2023.09.01
저온 초전도 테스트 시스템의 고정밀 액체 헬륨 압력 제어 솔루션
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자세한 세부 사항
1.프로젝트 개요
초전도 자석, 초전도 공동 등 다양한 초전도 부품을 설치하기 전에 저온 초전도 테스트 시스템에서 테스트해야 합니다. 초전도 구성요소가 저온 환경에 도달하도록 하려면 테스트된 구성요소를 액체 헬륨에 담가야 합니다.
매체에서는 액체 헬륨 매체를 담기 위해 저온 Dewar가 사용됩니다. 전체 테스트 과정에서 저온 테스트 시스템의 액체 헬륨 압력에 대한 요구 사항은 매우 높습니다. 즉, 뛰어난 안정성을 유지하려면 Dewar 상단의 헬륨 압력(절대 압력)이 필요합니다. 그렇지 않으면 테스트가 불안정해지고 테스트 결과에 오류가 영향을 미칩니다.
현재 기존의 많은 저온 초전도 테스트 시스템은 불안정한 액체 헬륨 압력 제어와 같은 심각한 문제를 안고 있습니다. 일부 고객은 해당 기술 업그레이드 요구 사항을 제시했습니다.
구경이 다른 두 개의 첫 번째 및 두 번째 압력 릴리프 밸브를 사용하여 액체 헬륨의 압력을 대략적으로 조정하고 미세하게 조정하지만 이 조정 방법에서 액체 헬륨의 압력은 온도에 해당하는 1.2~1.6Bar 범위에서만 제어할 수 있습니다. 4.39~4.74°C 범위에서 액체 헬륨의 변화로 인해 0.35°C의 온도 변동이 발생합니다.
현재 고객은 초전도 부품의 성능 테스트 정확도를 향상시키기 위해 온도 변동을 0.1℃ 이상의 안정성 내에서 제어할 것을 제안합니다.
고전자장 초전도 자석용 저온 수직 테스트 시스템의 압력 제어 범위는 1~1.3Bar입니다. 액체 헬륨 히터는 시스템의 액체 헬륨 압력을 변경하는 데 사용되지만 압력 제어 밸브로 인해 조정 정밀도가 충분하지 않으며 결국 압력 제어 정밀도가 테스트 요구 사항보다 훨씬 낮으며 고객도 기술 혁신 요구 사항을 전달합니다.
위의 두 가지 일반적인 저온 초전도 테스트 시스템에서 액체 헬륨 압력 제어 정확도가 부족하다는 문제를 고려하여 이 기사에서는 해당 솔루션을 제안합니다. 이 솔루션은 직접 압력 제어와 유량 제어라는 두 가지 기술적 수단을 채택하고 수치 제어 밸브를 지원하며 초정밀 PID 진공 압력 컨트롤러 및 압력 센서와 결합되어 액체 헬륨의 압력 제어 정확도를 크게 향상시키고 궁극적으로 저온 초전도 압력. 성능 테스트 오류.
2. 솔루션
(1) 직접 압력 조절 방식
저온 초전도 테스트 시스템에서는 액체 헬륨의 증발을 유발하는 요인을 제어할 수 없습니다. 테스트 시스템은 액체 헬륨 이상의 헬륨 가스 압력을 조정해야만 안정적으로 유지될 수 있습니다.
따라서 액체 헬륨 이상의 압력 제어를 달성하기 위해 솔루션은 직접적인 압력 조절 방법을 사용합니다. 즉, 수치 제어식 압력 제어 밸브가 첫 번째 및 두 번째 압력 릴리프 밸브를 대체하는 데 사용됩니다. 이 압력 제어 밸브, 고정밀 PID 컨트롤러 및 압력 센서는 폐쇄 루프 제어 루프를 형성하여 자동 압력 완화 및 고정밀 압력 제어를 달성합니다.
KAOLU 의 비례 압력 조절기 저온 초전도 테스트 시스템의 미세 양압 제어 요구를 정확하게 충족할 수 있는 양압 및 감압 제어 밸브입니다. 헬륨 공급원과 감압 밸브에 의해 제공되는 구동 압력은 제어 밸브 출구에서 고정밀 압력 제어를 가능하게 하는 동시에 매우 작은 가스 누출을 유지하여 헬륨을 절약합니다.
게다가,KAOLU 의 비례 압력 조절기제어 정확도가 높으며 고정밀 압력 센서 및 PID 진공 압력 컨트롤러와 결합할 수 있습니다. 액체 헬륨 압력을 0.1%의 고정밀도로 제어할 수 있습니다.
(2) 유량 조절 방법
저온 및 초저온 테스트 시스템의 차이점 중 하나는 액체 헬륨 히터가 있다는 것입니다. 즉, 액체 헬륨 히터와 압력 제어 밸브로 구성된 제어 루프는 서로 다른 액체 헬륨 압력을 제어할 수 있습니다. 이를 통해 다양한 액체 헬륨 온도를 제어할 수 있습니다. 다양한 액체 헬륨 압력을 정밀하게 제어하기 위해 여기 솔루션에서는 유량 조절 방법을 사용합니다.
KAOLU 의 비례 압력 조절기, 듀얼 채널 고정밀 PID 컨트롤러, 압력 센서 및 액체 헬륨 히터는 원하는 대로 구성할 수 있는 폐쇄 루프 제어 루프를 형성합니다. 고정밀 압력 제어를 위한 고정 값입니다. 전기 니들 밸브는 PID 압력 컨트롤러를 통해 니들 밸브 개방을 자동으로 조정할 수 있는 수치 제어식 마이크로 유량 조절 밸브이며, 유출되는 헬륨은 헬륨 회수 에어백으로 향할 수 있습니다.
KAOLU 의 비례 압력 조절기또한 높은 제어 정확도를 가지며 고정밀 압력 센서 및 PID 진공 압력 컨트롤러와 결합됩니다. 또한 액체 헬륨의 압력을 0.1%의 고정밀도 수준으로 제어할 수 있습니다.
3.결론
위 솔루션의 기술적 수단을 통해 저온 초저 테스트 시스템의 액체 헬륨 압력을 정확하게 제어할 수 있으며 제어 정확도는 최대 ±0.1%에 도달할 수 있습니다. 절대압을 기준으로 계산하면 포화 증기압이 1.2Bar일 때 액체 헬륨의 온도는 4.4K입니다.
따라서 압력 제어 정확도가 ±0.1%인 경우 액체 헬륨 압력의 변동 범위는 ±1.2mBar(절대 압력 ±120Pa에 해당)이고 해당 액체 헬륨 온도 변동 범위는 4.4mK입니다. 액체 헬륨 온도는 4.4±0.0044K입니다.
이 기사에서 설명하는 솔루션을 통해 수치 제어식 압력 제어 밸브와 결합된 산업 수준의 저가형 PID 진공 압력 컨트롤러 및 압력 센서를 채택하는 것만으로KAOLU 의 비례 압력 조절기, 고정밀 액체 헬륨 압력에 도달할 수 있습니다. 온도 제어 정확도는 대부분의 저온 초전도 테스트 시스템의 요구 사항을 완전히 충족할 수 있는 mK 수준에 도달할 수 있습니다.
에 대한 추가 정보KAOLU 의 비례 압력 조절기, 저희 웹사이트를 방문해주세요!
초전도 자석, 초전도 공동 등 다양한 초전도 부품을 설치하기 전에 저온 초전도 테스트 시스템에서 테스트해야 합니다. 초전도 구성요소가 저온 환경에 도달하도록 하려면 테스트된 구성요소를 액체 헬륨에 담가야 합니다.
매체에서는 액체 헬륨 매체를 담기 위해 저온 Dewar가 사용됩니다. 전체 테스트 과정에서 저온 테스트 시스템의 액체 헬륨 압력에 대한 요구 사항은 매우 높습니다. 즉, 뛰어난 안정성을 유지하려면 Dewar 상단의 헬륨 압력(절대 압력)이 필요합니다. 그렇지 않으면 테스트가 불안정해지고 테스트 결과에 오류가 영향을 미칩니다.
현재 기존의 많은 저온 초전도 테스트 시스템은 불안정한 액체 헬륨 압력 제어와 같은 심각한 문제를 안고 있습니다. 일부 고객은 해당 기술 업그레이드 요구 사항을 제시했습니다.
구경이 다른 두 개의 첫 번째 및 두 번째 압력 릴리프 밸브를 사용하여 액체 헬륨의 압력을 대략적으로 조정하고 미세하게 조정하지만 이 조정 방법에서 액체 헬륨의 압력은 온도에 해당하는 1.2~1.6Bar 범위에서만 제어할 수 있습니다. 4.39~4.74°C 범위에서 액체 헬륨의 변화로 인해 0.35°C의 온도 변동이 발생합니다.
현재 고객은 초전도 부품의 성능 테스트 정확도를 향상시키기 위해 온도 변동을 0.1℃ 이상의 안정성 내에서 제어할 것을 제안합니다.
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위의 두 가지 일반적인 저온 초전도 테스트 시스템에서 액체 헬륨 압력 제어 정확도가 부족하다는 문제를 고려하여 이 기사에서는 해당 솔루션을 제안합니다. 이 솔루션은 직접 압력 제어와 유량 제어라는 두 가지 기술적 수단을 채택하고 수치 제어 밸브를 지원하며 초정밀 PID 진공 압력 컨트롤러 및 압력 센서와 결합되어 액체 헬륨의 압력 제어 정확도를 크게 향상시키고 궁극적으로 저온 초전도 압력. 성능 테스트 오류.
2. 솔루션
(1) 직접 압력 조절 방식
저온 초전도 테스트 시스템에서는 액체 헬륨의 증발을 유발하는 요인을 제어할 수 없습니다. 테스트 시스템은 액체 헬륨 이상의 헬륨 가스 압력을 조정해야만 안정적으로 유지될 수 있습니다.
따라서 액체 헬륨 이상의 압력 제어를 달성하기 위해 솔루션은 직접적인 압력 조절 방법을 사용합니다. 즉, 수치 제어식 압력 제어 밸브가 첫 번째 및 두 번째 압력 릴리프 밸브를 대체하는 데 사용됩니다. 이 압력 제어 밸브, 고정밀 PID 컨트롤러 및 압력 센서는 폐쇄 루프 제어 루프를 형성하여 자동 압력 완화 및 고정밀 압력 제어를 달성합니다.
KAOLU 의 비례 압력 조절기 저온 초전도 테스트 시스템의 미세 양압 제어 요구를 정확하게 충족할 수 있는 양압 및 감압 제어 밸브입니다. 헬륨 공급원과 감압 밸브에 의해 제공되는 구동 압력은 제어 밸브 출구에서 고정밀 압력 제어를 가능하게 하는 동시에 매우 작은 가스 누출을 유지하여 헬륨을 절약합니다.
게다가,KAOLU 의 비례 압력 조절기제어 정확도가 높으며 고정밀 압력 센서 및 PID 진공 압력 컨트롤러와 결합할 수 있습니다. 액체 헬륨 압력을 0.1%의 고정밀도로 제어할 수 있습니다.
(2) 유량 조절 방법
저온 및 초저온 테스트 시스템의 차이점 중 하나는 액체 헬륨 히터가 있다는 것입니다. 즉, 액체 헬륨 히터와 압력 제어 밸브로 구성된 제어 루프는 서로 다른 액체 헬륨 압력을 제어할 수 있습니다. 이를 통해 다양한 액체 헬륨 온도를 제어할 수 있습니다. 다양한 액체 헬륨 압력을 정밀하게 제어하기 위해 여기 솔루션에서는 유량 조절 방법을 사용합니다.
KAOLU 의 비례 압력 조절기, 듀얼 채널 고정밀 PID 컨트롤러, 압력 센서 및 액체 헬륨 히터는 원하는 대로 구성할 수 있는 폐쇄 루프 제어 루프를 형성합니다. 고정밀 압력 제어를 위한 고정 값입니다. 전기 니들 밸브는 PID 압력 컨트롤러를 통해 니들 밸브 개방을 자동으로 조정할 수 있는 수치 제어식 마이크로 유량 조절 밸브이며, 유출되는 헬륨은 헬륨 회수 에어백으로 향할 수 있습니다.
KAOLU 의 비례 압력 조절기또한 높은 제어 정확도를 가지며 고정밀 압력 센서 및 PID 진공 압력 컨트롤러와 결합됩니다. 또한 액체 헬륨의 압력을 0.1%의 고정밀도 수준으로 제어할 수 있습니다.
3.결론
위 솔루션의 기술적 수단을 통해 저온 초저 테스트 시스템의 액체 헬륨 압력을 정확하게 제어할 수 있으며 제어 정확도는 최대 ±0.1%에 도달할 수 있습니다. 절대압을 기준으로 계산하면 포화 증기압이 1.2Bar일 때 액체 헬륨의 온도는 4.4K입니다.
따라서 압력 제어 정확도가 ±0.1%인 경우 액체 헬륨 압력의 변동 범위는 ±1.2mBar(절대 압력 ±120Pa에 해당)이고 해당 액체 헬륨 온도 변동 범위는 4.4mK입니다. 액체 헬륨 온도는 4.4±0.0044K입니다.
이 기사에서 설명하는 솔루션을 통해 수치 제어식 압력 제어 밸브와 결합된 산업 수준의 저가형 PID 진공 압력 컨트롤러 및 압력 센서를 채택하는 것만으로KAOLU 의 비례 압력 조절기, 고정밀 액체 헬륨 압력에 도달할 수 있습니다. 온도 제어 정확도는 대부분의 저온 초전도 테스트 시스템의 요구 사항을 완전히 충족할 수 있는 mK 수준에 도달할 수 있습니다.
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