Principio central: método de dos o tres cajas

En la actualidad, las principales cajas de impacto de temperatura de alta velocidad utilizan el "método de dos cajas" o el "método de tres cajas" para lograr una conversión rápida.

• Método de dos cajas:Cuenta con una caja de alta temperatura y una caja de baja temperatura, y el producto de prueba cambia rápidamente entre las dos cajas a través de una cesta colgante móvil (cesta).

• Método de tres cajas (más común):Cuenta con zonas de alta temperatura, zonas de baja temperatura y zonas de prueba (o zonas de almacenamiento). A través del cambio de la válvula reguladora de dirección del viento (puerta de aire), el flujo de aire de alta o baja temperatura se introduce rápidamente en la zona de prueba para impactar la muestra. La muestra en sí no se mueve.

Para lograr una estabilidad de velocidad de 3 - 5 minutos, las siguientes tecnologías y diseños son esenciales:

1. sistema de refrigeración y calefacción de almacenamiento de energía (núcleo en el núcleo)

La incubadora normal es "producir tanto frío / calor como se necesite en tiempo real". Y la Caja de impacto para alcanzar la velocidad máxima, utiliza"Almacenar una gran cantidad de energía fría y caliente, lista para liberar en cualquier momento"Modo de almacenamiento de energía.

• Almacenamiento de calor a alta temperatura:

• Calentadores de alta potencia:Equipado con calentadores muy por encima de las necesidades habituales (generalmente por encima de 6 kW o incluso más), es capaz de calentar rápidamente el aire de la Cámara de alta temperatura en espera y mantenerlo en niveles muy por encima del punto de ajuste (por ejemplo, + 150 ° c).

• Materiales de alta capacidad térmica:Las paredes interiores de las cámaras de alta temperatura y los conductos de aire se llenan o utilizan materiales de alta capacidad térmica específica (como cerámica especial, acero inoxidable, etc.), que en sí mismos almacenan una enorme energía térmica como "baterías térmicas".

• Almacenamiento en frío a baja temperatura:Esta es una dificultad técnica y la clave para lograr un enfriamiento súper rápido.

• Refrigeración asistida por nitrógeno líquido:Esta es la forma más dominante y eficiente. La Caja está conectada directamente al tanque de nitrógeno líquido, controlado por una válvula electromagnética de precisión, que inyecta instantáneamente nitrógeno líquido de - 196 ° C en el intercambiador de calor de la Cámara de baja temperatura o se mezcla directamente con el aire. Esto proporciona potencia de refrigeración instantánea.

• Refrigeración mecánica apilada + almacenamiento en frío:Para las cajas de impacto mecánicas que no utilizan nitrógeno líquido, se utilizará un sistema de refrigeración apilado multinivel con unaAlmacenamiento en frío. el interior del almacenamiento en frío suele estar lleno de cobre y lleno de medios especiales (como soluciones de etilenglicol, bloques metálicos, etc.). En espera, el sistema de refrigeración funciona a pleno rendimiento, enfriando el almacenamiento a una temperatura muy inferior al punto de ajuste (por ejemplo - 80 ° c) y almacenando una enorme "cantidad de frío". Cuando se necesita un impacto, el ventilador sopla el aire a través de este almacenamiento en frío súper frío y se enfría instantáneamente.

2. sistema de intercambio de calor convectivo fuerte

La energía por sí sola no es suficiente y la energía debe transmitirse de manera eficiente a la muestra de prueba.

• Ventilador centrífuga de alta potencia:Equipado con ventiladores centrífuga de alta velocidad y gran flujo especialmente diseñados, puede producir altas velocidades de viento (posiblemente más de 20 m / s), formar fuertes turbulencias, romper la capa límite de aire en la superficie de la muestra y lograr una alta eficiencia de intercambio de calor.

• Diseño optimizado del conducto de aire:El conducto de aire está optimizado por cfd (dinámica de fluidos computacional) para garantizar que el flujo de aire sea uniforme, cubra toda la zona de prueba y pueda "soplar" y "reemplazar" rápidamente el aire de temperatura original de la zona de prueba en un nuevo aire de alta o baja temperatura.

3. cambio rápido y sistema de aislamiento térmico

¿¿ cómo cambiar instantáneamente el entorno de la zona de prueba y evitar la interferencia entre las cámaras frías y calientes?

• Mecanismo de accionamiento de alta velocidad (método de dos cajas):Se utilizan servomotores y mecanismos de transmisión de alto rendimiento para garantizar que el tiempo de movimiento de la cesta colgante entre la zona de alta temperatura y la zona de baja temperatura se comprima a menos de 10 segundos.

• Puerta de aire neumática / eléctrica de alta eficiencia (método de tres cajas):La apertura y el cierre de la puerta de aire deben ser extremadamente rápidos y bien sellados. Cuando se abre la puerta de alta temperatura, la puerta de baja temperatura debe estar cerrada y viceversa para evitar cortocircuitos en el flujo de aire frío y frío y afectar la velocidad de recuperación.

• Aislamiento térmico eficiente:La Caja está llena de espuma integral con materiales de aislamiento térmico como espuma de poliuretano de alto rendimiento, minimizando la interferencia del entorno externo con la temperatura de la cavidad y la pérdida de calor frío interno.

4. controles y algoritmos avanzados

El hardware es la base y el control inteligente es el cerebro.

• Control adaptativo de la eip:El controlador utiliza un algoritmo avanzado de EIP capaz de autoajustarse. No solo puede ajustar la salida de calefacción / refrigeración en función de la diferencia entre la temperatura en tiempo real y la temperatura objetivo, sino que también puedepredecirTendencia a los cambios de temperatura (por ejemplo, reducir la Potencia antes de tiempo cuando la temperatura se acerca al punto de ajuste), frenando así eficazmente el exceso y el undershoot, logrando una estabilidad rápida y estable.

• Control de avance:El sistema calculará la energía aproximada necesaria con antelación en función de la temperatura objetivo establecida y la temperatura actual, y ordenará al calentador o a la válvula de nitrógeno líquido que actúen con antelación, en lugar de esperar a que el error vuelva a reaccionar.

Lograr un flujo de trabajo estable de conversión de 3 - 5 minutos (tomando como ejemplo el método de tres cajas)

1. Fase de preparación:

• La zona de alta temperatura se calienta continuamente y se mantiene a + 150 ° c (por ejemplo, se establece una temperatura de + 85 ° c).

• La zona de baja temperatura se enfría continuamente y se mantiene a - 70 ° C a través de nitrógeno líquido o almacenamiento en frío (por ejemplo, estableciendo una temperatura de - 55 ° c).

• La zona de prueba está aislada de las dos zonas y se encuentra a temperatura ambiente o a la temperatura de prueba anterior.

2. Instrucciones de impacto de alta temperatura:

• El controlador da instrucciones, el acelerador de baja temperaturaCierre instantáneo, puerta de alta temperaturaAbrir instantáneamente.

• El ventilador centrífuga de alta potencia + 150 ° C de aire de alta temperatura y energía térmica almacenadaSopla violentamenteZona de prueba.

• El aire a temperatura ambiente en la zona de prueba se reemplazó y calentó rápidamente.

3. Proceso de estabilización:

• El sensor de temperatura monitorea la temperatura en el área de prueba en tiempo real.

• Cuando la temperatura se acerca a + 85 ° c, el controlador inteligente IDP comienza a reducir la Potencia del calentador y puede introducir una pequeña cantidad de aire frío para equilibrar para evitar el exceso de temperatura.

• Debido al almacenamiento adecuado de calor, el gran volumen de aire y el control preciso, la temperatura puede estar enEn muy poco tiempo (por ejemplo, 2 - 4 minutos)Alcanzar un Estado estable de + 85 ° C ± 3 ° c (de acuerdo con estándares como GB / T 2423.22, la estabilidad generalmente se refiere a entrar en la zona de tolerancia).

4. Instrucciones de impacto a baja temperatura:

• El proceso es contrario al impacto de alta temperatura. El acelerador de alta temperatura está cerrado y el acelerador de baja temperatura está abierto.

• El aire a muy baja temperatura (- 70 ° c) y la "cantidad de frío" almacenada llegan a la zona de prueba para reemplazar y enfriar rápidamente el aire de la zona de prueba.

• El controlador controla con precisión la apertura de la válvula de nitrógeno líquido o el intercambio de calor del almacenamiento en frío, asegurando que la temperatura baje rápidamente y sin problemas a - 55 ° C y se estabilice.