高低溫拉伸試驗(yàn)機(jī)用于測(cè)試材料在寬溫域環(huán)境下的拉伸力學(xué)性能，低溫工況的溫度精準(zhǔn)度、穩(wěn)定性、均勻性直接決定材料低溫力學(xué)測(cè)試數(shù)據(jù)的有效性。常規(guī)單一制冷或加熱方式存在溫控區(qū)間窄、響應(yīng)滯后、溫度波動(dòng)大、能耗高等問(wèn)題，無(wú)法滿足超低溫到中高溫寬區(qū)間、高精度、快速穩(wěn)態(tài)的測(cè)試需求。液氮噴射與電加熱復(fù)疊控溫策略結(jié)合低溫極速制冷與精準(zhǔn)恒溫加熱的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)寬溫域、高精度、快響應(yīng)的閉環(huán)溫控，適配各類材料高低溫拉伸測(cè)試的嚴(yán)苛溫控需求。
材料高低溫拉伸測(cè)試需要覆蓋超低溫、低溫、常溫、中高溫多個(gè)工況區(qū)間，單一溫控模式存在明顯短板。液氮噴射制冷具備降溫速率快、低溫極限低、無(wú)機(jī)械制冷損耗的優(yōu)勢(shì)，但制冷過(guò)程溫度波動(dòng)大、精準(zhǔn)控溫能力弱，無(wú)法實(shí)現(xiàn)微小溫度區(qū)間的穩(wěn)態(tài)恒溫控制；電加熱控溫精度高、穩(wěn)態(tài)性好、響應(yīng)細(xì)膩，但降溫能力有限，無(wú)法實(shí)現(xiàn)超低溫工況調(diào)控，且低溫區(qū)間降溫效率極低。單一模式無(wú)法兼顧寬溫域覆蓋與高精度穩(wěn)態(tài)控溫的雙重需求，難以滿足精細(xì)化力學(xué)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。
復(fù)疊控溫策略采用液氮噴射粗調(diào)降溫、電加熱精準(zhǔn)微調(diào)、雙系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)閉環(huán)調(diào)控的工作邏輯，實(shí)現(xiàn)兩類溫控方式的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。超低溫與快速降溫工況下，以液氮噴射制冷為核心，快速降低低溫槽內(nèi)部環(huán)境溫度，快速逼近目標(biāo)溫度區(qū)間，大幅縮短降溫響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)寬幅度快速降溫。在溫度趨近目標(biāo)值時(shí)，切換為電加熱精準(zhǔn)微調(diào)模式，利用電加熱的高精度溫控優(yōu)勢(shì)，補(bǔ)償液氮制冷的溫度波動(dòng)與過(guò)冷偏差，抑制溫度漂移，實(shí)現(xiàn)溫度精準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)控制。
雙系統(tǒng)設(shè)置智能聯(lián)動(dòng)互鎖機(jī)制，實(shí)時(shí)采集低溫槽全域溫度數(shù)據(jù)，通過(guò)溫控算法動(dòng)態(tài)匹配液氮噴射量、噴射頻率與電加熱功率，精準(zhǔn)平衡制冷與制熱效應(yīng)，消除溫度超調(diào)、波動(dòng)、滯后問(wèn)題，保障槽內(nèi)溫度場(chǎng)均勻穩(wěn)定。復(fù)疊控溫模式可覆蓋超低溫至中高溫的完整溫控區(qū)間，兼顧降溫效率、控溫精度、溫度穩(wěn)定性，解決了單一溫控模式的響應(yīng)慢、精度低、區(qū)間窄的缺陷，適配材料低溫脆性、高低溫拉伸、疲勞力學(xué)等各類高精度測(cè)試工況。
該復(fù)疊控溫策略大幅提升了高低溫拉伸試驗(yàn)機(jī)低溫槽的溫控性能，實(shí)現(xiàn)寬溫域、高精度、快響應(yīng)、高穩(wěn)態(tài)的溫度調(diào)控，有效提升材料高低溫力學(xué)測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與重復(fù)性，滿足各類金屬、高分子、復(fù)合材料的寬溫域力學(xué)性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，為材料低溫性能研究與工程應(yīng)用提供精準(zhǔn)的測(cè)試環(huán)境支撐。
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