缺氧全自动精准温控高效蒸馏液化稳定系统图文介绍

作用意义：

1.冷源、降温、温控中心，可对大量液体(净水)进行冷却。热功率近似为12~18kg液体降低14度每秒

2.污水蒸馏、净化成指定温度的净水，最高效率约2200g/s~2700g/s。

3.产生泥土、附带污氧收集

可拆分部分：【SR锁存器两级延时进出双闸门切换】 见上图最后一张逻辑信号图，下方电路，

该电路自动切换两路进出闸门(四个液闸)，来切换两种不同的液体分时复用在一个液体冷却器上。

附属小系统：【单向/双向 压差/真空 隔温 小体积气体隔离通道】

如图很明显，利用检查门和气泵，可以实现两个空间的气体隔离，不会气体交换，可以做成单向隔离【A室气体可以到B，B室气体不能到A】双向隔离【气体完全隔离】真空【隔温】

该系统核心通过两个温度传感器，限定冷却的水温，传感器的信号到SR锁存器再经过两级顺序切换四个液闸的开关来实现对不同液体的冷却。有点复杂也十分有趣

需要这么做的主要原因是，用于冷却水蒸气的冷源并不需要占用一个液冷机，因此为了防止过冷或者提高利用率，对第一个液冷的冷却对象进行切换，实现了冷却后的水温度精控【由于系统的复杂性和延时性，温控精度在+-3度，宏观+-1度】和液冷的高效利用。使得系统成为一个可靠有效的冷却中心

【正式详解说明1】

系统概述：

两台【液体冷却器】一台(右边那台)是用于降低水温和冷却系统外其他液体的。

一台(左边那台)是用于降低冷却液【左上角封闭污水】的温度使得水蒸气能够稳定持续液化，并且液化之后的温度也能被控制。

但是冷却液并不是刚好占用一台液体冷却器，这样会导致冷却液过冷。因此在不需要对冷却液降温的时候，将左边那台液体冷却器用于其他液体的冷却，来提升系统利用率。

因此需要对输入输出到左边那台液体冷却的的液体进行切换。

整个切换，是通过四个液闸【不是液阈，是受逻辑信号控制开闸闭闸】，对输入输出管道进行切换。

【4个液闸如图】

【控制信号】(何时切换?)

因为冷却液温度直接影响了被液化之后的净水水温，因此采用两个温度传感器测量水温，

设定温度传感器分别为一个上限值和下限值，达到上限发出信号，达到下限另一个传感器发出信号

这样通过这两个信号就可以知道切换管道的时间，并且达到将液化后的净水水温控制在一定范围内。

【信号处理】

倘若我们用一个温度传感器，设定为25度，由于波动性很大，会导致液闸频繁切换效率低也不稳定。

两个传感器分别设置为22度和28度(举例子，温度可自行设定，上限和下限温差不得小于2度，否则系统会出错(因为SR触发器输入不得同时有效))

1.当温度低于22度时，水温处于【欠温】状态，此时不能再冷却冷却液，将液闸切换到净水冷却。

2.当温度高于28度时，水温处于【过温】状态。说明冷却液温度不够低，将液闸切换到冷却液冷却。

3.而水温在22到28度之间时，液闸不进行操作，保留上一次的操作结果，简单说就是之前切换到净水，就一直净水，直到发生【过温】否则不动作，之前切换到冷却液，除非发生【欠温】否则不动作。

因为水温在两个温度之间波动需要时间，故此就不会频繁切换液闸，保证了系统的稳定性。也同时控制了温度在一定范围内。

实现上述三点需要SR锁存器

【SR触发器】

简单介绍一下SR触发器的作用，最好看百度去了解。

SR锁存器的作用，就如同上述三点对温度信号的处理，当【欠温】或者【过温】两个不同来源的状态信号时，汇合输出一个信号分别为【低电平】【高电平】。用于控制液闸现在的状态。

此外，当温度在22~28度之间的时候，两个信号都没有的时候，SR锁存器还能够【锁存】上一次的信号状态，一直维持，直到和上一次不同的信号输入才会切换。

PS：这个SR锁存器的输入端我加了两个非门，翻转传感器信号，SR锁存器是低电平信号有效，不加非门也可以，将传感器设置为高于22度，低于28度激活就行了，只是我最初这么做的时候出错了，后面也没改回来。大家可以试试。

【正式详解说明2】

【SR锁存器两级延时双路四闸门切换——详解2】

前面介绍到，两个温度传感器的信号通过SR触发器锁存成一个【高电平】【低电平】信号的输出。

接下来讲如何用这个型号来控制四个液闸的切换以及切换时序。

【理论分析】

在上一楼第一个图，我给4个液闸命名了ABCD，分别如下

A：冷却液入口液闸

B：净水入口液闸

C：冷却液出口液闸

D：净水出口液闸

先分析仪一下我们希望的切换时序

当我们希望对冷却液冷却时。应该是这样的时序

首先立马关断B，但是不关D，让净水不再流入，已经进去还没出来的继续出来。

等净水全部留出之后，

先打开C，再打开A，让冷却液进入冷却。

同理，切换到净水时，先关断A、等待、关断C、打开D、打开B。

我整理一下：

先对这个整理进行分析

只要仔细想想，就呢能看出，AB两个和 CD的状态无关，只和【触发条件】的状态有关，

而CD两个可以看出，只需要延时之后进行关断和打开就行了。

分开如下：

【延时门和缓冲门介绍】

非门我就不说了，翻转信号很简单。

延时门是，当输入信号从低到高的时候，会等待一段时间，才会变高输出。但是从高到低的时候，会立马变低

缓冲门刚好相反，当输入信号从高到低时候，会等待维持一段时间高电平输出，再变低，但是低到高，就立马输出高

将【延时门】【缓冲门】串联，无论低变高，高变低，都要延时一个时间(注意是一个时间，不是两次延时，因为两个门同时只有一个进行延时)

【利用延时门缓冲门做时间不同的等待】

上面分析中，A和B是两个逻辑相反对称的功能，先不管输入信号，他们都是要立马关断，而打开却要等一会再打开。刚好符合【延时门】特性

【高电平】对应C打开相同逻辑关系，只需要将【触发信号】经过 【缓冲电路】【延时电路】之后直接连接C就行，而D只需要在C的基础上最后加个非门就行。

【优化说明】

上述分析中只有一个延时，两个时间点进行切换液闸，实际测试效果还是会偶尔出现液体走错通道的问题，原因有多种，断电、液体冷却器在切换时停止工作、频繁切换等等。为了稳定性，将AB的打开，放到最后面进行，同时由于延时的等价性，延时也可以合并，优化如下：

转化成逻辑电路：