1400 درجة نظام التحكم الذكي في درجة الحرارة مختبر فرن ألياف السيراميك

يمثل تقديم نظام التحكم الذكي في درجة الحرارة عند 1400 درجة مئوية لأفران ألياف السيراميك المعملية حقبة جديدة في تطوير-المعدات التجريبية ذات درجات الحرارة العالية. ولا تكمن ميزته الأساسية في قدرته على التحكم في درجات الحرارة-الشديدة الارتفاع فحسب، بل أيضًا في توفير بيئة تجريبية آمنة ومستقرة وقابلة للتكرار للباحثين.

غالبًا ما تواجه الأفران الكهربائية التقليدية تحديات مثل القصور الحراري العالي وتأخر التحكم في درجة الحرارة أثناء التسخين. لقد أحدثت الطبيعة خفيفة الوزن لفرن ألياف السيراميك ثورة في هذا الوضع. تتميز هذه المادة المتخصصة بقدرة حرارية لا تتجاوز -عُشر قدرة الطوب الحراري التقليدي. بالاشتراك مع نظام التحكم في الحلقة المغلقة - الذي يتكون من خوارزمية PID ومرحلات الحالة الصلبة SSR -، فإنه يحقق دقة التحكم الفوري في درجة الحرارة بمقدار ±1 درجة مئوية. أثناء تصنيع سيراميك نيتريد السيليكون، اكتشف فريق مواد جديد أنه عندما تتقلب درجة حرارة الفرن وفقًا لمنحنى محدد مسبقًا ضمن نطاق 1300-1400 درجة مئوية، كانت سرعة استجابة الفرن أسرع بثلاث مرات من المعدات التقليدية، مما يؤدي إلى زيادة بنسبة 22% في نقاء الكريستال للمنتج النهائي.

ويعتبر التقدم في أداء السلامة ملحوظًا أيضًا. الفرن، المبني من ثلاث طبقات من وحدات الألياف المركبة، يحافظ على درجة حرارة خارجية أقل من 60 درجة مئوية. حتى أثناء التشغيل المستمر في درجة حرارة عالية-، يستطيع المجرب ضبط موضع العينة مباشرة. أظهر الاختبار المقارن الذي أجري في أحد مختبرات الجامعة العام الماضي أنه في حالة انقطاع التيار الكهربائي المفاجئ، كان معدل تبريد هذا الفرن أبطأ بنسبة 47٪ من النماذج التي تحتوي على عناصر تسخين معدنية. توفر هذه الميزة وقتًا احتياطيًا قيمًا للعينات الحساسة للحرارة-.

إن فرن ألياف السيراميك المختبري الذي يعمل بنظام التحكم الذكي في درجة الحرارة بدرجة 1400 درجة مئوية هو جهاز ذو درجة حرارة عالية-يشيع استخدامه في المختبرات. باستخدام ألياف السيراميك كمادة للفرن، فإنه يمكن أن يصل إلى درجات حرارة تصل إلى 1400 درجة مئوية ومجهز بنظام ذكي للتحكم في درجة الحرارة. وفيما يلي وصف تفصيلي لتصميمه:

نظام التحكم في درجة الحرارة: يستخدم هذا النظام عادةً نظامًا ذكيًا متكاملاً للتحكم في درجة الحرارة بكمبيوتر صغير- مع منطق PID وإمكانات الضبط الذاتي للمعلمة الداخلية-، مما يحقق دقة التحكم في درجة الحرارة بمقدار ±1 درجة مئوية. توفر شاشة LCD الرقمية عرضًا حقيقيًا-لدرجة الحرارة المحددة ودرجة حرارة التشغيل ووقت الانتظار. تتميز بعض الأفران بنظام تحكم ملون بشاشة تعمل باللمس مع 100 منحني درجة حرارة قابل للبرمجة وخوارزمية PID التكيفية -الذكاء الاصطناعي التي تعمل تلقائيًا على تحسين معلمات التحكم في درجة الحرارة بناءً على الحمل التجريبي. من الممكن أيضًا مراقبة منحنى درجة الحرارة في الوقت الفعلي وتصدير البيانات عبر واجهة RS485/USB.

مادة الفرن: يتم استخدام ألياف سيراميك الألومينا عالية النقاء بشكل عام، مع محتوى ألومينا يتجاوز 99%. نقطة انصهاره النظرية هي 1700 درجة مئوية، ويمكنه تحمل درجات حرارة ثابتة تصل إلى 1400 درجة مئوية. وينتج عن هيكلها الشبكي المسامي الفريد موصلية حرارية منخفضة، تبلغ فقط خمس-التوصيل الحراري للطوب الحراري التقليدي، مما يقلل بشكل فعال من فقدان الحرارة. كما أنه يوفر مقاومة ممتازة للصدمات الحرارية، ويتحمل التقلبات السريعة في درجات الحرارة التي تصل إلى 1000 درجة مئوية دون أن يتشقق.

عناصر التسخين: اعتمادًا على الطراز، يمكن استخدام-النيكل المستورد عالي الجودة-الذي يحتوي على سلك تسخين من سبائك HRE أو قضبان من كربيد السيليكون كعناصر تسخين. توفر قضبان كربيد السيليكون مقاومة عالية للحرارة، وكفاءة حرارية عالية، ومتانة. تسخن أسلاك التسخين المصنوعة من السبائك بسرعة، وتقاوم الأكسدة، ولها عمر خدمة أطول 3-5 مرات من عناصر التسخين التقليدية، مما يوفر تسخينًا أكثر اتساقًا. تستخدم بعض الأفران قضبان الموليبدينوم السيليكونية على شكل حرف U كعناصر تسخين أساسية، مع تقلبات مقاومة أقل من 3% عند 1400 درجة مئوية، مما يضمن تسخينًا مستقرًا على المدى الطويل.

العزل الحراري: تستخدم غرفة الفرن مواد مثل ألياف الألومينا متعددة البلورات، مما يحقق عزلًا حراريًا يتجاوز 97%. تتميز بعض الوحدات أيضًا بطبقة فريدة من نوعها لعزل الهواء، والتي تستخدم مروحة دوارة لإجبار تدفق الهواء، مما يقلل بشكل كبير من درجة حرارة سطح الغرفة. علاوة على ذلك، يستخدم تصميم العزل المركب المتدرج طبقة داخلية من وحدات الألياف المقواة بالزركونيوم-، وطبقة وسطى من الإيروجيل النانوي-، وطبقة خارجية من الفيلم العاكس المدرع المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ. هذا يحافظ على درجة حرارة غرفة الفرن أقل من 60 درجة مئوية عند الوصول إلى درجة حرارة التشغيل.

حماية السلامة: يتم تنفيذ تدابير سلامة متعددة، بما في ذلك-إنذار درجة الحرارة الزائدة، و-إيقاف تشغيل الباب-، والحماية من الأعطال الأرضية،-الصمامات سريعة المفعول، والحماية من التسرب. تتميز بعض الطرز-المتطورة أيضًا بالتشخيص الذاتي للمستشعر-. تتميز بعض الأفران بآلية حماية ثلاثية من درجة الحرارة الزائدة-: إنذار مسموع ومرئي عندما تتجاوز درجة الحرارة النقطة المحددة بمقدار 5 درجات مئوية، وقطع طاقة التسخين تلقائيًا عند تجاوز 10 درجات مئوية، وتسلسل تبريد طارئ عند تجاوز 15 درجة مئوية.

مجالات التطبيق: مناسبة لمختبرات الكليات، ومعاهد البحوث، وما إلى ذلك، ويمكن استخدامها لتحليل المعادن، والمعالجة الحرارية للمعادن، وإطلاق الزجاج، ومحتوى رماد المواد، والرماد، وسيناريوهات أخرى. يستخدم على نطاق واسع في الصناعة الحيوية والتعدين والطاقة والصلب/المعادن والأدوية وغيرها من الصناعات.