Principe de base: méthode à deux ou trois boîtes

Les boîtes à chocs de température à haute vitesse du courant dominant utilisent toutes la « méthode des deux boîtes» ou la « méthode des trois boîtes» pour une conversion rapide.

• Méthode des deux boîtes:Avec une boîte haute température et une boîte basse température, les produits testés basculent rapidement entre les deux boîtes via un panier mobile (panier de transport).

• Méthode à trois boîtes (plus courante):Avoir une zone à haute température, une zone à basse température et une zone de test (ou zone de stockage). L'échantillon est soumis à un impact en introduisant rapidement un flux d'air à haute ou basse température dans la zone d'essai par commutation de la vanne de réglage de la direction du vent (vanne). L'échantillon lui - même ne bouge pas.

Pour obtenir une stabilisation extrêmement rapide de 3 à 5 minutes, la technologie et la conception suivantes sont essentielles:

1. Système de réfrigération et de chauffage à accumulation d'énergie (noyau dans le noyau)

Un thermostat ordinaire est « Combien de froid / chaleur est nécessaire, combien est produit en temps réel». Et la boîte à chocs pour atteindre une vitesse extrême, l'utilisation est"Pré - stockage d'une grande quantité d'énergie chaude et froide, prête à être libérée"Mode d'accumulation d'énergie.

• Stockage de chaleur à haute température:

• Chauffage haute puissance:Equipé d'un appareil de chauffage bien supérieur aux besoins classiques (typiquement supérieur à 6 kW, voire plus), capable de chauffer et de maintenir rapidement en veille l'air de la cavité haute température à un niveau bien supérieur à une consigne telle que + 150°c.

• Matériaux à haute capacité thermique:Les parois internes des chambres à haute température et les conduits d'air sont remplis ou utilisés avec des matériaux à haute capacité calorifique spécifique (tels que des céramiques spéciales, de l'acier inoxydable, etc.), qui stockent eux - mêmes une énorme quantité d'énergie thermique comme des « batteries thermiques».

• Accumulation de froid à basse température:C'est une difficulté technique et la clé pour obtenir un refroidissement ultra - rapide.

• Réfrigération assistée par Azote liquide:C'est le moyen le plus courant et le plus efficace. Le boîtier est directement relié à un réservoir d'azote liquide, contrôlé par une électrovanne de précision, pulvérisant instantanément de l'azote liquide à - 196 ° C dans l'échangeur de chaleur de la cavité cryogénique ou le mélangeant directement à l'air. Cela fournit une puissance frigorifique instantanée.

• Réfrigération mécanique en duplex + accumulateur de froid:Pour les boîtes à chocs mécaniques qui n'utilisent pas d'azote liquide, un système de réfrigération à plusieurs étages est utilisé et associé à unAccumulateur de froid.L'intérieur de l'accumulateur de froid a généralement des tubes en cuivre et est rempli de médias spéciaux (par exemple, une solution d'éthylène glycol, des blocs métalliques, etc.). En veille, le système de réfrigération fonctionne à plein régime, refroidissant les accumulateurs de froid à des températures bien inférieures à la consigne (par exemple - 80 ° c), stockant une énorme quantité de « froid». Lorsque l'impact est nécessaire, le ventilateur souffle de l'air à travers cet accumulateur de froid ultra - froid qui est instantanément refroidi.

2. Système d'échange de chaleur par convection forte

L'énergie de la lumière n'est pas suffisante, elle doit être transmise efficacement à l'échantillon d'essai.

• Ventilateur centrifuge haute puissance:Équipé d'un ventilateur centrifuge spécialement conçu à haute vitesse de rotation et à grand débit, capable de générer des vitesses de vent élevées (pouvant dépasser 20 m / s), de créer de fortes turbulences, de briser la couche limite d'air à la surface de l'échantillon et d'atteindre une efficacité d'échange thermique élevée.

• Conception optimisée des conduits d'air:Les conduits d'air sont optimisés par CFD (Computational Fluid Dynamics), ce qui garantit un flux d'air uniforme couvrant toute la zone d'essai et permet de « souffler» et de « déplacer» rapidement l'air de température d'origine de la zone d'essai vers un nouvel air chaud ou froid.

3. Commutation rapide et système d'isolation thermique

Comment changer instantanément l'environnement de la zone d'essai tout en empêchant les cavités chaudes et froides d'interférer les unes avec les autres?

• Mécanisme d'entraînement à grande vitesse (méthode à deux boîtes):L'utilisation d'un servomoteur et d'un mécanisme de transmission haute performance garantit que le temps de déplacement du panier entre les zones à haute température et à basse température est comprimé à moins de 10 secondes.

• Vannes pneumatiques / électriques à haut rendement (méthode à trois boîtes):L'action d'ouverture du volet doit être extrêmement rapide et hermétique. Lorsque la soupape à haute température est ouverte, la soupape à basse température doit être fermement fermée et vice versa, empêchant le flux d'air chaud et froid de court - circuiter, affectant la vitesse de récupération.

• Isolation thermique efficace:Le remplissage moussant intégral de la boîte est réalisé à l'aide d'un isolant thermique tel que la mousse de polyuréthane haute performance, ce qui minimise les interférences de l'environnement extérieur avec la température de la cavité et la perte de chaleur froide interne.

4. Contrôle avancé et algorithme

Le matériel est la base, le contrôle intelligent est le cerveau.

• Contrôle PID adaptatif:Le Contrôleur utilise un algorithme PID avancé, capable d'auto - intégration. Il ajuste non seulement la puissance de chauffage / refroidissement en fonction de la différence entre la température en temps réel et la température cible, mais aussiPrévisionsLa tendance à la variation de température (par exemple, réduire la puissance à l'avance lorsque la température est proche de la consigne), ce qui inhibe efficacement les dépassements (overshoot) et les undershoots pour une stabilisation rapide et en douceur.

• Contrôle du feedback:Le système calcule à l'avance l'énergie approximative requise en fonction de la température cible définie et de la température actuelle, et ordonne au réchauffeur ou à la vanne d'azote liquide d'effectuer une pré - action au lieu d'une erreur équivalente.

Atteindre un flux de travail stable de conversion de 3 à 5 minutes (en utilisant la méthode des trois boîtes comme exemple)

1. Phase préparatoire:

• La zone de température élevée est chauffée en permanence et maintenue à + 150 °C (par exemple, la température de consigne est de + 85 °C).

• La zone cryogénique est constamment refroidie et maintenue à - 70°c (par example à une température de consigne de - 55°c) par de l'azote liquide ou un accumulateur de froid.

• La zone d'essai est isolée des deux zones et se trouve à la température normale ou à la température d'essai précédente.

2. Directive choc haute température:

• Le Contrôleur donne des instructions, soupape à basse températureFermeture instantanée, porte à vent haute températureOuverture instantanée- Oui.

• Ventilateur centrifuge haute puissance + air à haute température de 150 ° C et énergie thermique stockéeSouffler violemmentZone de test.

• L'air à température normale dans la zone d'essai est rapidement déplacé et chauffé.

3. Processus de stabilisation:

• Le capteur de température surveille la température de la zone d'essai en temps réel.

• Lorsque la température est proche de + 85 ° C, le Contrôleur PID intelligent commence à réduire la puissance du réchauffeur et peut introduire une petite quantité d'air froid pour l'équilibrage, empêchant les dépassements de température.

• En raison de l'accumulation de chaleur abondante, du volume d'air élevé et du contrôle précis, la température peut êtreEn très peu de temps (par exemple 2 - 4 minutes)Atteindre un état stable de + 85 ° C ± 3 ° C (selon des normes telles que GB / t 2423.22, la stabilisation se réfère généralement à l'entrée dans la bande de tolérance).

4. Directive de choc à basse température:

• Le processus est le contraire d'un choc à haute température. Le volet haute température est fermé et le volet basse température est ouvert.

• L’air ultra - cryogénique (- 70°c) et le « froid » stocké affluent dans la zone d’essai, déplaçant et refroidissant rapidement l’air de la zone d’essai.

• Le Contrôleur contrôle précisément l'ouverture de la vanne d'azote liquide ou l'échange de chaleur de l'accumulateur de froid, assurant une chute rapide et régulière de la température jusqu'à - 55 ° C et une stabilisation.