整套系统采用闭环控制,压力与温度实时采集、动态调节。支持自定义多段温压程序曲线,自动完成保压、保温、淬火、泄压全流程,大幅降低人为操作带来的系统误差。
在岩石-流体实验中,设备本身能不能达到 300MPa 并不是最难的部分。真正决定数据质量的是长时间运行中温压能不能稳住——很多设备标称参数漂亮,但连续跑几十小时就出现漂移,整组平行数据作废。
基于这个判断,我们把控制逻辑作为独立环节自研,而不是采购通用控制系统拼装。这样做的直接收益是:温压采集频率、调节策略、程序执行方式都可以按实验需求定制,而不是迁就通用方案的妥协。
系统在运行过程中持续执行「采集 → 比对 → 调节」循环。传感器实时采集腔内压力与温度,与当前阶段设定值比对,控制系统动态调节执行单元,使实际值贴合设定值。
压力与温度信号连续采集,实验全程数据可追溯。
闭环调节执行单元,抵消环境与介质变化带来的扰动。
按预设曲线自动推进阶段,无需人工干预。
实验人员只需预设程序段,剩下的交给系统。典型实验流程分为五个阶段:
每个程序段的设定值、持续时间、升降温速率均可独立设置。阶梯升温实验可以逐段设定目标温压,常温反应可以长时间恒温保压,淬火段降温速率可达 100 ℃/秒,泄压段可以控制速率以避免样品扰动。
这是整套系统最核心的指标。出厂前完成连续 72 小时保温保压运行验证,温压漂移量极小;长时间稳态实验条件下,系统压力波动可控制在 ±1MPa 以内。
程序化执行带来的直接好处是平行实验重现性。不同实验人员跑出来的数据能对得上,论文里的误差棒才站得住。这也是我们把控制系统自研的初衷——让数据可复现,而不是让人去适应设备。
| 项目 | 参数 | 说明 |
|---|---|---|
| 控制方式 | 闭环控制 | 压力、温度双回路实时采集动态调节 |
| 温控精度 | ±0.1 ℃ | 标准配置实测指标 |
| 稳态压力波动 | ±1 MPa | 长时间稳态实验条件 |
| 程序段数 | 多段自定义 | 设定值、时长、升降温速率独立可设 |
| 流程自动化 | 保压 / 保温 / 淬火 / 泄压 | 全流程自动执行,无需人工值守 |
| 淬火速率 | 100 ℃/s | 降温段最大速率,独立可设 |
| 连续运行验证 | 72 小时 | 保温保压运行,温压漂移量极小 |
| 结构形式 | 冷封式集成 | 控制单元与实验台集成布置 |