用于激光气体同位素探测的多通池温度控制系统研制

用于激光气体同位素探测的多通池温度控制系统研制

论文摘要

采用激光吸收光谱法可实现气体同位素丰度的探测,由于待测气体吸收线的吸收系数会受待测气体温度的影响,将直接影响气体同位素检测系统的精准度和稳定度,文中设计并研制了一种高精度的多通池温度控制系统。硬件方面,采用高精度PT1000铂电阻温度采集电路与聚酰亚胺电热膜加热装置,构成了一个完整的闭环温度控制结构。软件方面,采用Ziegier-Nichols工程整定方法对比例、积分、微分三个系数完成整定。针对被控对象结构复杂响应较慢引起超调量大问题,采用积分分离比例-积分-微分控制算法,使温度控制快速且无超调。利用该系统进行温度控制实验,实验表明:温度控制范围为18~42℃,温度控制精度达到±0.08℃,稳定时间位15 s,该系统具有精度高、响应快速、无超调的优点,为激光气体同位素探测提供了可靠保障。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 多通池温度控制方案选取
  • 2 硬件系统设计
  •   2.1 系统概述
  •   2.2 聚酰亚胺电热膜驱动电路设计
  •   2.3 PT1000温度采集电路
  • 3 积分分离PID算法
  •   3.1 积分分离PID控制原理
  •   3.2 参数整定方法
  • 4 多通池温控系统性能实验
  •   4.1 Ziegier-Nichols工程整定方法实验
  •   4.2 多通池温度控制范围下限实验
  •   4.3 温度控制上限实验
  •   4.4 多通池内部气体温度控制实验
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 孔国利,苏玉

    关键词: 气体同位素检测,多通池,温度控制系统,积分分离控制算法

    来源: 红外与激光工程 2019年08期

    年度: 2019

    分类: 信息科技,基础科学

    专业: 物理学,自动化技术

    单位: 郑州工程技术学院信息工程学院

    基金: 国家自然科学基金(61705198),河南省科技攻关项目(182102210150)

    分类号: O433.5;TP273

    页码: 49-55

    总页数: 7

    文件大小: 1506K

    下载量: 62

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