A Precise Control Method of Temperature and Pressure in Rayleigh-Brillouin Scattering Spectrometry

Özet: Rayleigh-Brillouin saçılma (RBS) spektroskopi deney cihazı için, kullanıcılar ölçüm odasının sıcaklığının ve basıncının yüksek hassasiyetli kontrolünü sağlamayı önerdiler. Bu makale, yarı iletken TEC modülü ve oransal kontrol akış valfi kullanarak yüksek hassasiyetli sıcaklık kontrolü elde etmek için özel bir uygulama yöntemi sunmaktadır. Basınç kontrolü, yüksek hassasiyetli basınç sensörü, hassas oransal kontrol akış valfi ve 24 konumlu toplama hassas PID kontrolörü dahil olmak üzere yüksek hassasiyetli bir vakum basınç kontrol sistemi kullanır. Bu sıcaklık ve basınç kontrol şeması yaygın olarak kullanılmaktadır ve doğrulanmıştır.

Tanıtılan oransal akış kontrol valfi https://www.genndih.com/proportional-flow-control-valve.htm

1.Teknik gereksinimler
Müşteri gereksinimlerine göre, Rayleigh-Brillouin saçılma (RBS) spektrumundaki sıcaklık ve basınç Şekil 1'de (kırmızı çerçeve alanının içeriği) gösterildiği gibi hassas bir şekilde kontrol edilir. Özel gereksinimler aşağıdaki gibidir:
(1) Sıcaklık aralığı 300K ile 318K arasındadır; Sıcaklık kontrol hassasiyeti ± 0.02K'dır.
(2) Basınç aralığı 30kPa ile 90kPa (mutlak basınç); Basınç kontrol hassasiyeti ± 0.1kPa'dır; Atmosferik sıcaklık 99.9 derece.

2.Sıcaklık kontrol şeması
Oda sıcaklığına yakın yüksek hassasiyetli sıcaklık kontrolü için, Şekil 2'de gösterilen yarı iletken ısıtma ve soğutma teknolojisinin kullanılması tavsiye edilir.
(1) Isıtma buzdolabı: TEC modülü.
(2) Sensör: platin direnç veya termistör sıcaklığı.
(3) PID kontrolörü: yüksek hassasiyetli 24 bit sıcaklık ve basınç kontrolörü.

3.Basınç kontrol şeması
Deney cihazının çalışması için gereken mutlak basınç aralığı 30kPa ila 90kPa'dır ve bu aralıktaki basıncın herhangi bir ayar noktasında doğru ve sabit olması gerekir. Test yolunu kullanan oransal kontrol akış valfi en iyi seçimdir. Bu nedenle, Şekil 2'de gösterilen vakum basıncı kontrol sistemi aşağıdaki gibi önerilmektedir:

(1) 1000Torr aralığında kapasitif basınç göstergesi basınç ölçümü için kullanılır ve doğruluk ± 0.2%'ye ulaşabilir. Ölçüm için ± 0.05% vakum basınç sensörü de kullanılabilir.
(2) Yüksek hassasiyetli PID vakum basınç kontrolörü, kontrol hassasiyetini sağlamak için yüksek hassasiyetli vakum basınç sensörünün ölçüm hassasiyeti ile eşleşmek için 24 bit A/D toplama kullanılır.
(3) Hava odasının giriş ve egzoz portlarının her birine oransal bir akış kontrol valfi takın. Oransal akış kontrol valfi doğrudan hava girişine monte edilir.

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

(4) Kontrol işlemi sırasında vakum pompası açıldıktan sonra pompa hızının sabit olduğundan emin olun. İlk olarak, emme elektronik iğne valfi, giriş basıncını ve akışını sabit hale getirmek için ayarlanır ve daha sonra PID parametreleri kendi kendine ayarlanır. Son olarak, egzoz deliği akış hızını otomatik olarak ayarlayarak, hava odası basıncının hassas kontrolü elde edilir.