阅读说明：本技术 一种小型全自动循环充干燥气体系统及其运行方法 (Small-sized full-automatic circulating drying gas filling system and operation method thereof ) 是由 孙云霞 李斌 苟伟 孙正雄 于 2020-05-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种小型全自动循环充干燥气体系统及其运行方法,包括机柜。本发明利用标准型尺寸的机柜中设置小型可自动循环的空气干燥系统,有助于解决传统技术中的进口充气仪器或大型充气设备结构与运行复杂的弊端,不仅实现明显的成本与空间资源节约,且通过一体化的拆装实现检修维护的高度便捷；利用一级三通、二级三通、充气导管、排气导管设置相联结的循环气泵、不锈钢干燥管、加热器、电磁阀与接收机馈源口密闭腔体,通过精准温湿度控制,以解决微波窗口因温差较大导致的结露问题；在连接接收机馈源口密闭腔体的压力传感器导管与排气导管上分别连接压力传感器、手动调节阀与电磁阀、时间继电器,可对湿热气体的排放进行控制。(The invention discloses a small-sized full-automatic circulating air-filling and drying system and an operation method thereof. The small-sized automatic circulating air drying system is arranged in the cabinet with the standard size, so that the defect that an imported inflating instrument or large-sized inflating equipment in the traditional technology is complex in structure and operation is overcome, obvious cost and space resource saving is realized, and high convenience in maintenance is realized through integrated disassembly and assembly; the primary tee joint, the secondary tee joint, the inflation guide pipe and the exhaust guide pipe are provided with a circulating air pump, a stainless steel drying pipe, a heater, an electromagnetic valve and a receiver feed source port closed cavity which are connected, and the problem of condensation of a microwave window caused by large temperature difference is solved through accurate temperature and humidity control; the pressure sensor, the manual regulating valve, the electromagnetic valve and the time relay are respectively connected on the pressure sensor guide pipe and the exhaust guide pipe which are connected with the closed cavity of the receiver feed source port, and the discharge of damp and hot gas can be controlled.)

一种小型全自动循环充干燥气体系统及其运行方法

技术领域

本发明涉及VGOS标准台站射电望远镜中接收机应用技术领域，尤其涉及一种小型全自动循环充干燥气体系统及其运行方法。

背景技术

VLBI技术自上世纪70年代以来在天体测量和空间大地测量领域作出了卓越贡献，一直是国际天球参考架、国际地球参考架以及地球定向参数测量的核心技术。按照VLBI2010标准建设台站构成了VGOS台站观测网，VGOS标准站关键技术主要包括：小型化和高机动性天线技术，高灵敏度超宽带接收机技术，高速数字后端技术，以及多站多基线信息处理技术。目前美国已于两年多前首先建成了VGOS技术验证系统，采用低速宽带接收系统验证VGOS技术研发中的关键技术问题，并已取得了好于4ps时延测量精度的数据。超宽带接收机技术主要以美国、瑞典、德国为代表，技术突破在于低温应用的微波集成低噪声放大器芯片研制，高真空低温杜瓦研制，高可靠性低功耗制冷系统研制等。在观测技术方面主要是降低观测高度角，以使测站上射电源分布更加对称并增加了观测源数，以及提高天线转速以增加有效观测时间。

射电望远镜是依靠接收天体射电波段辐射的望远镜。接收机是射电望远镜的重要组成部分,其性能好坏对整个射电望远镜有重大影响。接收机杜瓦内部是高真空低温环境，内部温度可低至70k。现有技术下，由专利申请号CN201310443418.5提出的一种保持制冷接收机微波窗口干燥的充气系统，该系统在射电天文中用于保持1.3厘米波段制冷接收机微波窗口干燥的充气系统。该充气系统是由充气机、气体缓冲器、压力传感器、监控表头、三通、手阀、电磁阀、充气导管、供气导管、排气导管、压力传感器导管、杜瓦腔、干空气腔体、密封圈、微波窗口密封薄膜、微波窗口紧固圈、干空气腔体密封薄膜和干空气腔体紧固圈组成。但是该技术方案的系统机构采用了大量的零部件，且多采用进口型设备，不仅置备成本高昂，且组装后的系统整体尺寸较大，不得不在望远设备中占用较大的空间，从而增加望远设备的整体负担，同时也使得空气干燥系统的拆装难度，虽然为杜瓦顶部的红外窗口设置一层薄膜以与外部大气直接接触，但是其表面温差却仍可达250K，在夏季湿热天气即温差极大的条件下，微波窗口极易结露导致接收机性能的大幅下降，在此情况下，不仅难以对其表面进行吹气以达到消除水汽，同时也给日常维护与定期的拆装维护带来了极大的操作难度。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中VGOS标准台站射电望远镜中接收机的微波窗口易结露且水汽难清的问题，而提出的一种小型全自动循环充干燥气体系统及其运行方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种小型全自动循环充干燥气体系统，包括机柜，所述机柜由其内部中的隔板分为上腔与下腔，所述下腔内分别设置有循环气泵、接收机馈源口密闭腔体、压力传感器、手动调节阀、时间继电器、一级三通与二级三通，且上腔内分别设置有两个干燥管、两个加热器与两个电磁阀；

所述循环气泵输出端通过一级三通连接有两根充气导管，且两根充气导管分别与两个干燥管一端相连接，两个所述干燥管另一端通过两个电磁阀均连接有排气导管，且两根排气导管均与二级三通其中两个端口相连接，所述二级三通另一端口连接有与接收机馈源口密闭腔体相连接的压力传感器导管，且接收机馈源口密闭腔体另连接有与循环气泵输入端相连接的回收软管，两个所述电磁阀均与时间继电器连接有导线。

优选地，所述机柜为一侧侧壁可启闭的矩形柜体，且上腔与下腔分别位于机柜上下端。

优选地，所述接收机馈源口密闭腔体为上端开具有微波窗口的中空柱体结构，且接收机馈源口密闭腔体两侧壁分别开设有相对应的进风口与出风口。

优选地，所述压力传感器与手动调节阀均与压力传感器导管相连接。

优选地，两个所述加热器分别固定套设于两个干燥管上。

优选地，两个所述电磁阀分别位于两根排气导管上。

一种小型全自动循环充干燥气体系统的运行方法，包括以下步骤：

步骤S1,在接收机馈源口密闭腔体的微波窗口上覆盖薄膜以形成一个封闭腔体；

步骤S2，控制循环气泵开启将接收机馈源口密闭腔体内气体抽出，并经一级三通与充气导管分别输送至两个干燥管中，将加热器的温度设置为100℃以对干燥管内的气体进行加热干燥；

步骤S3，控制电磁阀使得干燥后的气体经二级三通，再通过控制手动调节阀调节进入接收机馈源口密闭腔体的压力，使其保持于3-5mbar；

步骤S4,通过时间继电器控制每路运行时间为1h；

步骤S5,1h后该路进行气体再生，对干燥管内的干燥剂进行加热，再控制电磁阀换向进行水汽排放；

步骤S6,控制另一路干燥气体供应。

优选地，所述步骤S5中气体再生后将加热器温度上调至160℃。

优选地，所述步骤S5中的干燥剂为硅胶干燥剂。

与现有技术相比，本发明具备以下优点：

1、本发明在标准型尺寸的机柜中设置小型可自动循环的空气干燥系统，有助于解决传统技术中的进口充气仪器或大型充气设备结构与运行复杂的弊端，实现明显的成本与空间资源节约，具有造价便宜的显著优势；同时在机柜内一体设置空气干燥系统，以达到方便拆装与检修维护的目的。

2、本发明在机柜内利用一级三通、二级三通、充气导管、排气导管设置相联结的循环气泵、不锈钢干燥管、加热器、电磁阀与接收机馈源口密闭腔体，使其一侧用于接收机馈源口密闭腔体的充气气体，以对其进行数据化的精准温湿度控制，从而解决微波窗口因温差较大导致的结露问题。

3、本发明在中空柱形结构的接收机馈源口密闭腔体两侧开设对应的进风口与出风口，并利用其分别连接两个循环气泵与两个干燥管，并通过在排气导管与压力传感器导管上分别连接电磁阀、时间继电器与压力传感器、手动调节阀，以便于湿热气体的排放控制。

综上所述，本发明利用标准型尺寸的机柜中设置小型可自动循环的空气干燥系统，有助于解决传统技术中的进口充气仪器或大型充气设备结构与运行复杂的弊端，不仅实现明显的成本与空间资源节约，且通过一体化的拆装实现检修维护的高度便捷；利用一级三通、二级三通、充气导管、排气导管设置相联结的循环气泵、不锈钢干燥管、加热器、电磁阀与接收机馈源口密闭腔体，通过精准温湿度控制，以解决微波窗口因温差较大导致的结露问题；在连接接收机馈源口密闭腔体的压力传感器导管与排气导管上分别连接压力传感器、手动调节阀与电磁阀、时间继电器，可对湿热气体的进行高效的排放控制。

附图说明

图1为本发明提出的一种小型全自动循环充干燥气体系统及其运行方法的结构示意图；

图2为本发明提出的一种小型全自动循环充干燥气体系统的结构示意图；

图3为本发明提出的一种小型全自动循环充干燥气体系统的干燥管与加热器结构示意图；

图4为本发明提出的一种小型全自动循环充干燥气体系统的接收机馈源口密闭腔体结构示意图。

图中：1机柜、2上腔、3下腔、4循环气泵、5接收机馈源口密闭腔体、51微波窗口、52进风口、53出风口、6压力传感器、7手动调节阀、8干燥管、9加热器、10时间继电器、11电磁阀、12一级三通、13二级三通、14充气导管、15排气导管、16压力传感器导管、17回收软管、18导线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-4，一种小型全自动循环充干燥气体系统及其运行方法，包括机柜1，机柜1由其内部中的隔板分为上腔2与下腔3，下腔3内分别设置有循环气泵4、接收机馈源口密闭腔体5、压力传感器6、手动调节阀7、时间继电器10、一级三通12与二级三通13，且上腔2内分别设置有两个干燥管8、两个加热器9与两个电磁阀11；

循环气泵4采用海霖品牌产品型号位CO9Ld的微型真空泵设备，压力传感器6可选用产品型号为HM91的微型仪器。

手动调节阀7的产品型号为TJ40H-C，时间继电器10可采用施耐德品牌电气REXL微型可插拔产品型号为REXL2TMB7的电控设备。

干燥管8采用304不锈钢材质，加热器9上套设有通电导热的金属丝，电磁阀11可采用Gems品牌模制线圈型阀门设备。

循环气泵4输出端通过一级三通12连接有两根充气导管14，且两根充气导管14分别与两个干燥管8一端相连接，两个干燥管8另一端通过两个电磁阀11均连接有排气导管15，且两根排气导管15均与二级三通13其中两个端口相连接，二级三通13另一端口连接有与接收机馈源口密闭腔体5相连接的压力传感器导管16，且接收机馈源口密闭腔体5另连接有与循环气泵4输入端相连接的回收软管17，两个电磁阀11均与时间继电器10连接有导线18。

需要说明的是：

第一，充气导管14、排气导管15、压力传感器导管16与回收导管17的两端均固定套装有法兰部件，以保证上述导管能够进行便捷的拆装；

第二，具体参照说明附图1，两个电磁继电器11通过两根导线18与时间继电器10实现并联。

具体参照说明附图2，机柜1为一侧侧壁可启闭的矩形柜体，且上腔2与下腔3分别位于机柜1上下端，机柜1采用一个19寸的标准型金属材质单元箱，高度为88mm，通过在小型柜体内整体设置该系统，有助于实现自动循环充干燥气体系统的小型化。

接收机馈源口密闭腔体5为上端开具有微波窗口51的中空柱体结构，且接收机馈源口密闭腔体5两侧壁分别开设有相对应的进风口52与出风口53。值得注意的是，接收机馈源口密闭腔体5采用304不锈钢材质制成，以保证气体的洁净性。

具体参照说明附图4，需要说明的是：

第一，接收机馈源口密闭腔体5上端的微波窗口51上覆盖有一层薄膜，形成一个封闭腔体；

第二，进风口52与压力传感器导管16远离二级三通13的一端相连接，通过压力传感器导管16向接收机馈源口密闭腔体5中回收水汽，出风口53与回收软管17远离循环气泵4的一端相连接，通过回收软管17循环气泵4可对接收机馈源口密闭腔体5内的气体进行回收利用。

压力传感器6与手动调节阀7均与压力传感器导管16相连接，利用压力传感器6可对经压力传感器导管16进入接收机馈源口密闭腔体5中的气体进行压力监测，再通过手动调节阀7对进入接收机馈源口密闭腔体5中的气体压力进行调控，其与压力传感器6配合应用，以确保接收机馈源口密闭腔体5的稳定。

两个加热器9分别固定套设于两个干燥管8上，利用通电生热的加热器9可对干燥管8进行导热，以对位于干燥管8内的气体进行加热干燥处理。

两个电磁阀11分别位于两根排气导管15上，两个并联设置的电磁阀11在时间继电器10的监测控制下可对两个干燥管8进行独立的启闭控制。

方法包括以下步骤：

步骤S1,具体参照说明附图4，在接收机馈源口密闭腔体5的微波窗口51上覆盖薄膜以形成一个封闭腔体；

步骤S2，控制循环气泵4开启将接收机馈源口密闭腔体5内气体抽出，并经一级三通12与充气导管14分别输送至两个干燥管8中，将加热器9的温度设置为100℃以对干燥管8内的气体进行加热干燥，使得位于干燥管8中的气体达到排放回收的标准；

步骤S3，控制电磁阀11使得干燥后的气体经二级三通13，再通过控制手动调节阀7调节进入接收机馈源口密闭腔体5的压力，使其保持于3-5mbar，当压力处于4mbar时，接收机馈源口密闭腔体5的内部最为稳定；

步骤S4,通过时间继电器10控制每路运行时间为1h；

步骤S5,1h后该路进行气体再生，对干燥管8内的干燥剂进行加热，再控制电磁阀11换向进行水汽排放，使得干燥管8内气体经二级三通13与压力传感器导管16传送至接收机馈源口密闭腔体5中；

步骤S6,控制另一路干燥气体供应。

步骤S5中气体再生后将加热器9温度上调至160℃。

步骤S5中的干燥剂为硅胶干燥剂。

值得注意的是：通过加热干燥处理干燥管8内的气体，以降低温差，以便于降低引发结露的可能性；再通过回收处理水汽，有助于对该系统进行高效的清洁处理。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。