熱真空環(huán)境試驗罐的低氣壓控制方法

在熱真空環(huán)境試驗罐做熱真空試驗的過(guò)程中，模擬低氣壓環(huán)境是一項重要步驟，其真空密閉形式要求在試驗過(guò)程中能夠精準控制低氣壓環(huán)境。這需要一個(gè)高效的真空壓力控制系統，而其控制方法是基于氣體流量動(dòng)態(tài)平衡法。

這一控制系統由真空壓力傳感器、高速電動(dòng)閥門(mén)和高精度PID控制器組成，通過(guò)閉環(huán)控制回路，實(shí)現真空艙內進(jìn)氣和排氣流量的動(dòng)態(tài)平衡，從而迅速控制真空壓力達到設定值。

為了能夠更好地控制低氣壓，“環(huán)儀儀器”采取以下解決方案：

真空計的選擇： 根據實(shí)驗需求，選擇合適的真空計。例如，薄膜電容真空計適用于高精度控制，熱陰極真空計用于高真空范圍的精確測量，而皮拉尼真空計則適用于全量程真空壓力的15%左右精度的測量。這確保真空計輸出模擬信號與真空壓力成線(xiàn)性關(guān)系，便于控制器的轉換和直觀(guān)顯示。

電控針閥的應用： 采用低漏率的電控針閥，具有快速響應、高線(xiàn)性度和重復精度的特點(diǎn)。這種電控針閥通過(guò)0~10V模擬電壓信號進(jìn)行快速驅動(dòng)，可與氣源連接，模擬不同星際空間氣氛環(huán)境。為實(shí)現超高真空度的控制，系統還可以在電控針閥和氣源之間加裝微流量閥，以降低進(jìn)氣流量。

電控球閥的應用： 采用響應速度快、1s以?xún)乳_(kāi)合時(shí)間的電控球閥，通過(guò)0~10V模擬電壓信號直接驅動(dòng)。為適應熱試驗過(guò)程中的快速溫度變化和大量氣體揮發(fā)，電控球閥的快速響應速度成為保障試驗效果的重要因素。對于較大空間尺寸的試驗倉，可以并聯(lián)多個(gè)電控球閥同步運行，以實(shí)現更快速的控制。

真空壓力控制器的選擇： 選用VPC2021系列超高精度PID控制器，其具有24位AD、16位DA和0.01%最小輸出百分比等特點(diǎn)。此PID控制器充分發(fā)揮真空計和電控閥門(mén)的高精度和快速響應，同時(shí)具備獨立雙通道控制、PID自整定、RS485通訊接口等高級功能，便于調試和上位機通訊?？赏ㄟ^(guò)外接周期信號發(fā)生器實(shí)現低氣壓的自動(dòng)交變控制，并提供遠程設定點(diǎn)功能。

這個(gè)熱真空環(huán)境試驗罐的低氣壓控制方法的應用，不僅提高了試驗效率，同時(shí)為各類(lèi)實(shí)驗提供了高度的靈活性和可控性，為科研人員提供了一種高效、可靠的低氣壓環(huán)境模擬方案。