11.519.11.6005 (2) Эскизная конструкторская документация станции ТДА(инструкция,формуляр,схемы) (1248477)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

ИЯФ.415420.001-РЭ

Станция термодесорбционного анализа

Руководство по эксплуатации

Станция термодесорбционного анализа предназначена для исследования механизмов накопления изотопов водорода в твердых телах с помощью измерения зависимости скорости десорбции водорода от температуры образца. Станция состоит из вакуумного поста, включающего в себя средства создания и контроля вакуума, узел нагрева образцов и масс-спектрометр, и набора блоков питания и управления, необходимых для обеспечения работы станции.

Принцип работы и устройство

Одним из методов исследования механизмов накопления водорода в твердых образцах является термодесорбционный анализ. Принцип термодесорбционного анализа состоит в измерении и анализе скорости выхода водорода из образца в зависимости от его температуры. Исследуемые образцы помещаются в высоковакуумный объем, где подвергаются нагреву до температуры до 1500 градусов с линейным ростом температуры. В ходе подъема температуры регистрируется полное давление в объеме и парциальные давления представляющих интерес элементов. По результатам термодесорбционных измерений определяется полное содержание изотопов водорода в образцах и энергии связи различных состояний водорода в образце.

Структурная схема станции термодесорбционного анализа показана на рис.1. Станция состоит из вакуумного поста, включающего в себя средства создания и контроля вакуума, узел нагрева образцов и масс-спектрометр, и стойки питания с набором блоков питания и управления, необходимых для обеспечения работы станции.

Рис.1 Структурная схема станции термодесорбционного анализа

Исследуемый образец помещается в узел нагрева образцов, представляющий собой вакуумную камеру с установленными двумя графлексовыми нагревателями, термопарами для измерения температуры образца и тепловыми экранами. Узел нагрева образцов соединен с вакуумной камерой вакуумного поста с помощью ручного вентиля, позволяющего проводить смену образцов без напуска воздуха в объем вакуумного поста.

При нагреве образцов сигналы с термопар преобразуются в напряжение, пропорциональное температуре образца в преобразователе сигналов термопар (ОВЕН ТРМ-201). Этот же преобразователь осуществляет визуальную индикацию температуры образца. Напряжение, пропорциональное температуре, измеряется блоком питания нагревателей образцов (БПНО) и используется в системе обратной связи для поддержания требуемой температуры.

БПНО содержит два управляемых источника тока с током до 30 А и мощностью до 800 Вт (ЭЛИМ EL-AS27-300A), используемых для питания графлексовых нагревателей. Кроме того, БПНО обеспечивает питание и измерение сигналов с двух вакуумметров PFEIFFER PKR261. Управление блоком осуществляется с компьютера по сети Ethernet 100Base-TX через установленный в блоке контроллер ввода-вывода ADAM-6024.

Схема вакуумного поста показана на рис.2. Пост состоит из двух соединенных высоковакуумных объемов C1 и С2, прогреваемых до температуры 300С и вспомогательного объема С3, прогреваемого до температуры 150С. К высоковакуумным объемам подключен узел нагрева образцов, масс-спектрометр Pfeiffer Prizma QMG220 и магниторазрядный вакуумметр Pfeiffer PKR261. Откачка поста производится с помощью турбомолекулярного насоса Shimadsu TMP-203 с формакуумным спиральным насосом Anest Iwata ISP-250.

Рис.2. Схема вакуумного поста станции термодесорбционного анализа

Выхлоп турбомолекулярного насоса отделен от форвакуумной линии автоматическим электромагнитным клапаном КВУМ-25.

Блок управления вакуумной откачкой (БУВО) содержит блок питания турбомолекулярного насоса, электромагнитного клапана, автомат включения форвакуумного насоса и источник бесперебойного питания. БУВО обеспечивает штатное отключение откачки в случае отключения электропитания или уменьшении потока охлаждающей воды.

Вакуумная камера поста оборудована нагревателями, служащими для вакуумного прогрева после напуска атмосферы. Блок питания вакуумного прогрева (БПВП) служит для контроля температуры поста и управления процессом прогрева. Блок содержит восемь каналов измерения температуры с помощью подключаемых термопар и восемь релейных выходов, позволяющих подавать на нагреватели сетевое напряжение с током до 16 А. Управление блоком осуществляется с компьютера по сети Ethernet 100Base-TX через установленный в блоке контроллер ввода-вывода ADAM-6018. Внутренние микропрограммы контроллера позволяют устанавливать логические зависимости между измеряемыми температурами и состоянием релейных выходов, что позволяет автоматизировать процесс прогрева поста.

Измерение парциального давления при нагреве образцов осуществляется с помощью квадрупольного масс-спектрометра Pfeiffer Prizma QMG-220, подключаемый к управляющему компьютеру по сети Ethernet 100Base-TX.

Порядок работы

Работа с вакуумом

Расположение органов управления станцией показано на рис.3. Включение вакуумной системы выполняется в следующей последовательности:

1. Подать напряжение питания на станцию включением входного автомата (поз.12).

2. Включить БПНО (поз.12), контролировать давление в вакуумной камере по показаниям монитора (поз.10)

3. Включить форвакуумный насос (поз.4)

4. Включить источник бесперебойного питания (поз.1)

5. Открыть охлаждающую воду, наличие охлаждающей воды индицируется светодиодом поз.6

6. Открыть клапан VП10 тумблером на блоке питания КВУМ (поз.7)

7. При давлении в вакуумной камере выше 10 Па откачать камеру форвакуумным насосом. Для этого открыть вентили VП6, VП7, дождаться уменьшения давления в камере ниже 10 Па, после чего закрыть вентили.

8. Включить двигатель турбомолекулярного насоса (кнопка поз.2), контролировать скорость вращения ротора насоса по показаниям монитора (поз.8)

9. При разгоне ротора до 80% от номинальной частоты открыть вентиль VП5.

Рис.3. Расположение управляющих органов станции термодесорбционного анализа

Выключение вакуумной системы проводится в следующей последовательности

1. Закрыть вентиль VП5.

2. Выключить двигатель турбомолекулярного насоса (поз.3)

3. Закрыть клапан VП10 тумблером на блоке питания КВУМ (поз.7)

4. Отключить форвакуумный насос (поз.4)

При необходимости вакуумного прогрева после достижения высокого вакуума включить блок питания вакуумного прогрева (поз.11), загрузить программу работы с контроллером ADAM-6018 (AdamNet utility), установить требуемые значения температур и запустить программу управления прогревом в контроллере.

Проведение измерений

Измерение термодесорционных спектров должно выполныться в следующей последовательности:

1. Установить исследуемый образец в узел нагрева образцов, подсоединить узел нагрева образцов к вакуумному посту

2. Открыть вентиль VП2, получить высокий вакуум в объеме вакуумного поста

3. Включить масс-спектрометр, загрузить программу работы с масс-спектрометром Quadera, выбрать необходимые режимы измерения и начать запись масс-спектров.

4. Включить преобразователь сигналов термопар ОВЕН ТРМ-201, в соответствии с его инструкцией по эксплуатации установить пределы измерения температуры.

5. Загрузить программу управления нагревом образцов Eva, установить требуемую скорость нагрева и пределы температуры.

6. Включить питание нагревателей образцов (поз.9)

7. Запустить процесс нагрева в программе Eva.

Меры безопасности при работе со станцией

К оперативному обслуживанию станции могут быть допущены лица из оперативного электротехнического персонала, прошедшие необходимую подготовку и имеющие группу допуска для работы в установках до 1000 В не ниже II.

В станции применяется электрическое напряжение до 380 В, представляющее опасность поражения электрическим током. Защита персонала обеспечивается выполнением требований правил технической эксплуатации электроустановок потребителей, инструкций по охране труда и технике безопасности. Основным техническим средством защиты персонала является зануление токопроводящих частей станции (конструкционных элементов вакуумного поста и стойки управления).

Другим опасным производственным фактором является высокая температура, возникающая на отдельных частях станции в процессе работы. Для предотвращения касания нагретых до высокой температуры частей вакуумный пост станции при работе должен ограждаться и оборудоваться предупреждающими плакатами.

Действия в аварийных ситуациях

В случае возгорания необходимо обесточить станцию отключением внешнего коммутационного аппарата, установленного в цепи питания станции. Для тушения станции могут использоваться углекислотные огнетушители, предназначенные для тушения пожаров в электроустановках с напряжением не выше 1000 В.

При попадании человека под действие электрического напряжения необходимо обесточить станцию отключением входного автомата питания или внешнего коммутационного аппарата, после чего оказать помощь постадавшему.

При внезапной разгерметизации вакуумного объема (прорыве атмосферы) необходимо отключить накал катода масс-спектрометра и питание нагревателей образцов, закрыть вентиль VП2, после чего штатным образом остановить вакуумную откачку.

При потере связи с оборудованием или зависании компьютера в процессе работы необходимо отключить используемое оборудование - масс-спектрометр, БПНО и ПБВП, после чего перезагрузить компьютер

ИЯФ.415420.001-ФО

Станция термодесорбционного анализа

Формуляр

Общие указания

Станция термодесорбционного анализа предназначена для исследования механизмов накопления изотопов водорода в твердых телах с помощью измерения зависимости скорости десорбции водорода от температуры образца. Станция состоит из вакуумного поста, включающего в себя средства создания и контроля вакуума, узел нагрева образцов и масс-спектрометр, и набора блоков питания и управления, необходимых для обеспечения работы станции.

Формуляр станции хранится в электронном виде на управляющем компьютере станции термодесорбционного анализа. Соответствующие разделы формуляра заполняются при изменении электрических подключений станции, настроек оборудования, развакуумировании и установке образцов, проведении измерений. Формуляр заполняется после проведения работ лицом, проводившим работы.

Основные сведения об изделии

Изготовитель ИЯФ СО РАН

Дата изготовления 1.04.2012

Потребляемая мощность 5 кВт

Расход охлаждающей воды 1 л/мин

Масса 200 кг

Габаритные размеры 2100х900х2500 мм

Сведения об установке и подключении

Станция установлена в помещении Центра ионных технологий ИЯФ СО РАН (ИЯФ, здание 1, блок 1, к.237) в осях А2-Б3.

Питание станции осуществляется отРП-118 поз.4 через шкаф питания ШПР-2, автомат QF13.

Комплектность станции

Станция состоит из вакуумного поста, включающего в себя средства создания и контроля вакуума, узел нагрева образцов и масс-спектрометр, и стойки питания с набором блоков питания и управления, необходимых для обеспечения работы станции.

Список входящего с состав станции оборудования сторонних производителей приведен в таблице:

Распределение IP адресов устройств станции

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лабораторной работы