废丹房内,秦洛正对着一堆瓶瓶罐罐发愁。
“温度波动还是太大了...”他盯着水浴锅中不断起伏的水温,眉头紧锁。虽然相比直接火烤已经稳定了许多,但±5度的波动范围依然让他这个习惯了实验室精密温控的人感到抓狂。
柱子在一旁看着秦洛对着一锅水念念有词,忍不住问道:“秦师兄,这温度不是挺稳的吗?比以前强多啦!”
“不够,远远不够。”秦洛摇头,“温度稳定性直接影响反应速率和产物纯度。特别是某些对热敏感的成分,几度的差异就可能导致降解或副反应。”
柱子似懂非懂,但看秦洛严肃的表情,知道这一定是很严重的问题。
秦洛盯着那锅水,大脑飞速运转。在现代实验室,这种问题很好解决——一个pId温控器搞定。但在这个连电都没有的修仙世界,上哪找pId控制器去?
“等等...”秦洛突然眼睛一亮,“没有电子pId,我可以做一个机械式的啊!”
说干就干。他找来一块木板,几根竹片,一些丝线,还有一个小滑轮和配重块。又让铁大锤帮忙打造了几个小小的金属零件。
“秦师兄,您这是要做啥?”柱子好奇地看着秦洛摆弄这些零碎。
“做一个温度自动控制器。”秦洛头也不抬,专注地组装着零件,“原理很简单:利用不同金属的热胀冷缩系数不同,通过机械结构放大这种变化,自动调节风门大小,从而控制火力。”
他在丹炉的进风口处安装了一个由双金属片制成的感温元件。当温度升高时,双金属片弯曲,通过连杆机构带动风门关小,减少进风量,降低火力;温度降低时,过程相反。
“这是比例控制(p),温度偏差越大,调节作用越强。”秦洛一边调试一边解释。
接着,他增加了一个积分机构——一个小沙漏般的装置,通过细沙流速来模拟积分时间。“这是积分控制(I),消除静差,让温度最终稳定在设定值。”
最后,他还加了一个微分机构——一个阻尼器,防止系统 overshoot(超调)。“微分控制(d),预测温度变化趋势,提前抑制波动。”
柱子目瞪口呆地看着这个由木片、金属和丝线组成的复杂装置,完全无法理解这些零件的用途。
“秦师兄,这...这东西真能控制温度?”柱子怀疑地问。
“理论上可行。”秦洛调试着最后一个零件,“实践是检验真理的唯一标准。来吧,我们试一下。”
他点燃炉火,将新的温控器接入系统。装置开始工作,双金属片随着温度变化微微弯曲,带动一系列连杆和滑轮,精细地调节着进风门的大小。
柱子屏息凝神地看着温度计——那是一根秦洛自制的、刻有粗略刻度的玻璃管,里面装着随温度膨胀收缩的液体。
奇迹发生了。
炉温上升的速度明显变得平稳,不再像以前那样忽高忽低。当接近设定温度时,温控器开始精细调节,风门时开时关,将温度稳定在一个狭窄的范围内。
“成、成功了!”柱子看着那几乎不动的液柱,激动得声音发颤,“温度真的稳住了!”
秦洛也松了口气。虽然这个机械式pId粗糙得很,但在这个没有电力的世界,已经算是黑科技了。
“还需要优化参数。”秦洛观察着系统的响应,“p值有点大,超调明显;I时间太长了;d作用不够强...”
他一边嘀咕着一边调整着各个部件的参数:改变杠杆比例、调整沙漏流速、更换阻尼器的阻尼系数...
经过一番调试,温控效果越来越好,温度波动范围缩小到了±1度以内!
“太神奇了!”柱子看得两眼放光,“秦师兄,您真是神了!”
就在这时,铁大锤扛着他的新作品风风火火地闯了进来:“秦师弟!看俺的新炉子!加了你说那个什么...扰流片!”
他一进门就看到那个正在自动调节风门的机械装置,顿时愣住了:“这、这是啥玩意儿?”
秦洛简单解释了一下pId温控原理。
铁大锤听得云里雾里,但看到那稳定的炉温,顿时明白这玩意儿有多厉害。
“妙啊!”铁大锤一拍大腿,“这玩意儿要是装在俺的炼器炉上,岂不是能精准控制火候了?”
“理论上可以。”秦洛点头,“不过炼器温度更高,需要耐高温的材料。”
“这个好办!”铁大锤兴奋地说,“俺那里有耐火合金!来来来,帮俺也做一个!”
于是,三人开始合作改进温控器。铁大锤提供材料和加工技术,秦洛设计控制系统,柱子打下手。
就在他们忙得热火朝天时,谁也没注意到,丹炉的温度正在悄然上升。
由于新炉子的保温性能太好,而温控器的调节范围有限,系统逐渐出现了积分饱和现象——温度持续偏高,温控器不断关小风门,直到完全关闭,但温度仍然降不下来。
“好像...有点太热了?”柱子最先感觉到不对劲,擦着汗说。
秦洛抬头一看温度计,心里一惊——温度已经超出设定值20度了!而且还在继续上升!
“积分饱和!”他立即意识到问题所在,“快,手动干预!”
但已经晚了。炉内压力急剧升高,丹炉开始发出不祥的嗡鸣声,炉体微微发红。
“要炸了!”铁大锤经验丰富,一看就知道不妙,“快躲开!”
但秦洛反而冲上前去:“不能躲!里面还有半成品药材,炸了损失太大!”
他大脑飞速运转,思考着解决方案。直接打开炉盖肯定会引发爆燃,更加危险。必须快速降温,但降温太快又可能导致炉体破裂...
有了!
“柱子!快去打一桶冷水来!不要泼,用布浸湿裹在炉壁上!”秦洛快速下令,“铁师兄,帮我调节这个微分阻尼器,增加抑制作用!”
两人虽然不明白原理,但看秦洛镇定的样子,都下意识地听从指挥。
柱子飞快地打来冷水,用破布浸湿,小心地裹在发红的炉壁上,发出“滋滋”的声响。铁大锤则按照秦洛的指示,调整着温控器的参数。
秦洛自己则快速计算着降温速率:“炉壁厚度5厘米,导热系数约...比热容...最大安全降温速率是...”
他根据材料特性,快速估算出安全降温范围,指导柱子的操作:“慢一点!降温太快会裂!”
同时,他调整着温控器的设定值,逐步降低目标温度,让系统慢慢恢复正常。
在三人配合下,危机渐渐解除。炉温开始平稳下降,嗡鸣声减弱,炉体的红色也逐渐褪去。
一刻钟后,温度终于回到了安全范围。三人同时松了口气,瘫坐在地上,都是一身冷汗。
“好、好险...”柱子后怕地说,“差点又炸了...”
铁大锤则心有余悸地看着那个温控器:“这玩意儿好是好,但发起疯来也够吓人的...”
秦洛也是心跳加速。刚才那一刻,他仿佛回到了实验室事故的现场,那种对失控的恐惧感如此熟悉。
“是我的错。”秦洛检讨道,“没有充分考虑系统非线性和积分饱和问题。需要增加抗饱和措施...”
他拿起炭笔,在石板上画了起来:“可以加一个限幅器,限制积分项的最大最小值...或者增加一个条件积分,只在特定范围内积分...”
铁大锤和柱子看着那些天书般的公式和框图,再次感到自己是文盲。
“秦师弟,你这脑袋瓜子是怎么长的?”铁大锤忍不住问,“这些稀奇古怪的想法都是从哪来的?”
秦洛笑了笑,没有回答,而是继续改进设计。
这次事故虽然危险,但也提供了宝贵的实验数据。秦洛根据这次的经验,对温控器进行了多项改进:
增加了手动-自动切换功能,方便紧急干预; 加入了限幅保护,防止积分饱和; 改进了感温元件的灵敏度和线性度; 甚至还增加了一个简单的报警装置——当温度超出范围时,会敲响一个小铃铛。
经过改进的pId温控器更加可靠实用,温度控制精度进一步提高。
“这下应该安全了。”秦洛看着稳定运行的炉子,满意地点点头。
为了验证效果,他决定进行一次高难度的炼丹实验——炼制一种对温度极其敏感的“清心丹”。
这种丹药的传统炼制方法极其苛刻,需要在特定温度下保持整整十二个时辰,温度波动不能超过±1度。稍有差池就会前功尽弃,因此极少有弟子尝试。
“秦师兄,这、这太难了吧?”柱子听说要炼清心丹,脸都白了,“听说内门弟子都很少能炼成!”
“正好检验一下我们的温控系统。”秦洛却信心满满。
他仔细研究了清心丹的丹方,分析了各种药材的特性,设定了精确的温度曲线:初期60度活化酶类,中期75度提取有效成分,后期85度促进反应,最后缓慢降温固化。
整个过程中,机械式pId温控器忠实地工作着,精细调节火力,将温度控制在极窄的范围内。
十二个时辰后,丹成出炉。
当炉盖揭开时,一股清雅的药香弥漫开来。炉底躺着十二颗圆润如玉的丹药,色泽纯净,隐隐有光华流动。
“成、成功了!”柱子激动得声音发颤,“而且是上品清心丹!”
就连铁大锤也啧啧称奇:“俺还是第一次见外门弟子炼成清心丹!这温控器神了!”
秦洛却还算冷静:“还有改进空间。降温阶段速率控制不够理想,导致部分晶体结构不够完美。”
但无论如何,这次成功证明了科学方法的威力。精准的温度控制,确实能够大幅提升炼丹的成功率和品质。
消息很快传开了。一个外门弟子竟然炼成了清心丹,这在外门引起了不小的轰动。不少人跑到废丹房来看热闹,都被那个会自动调节火力的“木头机关”惊得目瞪口呆。
苏妙仪也听说了这个消息,再次来到废丹房。当她看到那个机械式pId温控器时,表情十分复杂。
“这也是你...发明的?”她问秦洛。
“只是一个简单的自动控制系统。”秦洛谦虚道,“基于反馈调节原理。”
苏妙仪仔细观察着温控器的工作方式,越看越是心惊。这种精妙的机械结构,这种自动调节的理念,完全超出了她对“炼丹”的认知。
“你究竟...”她看着秦洛,欲言又止。
最终,她只是淡淡地说:“三日后,宗门小比,你可以用你的方法参加。”
说完,转身离去,留下一个意味深长的背影。
秦洛愣了一下,随即明白过来——这是给他一个正式展示的机会!
宗门小比,是青岚宗定期举行的炼丹考核,通常只有内门弟子和优秀外门弟子参加。苏妙仪这是在为他争取一个打破常规的机会!
“秦师兄,您要去参加小比?”柱子兴奋地问。
铁大锤也摩拳擦掌:“好啊!让那帮老古板开开眼!需要俺帮忙打造什么不?”
秦洛看着那个还在忠实工作的pId温控器,推了推并不存在的眼镜,嘴角扬起自信的微笑。
“看来,是时候准备一份惊艳全场的‘学术报告’了...”
科学的火种,即将在青岚宗的正式舞台上,绽放光芒。
第七章完
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