三波段大功率微波源液体冷却系统

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1、电讯工程三波段大功率微波源液体冷却系统17三波段大功率微波源液体冷却系统陆波(陕西黄河集团有限公司设计所西安7lO043)摘要：介绍了为某三波段大功率微波源设计的液体冷却系统。通过分析冷却系统的要求和设计难点，采用电磁阀控制管路负载，通过检测冷却液温度、流量保证了冷却系统的可靠运行。关键词：微波源液体冷却电磁阀我单位在为国防科技大学设计三波段大功率微波源项目时，因速调管的耗散功率约为9kw，强迫风冷散热方式不能满足使用要求，设计了液体冷却系统。1冷却系统组成和用途冷却系统主要由水冷机柜和3个流量调节组件组成。水箱、过滤器、离心泵、散热器、控制组件等装配在水冷机柜内，3个流量调节组件放置在3

2、个波段微波源机柜旁。流量调节组件包括电磁阀、调节阀门、流量传感器和传感器显示转换器，用于管路流量的调节和实时检测。冷却系统用于L、s、c波段大功率微波源中速调管的冷却。2冷却系统的要求2．120℃时流量分配aL波段收集级：l7L／min管体：7L／min电磁场：8L／min环形器：10L／minbS波段收集级：20L／min管体：7L／min环形器：l0L／mincC波段收集级：l5L／min管体：8L／min电磁场：lOL／min环形器：lOL／min2．2散热功率L波段：9kW；S波段：8kW；C波段：9kW；最大散热功率为13kw。18三波段大功率微波源液体冷却系统电讯工程2．3压力

3、：0．3MPa—O．6MPa2．4具有速调管各管路流量报警功能。具有冷却液温度报警功能3工程设计每个波段流量调节组件上装配了1个显示转换器和3个流量传感器，用于显示速调管3个管路瞬时流量，产生流量报警信号。水冷机柜内装配有离心泵、直流电源、控制组件和接触器。控制组件驱动接触器，从而控制泵和风机。传感器、显示转换器和控制组件等组成系统的电气控制部分，完成检测控制功能。s波段速调管的工作电压为60kV，但其收集极是接地的，所以对冷却液的纯净度(影响耐电压)要求不高，可以使用普通的蒸馏水。若设备室最低环境温度在一10c【=一0℃，冷却液应采用FD一1发动机冷却液。设计难点有两点。一是要与3个波段

4、微波源协调运行．一个微波源工作时，其被冷却器件有冷却液流动，另两个微波源因关机，其被冷却器件没有冷却液流动。这需要对管路进行切换控制。二，为了安全运行，要选择合适的压力。泵的出口压力跟出口流量是反方向变化，L、s波段总流量分别约42L／min，c波段总流量约5OL／min。若泵的工作点选择不合适，压力太小将导致速调管流量不够，压力太大易渗漏，影响可靠性。对于难点一，考虑用3个电磁阀分别装在3个微波源冷却液人口管路。微波源启动时控制台应送出电磁阀识别信号，打开对应管路电磁阀，使冷却液流通，而未启动的电磁阀关闭，其内的冷却液不流动。在整个循环管路中，过滤器、阀门、散热器等的压力损失很小，速调管

5、的阻力很大，导致速调管的收集级、管体的压力损失很大。从而，冷却系统中泵的出口压力约等于速调管的压力损失，按速调管需要的最大出口流量和最低运行压力，选择泵的基本参数。选择出口压力为O．4MPa，出口流量3m／h(即5OL／min)的离心泵可以满足系统的要求。为防止速调管散热异常，在散热器人口管路检测冷却液温度，控制组件上设计了温度保护电路。选择60c【=动作的温度继电器装在回水管路上，当回水温度超过60c【=时，继电器动合触点闭合，产生报警信号送人控制组件。所有流体部件均使用不锈钢或聚氯乙烯材料，耐腐蚀，保证了冷却液的纯度。3．1流量检测流量检测仪表选用涡轮流量传感器。它是一种速度式流量测量

6、仪表，可以测量充满于封闭管道中连续流过的液体的体积流量。被测流体流经涡轮流量传感器时，传感器内的叶轮借助于流体的动能而产生旋转，周期性的改变磁电感应转换系统中的磁阻值，使通过线圈的磁通量周期性的发生变化而产生电脉冲信号。在一定的流量范围下，叶轮转速与流体流量成正比，即电脉冲数量与流量成正比。该脉冲信号经放大器放大后送至显示转换器进行流量的显示。在测量范围内，传感器输出的脉冲总数与流过传感器的体积总量成正比，其比值称为仪表常数，以K(次／L)表示。每台传感器都经过实际标定测得仪表常数值。当测出脉冲信号的频率f，除以仪表常数K便可求得瞬时流量q(L／s)。即：q=￡／K通过单片机测试频率，与报

7、警值比较产生故障信号。单片机经计算产生瞬时流量，进行数字显示。电讯工程三波段大功率微波源液体冷却系统l93．2压力的检测和报警功能采用硅压阻式压力传感器测试泵出口冷却液压力。该传感器测试精度小于0．2％，输人电源为24V，输出4～20mA信号。传感器具有三位半显示器，可显示检测结果，能判断系统状态，方便调试和维护。压力传感器的输出信号送人组合内控制组件，通过上下限电压比较器，形成压力故障信号，进行指示并送出。3．3电磁阀