온도 및 기압의 정밀 제어 솔루션
압력 감지 페인트 표면 압력 측정 기술은 1980년대 후반에 개발된 공기역학적 광학 측정 기술입니다. 이 기술은 개별적인 압력 측정 구멍을 이용하는 기존의 측정 기술과 비교하여, 비접촉식 압력 측정 기술로서 측정 표면의 전체 압력 분포를 먼 거리에서도 얻을 수 있어 모형 손상 및 유동장과의 간섭을 방지합니다.
또한 높은 공간 해상도와 데이터 획득 속도라는 특징을 가지고 있습니다. 항공우주, 자동차 제조, 임펠러 기계 등 다양한 분야에서 응용 가능성이 크며, 21세기 가장 유망한 풍동 시험 기술 중 하나로 평가받고 있습니다.
감압식 페인트 또는 코팅의 성능 평가는 정적 평가와 동적 평가의 두 가지 방법으로 나뉩니다.
(1) 정적 특성 시험: 이는 정적 또는 매우 느리게 변화하는 압력 조건에서 감압 코팅의 성능 시험을 말합니다. 이 시험은 일반적으로 코팅의 감도, 즉 압력이 가해진 후 코팅의 반응 정도를 평가하는 데 사용됩니다. 정적 특성 시험에는 다양한 온도에서의 코팅 감도 시험도 포함됩니다.
(2) 동적 특성 시험: 이는 동적 또는 급격하게 변화하는 압력 조건에서 감압 코팅의 성능 시험을 말합니다. 이 시험은 일반적으로 코팅의 반응 속도, 즉 급격하게 변화하는 압력에 반응하는 코팅의 능력을 평가하는 데 사용됩니다.
최근 한 사용자가 감압 코팅의 정적 특성 시험에 대한 필요성을 제기했는데, 이를 위해서는 정적 특성 시험 장비에서 진공 압력과 온도를 정밀하게 제어하고, 감압 코팅에 대해 제어 가능한 진공 압력, 산소 농도 및 온도 환경을 제공해야 합니다. 주요 지표는 다음과 같습니다.
(1) 감압 코팅이 된 정사각형 금속 시트의 단면 가열. 전체 시트 시료를 상단에 광학 창이 있는 밀폐된 캐비티에 넣고 캐비티 내부의 진공 압력을 정확하게 제어해야 합니다.
(2) 시료 크기: 50mm×50mm×5mm.
(3) 시료 온도: -10~80 ℃ , 온도 제어 정확도 ± 0.1 ℃ .
(4) 진공 압력: 절대 압력 1Pa~600kPa, 정확도 판독값의 ±1%.
(5) 산소 농도: 0~80%, 정확도 ±1%.
본 논문에서는 상기 사용자들의 기술적 요구사항에 부응하여 감압 코팅의 정적 특성 시험 장치의 온도, 기압 및 대기 환경에 대한 정밀 제어 솔루션을 제안하고, 시험 장치에 다양한 온도와 가변 진공 압력을 정확하게 제어할 수 있도록 한다.
위의 기술 요구사항에서 알 수 있듯이, 감압 코팅의 정적 특성 시험에 필요한 환경 제어 변수는 온도, 진공 압력(양압 및 음압), 산소 농도이며, 이 세 가지 변수는 각각 다른 조절값을 가져야 합니다.
이를 위해 본 솔루션은 다음 세 가지 독립적인 기술을 사용하여 이 세 가지 변수를 정밀하게 제어할 것입니다.
(1) 온도 제어: 펠티어 원리에 기반한 TEC 반도체 냉각 기술을 사용하는 이 온도 제어 기술은 현재 -10~80 ℃ 의 온도 범위에서 가열 및 냉각 기술에 더욱 적합하며 높은 정확도, 빠른 응답 속도, 쉬운 구현 및 간단한 구조를 갖습니다.
(2) 진공 압력 제어: 동적 균형 방법 기술을 사용하여 시험 챔버로 들어오고 나가는 가스 흐름을 제어함으로써 흡입 및 배출 유량을 동적으로 균형화하여 1Pa~600kPa(절대 압력)의 넓은 범위에서 임의로 설정된 진공 압력을 정확하고 일정하게 제어합니다.
(3) 산소 농도 제어: 가스 질량 유량 제어 기술을 사용하여 산소와 기타 환경 가스의 유량을 별도로 제어함으로써 혼합 가스 내 산소 농도를 정밀하게 제어합니다.
여기서 주목해야 할 점은 동적 평형 방식의 진공 압력 제어 과정에서 절대 압력이 1kPa~600kPa 범위인 고압 영역에서는 더 높은 제어 정확도를 얻기 위해 하류 제어 모드가 필요하다는 것입니다. 즉, 고정 흡기 전기 제어 니들 밸브의 개방을 일정하게 유지하여 흡기 유량을 일정하게 유지하고, 하류 배기 비례 압력 조절기의 개방을 빠르고 자동으로 조정하여 진공 압력 제어를 수행합니다.
절대 압력이 1kPa 미만인 저압 및 고진공 범위에서는 더 높은 정밀도의 제어를 위해 상류 제어 모드가 필요합니다. 즉, 배기 비례 압력 조절기를 완전히 열어 진공 펌프가 교정 챔버의 가스를 최대 속도로 흡입할 수 있도록 하고, 상류 흡입 비례 압력 조절기 의 개방 정도를 빠르고 자동으로 조절하여 진공도를 제어합니다.
두 개의 비례 압력 조절기를 개별적으로 조정하기 위해, 이 솔루션에는 Kao Lu의 비례 압력 조절기가 탑재되어 있습니다. 두 개의 독립적인 제어 채널을 사용하여 상류 및 하류 제어 모드를 각각 작동할 수 있으며, 독립적인 PID 자동 제어 또는 수동 제어를 수행할 수 있습니다. 또한 이 컨트롤러에는 컴퓨터 소프트웨어가 함께 제공되어 호스트 컴퓨터를 통해 원격으로 설정 및 작동할 수 있습니다.
산소 농도 또는 산소 비율을 정확하게 제어하기 위해, 혼합 탱크에서 정밀 측정 후 다양한 작동 가스를 혼합하여 교정 챔버로 유입시킴으로써 교정 챔버 내의 산소 분압을 정확하게 제어할 수 있습니다. 산소 농도 제어 과정에서 다음 두 가지 사항에 특히 주의해야 합니다.
(1) 특정 단일 작동 가스의 경우 해당 가스의 가스 질량 유량 제어기가 필요합니다.
(2) 혼합 탱크의 압력은 지속적으로 제어되어야 하거나 혼합 탱크의 출구에 감압 밸브를 추가하여 혼합 탱크의 출구 압력을 안정적으로 유지해야 합니다. 이는 교정 챔버의 진공 압력을 정확하게 제어하는 데 매우 중요합니다.
요약하자면, 이 솔루션은 사용자가 제시한 다양한 기술 요구 사항을 충분히 충족할 수 있으며, 높은 제어 정확도와 자동 제어 기능을 갖추고 있습니다. 또한, 이 솔루션은 다음과 같은 특징도 지니고 있습니다.
(1) 이 솔루션은 적용성이 매우 높습니다. 관련 구성 요소의 매개변수 표시를 변경함으로써 제어 범위가 다른 감압 코팅의 정적 특성 테스트 요구 사항에 적용할 수 있습니다.
(2) 솔루션에 사용되는 온도 및 진공 압력 컨트롤러에는 컴퓨터 소프트웨어가 함께 제공되어 컴퓨터 화면을 통해 전체 제어 시스템을 직접 디버깅하고 작동할 수 있으며 제어 과정에서 다양한 공정 매개변수 변화 곡선이 자동으로 저장됩니다. 따라서 제어 소프트웨어를 작성할 필요 없이 온도 및 진공 압력 제어 시스템을 신속하게 구축할 수 있어 감압 코팅의 정적 특성 교정이 크게 용이해집니다.
당사의 비례 압력 조절기에 관심이 있으시면 언제든지 연락주세요!