Первичный измерительный преобразователь счетной концентрации дисперсной фазы аэрозолей.

Список используемых сокращений

БО – блок обработки;

БП - блок питания;

ДМК - датчик массовой концентрации дисперсной фазы аэрозолей;

ДСК - датчик счетной концентрации дисперсной фазы аэрозолей;

ДФА – дисперсная фаза аэрозолей;

ИВК – измерительно-вычислительный комплекс;

ИЛ – измерительная линия;

ПП - первичный преобразователь;

ПУ - пульт управления;

ПЧ - промышленная чистота.

Введение………………………………………………………….

1 Обзор научно-технической литературы по теме. Измерение параметров дисперсной фазы аэрозолей………………………………………

2. Метода измерения счетной концентрации дисперсной фазы аэрозолей………………………………………………

2.1 Электроиндукционный метод измерения параметров дисперсной фазы аэрозолей…………………………………………………………………

2.2 Физические основы преобразования размера частиц в заряд……

2.2.1 Зарядка аэрозольных частиц в поле коронного разряда.

Индукционный метод измерения заряда аэрозольных частиц………..

2.4 Методическая погрешность измерения счетной концентрации частиц….

3. Структурная схема первичного измерительного преобразователя…….

Заключение…………………………………………………………………….

Список используемой литературы…………………………………………...

ВВЕДЕНИЕ

Решение задачи повышения качества и надежности изделий авиаци­онной и других отраслей промышленности тесно связано с оснащением их предприя­тий современными средствами измерения и контроля. Уровень ПЧ воздушной среды пылеконтролируемых производственных помещений является важным параметром. При его выходе за установленные пределы происходит нарушение технологического процесса, появляются брак и дефекты изготовления и, в итоге, прибор не может выполнять свои функции в соответствии с назначением. Особое внимание к этой проблеме уделяется при производстве приборов с высокоточной механикой, изготовлении микросборок, производстве материалов для корпусов космических летательных аппаратов.

Твердые частицы, попавшие в рабочие полости высокоточных приборов и микросборок, оказывают неблагоприятное воздействие на технические характеристики, функциональные возможности, надежность и ресурс работы приборов при эксплуатации. В этом случае определяющим является соотношение между размерами частиц и величиной рабочих зазоров в высокоточных узлах прибора или микросборки. Если наибольший размер частиц меньше величины зазора, то частицы свободно проходят через него, не вызывая повреждений. Частицы с размерами, близкими к размеру зазора, являются наиболее опасными, особенно если их твердость превосходит твердость материалов, из которых изготовлены узлы и детали приборов. Активные частицы таких размеров вызывают повышенный износ контактирующих элементов и, как следствие, приводят к нарушению рабочих характеристик узла или даже самого прибора. При определенных условиях возможно и оседание частиц в зазоре. В этом случае они внедряются в поверхность деталей и заклинивают подвижную пару, что в итоге приводит к отказу узла (прибора).

Состав и характер частиц в технологической атмосфере определяют следующие причины: особенности технологии изготовления, сборки и испытания приборов, состояние применяемых технологических сред, условия их использования, уровень технологической культуры во время производства, испытания и эксплуатации приборов.

Обеспечение промышленной чистоты производственных помещений в настоящее время - одна из актуальных проблем.

Чистота воздуха помещений (механические цеха и особенно сборочные) должна соответствовать установленным нормам. Классы чистоты таких помещений и рабочих мест указываются в технических требованиях к изготовлению, ре­монту и эксплуатации машин и приборов.

В настоящее время в аэрокосмической промышленности чистота воздушной среды и технологических газов в производственных помещениях регламентируется ГОСТ 17433-80, ГОСТ 24484-80, ГОСТ Р 51610-2000, ГОСТ Р 50555-93, ГОСТ Р 51752-2001 и отраслевыми стандартами ОСТ 1.41519-80, ОСТ 4.091.172-81, ОСТ 92-0069-86. В нашей стране также действует ряд нормативных документов по чистым помещениям, в том числе ГОСТ Р ИСО 14644-4-2002, ГОСТ Р ИСО 14644-2-2001, ГОСТ ИСО 14644-1-2002 (ИУС 9-2003). Эти документы устанавливают классы чистоты воздуха в пылеконтролируемых производственных помещениях в зависимости от размера и концентрации частиц, а также методы измерения загрязненности. Нормы ПЧ задаются в показателях, характеризующих влияние загрязнителя на надежность изделия и в то же время позволяющих эффективно организовать обеспечение и контроль ПЧ. Дисперсный состав, размер частиц механических примесей и их массовая концентрация относятся к основным показателям, определяющим качество технологической атмосферы. Меры по обеспечению ПЧ реализуются на всех стадиях жизненного цикла изделий и включают, в частности, оснащение производства, эксплуатации и ремонта средствами обеспечения и контроля ПЧ (ГОСТ 24869-98). В процессе эксплуатации чистых помещений должен проводиться текущий контроль, ГОСТ рекомендует периодичность текущего контроля - не реже одного раза в сутки, что в ряде случаев оказывается явно недостаточным.

На самых ответственных участках изготовления деталей и узлов авиационной техники нормируются концентрации частиц пыли в диапазонах размеров от 0,5 мкм и выше. При проведении большинства технологических операций, в частности при окончательной сборке летательных аппаратов, требования к минимальному контролируемому размеру пылинок менее строгие (1-2 мкм).

Так как образование частиц аэрозолей и распределение их по размерам и массе, а также во времени и пространстве, носит вероятностный характер, то ДСК и ДМК дают информацию о параметрах дисперсной фазы лишь с некоторой степенью статистической достоверности. При этом более высокая достоверность может быть обеспечена высоким быстродействием датчиков, позволяющим учитывать динамику изменения аэрозоля. Кроме того, достоверность получаемой информации существенно зависит от объема анализируемой пробы воздуха. В идеальном случае контролю должен подвергаться весь объем воздуха в помещении. Достоверность информации о загрязнении технологической атмосферы может быть повышена при использовании ИВК на базе автоматизированных систем контроля запыленности воздуха. Следовательно, датчик (первичный преобразователь информации) системы является важнейшим элементом ИВК и его характеристики существенно влияют на характеристики всего комплекса. При выборе конкретного типа датчика учитывались следующие требования: возможность регистрации частиц размером от 0,5 до 100 мкм; возможно больший объем анализируемого воздуха; невысокая стоимость; высокое быстродействие. Разработка первичных преобразователей представляет интерес в связи с решением измерительных задач прикладного характера в области контроля параметров воздушной среды чистых производственных помещений, а также сжатого воздуха, используемого в технологических процессах на предприятиях авиационной промышленности. Возможность автоматизации процесса измерения, эксплуатационная надежность, простота аппаратурной реализации при заданной точности измерения являются основными требованиями для измерительных преобразователей в ИВК для контроля чистоты воздушной среды производственных помещений.

Актуальность и необходимость создания простых и надежных средств контроля с гарантированными точностными характеристиками продиктованы требованиями к эксплуатационной надежности систем и узлов летательных аппаратов. Создание таких датчиков является в настоящее время актуальной задачей, решению которой и посвящен данный дипломный проект.