摘要：近红外波段(NIR,波长范围:780~2500 nm)在线光谱分析技术具有小型化、快速检测、结果稳定可靠等优点,在工业现场检测领域有着广泛的应用。由于近红外光谱分析系统受温度影响较大,传统的光栅分光在线光谱分析系统所采用的光谱仪通常仅对探测器制冷,光路部分仍然会受到温度影响产生波长漂移等测量误差。此外,系统也多采用PC计算机来进行数据采集和控制,并通过配备独立的工业通讯模块实现光谱分析系统与产线总控系统的通讯,不仅增加了设备成本与体积,也显著降低了系统的稳定性。针对这些问题,基于STM32单片机开展了在线恒温光谱分析系统研制与测试。系统采用STM32单片机来控制近红外光谱仪,通过设定和修改采集间隔时间并采集光谱数据,对光谱数据进行预处理,来计算得到目标样品的理化指标。对于温度控制,开发了在STM32单片机上运行的基于比例-积分-微分(PID)控制算法的恒温控制系统,对光谱仪整体(包含光路和电路部分)实现了闭环恒温控制。同时,开发了基于STM32单片机的工业通讯接口(包含Modbus协议通讯和4~20 mA电流信号通讯)。系统实验测试结果表明,该设计能够长时间稳定运行,并有效降低了环境温度变化对光谱数据带来的干扰。在长达48小时的系统运行过程中,光谱仪温度稳定控制在5℃左右,温控精度优于0.25℃。相对于未恒温控制的运行模式,恒温控制条件下的平均吸收光谱强度相对标准差显著减小,并实现了数据采集、预处理、样品理化指标计算、工业信号通讯及温度控制的一体化设计,以满足工业现场在线检测需求。

摘要：蒽醌法生产双氧水是目前国内外广泛采用的方法,氧化塔排空尾气中含有大量的芳烃溶剂,如果不能恰当处理,不但会导致芳烃溶剂的大量损失增加原料成本,还会造成环境污染。根据氧化塔尾气特性,分析透平膨胀机制冷液化法和活性炭纤维吸附法配合使用的工艺,探讨尾气芳烃回收系统的节能及环保改造的可行性。从设计结果可以看出:采用透平膨胀机制冷技术处理双氧水氧化尾气,具有良好的效果,该技术与蒽醌法生产双氧水的工艺技术配套具有良好的发展前途。

摘要：传统氟利昂制冷剂对大气环境有害,破坏臭氧层,是全球气候变暖的主要原因。将空气作为制冷剂的好处是其对环境完全无害,且来源广泛极易获得。空气制冷在低温下性能表现良好,是一种很有前景的新型环保制冷方式。为研究空气制冷循环系统的特性,本文设计、搭建了一套空气制冷循环试验平台,经多次测试,取得了良好的实验结果:透平膨胀机最大转速达到37000r/min,等熵效率83%,系统最低温度达到-86℃,在-30℃时制冷功率达到了6.054k W,制冷效率达到0.504。空气制冷机在低温物流、速冻冷库等众多领域有着良好的应用前景。

摘要：超流氦低温系统在核聚变及高能物理等领域有着越来越广泛的应用。为满足未来聚变堆低温测试及运行需求,本文对比分析世界上成熟的超流氦系统,拟采用冷压机与常温泵混合减压的方式设计250W@1. 8K超流氦制冷机,可提供500W@2K制冷量,通过使用负压换热器回收冷量以提高效率及液化率。该超流氦低温系统的设计和运行能够为深低温传热传质研究、超流氦冷却超导磁体的传热机理研究提供基础,推动我国超流氦低温技术的发展。

摘要：冷压缩机具有工作温度低、尺寸小、功耗低、便于操控等特点,是大型过冷氦低温系统中的关键设备。对低温过冷测试平台的冷压缩机进行测试,方法为采用两台串联的冷压缩机在低温低压下直接抽吸饱和液氦容器,液氦容器内装有电加热器用以模拟超导磁体的热负荷,并调节氦气蒸发速率。测试表明,冷压缩机的稳定工作参数接近设计值,运行过程中冷压缩机始终保持安全运行,未出现喘振情况,液氦容器温度和压力分别达到3 K、22 kPa,满足设计要求。