為了解決室溫至液氮溫區(qū)溫控系統(tǒng)中需要昂貴的低溫電動閥門進行液氮介質(zhì)流量調(diào)節(jié)的問題，我們一起探討不同精度的液氮溫區(qū)內(nèi)的低溫溫度控制解決方案。本文以美國MVE液氮罐溫度控制器為例。
MVE氣相罐，讓氣相罐實現(xiàn)實時液位監(jiān)控、溫度監(jiān)控、遠程監(jiān)控報警以及監(jiān)控數(shù)據(jù)自動備份云平臺儲存。
實時監(jiān)控氣相罐運行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)問題及時報警，確保樣本儲存安全，滿足全球?qū)I(yè)用戶需求，該方案安裝簡單、使用便捷、數(shù)據(jù)準確、運行可靠，傳輸安全；
用戶只需注冊、登錄即可實現(xiàn)監(jiān)控、管理相關(guān)設(shè)備，以互聯(lián)網(wǎng)+為手段，解決氣相液氮罐設(shè)備管理的難點和痛點。
可適用和滿足液氮溫區(qū)內(nèi)寬量程范圍內(nèi)不同要求的溫度控制，在實際應(yīng)用中可根據(jù)具體情況選擇使用。
其中控制流量和控制壓力的方案可適用的溫度控制范圍為0℃~-150℃，而輔助加熱器功能后控制壓力方案的可控溫度范圍為150℃~-150℃，這里的上限溫度主要受加熱器耐低溫特性決定。
解決方案的技術(shù)核心是通過采用電動針閥和電氣比例閥在室溫環(huán)境下來快速調(diào)節(jié)外部氣源流量或壓力大小以實現(xiàn)低溫溫度的精準控制，不再需要具備耐低溫性能的低溫閥門。
（1）直接浸泡式：
即試驗件浸泡在液氮內(nèi)進行降溫冷卻和相應(yīng)的溫度控制，但采用這種方式時試驗件的冷卻溫度無法在較寬泛的低溫溫區(qū)內(nèi)進行控制和調(diào)節(jié)，只能在接近-196℃的溫度附近通過控制液氮氣壓來進行小范圍的調(diào)節(jié)和控制。
另外，直接浸泡法往往未等試驗件達到冷卻保溫時間，液氮已基本揮發(fā)。同時，這種操作方式較為簡陋，對實際操作人員要求較高，稍有不慎將會有安全事故發(fā)生。
（2）液氮吹掃法：
即直接采用流量可控的液氮或液氮氣體進行吹掃來進行試驗件低溫溫度調(diào)節(jié)和控制。在采用吹掃法進行低溫溫度控制時，液氮或液氮氣體的流量大小直接關(guān)系到試驗件溫度的穩(wěn)定性和可靠性。
同時，低溫介質(zhì)的流量控制一直是行業(yè)的難點和痛點，這要求低溫管路上的流量控制閥內(nèi)的各個元器件均需要很好的耐低溫特性，且價格十分昂貴。
有些簡陋的低溫控制采用了低溫開關(guān)閥進行通斷式控制，盡管降低了閥門成本，但這種開關(guān)控制模式的控制精度極差。
另外，低溫介質(zhì)的出口與試驗件或熱交換器內(nèi)的空氣直接接觸，空氣中的水蒸氣遇冷急劇結(jié)冰，隨著降溫時間增長，低溫介質(zhì)的出口很容易被結(jié)冰堵塞。
核心控制器件在常溫狀態(tài)下便可實現(xiàn)超低溫控制的試驗裝置。
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