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寬溫度范圍的控制和模擬
2012-12-27
目前實驗室內(nèi)使用的恒溫循環(huán)裝置主要用于向設(shè)備外部提供高溫或低溫液體熱源。該類裝置的主要結(jié)構(gòu)包括加熱器（和/或制冷器）、循環(huán)泵、換熱容器以及溫度控制裝置。現(xiàn)有的恒溫循環(huán)裝置所提供的熱源的溫度范圍較小，應(yīng)用范圍相應(yīng)較小，其結(jié)構(gòu)也視其溫度范圍的不同而有變化。對于-40℃～+200℃的溫度范圍，目前需分別用三種溫度循環(huán)裝置才能覆蓋：如果溫度范圍在5℃～95℃之間，即可以用水作為傳熱介質(zhì)的循環(huán)裝置即為常溫恒溫循環(huán)裝置，如冷卻水循環(huán)裝置（或叫冷水機(jī)）就是其中的一種。如果溫度范圍在室溫直到-40℃以下，通常需要使用有機(jī)溶劑或低黏度導(dǎo)熱油作為傳熱介質(zhì)的循環(huán)裝置即為低溫恒溫循環(huán)裝置。如果溫度范圍在室溫直到+200℃以上，通常需要使用高閃點導(dǎo)熱油作為傳熱介質(zhì)的循環(huán)裝置即為高溫恒溫循環(huán)裝置。由于這些裝置的溫度范圍小，如果某一個實驗同時需要進(jìn)行低溫和高溫處理（包括化學(xué)反應(yīng)工藝控制、材料或產(chǎn)品的保溫或變溫試驗等），當(dāng)溫度范圍超出現(xiàn)有設(shè)備能夠提供的溫度范圍，或者雖然溫度范圍符合要求，但實現(xiàn)整個溫度范圍需要中途更換工作液時，任何一臺裝置都不能單獨完成試驗。因此就有可能增加試驗的難度，中斷試驗甚至造成試驗失敗、無法重復(fù)等。
寬溫度范圍動態(tài)恒溫循環(huán)系統(tǒng)，包括了換熱容器、循環(huán)泵、儲液箱、控制器以及裝于換熱容器內(nèi)的加熱器，循環(huán)泵裝于換熱容器上，出口管以及進(jìn)口管分別與用戶系統(tǒng)相接，出口管內(nèi)裝有溫度傳感器，換熱容器外部周圍包敷有保溫材料?？刂破魍ㄟ^線路分別與各傳感器、各閥門、循環(huán)泵及加熱器進(jìn)行電連接，該產(chǎn)品還包括一個制冷系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器裝于換熱容器內(nèi)。換熱容器由罐體和蓋板組成密閉結(jié)構(gòu)，換熱容器與循環(huán)泵、出口管及進(jìn)口管構(gòu)成介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)并與大氣隔離，儲液箱與換熱容器用裝有電磁閥的管道接通。
由于本產(chǎn)品所提供的溫度范圍變寬，設(shè)備運行過程中傳熱介質(zhì)、循環(huán)泵的密封材料和制冷系統(tǒng)的冷凍油等均長期經(jīng)受熱脹冷縮和高低溫沖擊。受傳熱介質(zhì)的傾點、運動黏度和閃點等限制，目前也很難有一種介質(zhì)能夠在常壓下同時滿足在最低溫度和最高溫度范圍使用。此外，低溫時傳熱介質(zhì)容易吸收空氣中的水份而使介質(zhì)凝點提高或渾濁，當(dāng)溫度超過100℃時吸收的水汽又會重新?lián)]發(fā)，高溫下介質(zhì)揮發(fā)、冒煙和氧化等問題可能造成試驗環(huán)境惡劣和傳熱介質(zhì)在短時間內(nèi)變質(zhì)或失效。
本裝置的工作過程這樣進(jìn)行：首先按要求將循環(huán)裝置的出口管10-1和進(jìn)口管10-2與用戶系統(tǒng)的入口和出口連接，確認(rèn)各連接部位連接準(zhǔn)確、牢固，并依據(jù)溫度范圍對各部位進(jìn)行保溫處理。啟動循環(huán)裝置，控制器首先檢測到循環(huán)泵的壓力不足，即需要向循環(huán)管添加介質(zhì)。電磁閥14自動打開，并向管路中充液，這時請注意觀察控制器指示的儲液箱中的液位狀況，必要時及時補(bǔ)充。充液正常后，控制器指示循環(huán)管路壓力正常，電磁閥自動關(guān)閉。這時控制器將根據(jù)設(shè)定溫度和實際溫度的差異大小，控制加熱器和膨脹閥的工作。當(dāng)溫度誤差較大時，加熱器或膨脹閥以最大功率狀態(tài)工作，并以最快的速度升溫或降溫；當(dāng)實際溫度接近設(shè)定溫度時，控制器逐漸減小加熱器的功率或膨脹閥的開度，最后控制器將協(xié)調(diào)加熱器和膨脹閥的工作使溫度穩(wěn)定地保持在設(shè)定溫度點上。如果設(shè)定溫度發(fā)生改變、外界條件變化或用戶系統(tǒng)熱負(fù)荷發(fā)生變化等引起實際溫度和設(shè)定溫度不一致時，控制系統(tǒng)將重復(fù)以上過程使溫度以最大速率或程序控制的速率達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)。
特點及應(yīng)用
關(guān)于各種高溫、低溫或常溫的恒溫循環(huán)裝置產(chǎn)品都已有文獻(xiàn)記載，但是關(guān)于本產(chǎn)品的在同一臺裝置上能夠涵蓋較寬溫度范圍和在整個溫度范圍內(nèi)不需要更換傳熱介質(zhì)的產(chǎn)品在國內(nèi)還未見報道，尤其是恒溫溫度范圍寬達(dá)-80～250℃，具有線性正弦混合編程的連續(xù)快速升降溫功能，在國際上也處于先進(jìn)水平。特別是其傳熱介質(zhì)的選擇相對比較容易，性能價格比要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于進(jìn)口同類設(shè)備。
來源 電能質(zhì)量分析儀 http://www.91zenqing.cn/
寬溫度范圍動態(tài)恒溫循環(huán)系統(tǒng)，包括了換熱容器、循環(huán)泵、儲液箱、控制器以及裝于換熱容器內(nèi)的加熱器，循環(huán)泵裝于換熱容器上，出口管以及進(jìn)口管分別與用戶系統(tǒng)相接，出口管內(nèi)裝有溫度傳感器，換熱容器外部周圍包敷有保溫材料?？刂破魍ㄟ^線路分別與各傳感器、各閥門、循環(huán)泵及加熱器進(jìn)行電連接，該產(chǎn)品還包括一個制冷系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器裝于換熱容器內(nèi)。換熱容器由罐體和蓋板組成密閉結(jié)構(gòu)，換熱容器與循環(huán)泵、出口管及進(jìn)口管構(gòu)成介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)并與大氣隔離，儲液箱與換熱容器用裝有電磁閥的管道接通。
由于本產(chǎn)品所提供的溫度范圍變寬，設(shè)備運行過程中傳熱介質(zhì)、循環(huán)泵的密封材料和制冷系統(tǒng)的冷凍油等均長期經(jīng)受熱脹冷縮和高低溫沖擊。受傳熱介質(zhì)的傾點、運動黏度和閃點等限制，目前也很難有一種介質(zhì)能夠在常壓下同時滿足在最低溫度和最高溫度范圍使用。此外，低溫時傳熱介質(zhì)容易吸收空氣中的水份而使介質(zhì)凝點提高或渾濁，當(dāng)溫度超過100℃時吸收的水汽又會重新?lián)]發(fā)，高溫下介質(zhì)揮發(fā)、冒煙和氧化等問題可能造成試驗環(huán)境惡劣和傳熱介質(zhì)在短時間內(nèi)變質(zhì)或失效。
本裝置的工作過程這樣進(jìn)行：首先按要求將循環(huán)裝置的出口管10-1和進(jìn)口管10-2與用戶系統(tǒng)的入口和出口連接，確認(rèn)各連接部位連接準(zhǔn)確、牢固，并依據(jù)溫度范圍對各部位進(jìn)行保溫處理。啟動循環(huán)裝置，控制器首先檢測到循環(huán)泵的壓力不足，即需要向循環(huán)管添加介質(zhì)。電磁閥14自動打開，并向管路中充液，這時請注意觀察控制器指示的儲液箱中的液位狀況，必要時及時補(bǔ)充。充液正常后，控制器指示循環(huán)管路壓力正常，電磁閥自動關(guān)閉。這時控制器將根據(jù)設(shè)定溫度和實際溫度的差異大小，控制加熱器和膨脹閥的工作。當(dāng)溫度誤差較大時，加熱器或膨脹閥以最大功率狀態(tài)工作，并以最快的速度升溫或降溫；當(dāng)實際溫度接近設(shè)定溫度時，控制器逐漸減小加熱器的功率或膨脹閥的開度，最后控制器將協(xié)調(diào)加熱器和膨脹閥的工作使溫度穩(wěn)定地保持在設(shè)定溫度點上。如果設(shè)定溫度發(fā)生改變、外界條件變化或用戶系統(tǒng)熱負(fù)荷發(fā)生變化等引起實際溫度和設(shè)定溫度不一致時，控制系統(tǒng)將重復(fù)以上過程使溫度以最大速率或程序控制的速率達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)。
特點及應(yīng)用
關(guān)于各種高溫、低溫或常溫的恒溫循環(huán)裝置產(chǎn)品都已有文獻(xiàn)記載，但是關(guān)于本產(chǎn)品的在同一臺裝置上能夠涵蓋較寬溫度范圍和在整個溫度范圍內(nèi)不需要更換傳熱介質(zhì)的產(chǎn)品在國內(nèi)還未見報道，尤其是恒溫溫度范圍寬達(dá)-80～250℃，具有線性正弦混合編程的連續(xù)快速升降溫功能，在國際上也處于先進(jìn)水平。特別是其傳熱介質(zhì)的選擇相對比較容易，性能價格比要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于進(jìn)口同類設(shè)備。
來源 電能質(zhì)量分析儀 http://www.91zenqing.cn/
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