第九十七回 動態溫度仿真器(1 / 3)

若大的《星月機電研究所》北山試驗基地會議廳座無虛席,主席台上也坐得滿滿的。在舒禮銀作了《撓性體對運動姿態的影響及其試驗原理和方法》、錢述宗作了《多轉台聯試仿真》的報告之後,韓熙光對《動態溫度仿真器》的調研過程做了詳細介紹。

韓熙光首先對任務的來源和要求作了簡單的介紹。本來他的報告中沒有這一段,舒禮銀硬要他加上,就寥寥寫了數語。舒不滿意,說要多寫些,寫得重要些,要讓在坐的領導聽了都覺得這個預研項目非常重要、非搞不可。韓熙光隻好從有關雜誌上抄了幾行來敷衍。

韓熙光重點對半導體製冷的原理帕爾貼效應,電流流經半導體N-P結時帶走和釋放部分晶格能,用來製冷和加溫的原理及方法作了比較詳細介紹。他列出了幾個相關的公式,將各種電壓下半導體兩端的溫差曲線畫了出來,介紹了功耗及冷卻措施。最後作結。

半導體兩端的溫差效應雖明顯,但終究是幅度小,單個半導體的能量交換也很小,要達到所需的環境低溫需要龐大的數量接龍擺陣。要使一端保持低溫,就必須將另一端的熱量散出去,用液體或氣體載體將熱量帶走。冷卻裝置笨重,不宜在轉台上采用。

根據調研和初步計算,《動態溫度仿真器》若用半導體降溫,達到要求的溫度範圍,其功率需要十千瓦以上,如此強大的電流通過導電環輸送到試驗台上也決非易事。重量遠超一百公斤,一號試驗台根本承受不了。另外大流量的冷卻水輸送到台子上再流出來不但有困難,而且不安全,一旦泄漏會對台上試驗件和儀器設備及轉台本身都可能造成傷害。故結論是不可行的。

建議采用液氮的方法來實現。液氮的好處是本身就是冷源,輸送方便安全,再多熱量也能被帶走,可以輕而易舉使《動態溫度仿真器》降到所需要的溫度範圍。但重量仍是大問題,雖隻是半導體的三分之一到二分之一,但一號試驗台還是很難承受的。承載了它,別的試驗件和儀器就基本上裝不了。這方麵的情況由協作單位十四所的章文捷同誌給大家介紹,他們是這方麵的專家。

章文捷介紹了液氮方案後,韓熙光又將兩種方法作了比較。兩種方法均能達到任務書提出的溫度指標,依據調研的情況,用半導體和液氮都超重,半導體更勝,電功率和冷卻液氮都優於半導體。液氮縱有泄漏,也是跑到空氣中,對人及儀器設備無害。另外,半導體的造價昂貴,估計是液氮的數倍。

會場靜默了幾分鍾後進入討論。任務提出者錢述宗第一個立起來,頭搖得象撥浪鼓一樣,嘴裏一連串的“孬、孬、孬”。

五組的同誌花了不少時間和精力對《動態溫度仿真擬器》做了大量的調研,這是很好的。但我建議你們不要搞許多的設備,不要搞得太複雜、搞成一個龐大的係統。

沒有什麼大係統啊,東西也不多,液氮比半導體更簡單些。

韓熙光插了一句。

我是指地麵上的,又是杜瓦瓶,又是壓縮機的。而半導體是很簡單的,冷熱交換時隻需改變一下電流的方向,很方便的。

錢述宗語氣武斷而生硬,他接著說道:

關於大電流的問題,我將來做試驗時,可以不讓轉台動,或者動的幅度很小。這樣就不需要走導電環,將電直接輸送到轉台上,既可以輸送四十伏直流,也可以輸送三百八十伏交流,電流豈不就小了。冷卻水也無須用旋轉密封,也可直接送到台子上去。

這位研究員忘記了三百八十伏交流不能直接加在半導體上,得經變壓、整流和穩壓才能用。冷卻水直接上試驗台,想給試驗件及儀器儀表洗冷水澡不成?不讓轉台動那還叫轉台嘛?還叫動態試驗嘛?韓熙光未言,而有人問。

試驗台萬一動起來怎麼辦?

試驗中就是不能讓它動啊。

萬一動了怎麼辦?

這是不允許的,就是不允許動,不能讓它失控,擺動一定要控製在很小的範圍內、沒有轉動的範圍內。

錢述宗忘記了他擬定的、申尚義寫就的任務書,這《動態溫度仿真器》是安裝在轉台上做“動態溫度試驗”的。若是不讓台子動,或擺動很小,沒有轉動,與靜態有何區別?那還稱得上動態試驗嘛?稱得上是《動態溫度仿真器》嘛?又何必放到轉台上?

開會前兩天,錢述宗問起《動態溫度仿真器》,韓熙光告訴他半導體難度大、重量大而且昂貴,建議采用液氮。他讓韓熙光去看他那篇“綜述”,韓熙光回說“先讓參加會議的人討論討論再說,集思廣益,看看哪個方法更好”。

錢述宗心裏不舒服,又對韓熙光說道:

而且,溫控箱也不一定要做這麼大,能放幾塊板子就行。

這時,坐在另半邊的舒禮銀站起來。

任務書給我們提的指標是六十四升,正負五十度。調研了半年後,覺得難度太大,就將指標都減半,先搞三十二升和正負二十五度的。據錢主任從外國帶回來的資料看,國外有這樣的東西,二十五萬美元一個。

錢述宗立刻糾正。

誰告訴你二十五萬美金的,人家德國就是小小的一個箱子,放在轉台上,五萬美金一個。

可給我們的任務書是六十四升啊,減半還三十二升呢。

可以小,隻要能裝幾塊板子的空間就夠了。

乘著舒禮銀和錢述宗各自揣摩的時候,徐麗華立起來發言。

老錢,錢主任,我們那個型號的通電和不通電的溫度試驗都做過,一個周期內的環境溫度變化是兄弟單位掌握的,從來不告訴我們。儀器儀表裝在密封倉內,溫度變化沒有環境溫度變化大。仿真試驗的運動速度也不高,對儀器儀表的電性能不會有多大影響。所以我看沒有必要再做這樣一個溫控箱,來重複環境溫度試驗。

你們的溫度試驗是靜態下的通電試驗,台子上的試驗是運動狀態下的閉路試驗,情況是完全不同的。仿真試驗造成這樣一個運動狀態的環境,其逼真度大大提高了,向真實環境前進了一大步。

在環境溫度試驗中,溫度也是變化的,也要進行係統閉路、通電情況下的各項測試,實際也是動態的。在轉台旋轉擺動情況下的通電試驗,與放在靜止狀態下的通電試驗區別不會很大的。

仿真,仿真,仿真就是要在逼真的空間環境中模擬逼真的運動狀態,轉台上的溫度試驗是試驗部件處於運動狀態下的溫度試驗,和單純靜止狀態下的溫度試驗是完全不同的。

你的運動狀態隻是試驗台上的運動,速度不可能太快,幅度不可能大,對材料的晶格、晶粒及電子運動不會有多大影響,電性能不可能有明顯變化。光電對溫度敏感,每個型號都要做幾遍溫度試驗。

徐麗華還想說,卻見紅外研究室主任傅餘德發問:

這個《動態溫度仿真器》箱體內抽不抽真空?

不抽。

錢述宗與舒禮銀異口同聲,答的都很幹脆。

那可不行,我們的產品一結露就百分之百的損壞。不能試驗尚沒有開始就將產品弄壞了。

舒禮銀趕忙解釋。

我們隻將電子線路板放進去,紅外鏡頭是不放進去的。

那還差不多,還可以,不過,那就沒有多大意義了。

韓熙光聽後驚詫不已,原來不是說專為紅外儀設置兼顧其它的嗎?怎麼又隻放線路板、不放紅外啦?

隨後有人對有何用和如何用提出疑問,於是乎眾人紛紛對必要性和兩種方案發表意見和看法,頗為熱烈。

錢述宗,錢教授對必要性避而不談,他左手握著水杯,右手在那杯子四周畫圈圈比劃著,再拍拍水杯。

這麼貼,這麼貼,就是這麼貼,……,一定要用電,太複雜、太龐大了PQ台的同誌就不願意用。

看了錢述宗的比劃,又聽了他的述說,誰也不明白半導體到底貼在何處?怎麼貼?怎麼將電和水送上去?越聽越糊塗。

科技管理處的康星輝如墜百裏霧海,忍不住問錢述宗。

錢教授,你說這麼貼,那麼貼,可不管你怎麼貼,不做紅外意義就不大,做紅外就得將紅外器件保護起來,它是不能結露的。

不不不,就是這麼貼,這麼貼,德國人沒有用箱子,要簡單,要用電,不能用氣,就是將半導體往箱體上貼,搞複雜了不能用。

錢述宗依舊撲著他的水杯,前一句說不用箱子,後一句又說往箱子上貼,前言後語相互矛盾,弄得大家莫明其妙。

你說的往上貼,能冷卻到什麼程度?結露怎麼辦?

就大多數的試驗件而言,是絕不容許往上貼東西的,尤其是紅外器件,可以毫不誇張地說,貼一個就壞一個,那就完全失去試驗的目的和意義了。

傅餘德提出疑問,錢述宗沒有回答。康星輝又道:

就這麼貼著是可以使試驗件的溫度低一些,但剛才老韓說單級半導體兩端的最大溫度差是二十度左右,要經過較長的時間才能達到,要對高溫端進行冷卻才能保持低端低溫。以室溫二十七八度而言,最低隻能達到七八度,是達不到動態試驗的溫度要求的。

做紅外試驗的溫度必須在負二十五度以下,負二十五度以上沒有任何意義,最好在負三十度到負四十度之間。就這麼貼,不但達不到紅外試驗的溫度要求,降溫引起結露,就足以使紅外試驗件損壞。

傅餘德又補充後韓熙光又對能量交換作說明。

不是任何情況下兩端的溫差都可以達到二十度,兩端溫差二十度也不是能量交換的最佳狀態。不過可以采用多級多排來達到所需要的低溫,隻是要增加電耗和冷卻水流量。

錢述宗對別人的議論充耳不聞,依舊拍著他隨身攜帶的水杯。

隻要溫度有變化就行,要簡單。

主持會議的是周大祥選定的接班人、副所長柳東成,此時言道:

要想達到試驗目的,恐怕就得複雜一點。太簡單了,達不到目的或者誰都會做,就用不著調研和開會討論了。

錢述宗的資格老之又老,也不置理柳東成,仍舊是“這麼貼,這麼貼,要簡單,要用電,不能用氣。”

柳東成請用戶PQ試驗台的同誌談談看法,李夢林立起來。

這個《動態溫度仿真器》我看是不能用到PQ試驗台上的,而且我還認為大概也造不出一個能在PQ台上用的《動態溫度仿真器》。理由是什麼?大家可能不了解,PQ台的承載能力隻有一公斤米方。我看剛才韓熙光和協作單位介紹的方案都不大可能小於一公斤米方,試驗台單單承載這個溫控箱就拉不動。

聽到這裏,韓熙光禁不住問:

什麼?什麼!你那占了整整一間大屋子的大家夥其承載能力隻有一公斤米方,這麼小!

是的,就隻有一公斤米方。給大家比劃一下,PQ台的台麵直徑是六百毫米,同樣大小的鋁盤,隻需一公分、十毫米厚,它就隻能承載這些,雖然可以稍稍超載一點,那也十分有限。

聽到PQ台的承載能力隻有一公斤米方,韓熙光估量這《動態溫度仿真器》是沒有戲唱了。無論用電或用氣,做出來的東西,其轉動慣量都不大可能低於一公斤米方,都要超出好多。錢述宗對自己引進的試驗台的承載能力沒有概念,豈不荒唐。為了不使冷水潑的太過、太衝,李夢林接著講述自己的想法。

若是真要做一個《動態溫度仿真器》的話,我倒是建議做一個放置在地麵上的,做輪子試驗用的。因為已經證明輪子的摩擦係數是與溫度變化有關係的,德國人做試驗時,旁邊就有一個溫度控製箱,裏麵放的就是輪子。