程 鹏 ，饶建华 ，刘东升

(1.中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院，湖北 武汉 430074； 2.内蒙古北方重工业集团有限公司产品研究院，内蒙古 包头 014030)

0 引言

活塞-圆筒式装置(piston-cylinder apparatus)作为一种结构相对简易的高温高压实验仪器，广泛应用于新型材料合成、热力学和地球科学等研究领域[1-4]。其工作原理是由液压发生单元产生高压，通过容器的液压缸将压力施加于硬质合金材质的活塞，活塞再挤压圆筒压腔中的实验组件，通过传压介质使样品产生高压，其压力和油压具有良好的线性关系，而高温环境由石墨电阻炉通电发热产生，测温元件常采用热电偶。目前，中科院广州地化所、吉林大学、北京大学及中国地质大学(武汉)等单位的实验室均有活塞-圆筒式装置在使用，主要依赖进口，其结构复杂，成本较高，而国产仪器仍然与世界先进水平有不小差距。

本文基于现有高温高压活塞-圆筒式装置机械系统，开发了一种以工业触摸屏、PC-PLC、温控器为整体方案的控制系统，目的是实现加压(温)、保压(温)和减压(温)过程的全自动高精度控制。

1 活塞-圆筒式装置的机械系统

活塞-圆筒式装置机械系统为高温高压的产生提供物质基础，高温由石墨炉通电产生，其温度由温控器改变调功器输出控制；而高压环境由液压加载系统推动液压缸作用于样品产生，本文液压系统的设计压力为100 MPa，其液压原理如图1所示。

图1 液压系统原理

其工作原理如下所述。

a.加压和保压时。调整相应……