Точный контроль вакуума на холодном и горячем этапах.
Точный контроль вакуума на холодном и горячем этапах.
Аннотация: В данной статье, посвященной актуальным проблемам низкой точности регулирования вакуума и высокой стоимости вспомогательных систем управления в герметичных вакуумных системах охлаждения и нагрева, предлагается решение с использованием отечественных продуктов, а также подробно описывается двунаправленный режим управления потоком на входе и выходе с применением электронного игольчатого клапана серии FC от компании KaoLu. Предложенное решение было применено и проверено, оно обеспечивает точное регулирование степени вакуума в широком диапазоне, а колебания степени вакуума контролируются в пределах ±1%. Вся система управления обладает высокой экономической эффективностью.
1. Вопрос
Герметичный вакуумный нагревательно-охлаждающий столик представляет собой прецизионный нагревательно-охлаждающий столик с регулируемой температурой, который может использоваться как в вакууме, так и в герметичных средах. Он обладает функциями нагрева и охлаждения и подходит для таких применений, как микроскопы и спектрометры, для точного нагрева или охлаждения образцов в контролируемой вакуумной среде. В соответствии с требованиями пользователей, для различных существующих герметичных вакуумных нагревательно-охлаждающих столиков с точки зрения контроля степени вакуума необходимо решить следующие проблемы:
(1) Независимо от того, идет ли речь о международном или отечественном этапе вакуумного нагрева и охлаждения, измерение и контроль вакуума также осуществляется с помощью вакуумметра Пирани, поэтому соответствующая система управления не может обеспечить точный контроль вакуума, например, точность исследований и моделирования процесса лиофилизации не соответствует требованиям.
(2) Герметичная вакуумная нагревательно-охлаждающая платформа обычно имеет небольшие размеры, и всегда было сложно добиться точного контроля в широком диапазоне степеней вакуума. Колебания степени вакуума велики, и эти колебания степени вакуума, в свою очередь, влияют на стабильность температуры.
(3) Международная система контроля степени вакуума не только не соответствует требованиям точности контроля, но и является дорогостоящей. Сосредоточившись на вышеуказанных проблемах, существующих в герметичных вакуумных нагревательно-охлаждающих столах, в данной статье будет предложено решение с использованием отечественных продуктов и с высокой экономической эффективностью, а также подробно описан процесс его реализации.
2. Решение
Общая структура системы точного контроля степени вакуума герметичной вакуумной охлаждающей и нагревательной ступени показана на рисунке 1. Вся система в основном включает в себя вакуумметр, игольчатый клапан с числовым программным управлением, ПИД-регулятор и вакуумный насос. Для повышения точности измерения и контроля вакуума используется емкостной вакуумметр с более высокой точностью измерения (до 0,2% от полной шкалы), который может охватывать диапазон вакуума от 0,01 до 760 Торр. Если требуется более высокий вакуум, для измерения и контроля можно также использовать вакуумметр Пирани. Для достижения полного диапазона контроля вакуума на входе и выходе воздуха горячей и холодной ступеней установлены два электронных игольчатых клапана. Благодаря использованию режимов управления на входе и выходе соответственно, достигается точное управление с коэффициентом колебаний полной шкалы менее ±1%. Контроллер является ключом к точному управлению. В схеме используется высокоточный ПИД-регулятор с 24-битным АЦП и 16-битным ЦАП, а независимый двухканальный режим удобен для регулирования и управления потоком газа на входе и выходе. В заключение, с помощью этого проверенного решения для управления вакуумом становится возможным экономически эффективное и точное управление электронным игольчатым клапаном серии FC от KaoLu.
Для получения дополнительной информации посетите сайт https://ru.genndih.com/proportional-flow-control-valve/miniature-proportional-valve-0-32L-min.html
