二、設(shè)備的用途及特點(diǎn)

此技術(shù)方案是根據(jù)**中心熱真空試驗(yàn)設(shè)備（機(jī)械制冷）技術(shù)要求而編寫(xiě)的。此技術(shù)方案是設(shè)計(jì)制造該設(shè)備的依據(jù)之一。此套設(shè)備包括五個(gè)方面：熱真空模擬容器、真空保障系統(tǒng)、高低溫保障系統(tǒng)、熱真空狀態(tài)控制與顯示系統(tǒng)、輔助配套系統(tǒng)。根據(jù)此技術(shù)方案研制出的設(shè)備能夠真實(shí)地模擬真空空間的冷熱環(huán)境，并能對(duì)空間的真空度及溫度進(jìn)行有效的控制、監(jiān)測(cè)和記錄。設(shè)備有以下的一些特點(diǎn)。

整套設(shè)備真空系統(tǒng)采用低溫泵為主泵，螺桿干泵做前級(jí)和預(yù)抽泵，可以獲得無(wú)油試驗(yàn)要求的工作真空度；溫度控制方面采用機(jī)械制冷獲得低溫背景，通過(guò)*的智能PID溫控儀來(lái)控制加熱籠的加熱電流，從而準(zhǔn)確控制溫度；低溫的獲得采用了*的機(jī)械制冷技術(shù)，省去了使用液氮制冷時(shí)帶來(lái)的耗費(fèi)?？刂葡到y(tǒng)方面采用工控機(jī)和PLC聯(lián)合控制，工控機(jī)顯示界面清晰易懂，PLC控制準(zhǔn)確可靠，故障診斷簡(jiǎn)單。另外還可以根據(jù)用戶(hù)的工藝要求，制作不同的溫度曲線配方，存儲(chǔ)在工控機(jī)中，在試驗(yàn)中供用戶(hù)選擇調(diào)用，用戶(hù)進(jìn)行試驗(yàn)操作時(shí)易于掌握。總之，該設(shè)備真空度高、溫度易于控制且均勻性好、長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠、并可連續(xù)工作30天以上、操作使用簡(jiǎn)單方便。該設(shè)備具有一定的專(zhuān)用性和通用性，是空間環(huán)境模擬試驗(yàn)的設(shè)備。

三、設(shè)備系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)

（2）真空箱內(nèi)支架：承載：≥60kg，平臺(tái)可滑動(dòng)，平臺(tái)尺寸長(zhǎng)×寬為950mm×700mm；

（3）真空室內(nèi)尺寸：φ1100×1100mm（直段）

（4）極限空載真空度：

（5）空載真空度：

（6）帶載真空度

從常壓到5×10-4Pa，含負(fù)載≤150min

（8）試驗(yàn)溫度范圍：－70℃～+150℃（機(jī)械制冷+紅外熱籠）

（9）溫度變化速率：≥1℃/min（變化速率在驗(yàn)收試件上測(cè)量）

升溫從-70℃到+85℃全程平均

降溫從+85℃到-70℃全程平均

（10）試件發(fā)熱功率：

（11）溫度均勻度：±3℃（在溫度穩(wěn)定情況、真空狀態(tài)下）

（12）溫度控制精度：　±1℃（在溫度穩(wěn)定下測(cè)量）

（13）控溫方式：PLC與手動(dòng)并存，所有操作都在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)指令、計(jì)算機(jī)自動(dòng)顯示、自動(dòng)監(jiān)測(cè)、分路自動(dòng)報(bào)警和保護(hù)、并有故障自動(dòng)診斷功能，工控機(jī)模塊管理系統(tǒng)，有相應(yīng)的互鎖裝置，可熱議編程做溫度循環(huán)試驗(yàn)。

（14）溫度控制點(diǎn)：共20個(gè)（其中1個(gè)控制點(diǎn)，19個(gè)測(cè)量點(diǎn)）

（15）污染度分析：用微量天平測(cè)試污染量。天平的頻率：20MHz。

（16）殘余氣體分析：用四極質(zhì)譜儀監(jiān)測(cè)容器內(nèi)的殘余氣體。質(zhì)量范圍：200質(zhì)量數(shù)、H200M（英福康公司）

（17）低氣壓放電條件：真空范圍1.33Pa常壓處可實(shí)現(xiàn)壓力保持。

（18）設(shè)備噪音：≤75dB(距離地面1.5米，距離控制器1米)預(yù)驗(yàn)收在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)

四、設(shè)備配置要求

（2）抽氣系統(tǒng)：

A 主抽分子泵：3600L/s

B 前級(jí)泵：真空泵德國(guó)萊寶或北儀優(yōu)成，

（德國(guó)萊寶工期5個(gè)月 質(zhì)保1年，北儀優(yōu)成工期3個(gè)月 質(zhì)保2年，可選）

（4）真空測(cè)量系統(tǒng)：選國(guó)內(nèi)質(zhì)量好的皮拉尼、電離計(jì)、數(shù)顯真空計(jì)

（5）加熱及制冷系統(tǒng)：采用新技術(shù)的進(jìn)口制冷水冷壓縮機(jī)組，用PID溫控調(diào)節(jié)，采用穩(wěn)定、可靠的控溫方式，即機(jī)械制冷+熱籠控溫。其他制冷系統(tǒng)部件均采用良好的部件。

（6）熱沉結(jié)構(gòu)：使用放氣量極小的紫銅或不銹鋼制成，并且熱沉溫度分布均勻。

（7）真空室： 采用不銹鋼1Cr18Ni9Ti，或其他性能更好的不銹鋼，應(yīng)8mm為宜。

（8）觀察窗：大門(mén)直接200mm 觀察窗。

（9）內(nèi)部照明：100W

（10）真空法蘭：在容器兩側(cè)開(kāi)多個(gè)240mm的法蘭。

（11）測(cè)量位置：皮拉尼、電離規(guī)安裝在容器前部。

（12）容器內(nèi)支架板：支架板的尺寸應(yīng)盡可能大，支架板的受力點(diǎn)應(yīng)在罐體上，冷板可調(diào)平。

（13）總控制系統(tǒng)：此套設(shè)備為全自動(dòng)控制系統(tǒng)。

（14）設(shè)備特點(diǎn)：此設(shè)備為臥式純無(wú)油高真空系統(tǒng)。

（15）在分子泵抽氣口位置安裝機(jī)械冷阱（分子泵只在特殊條件下使用）。

五、控制管理和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能要求

通過(guò)PLC進(jìn)行管理，PC機(jī)自動(dòng)控制被試驗(yàn)品試驗(yàn)（可任意編程做溫度循環(huán)試驗(yàn)）。真空分系統(tǒng)、溫度循環(huán)系統(tǒng)、容器復(fù)壓、水循環(huán)系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)等的全部工作狀態(tài)進(jìn)行控制管理，并且有脫離計(jì)算機(jī)的手動(dòng)控制系統(tǒng)，其功能如下：

在屏幕上顯示被試品試驗(yàn)分段曲線和試驗(yàn)時(shí)顯示當(dāng)前試驗(yàn)在全程中的具體位置，并具有打印功能。

在屏幕上實(shí)時(shí)顯示真空分系統(tǒng)各組元的工作狀況圖，疊加數(shù)采獲得的各處真空度，并具有打印功能。

在屏幕上實(shí)時(shí)顯示 真空泵干泵、分子泵、閘板閥、放氣閥、低溫再生、電離計(jì)烘烤等的操作功能。

在屏幕上實(shí)時(shí)顯示低溫泵各類(lèi)參數(shù)及各類(lèi)曲線。

在屏幕上實(shí)時(shí)顯示各類(lèi)已發(fā)生的操作事件，具有各分系統(tǒng)故障報(bào)警顯示、鳴笛等安全保護(hù)措施。

既能實(shí)現(xiàn)真空試驗(yàn)，又能實(shí)現(xiàn)真空、溫度復(fù)合試驗(yàn)，且真空和溫度均能實(shí)現(xiàn)定值控制，并能按要求進(jìn)行自動(dòng)記錄溫度值和真空值，同時(shí)自動(dòng)形成圖形，配備USB接口數(shù)據(jù)可以excel文件格式導(dǎo)出。

（2） 數(shù)據(jù)采集

配30個(gè)Pt-100溫度傳感器，傳感器在試驗(yàn)中可自由切換控制熱沉、試件溫度。

設(shè)備控制采用自動(dòng)控制程序。

接插柱需要40個(gè)，電流10安。

Y-27接插件共300針。

實(shí)時(shí)采集，顯示真空分系統(tǒng)真空容器和其它各處真空度，并疊加在工作狀況圖上，具有打印功能。

實(shí)時(shí)采集，顯示被試品不同測(cè)點(diǎn)的溫度，具有打印功能。

對(duì)已發(fā)生的各壓力、溫度具有存儲(chǔ)功能，具有打印功能。

污染量與殘余氣體量動(dòng)態(tài)曲線實(shí)時(shí)顯示與輸出。

軟件具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，終生免費(fèi)進(jìn)行升級(jí)與維護(hù)。

六、設(shè)備組成設(shè)計(jì)

（1）真空模擬容器（真空室及內(nèi)部支架）

（2）真空保障系統(tǒng)（真空泵、閥門(mén)、管路及真空測(cè)量）

（3）溫度保障系統(tǒng)：

低溫制冷系統(tǒng)：（區(qū)域溫度控制制冷機(jī)組、熱沉、低溫閥門(mén)及連接管）

加熱控溫系統(tǒng)：（加熱籠、加熱電源）

（4）控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（機(jī)柜、工控機(jī)、PLC、）。

（5）輔助配套系統(tǒng)（氣泵、冷卻循環(huán)水機(jī)、污染監(jiān)測(cè)）

七、設(shè)備分系統(tǒng)技術(shù)內(nèi)容：

1.真空模擬容器

1.2真空容器材料：優(yōu)質(zhì)不銹鋼304，壁厚不低于8mm。

1.3真空容器尺寸：φ1100×1100mm（直段部分尺寸）。

1.4真空容器中心距地面高度：1500mm

1.5筒體內(nèi)安裝熱沉，熱沉內(nèi)安裝加熱籠,加熱籠內(nèi)有導(dǎo)軌、試件平臺(tái)。

1.6大門(mén)法蘭采用出氣率低的氟橡膠圈密封。

1.7容器有良好的接地，對(duì)地電阻≤0.1Ω。

1.8大門(mén)中心裝有一個(gè)玻璃觀察窗（口徑240形式）。

1.9筒體上方裝有高、低真空測(cè)量，薄膜規(guī)，開(kāi)兩個(gè)大法蘭（口徑）。

1.10容器上方裝低壓12V照明燈和相應(yīng)的密封接頭（口徑）。

1.11容器上方裝測(cè)溫傳感器PT100的密封接頭（口徑）。

1.12筒體左右側(cè)面各有兩個(gè)用于試驗(yàn)產(chǎn)品連線的法蘭（口徑240，法蘭）。

1.15筒體后封頭裝有熱沉的兩個(gè)進(jìn)出主管道連接法蘭（口徑φ150，法蘭）。

1.16筒體后封頭還裝有一個(gè)加熱籠電極引線連接法蘭（口徑φ150，法蘭）

1.17筒體后封頭裝有一個(gè)，用來(lái)安裝相應(yīng)口徑電氣動(dòng)閘板閥和3600升/秒抽速分子泵（口徑φ400，法蘭）。

1.18筒體后封頭裝有一個(gè)與低溫泵插板閥的法蘭（口徑φ500）

1.19在筒體適當(dāng)位置安裝預(yù)抽管道預(yù)抽閥的連接法蘭 （口徑100。

1.20在筒體適當(dāng)位置安裝放氣閥的連接法蘭（KF40）

八、真空保障系統(tǒng)

1.真空泵

1.1主抽泵：使真空室達(dá)到極限真空度的真空泵，采用國(guó)產(chǎn)的產(chǎn)品，型號(hào)：抽速3600L/s

1.2副抽泵：使真空室的真空度達(dá)到一定水平的真空泵，采用**公司的機(jī)械泵，型號(hào)：抽速9L/s

全部采用不銹鋼金屬管道，部分連接采用不銹鋼金屬波紋管。

3.真空測(cè)量

3.2電阻規(guī)：用于測(cè)量真空室的低真空度，范圍105Pa~100Pa，成都正華儀器儀表公司產(chǎn)品。

3.3電離規(guī)：用于測(cè)量真空室的高真空度，范圍100Pa~10-5Pa，成都儀器儀表公司產(chǎn)品。

3.4 B-A規(guī)：用于測(cè)量真空室的超高真空度，范圍10-2Pa~10-7Pa，北京大學(xué)無(wú)線電系的產(chǎn)品。

4.底架

九、溫度溫保障系統(tǒng)

1. 低溫系統(tǒng)

低溫制冷機(jī)組：采用德國(guó)比澤爾壓縮機(jī)，復(fù)疊機(jī)械制冷壓縮機(jī)組，用PID溫控調(diào)節(jié)，采用穩(wěn)定、可靠的制冷方式，并采用進(jìn)口部件制冷機(jī)組。使熱沉獲得的背景溫度，此低溫制冷機(jī)組具有制冷溫度低、功耗小、使用方便、性能可靠諸多優(yōu)點(diǎn)內(nèi)容摘要

無(wú)油真空系統(tǒng)  高低溫系統(tǒng)  控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

2.高溫加熱和溫度控制系統(tǒng)

加熱控制部分包括 加熱籠、真空密封加熱電極、變壓器、調(diào)壓模塊、溫度控制箱

十、熱沉系統(tǒng)

1.熱沉結(jié)構(gòu)形式：肋骨盤(pán)管式

2.熱沉有效尺寸：φ1000×1000mm；

3.熱沉材料：紫銅；

4.熱沉工作環(huán)境：真空狀態(tài)

5.熱沉承內(nèi)壓：＞1.3Mpa

6.熱沉總漏率：＜5×10－10 Pam3/s

7.熱沉內(nèi)表面吸收率：＞0.90；

8.熱沉內(nèi)表面：涂黑漆F26；

9.熱沉外表面：鍍亮鎳

10.熱沉壁溫度：-70℃

11.大門(mén)熱沉：大門(mén)配備熱沉，使溫度均勻度得到保證。制冷機(jī)組分一路提供制冷劑。

12.工件安裝板：用來(lái)固定工件用。安裝板可以自由推進(jìn)和抽出。

13.工件安裝板有固定手段，防止工件工作時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)使安裝板活動(dòng)。安裝板尺寸待定，承載100kg。

14.連接管： 外部連接管采用紫銅管，用喇叭口的連接方式連接，內(nèi)部連接管金屬網(wǎng)保護(hù)波紋管，用VCR型密封結(jié)構(gòu)。外部包扎聚乙烯保溫管，冷量損失小，外部無(wú)結(jié)霜現(xiàn)象。

十一、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1.輔助系統(tǒng)

2.氣泵

3.冷卻循環(huán)水機(jī)