用于液氮制冷设备的控制系统及液氮制冷设备技术方案

本发明专利技术公开了一种用于液氮制冷设备的控制系统及液氮制冷设备，包括真空绝缘管道、与真空绝缘管道相连的第一全真空阀门和第二全真空阀门、金属管道、与金属管道相连的雾化喷嘴、处理单元、电气比例调压阀、调压阀和温度采集单元；第一电控三通阀和第二电控三通阀的输出端分别与第一全真空阀门和第二全真空阀门相连，控制端与处理单元相连；电气比例调压阀与第二电控三通阀相连，控制端与处理单元相连；调压阀分别与第一电控三通阀和电气比例调压阀相连；温度采集单元与处理单元相连，采集液氮制冷设备内部和雾化喷嘴的实时温度。本发明专利技术能够实现液氮制冷系统在现场精准、稳定地控温。温。温。

【技术实现步骤摘要】
用于液氮制冷设备的控制系统及液氮制冷设备


[0001]本专利技术属于液氮制冷
，具体涉及一种用于液氮制冷设备的控制系统及液氮制冷设备。

技术介绍

[0002]温箱液氮制冷系统的运作结果会在人机界面以温度曲的形式线绘制并显示出来，经常存在整体降温温变率缓慢，温度采集值过冲温度设定值，温度采集值无法精准且稳定的依温度设定值的问题。例如进行60℃到
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20℃的温度设定，运作表现结果为：整体降温温变率为25℃/Min，温度采集值过冲温度设定值为11℃，温度采集值与温度设定值存在正负6℃的波动差异。
[0003]‑
196℃的氮只存在于其液态35bara压力(简称：好液态氮)的条件；温箱液氮制冷系统中精准且稳定控温的困难是由于来源冷度不隐定。目前面对温箱液氮制冷系统使用端好液态氮的要求，采取的措施为：全程采用昂贵的全真空深冷绝热管道确定保温效果，并设置全真空气液分离器长期浪费的进行气态氮排除，为此需要付出昂贵的代价建置完美的液氮传输管道。面对需如此高能耗成本的条件，现场一般无法建置到位，使温箱液氮制冷系统在现场很难精准且稳定控温。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提出一种用于液氮制冷设备的控制系统及液氮制冷设备，能够实现液氮制冷系统在现场精准、稳定地控温。
[0005]为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种用于液氮制冷设备的控制系统，包括：
[0007]真空绝缘管道；
[0008]第一全真空阀门和第二全真空阀门，二者与所述真空绝缘管道之间为全真空连接；
[0009]金属管道，与所述真空绝缘管道相连通；
[0010]雾化喷嘴，与所述金属管道相连通，用于放置于液氮制冷设备内部；
[0011]处理单元；
[0012]第一电控三通阀和第二电控三通阀，二者的输出端分别与所述第一全真空阀门和第二全真空阀门的输入端相连，二者的控制端均与所述处理单元相连；
[0013]电气比例调压阀，其输出端与所述第二电控三通阀相连，控制端与所述处理单元相连；
[0014]调压阀，其输入端用于连接压缩空气，输出端分别与所述第一电控三通阀和电气比例调压阀的输入端相连；
[0015]温度采集单元，与处理单元相连，用于采集液氮制冷设备内部和雾化喷嘴的实时温度，并发送至处理单元。
[0016]可选地，所述真空绝缘管道的端部与所述金属管道之间通过三通相连，所述金属管道用于设置于液氮制冷设备内部的上层空间。
[0017]可选地，所述雾化喷嘴的数量大于1，各雾化喷嘴平均分布，喷出的方向设置为朝向液氮制冷设备的底部。
[0018]可选地，所述控制系统还包括人机界面单元；
[0019]所述处理单元包括：
[0020]中央处理模块，与所述人机界面单元相连；
[0021]讯号模块，分别与所述中央处理模块、第一电控三通阀和第二电控三通阀相连，控制是否向第一全真空阀门和第二全真空阀门提供气源；
[0022]模拟讯号模块，分别与所述中央处理模块和电气比例调压阀相连，基于中央处理模块的输出信号输出百分比讯号给电气比例调压阀，控制所述电气比例调压阀输出压缩空气的百分比压力大小，调节所述第二全真空阀门的开度百分比；
[0023]温度讯号模块，分别与所述温度采集单元和中央处理模块相连，将所述温度采集单元采集到的温度数据发送至中央处理模块。
[0024]可选地，所述温度采集单元包括第一温度传感器和第二温度传感器；
[0025]所述第一温度传感器设于雾化喷嘴处，用于监测雾化喷嘴出口处的实时温度值；
[0026]所述第二温度传感器用于放置于液氮制冷设备内部，监测液氮制冷设备内部的实时温度值。
[0027]可选地，所述第一温度传感器回传雾化喷嘴出口处的实时温度值给温度讯号模块，再经所述中央处理模块传输到人机界面单元，所述人机界面单元中设有液态氮温度范围，当所述第一温度传感器监测到雾化喷嘴出口处的实时温度值高于所述液态氮温度范围中的最高值时，则所述中央处理模块控制模拟讯号模块输出100％讯号给电气比例调压阀，由所述电气比例调压阀输出100％压缩空气的压力大小，调节第二全真空阀门的开度为100％。
[0028]可选地，所述液态氮温度范围为
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180℃～
‑
150℃。
[0029]可选地，所述调压阀为带表调压阀
[0030]第二方面，本专利技术提供了一种用于液氮制冷设备，包括：
[0031]第一方面中任一项所述的控制系统；
[0032]温箱，所述温箱的控制端与所述中央处理模块相连；所述中央处理模块根据第二温度传感器采集到的液氮制冷设备内部的实时温度值，控制所述温箱的工作状态；所述雾化喷嘴和金属管道均设于所述温箱内。
[0033]可选地，所述真空绝缘管道的底端与所述温箱的内顶壁齐平。
[0034]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0035]本专利技术由于采用的是整体全真空保温硬件设计，以及自动排除气态氮的控制设计，所以能够获得自动稳定工作温度的结果(大于温变率60℃/Min的降温速率，以及正负1℃以内的稳定性能)，实现了在低能耗低成本的条件下，满足温箱低温疲劳试验所需精准稳定的工作温度要求，且不需要付出昂贵的代价建置完美的全真空液氮传输管道以及全真空气液分离器造成长期浪费。
[0036]本专利技术由于采用了整体全真空保温硬件设计，能够实现让来源液氮可以高效保温
到温箱内部；维持液态氮温度范围在：
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180℃～
‑
150℃。
[0037]本专利技术利用第一温度传感器回传雾化喷嘴出口处的液氮温度采集值，并设置独立的控制逻辑依
‑
180℃～
‑
150℃温度条件做反应，只要回温小于
‑
150℃(例如：
‑
149℃)立即自动将第二全真空阀门的开度为100％，也就是全开，让进入温箱使用端存在的不够冷的气态液快速消除，达到自动稳定好液态氮的状态结果。
附图说明
[0038]为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中：
[0039]图1为本专利技术一种实施例中用于液氮制冷设备的控制系统的整体结构示意图；
[0040]图2为本专利技术一种实施例中用于液氮制冷设备的控制系统的应用示意图；
[0041]图3为本专利技术一种实施例中实现自动稳定工作温度功能的控制原理图；
[0042]图4为导入自动稳定工作温度功能的液氮制冷控制实施结果；
[0043]其中：
[0044]1‑
真空绝缘管道，101
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第一段，102
‑
第二段，103
‑
第三段，2
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于液氮制冷设备的控制系统，其特征在于，包括：真空绝缘管道；第一全真空阀门和第二全真空阀门，二者与所述真空绝缘管道之间为全真空连接；金属管道，与所述真空绝缘管道相连通；雾化喷嘴，与所述金属管道相连通，用于放置于液氮制冷设备内部；处理单元；第一电控三通阀和第二电控三通阀，二者的输出端分别与所述第一全真空阀门和第二全真空阀门的输入端相连，二者的控制端均与所述处理单元相连；电气比例调压阀，其输出端与所述第二电控三通阀相连，控制端与所述处理单元相连；调压阀，其输入端用于连接压缩空气，输出端分别与所述第一电控三通阀和电气比例调压阀的输入端相连；温度采集单元，与处理单元相连，用于采集液氮制冷设备内部和雾化喷嘴的实时温度，并发送至处理单元。2.根据权利要求1所述的一种用于液氮制冷设备的控制系统，其特征在于：所述真空绝缘管道的端部与所述金属管道之间通过三通相连，所述金属管道用于设置于液氮制冷设备内部的上层空间。3.根据权利要求1所述的一种用于液氮制冷设备的控制系统，其特征在于：所述雾化喷嘴的数量大于1，各雾化喷嘴平均分布，喷出的方向设置为朝向液氮制冷设备的底部。4.根据权利要求1所述的一种用于液氮制冷设备的控制系统：其特征在于，所述控制系统还包括人机界面单元；所述处理单元包括：中央处理模块，与所述人机界面单元相连；讯号模块，分别与所述中央处理模块、第一电控三通阀和第二电控三通阀相连，控制是否向第一全真空阀门和第二全真空阀门提供气源；模拟讯号模块，分别与所述中央处理模块和电气比例调压阀相连，基于中央处理模块的输出信号输出百分比讯号给电气比例调压阀，控制所述电气比例调压阀输出压缩空气的百分比压力大小，调节所述第二全真空阀门的开度百分比；温度讯号模块，分别与所述温度采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾义翔，
申请(专利权)人：昆山浩测仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：