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hth华体会官网:昆虫学气候环境试验箱正压和负压精细程序操控处理方案

详细介绍

  摘要:昆虫的行为方式会受气压改动的显着影响,为在可控气压条件下的气压室内仿照天然气压改动对昆虫行为进行精确和可重复的研讨,需求气压室的气压改动可精确程序操控。本文针对客户提出的气压室压力精细程序操控要求,介绍了高精度真空压力操控仪处理方案。真空压力操控仪选用密闭容器进出气体动态平衡法作业原理,以高压气瓶作为高压气源,真空泵进行抽气,通过双通道真空压力程序操控器收集压力传感器并一起主动调理进气针阀和出气针阀的开度,完成恣意设定压力改动程序的精细操控和长期安稳运转。

  各种生物体所在的环境会影响和改动其生活方法,这些环境条件首要包含风、雨、土壤成分、辐射、温度和大气压力等要素。很多研讨标明,晦气的气候条件(一般与气压改动有关)会影响繁衍、摄食和休息。昆虫行为,如飞翔、产卵、寄生、交配和鸣叫等,会遭到气压的影响。

  关于昆虫行为方式与气压之间的相关性研讨,现在遍及选用的方法是在天然条件下进行调查和记载,存在功率低、周期长和不精确等问题。单个试验室运用了手动操控气压的气压室,但存在气压操控不精确、无法长期的精细仿照天然压力的缓慢改动进程以及可控的气压改动规模很窄等问题。最近有客户期望能对昆虫研讨用的气压室进行正负压主动操控,具体要求如下:

  (1)气压操控规模:以一个标准大气压为基准,能完成气压室的气压在正负压力规模内的精细操控,即气压室内的肯定压力在90kPa~110kPa规模内精细可控。

  (2)气压操控方式:可主动仿照天然界大气压的缓慢改动进程,即气压改动可依照恣意设定的改动方向和速度进行操控,气压可精确安稳在恣意设定点处。总归,整个气压改动进程可依照恣意设定的折线方式进行精细操控。

  (3)气压操控精度:在90kPa~110kPa规模内,恣意压力下的操控精度小于±0.1%。

  为了满意客户提出的上述要求,本文将提出相应的高精度气压程序操控处理方案。处理方案将选用密闭容器进出气体动态平衡法,选用高压气瓶作为高压气源,真空泵进行抽气,通过双通道真空压力程序操控器收集压力传感器并一起操控进气针阀和出气针阀的开度,完成恣意设定压力改动程序的精细操控和长期安稳运转。

  从客户提出的上述要求能够看出,用于昆虫行为研讨的气压室压力操控是个典型的正负压力主动操控问题。此正负压力主动操控需求处理以下几方面的问题:

  首要,为在气压室内构成正压和负压,处理方案选用了动态平衡法。如图1所示,在气压室的左面进气端安置高压气源,在气压室的右边出气端安置真空泵,假如进气流量大于排气流量则构成正压,若排气流量大于进气流量则构成负压。进气和出气流量通过进气阀和排气阀调理。

  对气压室正压和负压的调理和操控,是一个典型的分程操控事例,即选用一个调理器的输出一起驱动几个作业规模不同的执行器。这儿的调理器便是图1所示的压力操控器,作业规模不同的执行器是进气阀和排气阀。由此可见,压力操控器要求具有分程操控功用,即要求压力操控器针对不同作业规模(正压或负压区间)具有一起调理进气阀和排气阀开度巨细的功用。

  别的,为了确保操控精度,所挑选的压力操控器为超高精度PID调理器,具有24位AD和16位DA转换器,并具有双精度浮点运算功用,最小输出百分比能够到达0.01%。

  为了确保气压室内压力改动到达客户提出的操控精度,还需求挑选高精度压力传感器。假如要到达±0.1%的操控精度,压力传感器的丈量精度需求到达±0.05%。

  相同,压力操控精度还取决于进气阀和排气阀的调理精度和响应速度。关于体积较小的昆虫学试验用气压室,则要求阀门具有超高的响应速度。咱们挑选用步进电机驱动的快速电动针阀,电动针阀的全程敞开速度为0.8秒,具有超低的线bar的耐正压才能。一系列不同通孔孔径的电动针阀可供挑选以满意不同标准尺度的主动气压室。最要害的是能够运用0~10V(或4~20mA)的仿照信号直接驱动电动针阀,且具有十分好的线性度和重复性。

  通过上述挑选和装备,依照图1所示的处理方案,所装备的线 昆虫研讨用气压室真空压力操控仪结构示意图

  压力传感器以外置方式直接装置在气压室侧壁上,可更精确的检测气压室内的真空压力改动。压力传感器的信号和电源引线连接到真空压力操控仪反面相应的连接器上。这种外置式压力传感器方式更具有扩展性,可根据不同气压室或密闭容器的真空压力操控规模挑选不同压力传感器,并便于替换和装置。

  (1)可进行更大区间的真空压力操控,肯定压力操控规模可掩盖0.1Pa~0.5MPa,具有十分广泛的正压和负压操控规模。

 



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