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2024-12-28 返回

手套箱的壓力控制與平衡系統是如何工作的？

一、壓力監測機制

傳感器的類型及位置：

手套箱通常配備高精度的壓力傳感器。這些傳感器可以是電容式、壓阻式或壓電式壓力傳感器。它們一般安裝在手套箱內部的關鍵位置，如靠近氣體循環系統的進氣口和出氣口、操作空間的中心位置等，以準確獲取箱內不同位置的壓力信息。

數據采集與傳輸：

壓力傳感器將壓力信號轉換為電信號，然后通過信號傳輸線路將數據傳送到控制系統。控制系統可以是一個專門的微處理器或者集成在手套箱的中央控制單元中。數據傳輸過程中，采用抗干擾措施，如屏蔽電纜和數字信號傳輸，確保壓力數據的準確性。

二、壓力調節方式

進氣調節：

氣源與氣體質量：

手套箱的進氣通常來自于高壓惰性氣體源，如氬氣或氮氣鋼瓶。這些氣體在進入手套箱之前，要經過凈化處理，去除其中的水分、氧氣和雜質。例如，通過分子篩吸附水分、鈀催化劑除氧等方式，保證進入的氣體純凈，不會影響手套箱內的環境。

進氣流量控制：

通過安裝在進氣管道上的流量調節閥來控制進氣量。流量調節閥可以是電動調節閥或者氣動調節閥。當手套箱內壓力低于設定值時，控制系統會根據壓力傳感器反饋的數據，調節進氣流量調節閥，增加進氣量，使壓力回升到正常范圍。

排氣調節：

排氣通道與閥門：

手套箱有專門的排氣通道，通向廢氣處理系統或者室外安全區域。排氣通道上安裝有排氣閥門，這些閥門可以是手動閥門或者自動控制閥門。在需要降低手套箱內壓力時，排氣閥門會打開，讓箱內氣體排出。

排氣流量控制：

類似于進氣流量控制，排氣閥門的開度可以根據壓力傳感器的數據進行調節。當手套箱內壓力過高時，自動增大排氣閥門的開度，快速排出多余的氣體，以降低壓力。同時，為了防止外界空氣倒灌，排氣系統中可能會設置單向閥，確保氣體只能單向排出。

三、平衡機制及原理

微正壓原理：

手套箱一般維持在微正壓狀態，這是為了防止外界空氣進入手套箱。微正壓的范圍通常在 1 - 10mbar 之間。當箱內壓力略高于外界大氣壓時，即使手套箱存在微小的泄漏點，也是箱內氣體向外泄漏，而不是外界空氣進入。

壓力平衡的動態調整：

在手套箱的運行過程中，由于各種操作（如物料進出、氣體消耗、溫度變化等）會導致壓力波動。壓力控制系統會實時監測壓力變化，并通過進氣和排氣調節來保持壓力平衡。例如，當操作人員將物料放入手套箱的過渡艙，關閉艙門后對過渡艙進行充氣以平衡內外壓力，這個過程中控制系統會根據整體壓力變化情況，適當調整主箱體內的進氣或排氣量，以維持穩定的微正壓。

與其他系統的協同工作：

壓力控制與平衡系統還會與手套箱的其他系統協同工作。比如，與氣體循環系統配合，在調節壓力的同時保證箱內氣體的循環和凈化。當壓力調節導致氣體流動變化時，氣體循環系統的風機速度、凈化材料的吸附和反應效率等也會相應地進行自適應調整，以確保整個手套箱環境的穩定和安全。