真空系統(tǒng)的自動保護、監(jiān)測和控制對于防止系統(tǒng)故障至關重要,故障可能導致物料損失或生產(chǎn)停機時間延長,從而造成高價值物料的損失風險,因此,應提供充分的運行控制和保護措施,特別是對于大型生產(chǎn)工廠。
防止系統(tǒng)出現(xiàn)故障的措施
a)斷電時的保護措施:關閉所有閥門,防止空氣進入真空容器,并保護擴散泵。
b)壓縮空氣管網(wǎng)中出現(xiàn)壓力下降時的保護措施:壓縮空氣由壓力監(jiān)測裝置進行監(jiān)測。如果壓力降至規(guī)定值以下,會發(fā)送信號或自動關閉閥門。
c)擴散泵的冷卻水供應中斷時的保護措施:通過流量或溫度監(jiān)測裝置監(jiān)測冷卻水。如果冷卻水流量不足,擴散泵的加熱器將關閉并發(fā)出信號;閥門將關閉。
d)防止擴散泵加熱器發(fā)生故障的保護措施:可通過繼電器監(jiān)控擴散泵加熱系統(tǒng)是否中斷。如果溫度升高到超出最大許可值,則溫度監(jiān)測裝置會作出響應。在這兩種情況下,閥門都會關閉,并發(fā)出信號。
在粗真空和中等真空系統(tǒng)中,壓力調(diào)節(jié)和控制通常通過執(zhí)行器實現(xiàn),該執(zhí)行器能夠改變提供給物理變量的能量供應,進而改變物理變量本身??刂剖侵竿ㄟ^命令來影響系統(tǒng)或裝置,而調(diào)節(jié)則是將物理變量的實際值與規(guī)定的設定值不斷進行比較,并在出現(xiàn)任何偏差時對其進行調(diào)節(jié)。
控制方法通??煞譃殚g歇式控制和連續(xù)控制。間歇式控制會規(guī)定一個允許壓力變化的壓力窗口,而連續(xù)控制則是規(guī)定一個應當盡可能精確保持的壓力設定值。調(diào)整真空系統(tǒng)中的壓力可以通過改變抽取速度或放氣體進入來實現(xiàn)。
間歇式壓力調(diào)節(jié)雖然不如連續(xù)調(diào)節(jié)程序準確,但在很多情況下,兩步或三步式調(diào)節(jié)可在所有真空范圍內(nèi)充分地滿足要求。連續(xù)壓力調(diào)節(jié)則需要使用電子控制器和執(zhí)行器,如壓電進氣閥或膜片控制器。
高真空系統(tǒng)和超高真空系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)需要建立氣體移除和氣體輸入之間的平衡。在這些系統(tǒng)中,通常采用電子PID控制器控制進氣來調(diào)節(jié)壓力。當壓力低于10^-6mbar時,應使用可耐高溫的全金屬進氣閥執(zhí)行壓力調(diào)節(jié)。