模块限制加热器9的加热功率，防止加热器干烧。
[0068]③热沉进口温度传感器17:
[0069]通过热沉进口温度传感器17显示值和热沉温度差值约束降温过程中的超调，当热沉进口温度传感器17与热沉设定温度Tsp之差小于设定小值ε，说明热沉进口温度接近设定值，此时，在加热过程中，限制加热器9加热功率，在降温过程中，限制液氮流量调节阀5的开度以控制制冷功率。
[0070]④风机进口温度传感器18:
[0071]因循环风机I为保证推动闭环系统氮气循环的持续动力，当风机进口温度传感器18过高时，造成循环风机I的损坏，从而不能维持试验的连续性。因此当循环风机进口温度超过设定风机进口温度门限Τ3时，风机停止工作，并报警。
[0072]⑤二通道回热器出口温度传感器19:
[0073]二通道回热器出口温度传感器19是实时反应二通道回热器3进行热交换的工作效率的关键参考点。根据热交换的工作效率进行运行状态的监控。
[0074]⑥气液混合器出口温度传感器20
[0075]在降温过程中，控制模块在热沉的反馈温度达到热沉设定温度Tsp附近设定范围时，检测气液混合器出口温度传感器20显示值和热沉进口温度传感器17显示值的温差值，如果温差值超过允许温差范围上限，则关闭液氮流量调节阀，限制降温过程中的超调。
[0076]本发明方法可以用于单点温控模式和曲线温控模式。其中，单点温控模式是指设定一个热沉温度目标Tsp，以该热沉温度目标Tsp进行上述温控过程。曲线模式是指设定一组温度，按顺序依次作为温控目标Tsp，针对每个温控目标都按照上述温控过程进行控制。
[0077]综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种以气体作为传热介质的回热式闭式调温系统，其特征在于，包括:循环风机(I)、排空阀(2)、二通道回热器(3)、水冷换热器(4)、液氮流量调节阀(5)、气液混合器(6)、通用截止阀(7)、加热截止阀(10)、制冷截止阀(8)、加热器(9)、压力传感器(11)、热沉(12)、液氮储槽(13)和汽化器(14); 循环风机(I)出口管路依次连接水冷换热器(4)、二通道回热器(3)的其中一个通道后分为并联的两路，一路依次连接加热截止阀(10)和加热器(9)，另一个路依次连接通用截止阀(7)、气液混合器(6)和制冷截止阀(8)，然后两路合为一路，接着依次连接传感器(II)、热沉(12)、二通道回热器(3)的另一个通道后回到循环风机(I)入口，形成闭式管路； 液氮储槽(13)出口管路分为两路，一路经由汽化器(14)连接循环风机(I)的出口管路，另一路经过液氮流量调节阀(5)为气液混合器(6)提供冷量；循环风机(I)入口连接排空阀⑵； 该闭式管路中进一步设置加热器出口温度传感器(15)、加热器中心温度传感器(16)、热沉进口温度传感器(17)、循环风机进口温度传感器(18)、二通道回热器出口温度传感器(19)以及气液混合器出口温度传感器(20); 该系统还包括控制模块，用于实施调温控制，该控制模块连接各传感器、需要控制的阀门和加热器。2.一种如权利要求所述以气体作为传热介质的回热式闭式调温系统的温控方法，其特征在于，包括加热过程和降温过程； 控制模块开始控制后，最初按照Tsp-Tpv>0进行判断，如果该条件满足，则判定进入加热过程；反之，判定进入为降温过程；其中，Tsp是设定的热沉温度，Tpv是由热沉内部传感器获得的热沉内部温度反馈值； 在降温过程中，如果出现Tsp-Tpv>允许范围上限TO的情况，则进入加热过程，反之停留在降温过程，继续进行Tsp-Tpv>允许范围上限TO的判断； 在加热过程中，如果出现Tsp-Tpv〈允许范围下限即-TO的情况，则进入降温过程，反之停留在加热过程，继续进行Tsp-Tpv〈允许范围下限即-TO的判断； 在加热过程中，气液混合器(6)后端的通用截止阀(7)、制冷截止阀(20)和液氮流量调节阀(5)始终关闭，加热截止阀(10)打开，加热器(9)开始工作；气体从循环风机⑴的出口开始经过水冷换热器(4)、二通道回热器(3) —个通道、加热器(9)、热沉(12)、二通道回热气(3)另一通道返回循环风机(I)，如此往复循环； 在降温过程中，加热器(9)后端的加热截止阀(10)始终关闭，所述气液通用截止阀(7)、制冷截止阀(8)和液氮流量调节阀(5)打开，加热器(9)停止工作；气体从循环风机(I)的出口开始经过水冷换热器(4)、二通道回热器(3) —个通道进入气液混合器(6)与液氮流量调节阀(5)进来的液氮混合，混合后低温的气体经过热沉(12)、二通道回热气(3)另一通道返回循环风机(I)，如此往复循环； 在加热过程和降温过程中，循环风机(I)始终保持工作状态，压力传感器(11)采集闭式管路的当前压力，当闭式管路中压力超过压力范围底线时，排空阀(2)保持关闭，氮气通过液氮储槽(13)、经过汽化器(14)、补充到循环风机(I)的出口，在闭式管路压力超过压力范围上线时，排空阀(2)被控打开完成泄压，使闭式管路始终保持恒定压力。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在降温过程中，将热沉进口温度记为Ta，则当Ta-Tsp > 3°C时，控制模块控制排空阀⑵保持打开状态；当Ta-Tsp ( 3°C时，比较压力传感器(11)获得的管路压力和设定的闭式管路绝对压力优选值，如果管路压力大于闭式管路绝对压力优选值，则控制排空阀(2)打开进行泄压，否则，压力不足，控制排空阀(2)关闭。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在降温过程中，控制模块在热沉的反馈温度达到热沉设定温度Tsp附近设定范围时，检测气液混合器出口温度传感器(20)显示值和热沉进口温度传感器(17)显示值的温差值，如果温差值超过允许温差范围上限，则关闭液氮流量调节阀，限制降温过程中的超调。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在加热过程中，当加热器单位时间内的温度变化值大于设定温度变化速率β时，降低加热器(9)的加热功率。6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在加热过程中，当加热器中心温度传感器(16)和加热器出口温度传感器(15)之差超过设定差值门限Λ I时，控制模块限制加热器(9)的加热功率。7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在加热过程中，当热沉(12)进口温度与加热器(9)中心温度之差超过设定差值门限Λ 2时，控制模块降低加热器(9)的加热功率。8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当热沉进口温度与热沉设定温度Tsp之差小于设定小值ε时:在加热过程中，限制加热器(9)加热功率；在降温过程中，限制液氮流量调节阀(5)的开度以控制制冷功率。9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当循环风机进口温度超过设定风机进口温度门限Τ3时，风机停止工作，并报警。10.如权利要求2所述的方法，其特征在于，二通道回热器出口温度传感器(19)实时反应二通道回热器(3)进行热交换的工作效率，根据热交换的工作效率进行运行状态的监控。
【专利摘要】本发明公开了一种以气体作为传热介质的回热式闭式调温系统及其温控方法，能够避免系统中的加热器和液氮流量调节阀频繁交替启动造成的温度控制难以达到平衡的问题。该系统中循环风机出口管路依次连接水冷换热器、二通道回热器的其中一个通道后分为并联的两路，一路依次连接加热截止阀和加热器，另一个路依次连接通用截止阀、气液混合器和制冷截止阀，然后两路合为一路，接着依次连接传感器、热沉、二通道回热器的另一个通道后回到循环风机入口，形成闭式管路；液氮储槽出口管路分为两路，一路经由汽化器连接循环风机的出口管路，另一路经过液氮流量调节阀为气液混合器提供冷量；循环风机入口连接排空阀；该闭式管路中进一步设置多路温度传感器。
【IPC分类】G05D23/30
【公开号】CN105022429
【申请号】CN201510410105
【发明人】陈力, 杨建斌, 柏树
【申请人】兰州空间技术物理研究所
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月13日