Основной принцип: метод двух или трех ящиков

В настоящее время основные высокоскоростные температурные ударные коробки используют « метод двух ящиков» или « метод трех ящиков» для достижения быстрого преобразования.

• Метод двух ящиков:Имея высокотемпературный ящик и криогенный ящик, тестовый продукт быстро переключается между двумя корпусами через движущуюся корзину (корзину).

• Метод трех ящиков (более распространенный):Обладает зоной высокой температуры, зоной низкой температуры и зоной тестирования (или зоной хранения). Через переключение регулирующего клапана направления ветра (вентиляционной заслонки) высокотемпературный или низкотемпературный воздушный поток быстро вводится в испытательную зону для удара по образцу. Сам образец не двигается.

Для достижения максимальной стабильности в течение 3 - 5 минут критически важны следующие технологии и конструкции:

1. Системы охлаждения и нагрева с аккумуляцией энергии (ядро в ядре)

Обычный термостат - это « сколько холода / тепла требуется, сколько производится в реальном времени». Для достижения максимальной скорости ударная коробка использует« Предхраните большое количество холодной и тепловой энергии, готовой к высвобождению в любое время»Модель накопления энергии.

• Термоаккумуляция:

• Нагреватель большой мощности:Обогреватели, значительно превышающие обычные потребности (обычно более 6 кВт и даже выше), способны быстро нагревать воздух в высокотемпературной полости в режиме ожидания и поддерживать его на уровне, значительно превышающем заданную точку (например, + 150 °C).

• Высокотемпературные материалы:Внутренние стенки высокотемпературных камер и вентиляционных каналов заполняются или используются материалы с высокой удельной теплоемкостью (например, специальная керамика, нержавеющая сталь и т. Д.), которые сами по себе хранят огромную тепловую энергию, как « горячие батареи».

• Криогенное охлаждение:Это техническая трудность и ключ к достижению сверхбыстрого охлаждения.

• Дополнительное охлаждение с использованием жидкого азота:Это самый распространенный и эффективный способ. Корпус непосредственно соединяется с резервуаром жидкого азота, управляемым прецизионным электромагнитным клапаном, который мгновенно впрыскивает жидкий азот - 196°C в теплообменник с криогенной полостью или смешивается непосредственно с воздухом. Это обеспечивает мгновенную холодильную мощность.

• Комплексное механическое охлаждение + холодильник:Для механических ударных коробок, не использующих жидкий азот, используется многоступенчатая комплексная система охлаждения с однимХолодильник. Внутри холодильника обычно имеются медные трубы и заполняются специальными средами (например, раствор гликоля, металлические блоки и т.д.). В режиме ожидания холодильная система работает в полную силу, охлаждая аккумулятор до температуры, которая намного ниже заданной точки (например, - 80°C), и хранит огромное « количество холода». Когда требуется удар, вентилятор продувает воздух через этот сверххолодный аккумулятор и мгновенно охлаждается.

2. Сильно конвективные системы теплообмена

Одной энергии недостаточно, и энергия должна быть эффективно передана на тестовый образец.

• Мощный центробежный вентилятор:Оснащен специально сконструированным высокооборотным, высокорасходным центробежным вентилятором, способным генерировать высокую скорость ветра (может превышать 20 м / с), образуя интенсивную турбулентность, разрушая воздушный пограничный слой поверхности образца и достигая высокой эффективности теплообмена.

• Оптимизированный дизайн вентиляции:Вентиляционные пути оптимизированы CFD (вычислительная гидродинамика) для обеспечения равномерного воздушного потока, охватывающего всю испытательную зону и способного быстро « сдувать» и « заменять» исходный температурный воздух в испытательной зоне в новый высокотемпературный или низкотемпературный воздух.

Быстрое переключение и изоляционная система

Как мгновенно изменить окружающую среду тестовой зоны, одновременно предотвращая помехи между холодными и горячими полостями?

• Высокоскоростной приводной механизм (метод двух коробок):Высокопроизводительные сервомоторы и приводы обеспечивают сжатие времени перемещения корзины между высокотемпературной и криогенной зонами до 10 секунд.

• Высокоэффективные пневматические / электрические вентиляторы (метод трех коробок):Дверь открытия и закрытия должна быть чрезвычайно быстрой и плотной. Когда высокотемпературная вентиляционная заслонка открывается, криогенная вентиляционная заслонка должна быть плотно закрыта, и наоборот, чтобы предотвратить короткое замыкание холодного и горячего воздушного потока, влияющее на скорость восстановления.

• Эффективная изоляция:Корпус заполнен в целом пенообразующими материалами, такими как высокопроизводительная пенополиуретановая пена, чтобы свести к минимуму вмешательство внешней среды в температуру полости и потерю тепла внутреннего охлаждения.

4. Расширенный контроль и алгоритмы

Аппаратное обеспечение - это основа, а интеллектуальный контроль - это мозг.

• Адаптивный PID - контроль:Контроллер использует усовершенствованный, самонастраиваемый PID - алгоритм. Он не только регулирует выход нагрева / охлаждения на основе разницы между температурой в реальном времени и целевой температурой, но иПрогнозыТенденции изменения температуры (например, снижение мощности заранее при приближении температуры к заданной точке) эффективно подавляют перекачку (Overshoot) и undershoot для достижения быстрой и плавной стабилизации.

• Управление подачей:Система заранее вычисляет требуемую примерную энергию на основе заданной целевой температуры и текущей температуры и направляет нагреватель или клапан жидкого азота на предварительное действие, а не на повторную реакцию, пока ошибка не произойдет.

Достижение стабильного рабочего процесса преобразования в течение 3 - 5 минут (например, метод трех коробок)

1. Этап подготовки:

• Зона высокой температуры постоянно нагревается и поддерживается на уровне + 150 °C (например, установленная температура + 85 °C).

• Криогенная зона непрерывно охлаждается жидким азотом или охладителем и поддерживается на уровне - 70°C (например, установленная температура - 55°C).

• Испытательная зона изолирована от двух зон при комнатной или предыдущей температуре.

2. Команда высокотемпературного удара:

• Команда от контроллера, криогенный вентиляторМгновенное сжатиеВысокотемпературные вентиляционные клапаныОткрываем мгновенно.А.

• Мощный центробежный вентилятор будет + 150 °C высокотемпературного воздуха и хранящейся тепловой энергииСильное вдуваниеИспытательная зона.

• Температура воздуха в зоне испытаний быстро замещается и нагревается.

3. Стабильный процесс:

• Датчики температуры в режиме реального времени контролируют температуру в испытательной зоне.

• Когда температура приближается к + 85 °C, интеллектуальный PID - контроллер начинает уменьшать мощность нагревателя и может вводить небольшое количество холодного воздуха для балансировки, чтобы предотвратить перепад температуры.

• Из - за достаточного хранения тепла, большого количества воздуха, точности управления, температура может быть вОчень короткое время (например, 2 - 4 минуты)Достижение стабильного состояния + 85 °C ± 3 ° C (стабильность обычно относится к входу в полосу допусков в соответствии с такими критериями, как GB / T 2423.22).

4. Криогенные ударные команды:

• Процесс противоположный высокотемпературному удару. Высокотемпературные вентиляционные клапаны закрываются, криогенные - открываются.

• Сверхкриогенный воздух (- 70°C) и хранящаяся "холодная масса" вливаются в зону испытаний, быстро заменяя и охлаждая воздух в зоне испытаний.

• Контроллер точно контролирует открытие жидкого азотного клапана или теплообмен аккумулятора, чтобы обеспечить быстрое и плавное снижение температуры до - 55 °C и стабилизацию.