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CONTROL SYSTEM / 集成控制系统

自研冷封式高温高压 集成控制系统

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。

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为什么要自研控制系统

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。

  • 压力、温度双回路闭环,实时采集、动态调节
  • 程序化执行保压、保温、淬火、泄压全流程,无需人工值守
  • 多段温压曲线可自定义,适配阶梯升温、恒温反应、分段保压等实验设计
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闭环控制逻辑

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。

实时采集

压力与温度信号连续采集,实验全程数据可追溯。

动态调节

闭环调节执行单元,抵消环境与介质变化带来的扰动。

程序执行

按预设曲线自动推进阶段,无需人工干预。

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多段温压程序

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:

温压程序曲线 · 多段自定义 运行中
实测温度曲线 压力设定上限
STEP 01
升压
STEP 02
保压
STEP 03
保温
STEP 04
淬火
STEP 05
泄压

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。

04

长时运行稳定性

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。

连续运行验证
72 小时
稳态压力波动
±1 MPa
温控精度
±0.1 ℃
最高工作压力
300 MPa

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。

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控制系统参数

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
本表参数与 HPSTART25.4x4 成矿实验小压机技术手册一致,为全网统一口径。