Un método de control preciso de la temperatura y la presión en la espectrometría de dispersión Rayleigh-Brillouin

Resumen: Para el dispositivo experimental de espectroscopia Rayleigh-Brillouin (RBS), los usuarios propusieron alcanzar un control de alta precisión de la temperatura y la presión de la cámara de gas de medición. Este artículo presenta una implementación específica, en la que el control de temperatura de alta precisión se implementa utilizando módulos TEC de semiconductores y una válvula de flujo de control proporcional. El control de la presión adopta un sistema de control de la presión de vacío de alta precisión, que incluye un sensor de presión de alta precisión, una válvula de flujo de control proporcional de precisión y un controlador PID de precisión de adquisición de 24 bits. Este esquema de control de temperatura y presión ha sido ampliamente utilizado y probado.

La válvula de control de flujo proporcional introducida se introduce en https://www.genndih.com/proportional-flow-control-valve.htm

1. Requisitos de la técnica
De acuerdo con los requisitos del cliente, la temperatura y la presión en la espectroscopia de dispersión Rayleigh-Brillouin (RBS) como se muestra en la Figura 1 (el contenido del área de la caja roja) para un control preciso, los requisitos específicos son los siguientes:
(1) El rango de temperatura es de 300K~318K; la precisión del control de temperatura es de ±0,02K.
(2) El rango de presión es de 30kPa~90kPa (presión absoluta); la precisión del control de presión es de ±0,1kPa; la atmósfera es de 99,9trogen.

2. Esquema de control de la temperatura
Para el control de la temperatura de alta precisión cerca de la temperatura ambiente, se propone utilizar la tecnología de calentamiento y enfriamiento de semiconductores que se muestra en la Figura 2 para alcanzar, los contenidos específicos incluyen:
(1) Refrigerador de calefacción: Módulo TEC.
(2) Sensor: resistencia de platino o termistor de temperatura.
(3) Controlador PID: controlador de temperatura y presión de alta precisión de 24 bits.

3. Esquema de control de la presión
El rango de presión absoluta requerido para que el dispositivo experimental funcione es de 30kPa~ 90kPa, y se requiere que la presión dentro de este rango sea precisa y constante en cualquier punto de ajuste. El uso de la válvula de flujo de control proporcional de KaoLu es la mejor opción. Por ello, se propone implementar el sistema de control de presión de vacío que se muestra en la Figura 2, y los detalles son los siguientes:

(1) Utilizando un manómetro de capacitancia con un rango de 1000torr para la medición de la presión, su precisión puede alcanzar ±0,2%. También se puede utilizar un sensor de presión de vacío con una precisión mayor de ±0,05% para la medición.
(2) El controlador de presión de vacío PID de alta precisión con adquisición A/D de 24 bits se utiliza para igualar la precisión de la medición del sensor de presión de vacío de alta precisión y garantizar la precisión del control.
(3) Instalar una válvula de control de flujo proporcional en la entrada de aire y el puerto de escape de la cámara de aire, respectivamente. La válvula de control de flujo proporcional se instala directamente en la entrada de aire.

https://www.genndih.com/proportional-flow-control-valve/mid-flow-proportional-valve-0-130L-min.html

(4) Durante el proceso de control, se garantiza que la velocidad de bombeo sea constante después de encender la bomba de vacío. En primer lugar, es necesario ajustar la válvula de aguja electrónica de entrada de aire para que la presión y el flujo del puerto de entrada sean constantes, y luego realizar el autoajuste de los parámetros PID. Por último, realizar un control preciso de la presión de la cámara de aire ajustando automáticamente el caudal del puerto de escape.