温度调节阀(自力式温度调节阀)

目前各种渠道购买，各种实验室自建的旋转蒸发器很多。在蒸发器真空度控制方面，国内客户普遍要求更换昂贵的国外真空控制系统，提高真空控制的编程和自动化水平，提高真空控制的精度、稳定性和稳定性。本文根据用户提出的改进要求，提出了相应的解决方案，并介绍了专门用于蒸发器温度、真空度、旋转电机控制的相关产品。

一.用户要求

旋转蒸发器(Rotary evaporator)是实验室常用的一种设备。通过蒸发器中的电子控制，使烧瓶中的溶剂在合适的转速、温度和真空度下快速蒸发。旋转蒸发器的工作真空度一般为1 ~ 760mmhg(绝对真空度)，在具体应用中会根据不同的混合要求来设定和控制真空度。旋转蒸发器作为一种常见的设备，可以在实验室中建造，市场上有许多规格可供订购。目前，对于一些用户实验室中的旋转蒸发器，用户提出了以下具体要求:

(1)部分实验室配有进口旋转蒸发器，但还需要单独配备价格更高的true 空控制器，希望用国产替代。

(2)国产和自建旋转蒸发器有望配备多功能、高精度的true 空控制器，实现测试过程中计算机控制的程序化和自动化。希望能存储多套控制过程设定曲线，供直接调用，计算机能设定测试程序，显示整个控制过程的变化。

(3)目前国内外旋转蒸发器的true 空控制过程一般采用阀门启闭或true 空泵启闭的方式，控制精度和稳定性较差。希望能采用开度连续可调的高速数字阀。

(4)目前国内外旋转蒸发器的true 空控制装置中的控制阀普遍缺乏耐腐蚀性。希望采用耐气体和液体腐蚀的true 空调节阀。

(5)对于一些自建的旋转蒸发器，希望能将温度控制、true 空控制和旋转控制集成在一起，以降低仪器及其操作的复杂程度，提高集成化和自动化水平。

针对上述要求，提出了相应的解决方案，介绍了专用于蒸发器的集成式温度、真空度、旋转控制器，以及由步进电机驱动的耐腐蚀数控针阀，可满足不同用户对旋转蒸发器的测试要求。

二。国产24位高精度多功能控制器

为了实现旋转蒸发器的温度、真空度、转速的测试和程序控制，我们开发了VPC-2021系列24位高精度可编程PID通用控制器，如图1所示。这个系列PID控制器功能非常强大，性价比很高。

VPC-2021系列控制器的主要性能指标如下:

(1)精度:24位A/D，16位D/A

(2)最大采样速度:50毫秒。

(3)多输入参数:47种输入信号(热电偶、热电阻、DC电压)，可连接各种温度、真空度传感器进行测量、显示和控制。

(4)多种输出形式:16位模拟信号，2A (250V AC)继电器，22V/20mA固态继电器，3A/250VAC晶闸管。

(5)多路:独立的1路或2路输出。2通道可实现温度和真空度的同时测控，报警输出通道可用于控制旋转电机的启停。

(6)多功能:正转、反转、双向控制、加热/冷却控制。

(7)PID程序控制:改进的PID算法，支持PV微分和微分优先控制。可存储20组PID，支持20条程序曲线(每条50段)。

(8)通讯:双线RS485，标准MODBUSRTU通讯协议。

(9)显示方式:数字霍尔和IPS TFT真彩色液晶。

(10)软件:控制器的操作和数据采集存储可通过软件计算机实现。

(11)外形尺寸:96×96×87毫米(开口尺寸92×92毫米)。

第三，步进电机驱动耐腐蚀高速数控针阀

为了实现真空度控制过程中的高精度调节，我们采用数控步进电机，在针阀的基础上开发了一系列不同流量的电子针阀，如图2所示。该系列数控针阀迟滞远小于电磁阀，1秒内高速响应。特别是采用了FKM密封技术，使阀门具有超强的耐腐蚀性。详细的技术指标如图3所示。

图2 国产NCNV系列数控针阀图2国产NCNV系列数控针阀

图3 国产NCNV系列数控针阀技术指标图3国产NCNV系列数控针阀技术指标

NCNV系列数控针形阀配有步进电机驱动电路模块，为数控针形阀提供所需的电源和控制信号，将DC信号转换为双极步进电机的步进控制，还提供RS485串行通信的直接控制。其规格如图4所示。

图4 NCNV系列数控针阀驱动模块及其尺寸图4 NCNV系列数控针阀驱动模块及其尺寸

在蒸发器中使用数控针阀时，可采用开环控制方式，在真空泵前端安装针阀，通过调节排气流量来控制真空度空。但这种开环控制方式稳定性差，难以满足高纯度要求。要解决这个问题，可以采用闭环控制的方法，即在蒸发器上增加一个进气控制阀，通过调节进气流量和排气流量来实现真空度的精确控制。