三维超高精密手动位移台

XTDIC三维全场应变测量分析系统，结合数字图像相关技术（DIC）与双目立体视觉技术，通过追踪物体表面的散斑图像，实现变形过程中物体表面的三维坐标、位移及应变的测量，具有便携，速度快，精度高，易操作等特点。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/06/201606021457_595779_3024107_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/06/201606021457_595780_3024107_3.png图：系统测量原理及散斑图像追踪过程系统组成：统主要由测量头、控制箱、标定板、标志点、计算机及检测分析软件等组成系统应该包含系统测量头（含两台高速工业相机、进口相机镜头，带万向手柄可调节LED光源）、相机同步控制触发控制箱、系统标定板、系统可移动支撑架、动态采集分析软件、载荷加压控制通讯接口、计算机系统等组成。1.1 主要应用XTDIC 三维数字散斑动态变形测量分析系统是实验力学领域中一种重要的测试方法，其主要应用有：在材料力学性能测量方面：DIC已成功应用于各种复杂材料的力学性能测试中。如火箭发动剂固体燃料、橡胶、光纤、压电薄膜、复合材料以及木材、岩石、土方等天然材料的力学性能的检测中。值得注意的是，DIC被广泛应用于破坏力学研究中，包括裂纹尖端应变场测量、裂纹尖端张开位移测量以及高温下裂纹尖端应变场测量等。在细观力学测量方面：借助于扫描电子显微镜(SEM)、扫描隧道电子显微镜(STEM)以及原子力显微镜(AFM)，DIC被越来越多地应用于细观力学测量。最近，数字散斑相关方法还被应用于物体表面粗糙度的测量中。在损伤与破坏检测方面：DIC被应用于多种复杂材料，如岩石、炸药材料的破坏检测中。DIC还被应用于一些特殊器件，如陶瓷电容器、电子器件，电子封装的无损检测研究中。在生物力学测量方面：DIC被应用于测量手术复位后肱骨头在内旋转及前屈运动下大小结节的相对位移量，以及颈椎内固定器对人体颈椎运动生物力学性能的影响等。对于大中专院校的研究教学应用，本系统开展各种软组织、金属及复合材料性能测试、力学性能测试分析、有限元分析验证等研究和教学实验，具有大至1000%应变测量范围，并可以实时计算、实现动态全场的应变变形测量。在土木工程的相关研究中，如四点弯试件、半圆弧试件、悬臂梁实验，对应完整实验设计方案，以非接触式的方式提升研究手段，提高研究能力。亦可为学生提供可视化的教学工具，让学生的基础学习课程变得直观和可视，使复杂问题简单化、抽象问题直观化、隐蔽问题可视化。1.2 系统功能（1）基本测量功能：l ※测量幅面：支持几毫米到几米的测量幅面，可以根据需求定制测量幅面。l 测量相机：支持百万至千万像素、低速到高速、千兆网和Camera Link等多种相机接口，控制软件最大支持采集帧率10万 fps。l ※相机标定：支持多个相机（可多于8个）多种测量幅面的标定，支持外部拍摄图像标定。l ※测量模式：三维变形测量，同时支持单相机二维测量。l ※实时计算：采集图像的同时，可以实时进行三维全场应变计算，具备在线和离线两种计算处理模式。l 计算模式：具备自动计算和自定义计算两种模式。l 测量结果：全场三维坐标、位移、应变数据等动态变形数据，应变模式有工程应变、格林应变、真实应变等三种。l 多个检测工程：系统软件支持多个检测工程的计算、显示及分析。l ※支持系统：支持32位、64位windows操作系统，具备64位计算和多线程加速计算功能。（2）分析报告功能l ※18种变形应变计算功能：X、Y、Z、E三维位移；Z值投影；径向距离、径向距离差；径向角、径向角差；应变X、应变Y和应变XY；最大主应变；最小主应变；厚度减薄量；Mises应变；Tresca应变；剪切角。l ※坐标转换功能：321转换、参考点拟合、全局点转换、矩阵转换等多种坐标转换功能。l ※元素创建功能：三维点、线、面、圆、槽孔、矩形孔、球、圆柱、圆锥。l ※分析创建功能：点点距离、点线距离、点面距离、线线夹角、线面夹角、面面夹角。l 数据平滑功能：均值，中值，高斯滤波等多种平滑功能。l 数据插值功能：自动和手动两种数据插值模式。l 材料性能分析：自动计算材料的弹性模量和泊松比等参数。l 三维截线功能：可对三维测量结果进行直线或圆形截线分析。l 曲线绘制功能：所有测量结果均可以绘制成曲线图。l 成形极限分析功能：可绘制和编辑FLD成形极限曲线。l 视频创建功能：可将测量过程二维图像或者三维测量结果制作成视频并输出保存。l 数据输出功能：测量结果及分析结果输出成报表，支持TXT，XLS，DOC文件的输出。（3）采集控制功能l ※采集控制箱可以实现测量头的控制、多个相机的同步触发、多路模拟量和开关量数据采集、输入和输出信号控制。l 相机同步控制：多相机外同步触发信号。l ※外部采集通讯接口：支持外部载荷如微电子万能试验机等外部载荷联机采集通讯接口，通过串口通讯或者模拟量实时采集外部的加载力、位移等信号，并与三维全场应变测量数据实现同步，实现应力和应变数据的融合和统一。l 光源控制：可以实现测量过程中不同补光需要的LED光源控制。（4）预留扩展接口：l ※多测头同步检测接口：可以支持1~8个测头的多相机组同步测量，相机数目任意扩展，可以同步测量多个区域的变形应变，适用于不同实验条件需求下的变形应变测量。l ※显微应变测量：配合双目体式显微镜，系统可以实现微小视场的三维全场变形应变检测，并可支持扫描电镜、原子显微镜等显微图像的应变数据计算。l ※大尺寸全方位变形接口：支持摄影测量静态变形系统，实现全方位变形和局部全场应变检测数据的融合和统一。1.3 技术指标 指标名称技术指标1. ※核心技术多相机柔性标定、数字图像相关法2. 测量结果三维坐标、全场位移及应变，可视化显示及测量过程的视频录制输出，测量结果及数据输出成报表，支持TXT，XLS，DOC文件的输出。3. ※测量幅面支持1mm-4m范围的测量幅面，并配备相应编码型标定板标定架，可定制更多测量幅面。4. ※测量相机支持百万至千万像素相机，支持低速到高速相机，支持千兆网和Camera Link等多种相机接口，控制软件最大支持采集帧率10万 fps）5. 相机标定简单快捷，需要可支持任意数目相机的同时标定，支持外部图像标定6. ※位移测量精度0.005像素7. ※应变测量范围0.01%-1000%8. ※应变测量精度0.001%9. 测量模式三维变形测量，可兼容二维测量10. ※实时测量计算采集图像的同时，实时进行全场应变计算11. ※系统控制2采集控制箱可以实现测量头的控制、多个相机的同步触发、多路模拟量和开关量数据采集、输入和输出信号控制。2相机同步控制：多相机外同步触发信号。2外部采

纺织品恒温室高精密空调检查，查什么？ 纺织品检测实验室，有一个标准环境是必须配备的，就是恒温恒湿环境，一般的要求是达到三级大气压的标准要求，需要的温度20±2℃，相对湿度65%±3%；一般需要专业恒温恒湿设施才能达到这个标准要求，这样的恒温恒湿室从装修到设备都是很专业级的。 恒温恒湿室，其主要控制系统就是高精密恒湿恒湿机系统，它的运作是通过三个相互联系的系统：制冷剂循环系统、空气循环系统、电器自控系统。其中电器自控系统是对压缩机、风扇、电加热器，加湿器等供应电源自动控制部分，自动运行压缩机(降温、除湿)，加湿器，电加热(升温)等元件，实现恒温恒湿的自动控制。高精密恒湿恒湿机制冷原理为蒸发器中的液态制冷剂吸收空气的热量并开始蒸发，最终制冷剂与空气之间形成一定的温度差，液态制冷剂亦完全蒸发变为气态，后被压缩机吸入并压缩,气态制冷剂通过冷凝器吸收热量，凝结成液体。通过膨胀阀节流后变成低温低压制冷剂进入蒸发器，完成制冷剂循环过程。 高精密恒湿恒湿机和简单空调机原理差不多，但又不一样，是更精密的控制室内的温度和湿度，内部构造比一般空调复杂，又因一般恒温恒湿室都是24小时不间断的作业，那么其内部零件的损耗和磨损也是比较严重的，特别是每年的七八月份是一年气温最高的时候，因为室内外温度的温差大，湿度相差也大，所以这两个月是高精密空调故障频发期，一般这两个月我们都会出钱要求仪器供应商每个月来巡检一次，以防止仪器故障，出现不必要的麻烦。纺织品恒温室高精密空调巡检，要查什么呢，现在厂家工程师来了，但我们却不知道要检查什么项目，为了搞清楚决定跟着看看，大家也一起来看看，看看恒温恒湿高精密空调‘体检’要查什么？[img=,690,920]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809130921542347_8583_2154459_3.jpg!w690x920.jpg[/img][img=,690,920]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809130922129361_1495_2154459_3.jpg!w690x920.jpg[/img][img=,690,920]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809130921407887_946_2154459_3.jpg!w690x920.jpg[/img][img=,690,920]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809130922037357_2092_2154459_3.jpg!w690x920.jpg[/img][img=,690,1226]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809130921326497_9234_2154459_3.jpg!w690x1226.jpg[/img] 厂家工程师一般首先看温湿度历史记录，曲线图，没有异常就开始检查主机过滤网，这个是每次巡查都要清洗的，然后再看风机的皮带磨损情况，接着就是风机电压电流；制冷系统主要就是高压低压，膨胀阀，冷凝器和过滤器，最后就是外机，外机是每次都会清洗，一般巡查没有提示故障的话，清洗一下外机就算差不多结束工作了。加湿系统主要就是看漏不漏水，加湿灌脏不脏等，整个过程一般2-3个小时就可以完成一台高精密空调的全部巡检。 其实仪器的没有故障之前的检查是很有必要的；不仅仅是为了各种规定要求，主要目的就是做一个维护和保养，仪器故障前的检查，成本低，这个是隐形成本控制；并且可以避免突然地仪器故障造成工作的耽误和业务的损失，仪器的状态也会更好，比如清洗过滤网，检查电压，电容等，能初步判定精密空调配件磨损程度，预计故障的可能，更重要一点是安全检查，仪器24小时运转，晚上没有人值班，如果因为仪器故障，短路出现事故就得不偿失了，虽然不一定能完全杜绝这样的现象，但排查还是可以发现一些隐患的，一些建议性的意见还是要引起注意的。

高精密恒温恒湿空调箱外包服务怎么选择[size=13px][b] 实验室有些试验需要在恒定的温湿度下操作，这就是要有一个恒温恒湿室，希望能精密的控制温度和湿度，并且恒温恒温室内任何一个点都要是稳定的温湿度，素衣要求比较严格，一般的设备达不到这么精密，维修维护的成本也高，过了保质期怎么办，这是我们现在最头疼的事情。[/b][/size] 最开始公司想在本市找一个空调维修的售后部门来做我们的精密空调的维护保养和故障维修服务，但是他们看了之后，很多配件和他们常用的型号都不对，也比一般空调复杂，可以接受空调维护，比如清洗外机，清洗过滤网等，他们不愿意包维修，说维修要单独购买配件，价格较高，报价太多，我们也承受不了。最后公司临高决定，还是和厂家联系，让他们报价，包给他们算了，因为他们在外地，唯一要求是要24小时内给与反应，维修速度和效率要快。把这个要求转达给厂家，厂家很快发来了报价单，分为两种包的方式。[table][tr][td][align=center]序号[/align][/td][td][align=center]项目[/align][/td][td][align=center]规格型号[/align][/td][td][align=center]数量[/align][/td][td][align=center]单价[/align][align=center]（人民币元）[/align][/td][td][align=center]总价[/align][align=center](人民币元)[/align][/td][td][align=center]备注[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]1[/align][/td][td][align=center]一年小包[/align][/td][td][align=center]JOV[/align][/td][td][align=center]1台[/align][/td][td][align=center]￥15000.00[/align][/td][td][align=center]￥15000.00[/align][/td][td]a)免无限次人工费，配件另算b)每年巡检4次，遇到紧急情况24小时内到达现场，[/td][/tr][tr][td][align=center]2[/align][/td][td][align=center]一年大包[/align][/td][td][align=center]JOV[/align][/td][td][align=center]1台[/align][/td][td][align=center]￥25000.00[/align][/td][td][align=center]￥25000.00[/align][/td][td]无费用 每年定期到现场巡检4次，遇到紧急情况24小时内到达现场[/td][/tr][/table]接下来有采购部和他们先谈价格，经过采购的努力，最终确定价格[table][tr][td][align=center]序号[/align][/td][td][align=center]项目[/align][/td][td][align=center]规格型号[/align][/td][td][align=center]数量[/align][/td][td][align=center]单价[/align][align=center]（人民币元）[/align][/td][td][align=center]总价[/align][align=center](人民币元)[/align][/td][td][align=center]备注[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]1[/align][/td][td][align=center]一年小包[/align][/td][td][align=center]JOV[/align][/td][td][align=center]1台[/align][/td][td][align=center]￥13000.00[/align][/td][td][align=center]￥13000.00[/align][/td][td]a)免无限次人工费，配件另算b)每年巡检4次，遇到紧急情况24小时内到达现场， [/td][/tr][tr][td][align=center]2[/align][/td][td][align=center]一年大包[/align][/td][td][align=center]JOV[/align][/td][td][align=center]1台[/align][/td][td][align=center]￥23000.00[/align][/td][td][align=center]￥23000.00[/align][/td][td]无费用 [align=center]每年定期到现场巡检4次，遇到紧急情况24小时内到达现场[/align][/td][/tr][/table] 因为采购部门这方面也不懂具体细节方面由我去谈，然后由我决定是大包还是小包，首先我要求看一下他们维护和维修都有哪些项目[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/09/202009241445268873_2060_2154459_3.png[/img]然后明确哪些方面他们是免责的对下列条款不管大包还是小包他们不负责1.高精密空调的耗材，易磨损配件2.高精密空调如外壳掉漆，刮花3.我们实验室自己之前换过的其他品牌的配件4.违规操作造成的损坏5.发生过火灾或水淹的高精密空调外机或内机最后双方确定并同意以上这些情况下高精密空调如果要维修需要另外报价付钱。最后他们又提出两个补充；1.签合同前要去实验室检查一下仪器，如果有主要配件损坏或者近期内肯定会坏掉，要先维修再签合同。2.如果关键部件损坏，而他们仓库有没有这种配件，需要进口，这些维修时间要延长到15天，并且运费要我们另外付款。最后经过商议，我们公司同意我提出的意见，1签订大包合同，高精密空调全包。2.不统一第二项不同要求，要他们在仓库一定要合理备件，不接受15天维修情况，不接受国外订货我们付运费。3.仪器故障要能及时维修，24小时到现场，最迟3天内必须维修完成，包括换配件。4.所有配件都要有备货，不能我们报修了才采购配件。最后交流后，双方各退一步，签订了合同。

[size=16px][color=#000099]摘要：超高真空度的控制普遍采用具有极小开度的可变泄漏阀对进气流量进行微小调节。目前常用的手动可变泄漏阀无法进行超高真空度的自动控制且不准确，电控可变泄漏阀尽管可以实现自动控制但价格昂贵。为了实现自动控制且降低成本，本文提出了手动可变泄漏阀与低漏率电控针阀组合的解决方案，结合真空压力PID控制器可实现超高真空度自动控制。[/color][/size][align=center][size=16px][/size][/align][size=16px][/size][align=center][color=#000099]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/align] [b][size=18px][color=#000099]1. 问题的提出[/color][/size][/b][size=16px] 超高真空一般是指10-7Pa~10-2Pa范围的真空度，相应的超高真空技术应用也十分广泛，特别是对于芯片级原子钟（CSACs）、电容膜片规（CDGs）、显微镜、质谱仪和和新型金属有机化学[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相[/color][/url]沉积（MOCVD）等需要超高真空环境的设备，其真空度控制的稳定性通常非常重要。[/size][size=16px] 超高真空度控制的基本原理如图1所示，可采用开环和闭环两种控制形式，基本控制原理是固定真空泵的抽速，通过调节进气流量来实现不同真空度的控制。对于超高真空控制，要求进气量非常微小，所以一般采用可变泄漏阀（varible leakage valve）进行调节进气量。[/size][align=center][size=16px][color=#000099][b][img=01.超高真空度控制系统结构示意图和各种可变泄漏阀,650,493]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304272211542322_7977_3221506_3.jpg!w690x524.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#000099][b]图1 超高真空度控制的基本原理和各种可变泄漏阀[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图1所示，目前常用的可变泄漏阀有手动和自动两种形式，但在实际应用中存在以下两方面的问题：[/size][size=16px] （1）手动可变泄漏阀只能组成开环控制回路，需要人工调节泄漏阀开度并同时观察真空计读数进行超高真空度控制。这种开环控制方法很难实现真空度的稳定，气源和真空腔体内稍有扰动就会带来严重的波动，另外就是在多个真空度点控制时很难操作和控制。[/size][size=16px] （2）自动可变泄漏阀是在手动泄漏阀上配置了一个电子致动器和PID控制器，与真空计可构成闭环控制回路，可实现超高真空度的精密控制，但存在的问题是价格昂贵，自动可变泄漏阀要比手动泄漏阀贵三倍左右。[/size][size=16px] 针对目前可变泄漏阀具体使用中存在的上述问题，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] 解决方案的基本思路是采用价格相对较低的手动可变泄漏阀以提供微小的很定进气流量，然后再配备低漏率的电控针阀对此微小进气流量进行电动调节，以实现最终超高真空度的自动控制，由此构成的超高真空度控制系统结构如图2所示。[/size][align=center][size=16px][color=#000099][b][img=02.手动泄漏阀和电动针阀组合式超高真空度控制系统结构示意图,600,267]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304272212262679_3036_3221506_3.jpg!w690x308.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#000099][b]图2 手动泄漏阀和电动针阀组合式超高真空度控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 由图2所示的控制系统可以看出，整个系统由手动泄漏阀、电控针阀、真空计和PID真空压力控制器构成，并形成闭环控制系统。在具体控制过程中，首先将手动泄漏阀调节到某一固定位置使其保持恒定的微小进气流量，真空压力控制器根据采集到的真空计信号与设定值比较后对电控针阀进行动态调节。由于电控针阀自身有很小的真空漏率，所以电控针阀的开度变化相当于是对手动泄漏阀进气流量的进一步调节，由此电动针阀与手动泄漏阀配合可实现对进入腔体的流量进行调节而最终实现超高真空度的控制。[/size][size=16px] 在图2所示的控制系统中，真空计采用了组合式皮拉尼真空计，真空度测试范围可以从一个大气压到5×10-8Pa，全量程真空度对应的模拟信号输出为0~10V。此真空计信号可以直接被真空压力PID控制器接收，PID控制器具有24位AD、16位DA和0.01%最小输出百分比技术指标，并带有程序控制和RS485通讯功能，可很好的进行超高真空度的全量程自动控制。[/size][size=16px] 此解决方案除了可以满足小型真空腔室的超高真空度控制之外，也可以用于较大腔室的控制，所需的只是改变手动可变泄漏阀开度大小。[/size][align=center][size=16px][color=#000099]~~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#000099][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#000099][/color][/size][/align]

纺织品实验室‘高精密空调’的小脾气纺织品实验室是纺织品行业健康发展的一个保障，对纺织品行业起到一个保护神的作用，随着人们对纺织品的认识不断加强，对纺织品的需求也逐渐增高，纺织品不但要美观，保暖，而且还要有一些功能性的功能，用来满足大家对纺织品多元化的要求。说起纺织品实验室，就不得不说一下纺织品的恒温恒湿室，恒温恒湿室是一个标准的检测空间，对环境的要求特别高，是一般的空调设备达不到的试验条件，其标准要求为温度20±2℃，相对湿度65%±3%，整个空间都要求达到这个标准要求，这样的高精密空调是什么样的呢！大家看看!http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409251559_515599_2154459_3.jpg纺织行业检测实验室常用的恒温恒湿空调一般有两种，一种是采用恒温恒湿空调机对实验室的温湿度进行调节，另一种则是用水喷淋空调系统将空气处理至设定状态然后送入实验室进行调控我们实验室恒温恒湿室就是采用恒温恒湿空调机对实验室的温湿度进行调节，控制室内温度稳定，持续保持标准的温度湿度环境，为实验室的检测工作的提供标准的环境。这样的恒温恒湿空调机也叫‘高精密空调’，就是能严格控制湿度和温度，对其运行的空间进行精确地控制，使之能准确的保证使用空间内为有效试验环境，但是每天24小时不停地运作，在好的空调，也会有不正常的时候，这不，我们的实验室‘高精密空调’的小脾气又来了。‘高精密空调’不能制冷，和设定的温度差别很大，只能和厂家联系，厂家售后工程师给的答复是让我们自己先试试，首先先关机，然后切断电源十分钟以上，然后再开机，根据厂家售后工程师的指导，重新开机后，温度依然很高，我们耐心在在炎热的环境下，等待，一个小时后，温度几乎没有降低，经我们用温度计测试，室内温度和显示温度一致，说明‘高精密空调’机并没有制冷，此次尝试失败这种情况我们自己是无法解决，只能继续联系厂家售后工程师，厂家售后工程师答应后天来进行检修第三天厂家售后工程师终于到来，看看带来的‘武器’，很平常的嘛，能行吗？http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409251600_515600_2154459_3.jpg http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409251600_515601_2154459_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409251600_515602_2154459_3.jpg经过一上午的测试，检查终于找出原因了，看看这个是什么，压力控制器，控制器的作用是限制制冷系统的压缩机排气压力不超过一定的限度,以保障安全。当压缩机的排气压力超过调定值时,高压控制器切断电动机的电路,使压缩机停止工作,以起保护作用。由于它是属于事故停止,应发生报警信号(通常为警铃响及红色指示灯亮),停止后不再自动复位启动,待查出原因及消除故障后,再用手启动。中压控制器的作用是限制双级压缩机的中间压力不超过一定限值,以保障压缩机安全运转 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409251601_515603_2154459_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409251601_515604_2154459_3.jpg 制冷原理为蒸发器中的液态制冷剂吸收空气的热量并开始蒸发，最终制冷剂与空气之间形成一定的温度差，液态制冷剂亦完全蒸发变为气态，后被压缩机吸入并压缩,气态制冷剂通过冷凝器吸收热量，凝结成液体。通过膨胀阀节流后变成低温低压制冷剂进入蒸发器，完成制冷剂循环过程。 小结：实验室精密空调，使用时间长，除了假期，基本上24小时不间断工作，对仪器的各部件损伤都是比较严重的，这就需要我们平时多多的进行维护保养，主动的进行基本的检查，对一些电气部分，可以要求电工进行检查，使仪器的状态一直处于正常状态下，以免带病作业，这样就可以一定程度的减少仪器故障的次数，也能减少我们的维修成本，希望大家一起行动，爱惜仪器，维护仪器 [/fo

[color=#990000]摘要：在迈克尔逊激光干涉仪微位移和倾角的精密测量中，需要对真空度进行准确控制，否则会因变形、折射率和温度等因素的影响带来巨大波动，甚至会造成测量无法进行。本文介绍了真空度的自动化控制技术，详细介绍了具体实施方案。[/color][size=18px][color=#990000]一、问题的提示[/color][/size] 作为一种高精密光学仪器，迈克尔逊激光干涉仪得到了非常广阔应用，它可用于测量波长、气体或液体折射率、厚度、位移和倾角，具备对长度、速度、角度、平面度、直线度和垂直度等的高精密测量。但在高精密测量中，迈克尔逊干涉仪会受到气氛环境的严重影响，为此一般将被测物放置在低压真空环境中，如图1所示，并对真空度进行精密控制，否则会带来以下问题：[align=center][color=#990000][img=激光干涉仪真空度控制,500,315]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201270813137507_5730_3384_3.jpg!w690x435.jpg[/img][/color][/align][color=#990000][/color][align=center]图1 迈克尔逊激光干涉仪典型测试系统结构[/align] （1）测试环境的气体折射率波动，会对高精密测量带来严重影响。如果采用专门的气体折射率修正装置，测量精度也只能达到微米或亚微米量级，而无法实现更高精度的测量。 （2）如果真空腔室内有温度变化，腔室内的气压也会剧烈变化，相应折射率也会发生剧烈波动而严重影响干涉仪测量。 （3）在抽真空过程中，内外压差会造成真空腔室的微小变形，同时也会造成光学窗口产生位移和倾斜，从而改变测量光路的光程。 （4）在有些变温要求的测试领域，要求被测物能尽快的被加热和温度均匀，这就要求将真空度控制在一定水平，如100Pa左右，由此来保留对流和热导热传递能力。 总之，在迈克尔逊激光干涉仪微位移和倾角的精密测量中，需要对真空度进行准确控制。本文将介绍真空度的自动化控制技术以及具体实施方案。[size=18px][color=#990000]二、实施方案[/color][/size] 迈克尔逊激光干涉仪测试过程中，真空度一般恒定控制在100kPa左右，并不随温度发生改变。为此，拟采用如图2所示的真空度控制系统进行实施，具体内容如下：[align=center][color=#990000][img=激光干涉仪真空度控制,690,411]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201270813484950_7314_3384_3.jpg!w690x411.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2 迈克尔逊激光干涉仪测试真空度控制系统结构[/color][/align] （1）采用1torr量程的电容真空计进行真空度测量，其精度可达±0.2%。 （2）采用24位A/D采集的高精度PID真空压力控制器，以匹配高精度真空压力传感器的测量精度，并保证控制精度。 （3）在真空腔室的进气口安装步进电机比例阀以精密调节进气流量。 （4）控制过程中，真空泵开启后全速抽取并保持抽速不变。然后对控制器进行PID参数自整定，使控制器自动调节比例阀的微小开度变化实现腔室真空度的精确控制。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

纺织品实验室高精密空调‘小问题，大毛病’空调，我们印象中一般都是和夏天连接在一起的，也就是说一般都是为了降温，但在北方地区很多人，夏天不舍得开空调，但冬天必须开，太冷了的缘故，所以说北方的空调不仅制冷还能升温，但在南方，特别是广东地区大部分空调只能制冷，不能升温，这里一年大部分时间都是热天，几乎没有冷天，这就是不同地区，对空调不同的需求。但是有一种空调，无论南方北方都是一样功能的，需求也是一样，那就是实验室高精密空调，很多行业的实验室都有恒温恒湿室，这是一个标准的试验环境，对以实验室来说，是非常重要的，也是实验室标准化作业的需要正是有了这样的标准化的空间环境，我们对产品的检验检测，全国性统一的标准才能有效地实施，形成了各行业产品有相关的检测方法，相关的要求，这样对产品的检验判定，才能有效，准确，公平，公正我们是纺织品行业，实验室有恒温恒湿室，有标准化的操作要求，标准的试验环境，也是我们能自信的和其他检测机构进行定期实验对比，能力验证的资本人们常说，人吃五谷杂粮，难免生病，纺织品实验室高精密空调也是一样，虽然不会说话，但他会罢工，会乱发‘脾气’，这不今天就是这样，刚上班就感觉室内很热，看显示屏温湿度显示竟然是温度30.5℃，湿度45%，做过纺织品行业的朋友都知道，纺织品实验室恒温室的标准温室环境是GB/T6529二级标准大气压标准，温度为20±2℃，相对湿度为65%±3%，这真的是太温暖了，马上关机，关闭电源，，此时显示屏温湿度显示已经有所降低，应该是室内温度的影响，显示是温度25.7℃，湿度74.9%，等了15分钟，正常开机，此时如果是正常状态，那么显示屏会出现加湿和制冷符号，但是都没有出来，反而不断升温28℃,28.3℃,28.5℃,28.9℃,29.2℃29.5℃，没有办法又关机，等待半个小时，开机，还是重复第一次的状态，温度不降反升，彻底没辙了，打电话给厂家，厂家问了一下我的操作，然后就答应尽快派人过来看看。等待是漫长的，幸亏现在不太热，人还能受的了，但是所有检测项目几乎停滞http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015072410413944_01_0_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015072410414566_01_2154459_3.jpg很是郁闷，第三天上午，厂家来人首先就是基本的线路检查，关机，清洗加湿罐，清洗过滤网，没有发现异常，于是开机，温度倒是没有升，但是也没有降多少，很慢的制冷，但是至少制冷符号和加湿符号出现了，厂家工程师二话没说，去了外面一楼，看了一下空调外机，让我帮忙摘个水管冲洗一下，太脏了，这个外机在一楼的杂物处，很容易吸尘，冲了十五分钟左右，基本上冲洗干净，收回水管，回到实验室，恒温室温度在慢慢下降，已经从29.6℃下降到25.1℃了，等待了半小时，显示屏稳定显示在温度20±2℃，相对湿度65%±3%范围内，继续观察，下午3:点，温度依然正常，看温湿度曲线，也是正常的http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015072410424421_01_0_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015072410424989_01_0_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015072410425530_01_0_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015072410430222_01_0_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015072410430790_01_2154459_3.jpg小结： 纺织品实验室恒温恒湿系统是实验室的标准环境，一旦出现问题，很多测试项目都要停下来，影响工作安排，且影响实验室的正常计划，对实验室的各个环节都有影响，所以我们对待这样损耗比较大的仪器要进行多观察，多学习，象这样的小故障要是自己知道怎么排查，不但能及时有效的解决问题，不影响检测工作，还能提升自己的动手能力，何乐而不为呢!

联系人：吕红明联系方式：13812688974qq：9858592441 XTDP三维光学摄影测量系统1.1 系统介绍 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607191113_601128_3024107_3.pnghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607191113_601129_3024107_3.png 图：XTDP系统硬件 图：系统软件界面XTDP三维光学摄影测量系统，使用普通单反相机（非量测相机），通过多幅二维照片，基于工业近景摄影测量原理，重建工件表面关键点三维坐标。用于对中型、大型（几米到几十米）物体的关键点进行三维测量。与传统三座标测量仪相比，没有机械行程限制，不受被测物体的大小、体积、外形的限制，能够有效减少累积误差，提高整体三维数据的测量精度。可以代替传统的激光跟踪仪、关节臂、经纬仪等，而且没有繁琐的移站问题，方便大型工件测量。系统主要由高性能单反相机、编码标志点、非编码标志点、标尺、计算机及检测分析软件等组成。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607191113_601130_3024107_3.png图：摄影测量原理1.2 系统特色l 国内首个自主研发的工业近景摄影测量系统l 高精度的相机标定算法，适用于多种数码相机l 自主知识产权的核心算法，达到国外先进水平l 测量范围大：可测量0.3m~30m范围的物体l 测量精度高：最高精度可达±0.015mm/ml 测量速度快：拍照方便快速，计算速度快，测量结果三维可视化l 具备CAD数模对比模块，可用于质量检测l 具备静态变形测量模块，可测量工件变形数据l 操作方便：设备不需要事先校正，使用方便，对操作人员无特殊要求l 适应性强：不受环境及测量范围限制，可在车间或工业现场测量l 便携式设计：设备轻便，单人可携带外出开展测量工作1.3 系统功能系统采用近景摄影测量技术，在被测物体上放置编码点及非编码点，通过单反相机围绕被测物体拍摄多张被测物图像，快速检测被测物表面关键的三维坐标、三维位移数据，测量结果三维彩色显示。系统功能主要包括基本测量功能、变形测量功能、数模对比功能、分析报告功能等。具体功能如下：（1）基本测量功能：测量幅面：支持几十厘米到几十米的测量幅面测量相机：支持多种单反、工业相机图像计算※相机数目：支持单个相机或多个相机图像同时计算，提高大型工件的测量效率※相机标定：软件具备相机自标定功能，支持多种相机镜头畸变模型计算模式：具备自动计算和自定义计算两种模式，方便用户灵活操作※标志点类型：支持10、12、15位编码点，支持黑底白点、白底黑点，更多类型可定制※变形测量功能：通过多次测量不同变形状态下的观测标志点三维坐标，可以进行关键点三维变形偏差计算和色谱图分析※数模对比功能：可以对被测工件与CAD数模进行三维几何形状比对测量结果：包含三维坐标、三维位移等数据，测量结果三维显示显示设置：三维显示可灵活设置，包括颜色，尺寸等，可显示相机三维位置※厚度补偿：具备编码点及非编码点厚度自动补偿功能多工程测量：系统软件支持多工程计算、显示及分析※多核加速：多核CPU并行运算，提高系统解算速度支持系统：同时支持32位、64位系统（2）变形测量功能：参考模式：基准状态可任意设置，可以是首个状态或者中间状态对齐模式：支持ID转换、相对关系转换、手动转换等多种状态对齐模式搜索深度：支持任意指定标志点搜索半径及搜索深度，提高标志点追踪稳定性分析模式：支持多观察域分析，观察域自由选择测量结果：包含X，Y，Z三维位移分量及总位移E结果显示：位移测量结果在三维视图和图像中以射线和色谱形式绘制，真实表达三维点的变形与运动，显示效果可灵活设置（3）数模对比功能：※数模导入：支持stl，iges，step等多种数模文件格式※分析模式：支持多观察域分析，观察域自由选择检测结果：包含X，Y，Z三维偏差分量及总偏差E结果显示：三维彩色矢量箭头直观显示偏差结果，显示效果可灵活设置（4）分析报告功能：坐标转换功能：321转换、参考点拟合、全局点转换、矩阵转换等多种坐标转换功能※元素创建功能：三维点、线、面、圆、槽孔、矩形孔、球、圆柱、圆锥※分析创建功能：点点距离、点线距离、点面距离、线线夹角、线面夹角、面面夹角屏幕截图功能：具备二维图像及三维图像截图功能，截图自动插入报告数据输出功能：测量结果及分析结果输出成报表，支持TXT，XLS，DOC文件的输出（5）扩展接口※系统扩展：可配合XTOM型三维光学面扫描系统使用，提高大型工件的拼接精度1.4 技术指标 指标名称技术指标1. 核心技术工业近景摄影测量2. ※测量结果三维坐标、三维位移3. 测量幅面支持几十厘米到几十米的测量幅面4. 测量相机支持多种单反、工业相机图像计算5. ※相机数目支持单个相机或多个相机图像同时计算，提高大型工件的测量效率6. 相机标定软件自标定，支持多种相机镜头畸变模型7. 测量精度最高±0.015mm/m8. ※标志点类型支持10、12、15位编码点，支持黑底白点、白底黑点，更多类型可定制9. ※静态变形分析通过多次测量不同变形状态下的观测标志点三维坐标，可以进行关键点三维变形偏差计算和色谱图分析；位移测量结果在三维视图中以射线和色谱形式绘制，真实表达三维点的变形与运动10. ※三维数模对比可以对被测工件与CAD数模进行三维几何形状比对，快速方便地进行大型工件的产品外形质量的检测支持stl，iges，step等多种数模文件格式，对比结果三维彩色显示11. ※厚度补偿功能具备编码点及非编码点厚度自动补偿功能12. ※坐标转换功能321转换、参考点拟合、全局点转换、矩阵转换等多种坐标转换功能13. ※元素创建功能可以创建三维点、线、面、圆、槽孔、矩形孔、球、圆柱、圆锥等多种三维元素14. ※分析创建功能可以创建点点距离、点线距离、点面距离、线线夹角、线面夹角、面面夹角等多种分析15. ※多核加

1-1 系统介绍三维光学非接触式应变位移振动综合测量系统分为三维光学应变测量系统和三维动态变形测量系统两个部分。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607051411_599282_3024107_3.png http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607051411_599283_3024107_3.png 图1 三维应变测量头 图2 动态变形测量头三维光学应变测量系统主要通过数字散斑相关法和双目立体视觉技术结合，追踪物体表面散斑点，实时测量各个变形阶段的散斑图像，通过算法重建三维坐标，最终实现快速、高精度、实时、非接触的三维应变测量。（全场或局部应变）动态变形测量系统基于双目立体视觉技术，采用两个高速摄像机实时采集被测物体变形图像，利用准确识别的标志点（包括编码标志点和非编码标志点）实现立体匹配，重建出物体表面点三维空间坐标，并计算得到物体变形量、三维轨迹姿态等数据。（关键点振动位移）三维光学应变测量系统和动态变形测量系统可以根据实验情况单独使用，也可以合并成综合测量系统使用。1-2与传统方法对比 三维光学测量方法传统测量方法（如位移计、应变片、引伸计等）测量方式非接触式测量，不对被测物体造成干扰与影响。接触式测量，易打滑，不容易固定，试件断裂容易破坏引伸计。测量对象适用于任何材质的对象。测量尺寸范围广，从几毫米到几米。适用于常规尺寸对象测量，特殊材料无法测量，小试样无法测量，大试样需要多贴应变片。测量范围应变测量范围：0.01%~1000%。应变测量范围：应变片通常小于5%，引伸计小于50%。环境要求环境要求低，可在高温、高速、辐射条件下测量。一般适用常规条件测量。测量结果全场多点、多方向测量，同时获得三维坐标、三维位移及应变。单点、单方向测量。三维测量需要多个应变片，效率低。1-3 系统技术参数 指标名称技术指标1. 核心技术工业近景摄影测量、数字图像相关法2. 测量结果三维坐标、全场位移及应变3. 测量幅面支持4mm-4m范围的测量幅面，更多测量幅面可定制4. 测量相机支持百万至千万像素相机，支持低速到高速相机，支持千兆网和Camera Link等多种相机接口5. 相机标定支持任意数目相机的同时标定，支持外部图像标定6. 位移测量精度0.01pixel7. 应变测量范围0.01%-1000%8. 应变测量精度0.005%9. 测量模式兼容二维及三维变形测量10. 实时测量采集图像的同时，实时进行全场应变计算11. 多测头同步测量支持多相机组同步测量，相机数目任意扩展，可同步测量多个区域的变形应变12. 动态变形模块具备圆形标志点动态变形测量功能13. 轨迹姿态测量模块具备刚体物体运动轨迹姿态测量功能14. 试验机接口接通后实时同步采集试验机的力、位移等信号15. FLC接口配合杯突试验机进行Nakazima试验，可以测得材料的FLC成形极限曲线16. 显微应变测量配合双目体式显微镜，可实现微小型物体的三维全场变形应变检测17. 64位软件软件采用64位计算，速度更快18. 系统兼容性支持32位和64位Windows操作系统2 系统应用于汽车振动强度实验室2-1 振动强度实验室介绍振动强度试验室，主要开展对汽车整车，总成，零部件，或者材料的强度，耐久性，疲劳特性，以及可靠性等问题的研究，试验，考核，或者评估。三维应变位移振动综合测量系统在振动强度试验室里具备以下的功能：（1）采集相关的振动、位移和变形数据；（2）作为前期信号分析的软件和硬件；（3）进行必要的试验控制和试验后期数据分析系统。2-2 汽车振动测量常规配合使用设备振动模拟实验系统：电动式振动试验台，机械式试验台，电液伺服试验机系统，道路模拟试验台，吊车（一般5~10吨、小型3吨以下、大型10吨以上）等。振动数据采集传统产品：传感器、应变片、放大器等。2-3系统在汽车振动实验室中应用的相关实验采集测量系统：三维应变位移振动综合测量系统。配合使用系统：振动模拟实验系统。实现功能1—耐振性能试验。测试车辆或者零部件系统的减振，耐振性能。模拟振动环境，通过非接触的光学方法，测量振动和位移，从而对车辆的振动性能进行分析。应用包括：发动机振动模态分析，车门振动实验，座椅振动测量分析等。实现功能2—耐久可靠试验。考核车辆和零部件的强度、抗疲劳特性和可靠性指标。应用包括：车身结构强度实验（测量区域振动或者关键点变形），汽车座椅分级加载实验，汽车轮胎受力变形实验等。3 系统应用于汽车材料实验室3-1 汽车材料实验室介绍汽车材料试验室，主要开展对汽车新型材料及相关基础性工作的研究和探索。三维应变位移振动综合测量系统在材料试验室里一般有以下的基本功能：（1）汽车材料常规力学性能方面的测试，得到各种工况下的应变变形；（2）汽车材料焊接的应变变化情况测量；（3）板料成形应变及板料成形极限曲线测量。3-2 汽车材料试验常规配合使用设备力学实验系统：高温蠕变试验机、扭转试验机、疲劳试验机、杯突试验机等。焊接相关设备：焊枪、焊机等。3-3 系统在汽车材料实验室中应用的相关实验采集测量系统：三维应变位移振动综合测量系统。配合使用系统：力学实验系统、焊接相关设备。实现功能1—材料应变变形测量实验。通过对材料进行常规的拉压弯等实验，进行相关材料的力学性能测定。应用包括：金属材料拉伸实验，复合材料大变形测量，碳纤维材料实验等。实现功能2—汽车焊接相关试验。考核汽车相关焊接实验的应变和变形。应用包括：焊接全场应变测量，高温焊接变形测量等。实现功能3—板料成形相关实验。板料成形过程中的全场应变变形测量和板料成形极限曲线（配合杯突试验机）。应用包括：板料成形应变实验、板料成形极限曲线测定实验。4 系统在汽车工程研究方面典型实验案例展示4-

航空航天三维测量技术在航空航天领域有着广泛的应用前景。天远三维公司以其三维数字精密测量及检测设备的准确性和稳定性，为自己赢得了信誉，并有幸参与了国家载人航天工程，对“天宫实验室”、返回舱及轨道舱的模拟实验舱及宇航员宇航服进行了三维数据的采集及建模。详情请见风电水电风电、水电等能源行业在三维测量及检测方面历来遇到的问题不外乎设备体积大、不便于移动，难以快速的现场检测，传统测量及检测手段越来越难以满足日渐提高的生产要求。天远三维公司以其三维数字精密测量及检测设备多样化的技术手段，使空间和时间不再是问题，在保证数据准确的前提下可以在任何地方快速的采集数据。详情请见模具制造模具制造涵盖了机械、汽车、航空、轻工、电子、家电、能源、化工等几乎所有制造领域，近10年来，我国模具工业一直保持着快速发展的态势。未来，国内模具产品将朝着更加精密、复杂，模具尺寸更大、制造周期更短的方面发展。这就要求模具制造技术能够更好的体现信息化、数字化、精细化、高速化、自动化。天远三维公司以其三维数字精密测量及检测设备的多样化，并结合丰富的专业经验，可以满足该领域的各种需求。详情请见文化遗产《文化部“十二五”时期文化改革发展规划》中已经列明了一系列与科技相关的“重点工程”，其中以“文化遗产保护重点工程”的科技含量提升尤为具有“新意”。文化与科技融合正在成为文化产业和文化事业发展的新趋势，文化遗产已经进入数字化保护时代。天远三维公司以其三维数字精密测量及数据管理系统等多样化的技术手段，全面参与了以“龙门石窟数字化工程”为代表的多个文化遗产单位的数字化保护工作，并在该领域继续开拓创新。详情请见服装制鞋随着三维数字化技术的发展，数字化服装（鞋）设计、数字化服装（鞋）结构设计、数字化服装（鞋）定制与三维服装（鞋）CAD技术等问题日益被行业所提及。天远三维公司工业三维扫描仪、人体三维扫描仪可灵活准确地对人体及物体进行三维测量，获得有效数据，建立客观、精确反映人体特征的数据库，方便易查便于比较、分析、应用，加速服装、制鞋企业的数字化进程。详情请见工艺制品工艺制品的设计、制作通常分为两个层次，高端以纯手工、精致著称，低端以简单、低成本机械化而盈利。三维数字化的应用，可将手工精制和低成本机械化生产有机结合。天远三维公司工业级三维扫描仪拥有众多型号，可以满足木雕家具、玩具公仔、珠宝首饰等各种需求。详情请见医疗整形医疗整形领域引入三维数字化技术，可以使治疗或整形的过程更加精准。通过三维测量，对比、分析数据，从而预知结果。不仅可以使医疗工作者提高技术水平、降低工作强度，又可使病患降低治疗风险、提升治疗满意度，从一个侧面减少了医患之间可能产生的矛盾。天远三维公司以其三维数字精密测量及检测设备的多样化，积极开拓该领域的研究方向，并与协和医院整形外科联合组建了“协和――天远三维数字化实验室”。详情请见影视娱乐影视娱乐一直站在三维数字化技术的最前沿，这也是三维数字化技术与大众最近距离的接触，随着新设备、新技术的广泛应用，大众的需求与期待也越来越高了。天远三维公司以其三维数字精密采集设备搭配先进的立体影像拍摄系统，可以为大众带来更真实、更细腻的感官体验。[colo

[size=16px][color=#339999][b]摘要：采用当前的各种涂布机很难适用气体扩散层这类脆性材料的涂布工艺，需要控制精度更高的微张力控制系统。为此本文基于串级控制原理，提出了采用双闭环PID控制模式和超高精度PID张力控制器的解决方案，一方面形成浮动摆棍闭环和主动辊闭环构成的串级控制回路，另一方面是采用目前测控精度最高的工业用PID控制器，结合相应配套的高精度传感器和执行器，可真正实现微张力的精密控制。[/b][/color][/size][align=center] [img=微张力精密控制,690,225]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307261628010805_2785_3221506_3.jpg!w690x225.jpg[/img][/align][size=16px] [/size][size=18px][color=#339999][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px] 气体扩散层（GDL）在燃料电池中起到支撑催化层、收集电流、传导气体和排出反应产物水的重要作用，常用于质子交换膜燃料电池，在具体生产工艺中需要在GDL材料表面定量涂布一层特定功能涂料。由于GDL基体层材料较脆，涂布工艺过程中易造成基体层材料断裂或撕裂，转弯处易折断，在高温状态下材料比常温下更脆弱，一般要求涂布过程中控制张力设定在5～10N很窄的一个范围内，且还需要在此微张力范围内具有较高的控制精度。[/size][size=16px] 传统涂布设备，浮动摆辊均为气缸驱动，直线电位器反馈摆辊位置。存在以下问题：[/size][size=16px] （1）无法精确控制摆辊位置。[/size][size=16px] （2）气缸行程只有一个方向，需要料膜的张力平衡气缸推力，易造成GDL脆性材料拉伸。[/size][size=16px] （3）摆辊瞬间偏移至一端时，料膜张力瞬间增大或减小，极易造成GDL脆性材料的撕裂甚至断裂。[/size][size=16px] （4）张力控制器中的模数转换AD精度和数模转换DA精度较低，最小输出百分比也只能达到0.1%，无法提供更高精度的测量和控制。[/size][size=16px] 由此可见，为实现GDL脆性材料的微张力控制，实现具有精度高、张力小、控制稳的伺服电机驱动的浮动摆辊微张力控制是氢能材料制备的关键技术，为此本文提出了相应的解决方案。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 为实现涂布工艺中的微张力高精度控制，本文提出的解决方案包含以下两方面的内容：[/size][size=16px] （1）采用双闭环PID控制形式调节料膜张力，即对浮动摆棍和主动辊进行独立的PID控制。[/size][size=16px] （2）采用超高精度的双通道PID控制器，每个通道都具有24位AD、16位DA和0.01%最小输出百分比。[/size][size=16px] 解决方案所涉及的微张力控制系统结构如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=双闭环微张力控制系统结构示意图,500,200]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307261628351448_1980_3221506_3.jpg!w690x277.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 双闭环微张力控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 在图1所示的双闭环控制系统中，浮动摆辊PID闭环控制的具体过程是根据工艺要求，给控制器输入张力值，控制器根据张力传感器信号与设定张力值之差进行快速PID计算后输出控制信号，此控制信号控制浮动摆辊伺服驱动器和伺服电机动作，从而使浮动摆棍产生偏移使得料膜张力快速达到设定值。[/size][size=16px] 浮动摆辊的PID闭环控制过程主要是通过浮动摆辊偏移来调节料膜张力，主动辊速度仍为主机速度，并未参与调节。当浮动摆辊伺服电机持续动作调节料膜张力时，浮动摆辊偏差会导致累积，最终达到浮动摆辊位置报警值。因此仅由浮动摆辊伺服电机调节料膜张力不能完全解决张力不稳、精度不高的问题，为此增加主动辊PID闭环控制实现张力的精准控制。[/size][size=16px] 第二路主动辊PID闭环控制的具体过程是在浮动摆辊PID闭环控制实现调节后，由于浮动摆辊偏离中位，位移传感器跟随浮动摆辊偏移产生对应的偏移电压信号并输入给控制器，控制器根据此偏移电压信号与0V值的正负偏差进行快速PID计算后输出控制信号，此信号控制主动辊伺服驱动和主动辊伺服电机来改变主动辊速度，使得浮动摆棍回到中位，最终实现GDL脆性材料的微张力精准控制。[/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，可很好的解决微张力的精密控制问题，具体优点如下：[/size][size=16px] （1）解决方案所采用的双闭环控制结构，实际上是一个非常典型的串级控制结构，因此充分利用了串级控制结构的优势，更利于实现高精度张力的控制。[/size][size=16px] （2）制约微张力精密控制的另一个主要因素是控制器的精度普遍不高，采用PLC很难达到超高的采集和控制精度。因此，本解决方案中采用了超高精度的双通道PID控制，既使用了串级控制功能，又实现了超高精度的PID控制。[/size][size=16px] 当然，传感器和执行器精度也是制约微张力精密控制的因素，为了真正实现微张力的精密控制，还需在使用串级控制和超高精度PID控制器的基础上，配备相应高精度的传感器和执行器。[/size][size=16px][/size][size=16px][/size][align=center][b][color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/b][/align][align=center][b][color=#339999][/color][/b][/align][align=center][b][color=#339999][/color][/b][/align][align=center][b][color=#339999][/color][/b][/align][align=center][b][color=#339999][/color][/b][/align]

航空航天三维测量技术在航空航天领域有着广泛的应用前景。天远三维公司以其三维数字精密测量及检测设备的准确性和稳定性，为自己赢得了信誉，并有幸参与了国家载人航天工程，对“天宫实验室”、返回舱及轨道舱的模拟实验舱及宇航员宇航服进行了三维数据的采集及建模。详情请见风电水电风电、水电等能源行业在三维测量及检测方面历来遇到的问题不外乎设备体积大、不便于移动，难以快速的现场检测，传统测量及检测手段越来越难以满足日渐提高的生产要求。天远三维公司以其三维数字精密测量及检测设备多样化的技术手段，使空间和时间不再是问题，在保证数据准确的前提下可以在任何地方快速的采集数据。详情请见模具制造模具制造涵盖了机械、汽车、航空、轻工、电子、家电、能源、化工等几乎所有制造领域，近10年来，我国模具工业一直保持着快速发展的态势。未来，国内模具产品将朝着更加精密、复杂，模具尺寸更大、制造周期更短的方面发展。这就要求模具制造技术能够更好的体现信息化、数字化、精细化、高速化、自动化。天远三维公司以其三维数字精密测量及检测设备的多样化，并结合丰富的专业经验，可以满足该领域的各种需求http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/06/201606021201_595757_3113727_3.pnghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/06/201606021201_595757_3113727_3.pnghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/06/201606021201_595758_3113727_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/06/201606021201_595759_3113727_3.png

[align=center][size=16px] [img=常压原子力显微镜实现从超高真空到1bar的可变压力精密控制解决方案,690,446]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310111648213082_8409_3221506_3.jpg!w690x446.jpg[/img][/size][/align][size=16px][color=#000099][b]摘要：针对原子力显微镜对真空度和气氛环境精密控制要求，本文提出了精密控制解决方案。解决方案基于闭环动态平衡法，在低真空控制时采用恒定进气流量并调节排气流量的方法，在高真空和超高真空控制时则采用恒定排气流量并调节进气流量的方法。原子力显微镜真空度控制系统主要由高速电控针阀、电动可变泄漏阀、高速电控球阀、电容真空计、电离真空计和超高精度PID调节器构成，在超高真空至一个大气压范围内可达到很高的控制精度。[/b][/color][/size][align=center][size=16px][color=#000099][b]=================[/b][/color][/size][/align][size=18px][color=#000099][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px] 环境可控型原子力显微镜（AFM）是一种可以选择真空环境、气氛环境、液体环境以及变温环境等不同工作环境，并基于检测被测样品与探针之间的弱相互作用来研究包括材料表面形貌和物理化学性质的精密仪器。原子力显微镜要具备真空和气氛环境功能，主要出于以下应用需求：[/size][size=16px] （1）众所周知，原子之间的相互作用力非常微小的，AFM在工作时，为了维持两者之间的作用力，探针和样品之间的距离非常近，通常只有几个纳米或几十个纳米，这就对仪器周围环境的要求非常之高。目前市场上的原子力显微镜都是在普通空气环境中进行操作，但由于空气中活跃着各种气体分子、存在各种机械振动以及电磁干扰的缘故，要想获得极高的分辨率还是比较困难的，要想利用原子力显微镜真正获得原子级别的分辨率，还是需要在真空和超高真空环境下进行工作。[/size][size=16px] （2）随着微纳尺度下研究的逐步深入，在诸多研究中，需要在真空环境或者同一气氛环境（如氮气、氧气、湿度以及酒精蒸汽等）中，对样品表面同一实验区域原位开展多种不同的探测实验（如摩擦能量耗散测量，需要在不破坏工作环境的前提下更换其他具有不同功能的探针，实现原位探测）。 [/size][size=16px] （3）在有些微纳尺度研究中，不同真空度和不同气氛下的力谱测量结果显示AFM针尖和所研究材料之间的粘附力显著依赖于所暴露的真空压力和气体。[/size][size=16px] 总之，为了使原子力显微镜具有环境可控功能，关键是解决原子力显微镜的真空度和环境气氛精密控制问题，为此本文提出以下解决方案。[/size][size=18px][color=#000099][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 解决方案的基本思路是在采用多个进气管路来选择具体工作气体的基础上，采用了两种技术途径来改变和精密控制原子力显微镜内的真空度。[/size][size=16px][color=#000099][b]2.1 回填技术[/b][/color][/size][size=16px] 在文献1所报道的如图1所示的环境压力原子力显微镜中，采用的就是回填技术，即先对环境压力腔室抽真空至超高真空度，然后通过泄漏阀的调节向环境压力腔室内回填所需的工作气体，使腔室内的压力达到所需的真空度。整个真空回填系统结构如图2所示。[/size][align=center][size=16px][color=#000099][b][img=带有制备室和环境压力室的超高真空度原子力显微镜,690,485]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310111651309750_3730_3221506_3.jpg!w690x485.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#000099][b]图1 带有制备室和环境压力室的超高真空度原子力显微镜[/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#000099][b][img=原子力显微镜真空压力回填系统结构示意图,550,361]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310111651565751_1942_3221506_3.jpg!w460x302.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#000099][b]图2 原子力显微镜真空压力回填系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图2所示，回填系统主要由以下几部分构成：（1）涡轮分子泵、（2）旋转低真空泵、（3）一氧化碳气体管线的碳过滤器、（4）压力计、（5）冷阱、（6）AP室气体计量的泄漏阀和（7）AP室初始排空闸阀。[/size][size=16px] 环境压力室真空压力范围为超高真空1×10[sup]-7[/sup]mBar~1Bar，在打开泄漏阀之前，环境压力室与准备室和离子泵隔离。由于真空室压力最高可达1巴，因此关闭离子压力计，使用全量程压力计（冷阴极压力计和对流压力计的组合）监控压力。[/size][size=16px] 从图2可以看出，在文献1所描述气体回填系统是一个真空压力的开环控制系统，我们分析此真空度控制系统并未进行更详细的描述，甚至可能根本无法真正实现文中所述的从超高真空度到一个大气压的1%精度内的准确控制，主要原因如下：[/size][size=16px] （1）首先，文献1中所采用的真空度传感器是超高真空用离子压力计和全量程压力计（冷阴极压力计和对流压力计的组合），这些真空计本身的精度就无法达到1%以内的测量精度。[/size][size=16px] （2）文献1采用了调节泄漏阀的开环控制形式向AFM环境压力腔内回填气体来进行真空度调节，根本就无法做到实施的反馈控制，关闭泄漏阀后，腔体自身漏率的存在一定会使腔内压力逐渐回升，这种回升在超高真空度范围内会非常明显，会明显影响超高真空度的稳定性。[/size][size=16px] （3）泄漏阀是一种漏率极低的调节阀门，其微小的进气流量仅适合10[sup]-3[/sup]~10[sup]-10[/sup]mBar范围内的高真空和超高真空度调节。对于10[sup]-3[/sup]mBar~1Bar的低真空控制，泄漏阀的作用非常有限，或者需要非常长的进气时间才能达到所需真空度，因此对于低真空范围内的进气控制，一般都会采用进气流量较大的针阀。[/size][size=16px][color=#000099][b]2.2 闭环控制和不同流量阀技术[/b][/color][/size][size=16px] 针对上述文献1中所用的回填技术存在的问题，本文提出的解决方案将逐项予以解决，一方面采用闭环控制技术，即由真空计、电动进气流量调节阀和真空压力PID控制器过程闭环控制回路，对所设定的不同真空度进行准确控制。另一方面是针对不同的真空度范围，分别采用了微小进气流量的电动可变泄漏阀和较大流量的电动针阀。由此构成的真空控制系统结构如图3所示。[/size][align=center][size=16px][color=#000099][b][img=原子力显微镜真空压力闭环控制系统结构示意图,690,364]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310111652283772_3144_3221506_3.jpg!w690x364.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#000099][b]图3 原子力显微镜真空压力闭环控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图3所示，整个真空压力闭环控制系统分为以下四条气体管路，各自功能如下：[/size][size=16px] 抽气管路：抽气管路主要由电动球阀、干泵和分子泵组成，其中干泵和分子泵的作用是提供相应的真空源，而电动球阀则是用于调节使用干泵时管道内的抽气速率。[/size][size=16px] 大流量进气管路：大流量进气管路主要由电动针阀组成，其作用是以较大的流量形式调节腔体的进气流量。[/size][size=16px] 微小流量进气管路：微小流量进气管路主要由电动可变泄漏阀组成，其作用是以极小的流量形式调节腔体的进气流量。[/size][size=16px] 进气管路：进气管路的作用是连接气源和为腔体提供多种压力恒定的工作气体，图3中并未绘出。进气管路中也可以通过增加混气罐来进行各种进气的混合。[/size][size=16px] 通过上述四条管路以及相应的真空度传感器和真空压力控制器，图3所示的闭环控制系统可实现从超高真空度至一个大气压的全量程真空压力精确控制，具体控制的过程如下：[/size][size=16px] （1）低真空度范围（10mBar~1Bar）：在低真空度范围内，双通道真空压力控制器的第一通道采集1000Torr电容真空计（测量精度0.25%）的真空度测量信号，与设定值比较后驱动电动球阀，通过快速改变电动球阀的开度调节排气流量，从而在低真空度范围内实现1%内的控制精度。需要注意的是在低真空度范围控制时，大流量进气管路上的电动针阀要保持恒定开度。[/size][size=16px] （2）高真空度范围（0.01mBar~10mBar）：在高真空度范围内，双通道真空压力控制器的第二通道采集10Torr电容真空计（测量精度0.25%）的真空度测量信号，与设定值比较后驱动电动针阀，通过快速改变电动针阀的开度调节进气流量，从而在高真空度范围内实现1%内的控制精度。需要注意的是在高真空度范围控制时，抽气管路上的电动球阀要始终处于全开状态。[/size][size=16px] （3）高真空度范围（10[sup]-10[/sup]mBar~0.01mBar）：在超高真空度范围内，真空压力控制器采集电离真空计（测量精度15%）的真空度测量信号，与设定值比较后驱动电动可变泄漏阀，通过快速改变泄漏阀的进气流量，从而在超高真空度范围内实现15%内的控制精度。需要注意的是在超高真空度范围控制时，抽气管路上的电动球阀要始终处于全开状态，大流量进气管路上的电动针阀处于关闭状态，而分子泵处于工作状态。[/size][size=16px] 在真空压力的控制过程中，要实现高精度控制，以下部件需要达到相应的技术指标要求：[/size][size=16px] （1）真空度传感器：真空度传感器的测量精度是决定控制精度的关键指标之一，本解决方案在低真空和高真空范围内采用了精度可达0.25%的薄膜电容真空计，而在超高真空范围内采用了精度最高可达15%的电离真空计。[/size][size=16px] （2）阀门：各种进气和排气阀门调节精度和速度也是决定控制精度的关键指标，解决方案所采用的电动针阀、电动球阀和电动可变泄漏阀都具有非常好的调节精度，响应速度都小于1秒以内，其中可变泄漏阀的响应速度可以到达十几微秒，完全可以满足超高真空度的进气控制。[/size][size=16px] （3）真空压力控制器：真空压力控制器的采集精度、调节输出精度和线性化处理功能也是决定控制精度的关键指标，解决方案采用了VPC2021系列超高精度PID调节器，具有24位AD、16位DA、0.01%最小输出百分比和八点拟合处理功能，可很好的实现全量程真空度的精密控制。[/size][size=18px][color=#000099][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述，本文提出的解决方案可很好的实现环境可控原子力显微镜从超高真空至一个大气压全真空度范围内任意真空压力设定点的准确控制，也可以按照设定的真空度变化曲线进行程序控制。另外，此解决方案可以推广应用到各种显微镜的真空度和气氛环境的精密控制。[/size][size=18px][color=#000099][b]4. 参考文献[/b][/color][/size][size=16px] [1] Choi， Joong Il Jake， et al. "Ambient-pressure atomic force microscope with variable pressure from ultra-high vacuum up to one bar." Review of Scientific Instruments 89.10 （2018）.[/size][size=16px][/size][align=center][b]~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/align][size=16px][color=#000099][b][/b][/color][/size]

APT（atom probe tomography）技术是目前定量分析纳米尺度不同元素原子分布最微观的先进技术。图1是三位原子探针工作原理示意图，如图所示，采集数据时，样品分析室必须达到超高真空（一般小于10[sup]-8[/sup]Pa的真空度），然后将样品冷却至低温（20-80K，取决于样品性质），以减小样品中原子的热振动。样品作为阳极接入1-15KV正高压，使样品尖端原子处于待电离状态。在样品尖端叠加脉冲电压或脉冲激光后，其表面原子就会电离并蒸发。用飞行时间质谱仪（time of flight, TOF）测定蒸发离子的质量/电荷比值，从而得到该离子的质谱峰以确定其元素种类。用位置敏感探头记录飞行离子在样品尖端表面的二维坐标，通过离子在纵向的逐层累积，确定该离子的纵向坐标，进而给出不同元素原子的三维空间分布图像。图1为上海大学三维原子探针仪器示意图。[align=center][img=,515,315]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707051546_01_2423358_3.png[/img][/align][align=center][b]图1 三维原子探针实验仪器图[/b][/align]APT式样的制备要求也很高，具体如下：首先，利用电火花线切割将片状样品加工成0.5mm×0.5mm×15mm的棒状样品。采用两次普通电解抛光的办法获得晶界距离样品尖端仅几十纳米的概率很低，但距离为几百纳米的概率会高很多。电解抛光后的针尖状样品安装在改造后的TEM样品杆上，利用TEM观察针尖样品，确定针尖的曲率半径，晶界与针尖尖端的距离，及通过SAED确定晶界两侧晶粒的取向关系。[align=center][img=,329,254]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707051546_02_2423358_3.png[/img][/align][align=center][b]图2 三维原子探针实验仪器图[/b][/align]将那些样品尖端附近几百纳米范围内含有晶界的样品挑选出来进行毫秒脉冲电解抛光，经过这样的精细抛光后，可使得晶界距离样品尖端更近。经过多次试验统计，样品经过20V，1ms的脉冲电解抛光可以使样品尖端减短75～400nm。这样，利用毫秒脉冲电解抛光的办法，对已含有晶界的针尖样品进行精细抛光，可以获得合适APT分析晶界偏聚的针尖样品，如图3所示。[align=center][img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707051547_01_2423358_3.jpg[/img][/align][align=center][b]图3 三维原子探针针尖状式样图[/b][/align]