Курсовая работа: Экспериментальный стенд для испытаний сверхвысоковакуумных клапанов

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту на тему:

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ СВЕРХВЫСОКОВАКУУМНЫХ КЛАПАНОВ

Москва 2001 г

Аннотация 4

1. Описание процессной модели 5

1.1 Разделение технологии на процессы 5

1.2 Описание функций экспериментального стенда. 6

2. Описание конструкции и работы стенда 8

3. Технические задания на элементы, узлы и специальное ПО экспериментального стенда 10

4. Расчет и описание интерфейсных схем 14

4.1 Расчет требуемых коэффициентов усиления 14

4.2 Расчет источника тока 17

Список литературы 18

Аннотация

Стенд для испытания прогреваемых сверхвысоковакуумных адсорбционных клапанов используется для проверки клапанов (не только сверхвысоковакуумных) по основным показателям, которые являются решающими при выборе элементов вакуумной системы.

Главная задача испытательного стенда – обеспечить максимально точную оценку жизненно-важных параметров клапанов, что должно повлечь за собой предложение клапанов нового поколения. Важным остается вопрос разработки отдельных элементов стенда, таких как токоввод, нагружающее устройство и прочие.

В качестве основных показателей для оценки клапанов используются различные элементы вакуумной системы, благодаря коим существование стенда может быть оправдано. Исходя из требуемых технических характеристик стенда, был подробно рассмотрен вы­бор следующих конструктивных составляющих: вакуумная система, насосы, средства измерения, съема и записи исследуемых параметров.

Целью проекта является разработка системы автоматического управления для исследовательского стенда испытания сверхвысоковакуумных клапанов.

Исходя из требуемых технических характеристик стенда, были подробно рассмотрены процессы наладки, тарировки измерительной системы и эксплуатации стенда с точки зрения систем автоматического управления.

Для упрощения работы оператора и повышения производительности предложен вариант автоматизированного стенда вместо имеющегося стенда с ручным управлением.

1. Описание процессной модели

   1. Разделение технологии на процессы

Процесс работы экспериментальной установки условно разделить подготовительный этап, сам эксперимент и заключительный этап, на котором производится подготовка к разгерметизации камеры.

На подготовительном этапе производится подготовка вакуумной системы, установка исследуемого сверхвысоковакуумного клапана, выполняются все необходимые механические и электрические соединения, такие как установка теплового, ионизационного, магнитного электроразрядного датчиков давления, течеискателя, масспектрометра. Также к подготовительному этапу можно отнести процесс предварительной откачки и проверки герметичности, процесс нахождения и устранения течей, высоковакуумную откачку и обезгаживание вакуумной системы, настройку и тарировку приборов.

После того как произведен предварительный этап, и давление в вакуумной камере стало ниже 10^-7 Паскалей можно приступать к основному процессу – экспериментальным исследованиям. В ходе эксперимента требуется исследовать зависимость таких параметров сверхвысоковакуумных клапанов, как герметичность клапанов, проводимость клапанов в открытом состоянии, рабочий ресурс клапанов.

Запись исследуемых параметров производится периодически с заданным интервалом. Частота съема параметров зависит от максимальной ожидаемой частоты регистрируемых сигналов. Для обеспечения большей гибкости все временные параметры задаются программно в диалоговом режиме при подготовке к эксперименту.

После того как эксперимент по какому-либо критерию завершен, производится заключительный этап эксперимента. На этом этапе производится подготовка к разгерметизации вакуумной камеры (выключение вакуумметров, масс-спектрометра, насоса), напуск воздуха в камеру, демонтаж клапана и его разборка, для повторного исследования.