현재 실험실에서 사용되는 항온 순환 장치는 주로 장비 외부에 고온 또는 저온의 액체 열원을 제공하는 데 사용됩니다. 이러한 장치의 주요 구조에는 히터(및/또는 냉각기), 순환 펌프, 열교환 용기 및 온도 제어 장치가 포함됩니다. 기존 항온 순환 장치가 제공하는 열원의 온도 범위가 작기 때문에 적용 범위도 작습니다. 온도 범위에 따라 구조도 달라집니다.
-40 ℃~200 ℃의 온도 범위에서는 온도 범위를 커버하기 위해 3개의 온도 순환 장치가 필요합니다. 온도 범위가 실온에서 200 ℃ 이상인 경우 일반적으로 인화점이 높은 열 전달 오일을 열 전달 매체로 사용해야 하는 순환 장치는 고온 항온 순환 장치입니다.
이러한 장치는 온도 범위가 작기 때문에 특정 실험에 저온 처리와 고온 처리가 모두 필요한 경우, 온도 범위가 기존 장비가 제공할 수 있는 온도 범위를 초과하거나 온도 범위가 요구 사항을 충족하지만 작동하는 경우 전체 온도 범위를 달성하려면 유체를 중간에 교체해야 하며, 어떤 장치도 단독으로 테스트를 완료할 수 없습니다. 따라서 테스트의 난이도를 높이고, 테스트를 중단할 수 있으며, 심지어 테스트를 실패시켜 반복할 수 없게 만드는 경우도 있습니다.
테스트를 위한 특수한 넓은 온도 범위의 동적 항온 순환 시스템은 저온 및 고온 액체 열원에 항온 순환 장치를 제공할 수 있으며 과학 연구, 분석 및 테스트를 위한 조건을 제공하여 고정밀 온도 제어 또는 환경 시뮬레이션을 달성할 수 있습니다. 넓은 온도 범위. 제품은 제약, 화학 산업, 전자, 국방 및 군사 산업, 항공 우주 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 제품의 혁신은 선형 및 정현파 설정과 빠른 온도 상승 및 하강 가변 구조 제어의 혼합 호출이며, 동일한 장치 내 -80~280℃ 범위의 매체를 사용하는 동적 항온 순환 시스템을 기반으로 합니다. .
또한, 테스트 주기를 단축하기 위해 많은 실험에서는 모의 온도 변화 테스트를 일반적인 온도 변화보다 빠른 속도로 수행하도록 요구하고 있습니다. 따라서 온도 변동에 대한 상대적으로 높은 요구 사항 외에도 온도 변화 속도가 더 빨라야 하며 특정 규칙에 따라 프로그래밍할 수 있기를 바랍니다. 기존 장치는 더 나은 온도 변동과 더 빠른 온도 변화 속도를 동시에 고려할 수 없습니다.
본 제품이 해결하고자 하는 기술적 과제는 종래기술의 단점을 극복하고 개선된 항온 순환장치를 제공하는 것이다. 온도 범위가 매우 넓을 뿐만 아니라 전체 온도 범위에서 열 전달 매체를 교체할 필요가 없을 뿐만 아니라 고정밀 항온과 온도 상승 및 하강 속도 사이의 모순을 해결할 수 있어 휴대가 가능합니다. 매우 넓은 온도 범위 내에서 지속적이고 신속한 고정밀 온도 프로그래밍 시뮬레이션 테스트를 수행합니다.
구조적 특성
넓은 온도 범위의 동적 항온 순환 시스템에는 열교환기, 순환 펌프, 액체 저장 탱크, 컨트롤러 및 열교환기에 설치된 히터가 포함됩니다. 열교환기에는 순환펌프가 설치되어 있으며, 출구배관과 입구배관은 각각 사용자 시스템에 연결되어 있으며, 출구배관에는 온도센서가 장착되어 있고, 열교환기는 단열재로 둘러싸여 있습니다.
컨트롤러는 회로를 통해 각 센서, 밸브, 순환 펌프 및 히터와 전기적으로 연결됩니다. 제품에는 냉동 시스템도 포함되어 있으며 냉동 시스템의 증발기는 열교환기에 설치됩니다. 열교환기는 탱크와 덮개판으로 구성된 폐쇄형 구조입니다. 열 교환기, 순환 펌프, 출구 파이프 및 입구 파이프는 매체 순환 시스템을 형성하고 대기와 격리됩니다. 액체 저장 탱크와 열 교환기는 솔레노이드 밸브가 있는 파이프로 연결됩니다.
열전달 매체의 유동점, 동점도 및 인화점의 제한으로 인해 상압 하에서 최저 온도와 최고 온도에서 동시에 사용할 수 있는 매체를 찾기가 어렵습니다. 또한 저온에서는 열 전달 매체가 공기 중의 물을 쉽게 흡수하여 매체의 어는점이 높아지거나 탁해집니다. 온도가 100℃를 초과하면 흡수된 수증기가 다시 휘발됩니다. 고온에서는 매체 휘발, 연기, 산화 및 기타 문제로 인해 테스트 환경이 열악해지고 단시간에 열 전달 매체가 악화되거나 고장날 수 있습니다.
매체 선택의 어려운 문제는 폐쇄형 열교환 용기를 사용하여 잘 해결할 수 있습니다. 열교환 용기는 작동 매체와 외부 환경 사이의 연결을 격리하기 위해 완전히 밀봉 된 구조를 채택하여 매체가 저온에서 공기 중 수분을 응축 및 흡수하는 것을 방지하고 매체가 연기, 산화 및 열화되는 것을 방지합니다. 높은 온도. 열 교환기의 크기는 다음 원리에 따라 결정됩니다. 순환 펌프 본체, 전기 히터 및 증발기는 열 교환 매체가 최상의 열 교환 효과를 달성하고 가열 및 냉각 속도가 사용자의 요구 사항을 충족하도록 편리하게 설치할 수 있습니다. 열용량이 필요합니다.
전체 순환 시스템이 닫혀 있는지 확인하려면 순환 펌프의 구조와 밀봉이 문제를 해결하는 열쇠입니다. 순환 시스템의 밀봉이 매체를 외부 공기와 격리하는 문제만 해결하는 것이라면 순환 시스템 내부의 압력은 일반적으로 0.1MPa를 초과하지 않으며 기계적 밀봉이 있는 순환 펌프는 요구 사항을 충족할 수 있지만 기계적 밀봉은 오랜 시간 동안 장치 온도 범위의 요구 사항을 충족하는 고온 및 저온의 지속적인 충격을 견딜 수 있어야 합니다.
순환 시스템의 밀봉이 0.1MPa 이상의 압력과 넓은 온도 범위를 견뎌야 하는 경우 이 제품은 사마륨 코발트 자기 고효율 자기 구동 순환 펌프를 사용합니다. 밀봉 성능은 1MPa 이상의 작동 압력을 견딜 수 있습니다. 독특한 자기 커플링 구조는 모터 작동에 필요한 냉각 용량의 소모를 줄여주며, 최대 작동 온도는 350℃ 이상까지 도달할 수 있습니다. 순환 펌프의 흐름과 수두는 사용된 매체의 동점도와 열 교환기 자체의 열 교환 및 교반 필요성을 고려하면서 사용자의 요구 사항을 보장하도록 선택해야 합니다.
순환계통은 폐쇄형 구조이므로 폐쇄형 열교환기는 솔레노이드 밸브(14)를 통해 대기와 연결된 액체저장탱크와 연결된다. 순환장치가 사용자 시스템과 연결되어 작동을 시작하면 열속의 매체 열교환기는 사용자 시스템으로 지속적으로 순환되고 열교환기의 액위는 감소하여 순환 펌프의 압력이 급격히 떨어집니다.
컨트롤러는 압력 변화에 따라 열 교환기에 매체를 보충할지 여부를 결정하고 액체 공급 솔레노이드 밸브(14)를 열거나 닫아 열 교환기의 매체가 정상 작동 요구 사항을 충족하는지 확인합니다. 또한, 폐쇄형 열교환기 상부에는 고온과 저온의 온도 변화에 따른 팽창 및 수축 공간으로 공기층의 일부가 남게 됩니다. 저장소의 액체 레벨이 특정 한도를 초과하거나 떨어지면 제어 시스템의 액체 레벨 감지 기능이 비정상적인 액체 레벨 신호를 보낼 수 있습니다.
순환 장치와 사용자 시스템은 압력, 고온, 저온에 견딜 수 있는 스테인레스 스틸 벨로우즈로 연결됩니다. 연결 부분은 나사식 인터페이스를 채택하고 벨로우즈 외부는 발포 실리카겔로 절연되어 있습니다. 컨트롤러(12)는 주로 중앙제어장치(CPU), 전원회로, 입/출력 절연 및 구동회로 등을 포함한다. 이는 인간-컴퓨터 대화의 요구사항을 충족하는 키보드 패널과 온도 및 상태 디스플레이를 갖추고 설정 및 장치의 제어 온도 및 작동 상태를 표시합니다.
컨트롤러는 온도, 액체 레벨 및 압력과 같은 신호를 감지하고, 히터(16)의 출력과 팽창 메커니즘(13)의 개방을 제어하고, 필요에 따라 순환 펌프의 흐름, 응축기 팬의 공기량 또는 압축기 출력을 제어할 수 있습니다. 항온순환장치는 마이크로컴퓨터로 제어되는 냉장고와 히터를 이용하여 온도감소, 온도상승, 항온을 구현하는 장치이다. 컨트롤러는 온도센서에서 측정한 온도값과 사용자가 설정한 목표온도 또는 정기적으로 변경되는 프로그램에 의해 제어되는 온도 데이터에 따라 냉장고의 냉방능력 조절밸브(전자팽창밸브)나 히터 출력을 조절합니다.
작업 과정
장치의 작동 과정은 다음과 같습니다. 먼저 순환 장치의 출구 파이프 10-1과 입구 파이프 10-2를 필요에 따라 사용자 시스템의 입구 및 출구에 연결하고 연결 부분이 정확하고 단단히 고정되어 있는지 확인하십시오. 을 연결하고, 온도범위에 따라 각 부분에 단열처리를 실시합니다.
순환 장치를 시작할 때 컨트롤러는 먼저 순환 펌프의 압력이 부족하다는 것을 감지합니다. 즉, 순환 파이프에 매체를 추가해야 합니다. 솔레노이드 밸브 14는 자동으로 열리고 파이프라인을 액체로 채웁니다. 이때, 컨트롤러에 표시된 저수조의 액위를 관찰하시고, 필요하면 보충해 주십시오. 액체 충전이 정상이면 컨트롤러는 순환 파이프라인 압력이 정상임을 나타내고 솔레노이드 밸브가 자동으로 닫힙니다.
이때 컨트롤러는 설정온도와 실제온도의 차이에 따라 히터와 팽창밸브의 작동을 제어하게 됩니다. 온도 오차가 크면 히터 또는 팽창 밸브가 최대 전력으로 작동하고 가장 빠른 속도로 가열되거나 냉각됩니다. 실제 온도가 설정 온도에 가까워지면 컨트롤러는 히터의 출력이나 팽창 밸브의 개방을 점차적으로 줄입니다. 마지막으로 컨트롤러는 히터와 팽창 밸브의 작동을 조정하여 설정 온도 지점에서 온도를 안정적으로 유지합니다.
설정 온도의 변화, 외부 조건 또는 사용자 시스템 열 부하로 인해 실제 온도와 설정 온도가 일치하지 않는 경우 제어 시스템은 위의 프로세스를 반복하여 온도가 최대 속도 또는 프로그램 제어로 새로운 안정 상태에 도달하도록 합니다. 비율.
특징 및 응용
다양한 고온, 저온 또는 상온 감온식 순환장치에 대한 문헌기록이 있지만, 동일한 장치에서 넓은 온도 범위를 커버할 수 있고 전체 온도 범위 내에서 열전달 매체를 교체할 필요가 없는 제품이 있습니다. 중국에서는 아직 보고된 바가 없으며, 특히 온도 조절 온도 범위는 -80~250℃에 달하며 선형 사인 혼합 프로그래밍의 연속적이고 빠른 온도 상승 및 하강 기능도 국제적으로 선진적인 수준입니다. 특히, 열전달 매체의 선택이 상대적으로 쉽고, 수입 유사 장비에 비해 성능 가격 비율이 훨씬 좋습니다.
이 제품 구성의 기본 아이디어는 정밀한 동적 항온 제어입니다. 즉, 정밀한 항온을 달성하는 동시에 급격한 온도 상승 또는 하강의 동적 제어 기능도 갖추고 있습니다. 이 제어 기능으로 인해 사용자는 필요에 따라 온도 프로그래밍 제어 및 연속 반복 테스트를 수행할 수 있습니다. 항온이 안정화된 후 75분 이내에 온도 변동은 ±0.01℃를 초과하지 않습니다.
전원전압 변화, 설정온도 변화, 사용자 시스템 열부하 변화 등 외부 장애가 발생하는 경우, 제어시스템은 약 5~10분 이내에 설정온도 범위(±0.05℃)로 온도를 제어할 수 있습니다. 동적 제어의 온도 범위가 넓고 속도가 빠른 경우 정상 온도에 접근할 때 최대 온도 오버슈트는 0.5℃를 초과하지 않으며 일부 애플리케이션에서는 무시할 수 있습니다. 이 경우 온도 안정성은 거의 즉각적입니다.
사인 프로그래밍의 주요 응용 분야에는 국방 및 군사 산업, 항공 우주, 지질 공학, 의학, 농업 및 기타 기상 관련 분야가 포함됩니다. '선저우 V' 우주선은 우주에서 90분에 한 번씩 지구를 선회하며, 이 기간 동안 180℃의 온도차 테스트를 견뎌야 합니다.
평균율로 계산하면 우주선이 겪는 온도 변화율은 4℃/min이나, 지구 주위를 돌고 있는 우주선이 겪는 온도 변화는 주로 태양빛에 의해 발생하므로 우주선이 겪는 온도 변화는 또한 정현파 프로그래밍의 온도 제어 모드로 시뮬레이션할 수 있습니다. 이 프로젝트에 제공된 장치는 항공우주 재료의 연구 및 테스트에 매우 중요합니다.
영구 동토층의 도로 및 교량 건설에 기초 데이터를 제공하는 암석 및 토양의 동결-융해 주기 테스트는 사계절의 온도 변화를 지속적으로 시뮬레이션해야 합니다. 테스트 주기를 단축하기 위해 하루의 온도 변화를 몇 분 안에 시뮬레이션할 것으로 예상됩니다. 따라서 테스트 장비는 매우 빠른 속도로 온도가 상승하거나 하강할 수 있어야 하며, 테스트 사이클이 중단되지 않고 지속적으로 순환되어야 합니다. 마찬가지로 온도 변화도 정현파 법칙에 따라 시뮬레이션되어야 합니다.
