液氮高精度低温温度控制系统如图2所示，实现高精度低温控制的具体方法主要包括以下两方面的内容：[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=高精度液氮冷却低温温度控制系统结构示意图,500,468]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307271409104704_2148_3221506_3.jpg!w690x647.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图2 高精度液氮冷却低温控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] （1）对液氮罐内气体压力进行高精度恒定控制，使杜瓦瓶中的液氮始终处于已知可控的温度下，由此获得温度和流量稳定的液氮输出源。[/size][size=16px] （2）液氮输出管路中，避免使用很难进行绝热处理的各种阀门，而是采用了真空输送管，最大限度减小室温环境对管路内液氮的影响。[/size][size=16px] 此解决方案的核心是将液氮温度控制和试验台温度控制分开构成两个独立控制回路，通过双通道PID控制器同时进行控制，具体如下：[/size][size=16px] （1）压力控制通道是由压力传感器、电加热器和PID控制器第一通道构成的闭环回路，通过调节电加热器功率使杜瓦瓶内气体的正压压力保持恒定，使得整个杜瓦瓶内的气液两相液氮温度相同，此压力同时将液氮压出进行输送。[/size][size=16px] （2）加热控制通道是由温度传感器、电加热器和PID控制器第二通道构成的闭环回路，在加载到均热试验台上的制冷量恒定的条件下，通过调节电加热器功率使样品控制在不同的设定温度上，由此最终实现样品不同低温温度的精密控制。[/size][size=16px] 对于液氮输送管的热防护，尽管采用了液氮真空输送管，但要做好输送管两端的隔热防护，尽可能减少室温环境的加热影响。[/size][size=18px][color=#339999][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述，通过上述解决方案，可很好的解决液氮温度精密控制问题，关键是采用控压方式可使得杜瓦瓶内的液氮温度保持恒定，压力稳定的同时也使得所液氮介质的压出流量也同样稳定，这使得液氮介质的整个输送过程处于可控稳定状态，为高精度低温控制提供了最为重要的温度稳定的冷媒。[/size][size=16px][/size][align=center][b][color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/b][/align][size=16px][/size]

在实验室研究中，选择合适的试剂盒和实验设备至关重要。超低温液氮杜瓦(Liquid Nitrogen Dewar)作为一种先进的实验设备，与常规试剂盒相比，在实验室使用中具有明显的性能优势。本文将就超低温液氮杜瓦与常规试剂盒的性能进行对比分析，探讨其在实验室应用中的差异与优势。　　1. 温度控制性能　　超低温液氮杜瓦以其卓越的温度控制性能而著称，可以将样品快速冷冻至极低温。相比之下，常规试剂盒的冷藏空间受环境温度和制冷系统的限制，无法轻易达到超低温状态。例如，当需要执行对细胞进行冷冻保存的实验时，超低温液氮杜瓦可将细胞迅速冷冻至安全的温度，以确保其完整性和活力，而常规试剂盒可能需要更长时间才能达到相同的效果。[img=,690,429]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/12/202312251051144055_1608_3312634_3.jpg!w690x429.jpg[/img][img=,618,416]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/12/202312251051302758_5752_3312634_3.png!w618x416.jpg[/img]　　2. 样品保存时间　　在样品保存时间方面，超低温液氮[url=http://www.mvecryo.com/chartmveduwaping/]杜瓦瓶[/url]的性能也明显优于常规试剂盒。由于其能够维持极低的温度，超低温液氮杜瓦可以长时间保存样品而不会使其失去活性。相比之下，常规试剂盒的制冷系统可能因为环境温度或电力供应等外部因素而影响制冷效果，导致样品的保存时间受限。根据某生物技术企业的研究数据显示，使用超低温液氮杜瓦保存的样品，其保存时间平均比使用常规试剂盒多出30%以上。　　3. 安全性能　　在实验室使用中，安全性也是一个重要考量因素。超低温液氮杜瓦具有严密的密封结构和安全阀装置，可以有效避免液氮泄漏和意外事故发生。而常规试剂盒通常依赖于机械制冷系统，存在漏气和温度波动的风险，给实验室操作人员带来一定的安全隐患。 [url=http://www.mvecryo.com/]mve液氮罐[/url] [url=http://www.mvecryoge.com/]金凤液氮罐[/url] [url=http://www.yedanguan365.com/]液氮罐[/url]　　总的来说，通过对超低温液氮杜瓦与常规试剂盒的性能对比分析，我们可以明显看到超低温液氮杜瓦在实验室使用中的优势和解决方案。它不仅可以提供更低的工作温度和更长的样品保存时间，还能保障实验室操作人员的安全。因此，在实验室设备的选择上，酌情考虑超低温液氮杜瓦可能会更有利于实验室的研究工作。　　超低温液氮杜瓦与常规试剂盒在实验室使用中的性能对比分析中，超低温液氮杜瓦表现出了更好的温度控制性能、更长的样品保存时间和更高的安全性能。这些优势为实验室工作提供了更可靠的支持，使得超低温液氮杜瓦成为实验室设备选择中值得考虑的一种解决方案。[b][url=http://www.yedanguan365.com/2733.html]液氮罐怎么使用【视频】[/url][url=http://www.yedanguan365.com/958.html]液氮罐怎么使用正确[/url][url=http://www.yedanguan365.com/2738.html]液氮罐规格型号有哪些[/url][/b]

超低温液氮杜瓦设备是科研实验室、制药企业和化学实验室等领域必不可少的重要设备之一。然而，由于其特殊的使用条件和结构，维护保养成为了用户必须面对的难题。如何解决这些问题，延长设备使用寿命，提高设备性能，是我们需要解决的难题。　　设备清洁　　保持设备清洁是维护保养的关键因素之一。由于杜瓦容器内环境温度极低，容易吸附空气中的物质，形成结霜或凝结，导致管路组件堵塞和不正常运行。为避免出现这种情况，必须对设备进行定期清洗。具体清洁步骤如下：　　1. 首先，将所有管路和电源全部关闭，并断开所有的进气口。　　2. 然后，将设备中的液氮排放干净，并清除所有残留物质。　　3. 在设备内部使用专用的清洁剂，清洁杜瓦容器、夹层和管路。　　4. 最后，将设备彻底擦干并重新安装。　　以上步骤建议每月进行一次，确保设备始终保持清洁干燥。[img=杜瓦瓶,395,502]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/12/202312251048517342_3728_3312634_3.png!w395x502.jpg[/img][b]　　管路维护[/b]　　管路是超低温液氮杜瓦设备的核心组成部分。在日常使用过程中，管路会出现各种问题，包括堵塞、漏气等。为保证设备正常运行，必须对管路进行定期检查和维护。具体维护步骤如下：　　1. 检查并更换老化或损坏的管件和接头，确保每一个连接处都严密可靠。　　2. 使用专用的压力表检查管路压力是否正常，并根据需要进行清洗和维护。　　3. 定期清洗管路内部，避免结霜和凝结。　　以上步骤建议每季度进行一次，以确保管路始终处于最佳状态。　　温度控制　　超低温液氮[url=http://www.mvecryo.com/chartmveduwaping/]杜瓦瓶[/url]设备的稳定运行需要精确的温度控制。过高或过低的温度会导致设备性能下降甚至无法正常工作。因此，用户需要定期检查和调整设备的温度控制系统。具体维护步骤如下：　　1. 检查并更换老化或损坏的温度传感器和控制器。　　2. 使用专用的温度计检查温度是否准确。　　3. 定期校准设备的温度控制系统，确保其精确可靠。　　以上步骤建议每年进行一次，以确保设备始终处于最佳运行状态。[url=http://www.cnpetjy.com/]液氮罐[/url] [url=http://www.mvecryo.com/]mve液氮罐[/url] [url=http://www.mvecryoge.com/]金凤液氮罐[/url] [url=http://www.cnpetjy.com/buyexitong/]液氮泵[/url]

1. 背景 我们在制作生产高温导热系数测试系统中采用的是稳态测量方法，这种方法要求冷板具有室温附近温度，最关键的是要求冷板的长时间温度稳定性优于0.05℃，这样冷板温度控制就涉及到恒温控制。由于在整个导热系数测试过程中，高温热板（最高可达1000℃）上的热量会通过被测试样传递给冷板，使得冷板温度升高。由此要求对冷板温度进行控制的恒温装置具备两个功能：（1）能提供较大制冷量，能快速消除传递给冷板的热量，使得冷板温度始终保持在室温附近。（2）优良的温度稳定性，使得冷板温度长时间（24小时以上）波动不超过±0.05℃。2. 恒温装置选型 冷却与恒温的方式及手段很多，如半导体制冷控温、压缩机制冷控温和低温介质冷却控温等，但最有效和简便的方式是循环冷却液方式，为此我们选择了循环冷却液恒温器方式来实现冷板的恒温控制。循环冷却液恒温方式最常用的是外循环冷水机，冷却和流动介质为水。尽管循环冷水机的制冷量足够大可以满足冷却要求，但循环冷水机的温度稳定性较差，一般温度波动都在±0.1℃以上，这显然不能满足冷板恒温要求。 为此，我们最终选用了具有冷热功能的循环油浴，循环油浴既有较大的制冷功率和泵压，能够快速带走冷板上的热量，同时也具有很高的温度稳定性，温度波动一般都小于±0.05℃。3. 循环油浴恒温器考核 为了确定最终选用那种循环油浴恒温器，我们购置了两个厂家具有近似技术指标的循环油浴恒温器，它们分别是优莱博公司Presto系列动态温度控制系统中的A40高低温动态温度控制系统和胡博公司Unistat系列高精度动态温度控制器中的tango nuevo循环恒温器。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/01/201601101540_581467_3384_3.jpgJULABO公司Presto A40循环恒温器http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/01/201601101542_581469_3384_3.jpgHUBER公司tango nuevo循环恒温器下表是这两款恒温器的主要技术指标：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/01/201601101544_581470_3384_3.png为了更好的确定最终选定那种型号的恒温器与水冷板配套，我们计划对这两款恒温器进行多项性能指标的对比考核，目前主要需要考核的是温度稳定性，验证两款恒温器是否能长时间的温度稳定性达到±0.05℃指标。其它性能如易操作性、电压稳定性影响等性能也将进行考核。如果有使用机构或个人想进行其它性能参数的考核，欢迎大家提出要求，我们将根据可行性进行考核，并将考核结果一并在此公布，欢迎大家参与。

[size=16px][color=#339999][b]摘要：在液氮低温冷却控制系统中，目前大多数都采用自增压液氮罐作为低温源，但存在的问题是罐内压力无法精密调节、喷射液氮温度和流量不稳定、冷却温度无法准确控制以及冷却温度范围较窄等问题。为此本文提出了液氮罐内电加热压力调节解决方案，可很好的规避自增压液氮罐方式存在的问题，可实现宽泛区间内的低温温度和降温速度的精密控制。结合可编程分程PID控制器和石英灯加热器，更是能很好的实现高低温冷热交变温度的准确控制。[/b][/color][/size][align=center][size=16px][color=#339999][b]--------------------------------------------------------------[/b][/color][/size][/align][size=16px][color=#339999][b][/b][/color][/size][size=18px][color=#339999][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px] 在很多高等级工件和军用部件中需要进行温度疲劳试验，以降低采用了新材料、新结构及新工艺所带来了温度疲劳风险和提高安全性。温度疲劳试验是包含一些列升温过程和降温过程的温度交变过程，升温过程一般采用石英灯管阵列作为发热元件，降温过程一般采用强制冷却装置。[/size][size=16px] 在石英灯非接触加热过程中，灯管阵列中每根灯管的间距，距试验件的高度都经过精确计算，因此升温过程中试验件的升温速率和各区域的温度场均匀性都能得到保证。相对于升温过程，对于喷射液氮这种最常用的强制冷却方式，现有控制手段的不准确性使得试验件的降温速率和温度均匀性很难得到保证。比较典型的液氮喷射冷却系统如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=液氮流量调节式温度交变控制系统,600,371]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/08/202308301118499926_3198_3221506_3.jpg!w690x427.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 液氮流量调节式温度交变控制系统[/b][/color][/size][/align][size=16px] 在图1所示的温度交变控制系统中，石英灯管阵列作为加热器为工件提供加热，来着自增压液氮罐的喷射液氮为工件提供冷却，液氮喷射流量由液氮调节阀进行控制。具体温度交变试验中，分程式PID控制器采集工件温度分别控制加热器加热功率和液氮喷射流量，使工件温度按照设定的升降温曲线进行变化，但这种冷却系统存在以下问题：[/size][size=16px] （1）自增压液氮罐是通过向液氮罐内导入室温大气使得罐内液氮汽化后的罐内压力增大来驱动液氮排出，很难实现微小液氮气体或液体的排出，因此自增压液氮罐常被用来直接灌注液氮，无法进行较精细的冷却温度控制。[/size][size=16px] （2）在室温大气进行液氮罐后，汽化液氮使得罐内压力增大但无法控制，虽然出于安全考虑采用了安全阀，但罐内压力的不稳定使得所排出的液氮温度自身也不稳定。[/size][size=16px] （3）液氮罐的进气采用手动调节阀进行控制，所以排出液氮的流量和温度基本无法控制，因此无法满足不同冷却温度和冷却速度对液氮流量的精细化调节和快速响应要求。[/size][size=16px] （4）尽管在液氮排出管路中采用了液氮调节阀来改变液氮喷射流量，但这种对温度严重不稳定流体进行流量调节的方式，很难做到冷却温度的准确控制，且液氮调节阀的流量调节精细度也十分有限。虽然可以通过加热器进行一些辅助调节，但液氮流体的温度和压力不稳定是无法进行冷却温度精密控制的主要原因。[/size][size=16px] （5）自增压液氮罐的液氮喷射冷却方式作为一种液氮流量调节，往往会因为液氮调节阀开度的变化使得液氮罐在大部分时间内其内部压力向较高方向变化。由于有安全阀进行放气，这往往会造成很多液氮的无效损失。[/size][size=16px] （6）由于在液氮管路中增加了液氮调节阀，调节阀一方面破坏了液氮管路的整体隔热防护，另一方面还需要对调节阀本身进行低温隔热防护。液氮在排出管路上的冷量损失以及受环境温度不稳定的影响，也是较难实现低温精密控制的因素之一。[/size][size=16px] 为了解决冷热温度交变过程中液氮强制冷却存在的上述问题，本文提出了一种采用液氮罐内直接电加热方式的液氮喷射流量调节解决方案，通过液氮罐内压力的精密控制，快速和精密调节液氮喷射流量，由此可很好地实现冷却温度和冷却速度的精密控制。[/size][b][size=18px][color=#339999]2. 解决方案[/color][/size][/b][size=16px] 解决方案所涉及的液氮电加热调压式温度交变控制系统如图2所示，即在密闭液氮罐内直接放置一个电加热器，通过改变此电加热器的加热功率来调节液氮罐内的压力。由于加热功率可以非常精确的进行控制，这使得液氮罐内的压力也可以实现准确调节，因此这种低温介质受控排出的方式可以进行较宽泛的低温区间进行冷却，既可以排出液氮气体，也可以排出液滴和流体，且响应速度快。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=液氮电加热调压式温度交变控制系统,590,322]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/08/202308301119254117_5512_3221506_3.jpg!w690x377.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图2 液氮压力调节式温度交变控制系统[/b][/color][/size][/align][size=16px] 解决方案中的另一个关键是采用了可编程的分程式PID控制器，即根据温度范围可自动进行加热和制冷控制。控制器具有编程功能，便于周期性的温度交变控制程序的设定。[/size][size=18px][color=#339999][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述，采用液氮罐内电加热压力调节解决方案，可完全消除目前采用自增压液氮罐存在的罐内压力无法精密调节、喷射液氮温度和流量不稳定和冷却温度无法准确控制等问题，可很好的实现宽泛区间的低温温度精密控制。结合可编程分程PID控制器，可很好的实现高低温冷热交变温度的准确控制。[/size][size=16px][/size][align=center][size=16px][b][color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/b][/size][/align]

液氮是一种非常重要的低温制冷介质，广泛应用于各个领域。在实验室中，液氮通常被储存在液氮容器中以保持其低温状态。然而，液氮容器存放时间过长是否会影响液氮的质量?　　[url=http://www.cnpetjy.com/]液氮容器[/url]的材质也非常重要。目前市场上常见的液氮容器材质包括不锈钢、铝合金等。这些材料具有良好的耐腐蚀性和机械强度，可以有效地保护液氮不受外界环境的影响。[img=,690,414]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/01/202401151004407323_4467_3312634_3.png!w690x414.jpg[/img]　　[b]长时间的存放会导致液氮容器内壁产生氧化反应，从而降低了容器的隔热性能。[/b]此外，如果液氮容器内部存在杂质，也会影响液氮的质量。比如，[b]容器内壁上可能存在沉积物或水珠，这些物质会降低液氮的纯度。[/b]　　另外，长时间的使用也会导致液氮容器失效。容器的密封性能会随着使用次数的增加而降低，从而导致液氮泄露。如果液氮容器内的液氮泄露到环境中，不仅会造成浪费，还可能对人体造成伤害。 [url=http://www.mvecryoge.com/]金凤液氮罐[/url]