Устройство для изготовления и ремонта микропроволочных термодатчиков

Устройство для изготовления и ремонта микропроволочных термодатчиков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается измерения параметров турбулентных потоков. Цель - повышение точности изготовления и ремонта микропроволочных термодатчиков. Это достигается за счет введения в устройство системы регулирования и измерения параметров изготовляемых термодатчиков. Игольчатые опоры-токоподводы изготовляемого термодатчика фиксируются относительно друг друга в устройстве фиксации, например помещаются в сменную емкость и заливаются легкоплавким веществом - сплавом Вуда, парафином, сургучом и т.п. Затем изготовляемый термодатчик помещается в рабочий участок устройства таким образом, чтобы чувствительный элемент /ЧЭ/ находился в непосредственной близости и параллельно ЧЭ эталонного термодатчика, и подключается посредством кабеля к управляемому коммутатору. Далее при наблюдении через стереомикроскоп на игольчатые опоры-токоподводы изготовляемого термодатчика накладывается сматываемый с катушки микропровод, величина натяжения которого определяется задатчиком натяжения, и например, к левой опоре-токоподводу микроманипулятором подводится сварочный электрод игольчатой формы из тугоплавкого материала, например вольфрама. После этого запускается источник инертного газа, из которого газ проходит через его задатчик температуры и сопло и обдувает рабочий участок с ЧЭ изотермической струей инертного газа. При этом температура струи задается в устройстве управления. Сигнал на выходе блока регулирования температуры в зависимости от его знака и величины управляет задатчиком температуры. Контроль температуры осуществляется с помощью блока контроля и управления. После установления в блоке отображения постоянной температуры переключатель фиксируется оператором в положение, соответствующее опоре, к которой подведен сварочный электрод, и затем посредством устройства управления переводится в режим сварки. Происходит приваривание микропровода к опоре. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 5 С 01 К 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4430113/31-10 (22) 10.03, 88 (46) 15.07.90.Бюл. У 26 . (71) Донецкий государственный университет. (72) П.И.Савостенко и С,П,Сербии (53) 536,5 (088.8) (56) Алексеенко A.Г, и др, Применение прецизионных аналоговых микросхем, М,: Радио и связь, 1985. с.9JJ-100, Probe Catalog DISA Electronic А/S.

DK-2740 SKOVLUNDE„ Denmark, 1982, р.20-21, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И

РЕМОНТА МИКРОПРОВОЛОЧНЫХ ТЕРМОДАТ. ЧИКОВ (57) Изобретение касается измерения параметров турбулентных потоков, Цель изобретения — повышение точности изготовления и ремонта микропроволочных термодатчиков, Это достигается за счет введения в устройство системы регулирования и измерения параметров изготовляемых термодатчиков.

Игольчатые опоры-токоподводы изготовляемого термодатчика фиксируется относительно друг друга в устройстве фиксации, например помещаются в сменную емкость и заливаются легкоплавким веществом в сплавом Вуда, парафином, сургучом и т,п, Затем изготовляемый термодатчик помещается в рабочий участок устройства таким образом, чтобы чувствительный элемент .(ЧЭ находился в непосредственной

2 близости и параллельно ЧЭ эталонного термодатчика, и подключается посредством кабеля к управляемому коммутатору. Далее при наблюдении через стереомикроскоп на игольчатые опоры-токоподводы изготовляемого термодатчика накладывается сматываемый с катушки микропровод, величина натяжения которого определяется задатчиком натяжения, и, например, к левой опоре-токоподводу микроманипулятором подводится сварочный электрод игольчатой формы из тугоплавкого материала, например вольфрама, После этого запускается источник инертного газа, из которого газ проходит через его задатчик температуры и сопло и обдувает рабочий участок с ЧЭ изотермической струей инертного газа, При этом температура струи задается в устройстве управления, Сигнал на выходе блока регулирования температуры в зависимости от его знака и величины управляет задатчиком температуры, Контроль температуры осуществляется с помощью блока контроля и управления, После установления в блоке отображения постоянной температуры переключатель фиксируется оператором в положение, соответствующее опоре, к которой подведен сварочный электрод и затем посредством устройства управления переводится в режим сварки.

Происходит приваривание микропровода к опоре, 1 ил, 1578510

Изобретение касается измерения параметров турбулентных потоков и может быть использовано для получения микропроволочных термодатчиков, характеристики которых обеспечиваются с высокой точностью, Цель изобретения - повынение точности изготовления и ремонта микропроволочных термодатчиков за счет: 10 уменьшения диапазона разброса контро лируемых характеристик с одновременным повьппением .стабильности их воспроизводимости.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства, Устройство содержит чувствительный элемент (ЧЭ) R„ 1 изготовляемого (восстанавливаемого или. ремонтируемого) термодатчика, выполненный из щ микропровода (например, из вольфрама (1!) или платины (Р )) идентичный (эталонный) по физическим свойствам и конструкции ЧЭ Rg 1 изготавливаемого термодатчика ЧЭ R s 2, игольча- 25 тые опоры-токоподводы 3 упомянутых термодвтчиков, сварочный электрод 4 для контактной импульсной электросварки (н апример, вольфрама, из (11) ), заточенный на конце (с диаметром не более 50 10 м), стереоскопический микроскоп 5, микроманипулятор 6 для перемещения электрода 4 в трех ортогональных плоскостях, источник 7 инертного газа с задатчиком 8 температуры и соплом 9, блоки 10 и 11 измерения сопротивления ЧЭ R 1 и

ЧЭ К 2 изготовляемого (восстанавливаемого или ремонтируемого) и эталонного термодатчиков соответствен- 40 но, устройство !2 фиксации игольча тых опор-токоподводов 3 термодатчиков, задатчик 13 натяжения микропровода, (например, из вольфрама M платины (Pt) и т,п.), иэ которого и 45 состоит собственно ЧЭ К „ 1 и Кт 2, управляемый коммутатор 14, переключатель 15, устройство 16 управления, блок 17 контроля-управления, блок 18 отображения информации, импульсный генератор 19 сварочного тока, блок

20 регулирования температуры, катушка 21 с микропроводом, укрепленную рядом с изготавливаемым термодатчиком, аналогичные по конструкции зажимные (с помощью винтов 25) блоки 23 и 24 для креппения и ориентирования

ЧЭ R 2 и ЧЭ )1 соответственно, ат . при этом игольчатые опоры-токоподводы 3 изготавливаемого термодатчика, которые закреплены в устройстве 12 фиксации и на которые наложен микропровод ЧЭ R> натянутый до заданного уровня задатчиком 13 натяжения от катушки 21, через управляемый коммутатор 14 подключены одновременно к блоку 10 измерения сопротивления

ЧЭ К „ 1 изготавливаемого термодатчика либо - в режиме сварки - поочередно через переключатель 15 к одному из входов . генератора 19 к другому входу которого и к управляющему входу коммутаТора 14 подведен одновременно первый и второй выходы устройства !6 управления„ третий вход которого подключен к управляющему входу переключателя 15, а выход генератора 19 подключен к электроду 4, причем опоры-токоподводы 3 эталонного термодатчика с ЧЭ R 2 соединены с блоком 11 измерения, выход которого соединен с первыми входами блока 20

:регулирования температуры и блока 17 контроля-управления, к второму входу которого подключен выход бдока 10 измерения сопротивления ЧЭ К 1 изготавливаемого термодатчика, а к третьему входу — четвертый выход устройства 16 управления, пятый выход которого подключен к другому входу блока 20 регулирования температуры, выходом соединенного с задатчиком 8 температуры потока, через сопло 9 которого обдуваются изотермической струей 22 инертного газа ЧЭ R q 1 и

ЧЭ R 2, электрод 4 и опоры-токоподводы 3 от источника 7 инертного газа,- причем выход блока 17 контроля-управления соединен с блоком 18 отображения, который подключен к устройству 16 управления, Устрой ство р аб от ает следующим образом, Игольчатые опоры-токоподводы 3 изготавливаемого термодатчика фиксируют на заданном рассстоянии 1 друг от друга в устройстве 12 фиксации, что контролируется при помощи микроскопа 5 В результате гарантируется требуемая жесткость и стабильность геометрических размеров термодатчика при прикладывании значительных усилий оператором к сварочному электроду 4 во время сварки ЧЭ R 1, Затем изготавливаемый термодатчик ориентируется эажимным блоком 24 так, .чтобы опоры-токоподводы 3 обеспечи6,R х.эт

Ж и

5 15785 вали Расстояние h между ЧЭ р 2 и

ЧЭ Rx 1 не более 1, т.е. ЧЭ К„! и ЧЭ R. 2 должны находиться в локально-изотропной области пространства по отношению к учитываемым градиентам температуры в струе 22 инертного газа, которой при из готовлении (сварке) термодатчика обдуваются ЧЭ Rx 1 и ЧЭ R 2. С этой же целью оба ЧЭ ориентируют примерно параллельно друг другу, Опоры-токоподводы 3 ЧЭ R 1 и ЧЭ R з 2 подключают посредством специальных кабелей к управляемому коммутатору 14 !5 и к блоку 11 измерения сопротивления

ЧЭ R 2 соответственно. Затем контролируя эту операцию при помощи микроскопа 5 на опоры-токоподводы 3, находящиеся в устройстве 12 фиксации, 20 оператор вручную накладывает микропровод, сматываемый с катушки 21, Натяжение микропровода при установив- шейся заданной температуре равной струи, 9 = const (контроль осуществ- 25 ляют при помощи блока 18) определяется задатчиком 13 натяжения по величине прикладываемого нормированного усилия для заданного типа термодатчика, Затем, например, к левой (по чертежу) 30 опоре — токоподводу 3 микроманипулятором 6 подводится электрод 4, а переключатель 15 устанавливается оператором при помощи устройства 16 в положение, соответствующее опоре-токопод- 35 воду 3, к которой подведен сварочный электрод 4, Далее оператор при помощи устройства 16 осуществляет приваривание (это может осуществляться, в частности, специальным включателем 40 в виде обычно ножной педали, входящей в состав устройства 16) микропровода к левой (по чертежу опоре -токоподводу 3), При этом (при срабатывании ножной 45 педали) от встроенного в устройство

16 управления источника опорного напряжения в управляемый коммутатор 14 поступает сигнал, который переключает электрическую цепь опоры-токопод- 50 вода 3 (левой по чертежу). изготавливаемого термодатчика от блока 10, (если опора-токоподвод была к нему подключена) к цепи переключателя 15 и в импульсный генератор 19 сварочно- 55

ro тока, в котором происходит подключение электрода 4, т;е, образуется сильноточная цепь. один из выводов накопителя энергии генератора 19 — :

10 6 сварочный электрод 4 - микропровод,. наложенный на опору-токоподвод 3 (ле- вую по чертежу) °,ЧЭ Rx 1 — опора-токоподвод 3 изготавливаемого термодатчика — замкнутые контакты коммутатора

l4 — замкнутые контакты переключателя 15 — другой вывод накопителя энергии генератора 19 ° Максимальная плотность тока в этой цепи возникает в переходе: электрод — микропровод— опора-токоподвод, где и происходит локальный расплав материала опорытокоподвода (например, нержавеющей стали), погружение вольфрамового провода ЧЭ R под действием нагрузки от электрода 4 в тело опоры-токоподвода 3 и закрепление его в опоре-токоподводе 3 после остывания расппава ее тела, что, собственно, и называют сваркой, Оптимизация качества сварки при изменении толщины и/или материала опор-токоподводов 3 изготавливаемого термодатчика, толщины и/или материала микропровода достигается регулированием и стабилизацией величины электрической энергии емкости накопителя в генераторе 19 сварочного тока.

Сильноточная цепь возникает каждый раз при нажатии ножной педали устройства 16, если, конечно, имеется вышеописанная цепь сварочного тока.

Затем сварочный электрод 4 подводят к другой опоре-токоподводу 3 (правой по чертежу), переключатель

15 переводится оператором посредством устройства 16 управления в соответствунхцее ей положение и вьппеописан-. ным образом производят сварку микропровода ЧЭ Rx I c опорой-токоподводом 3. Сразу же после этого оператор . при помощи устройства 16 коммутатором

I4 подключает опоры-токоподводы 3 полученного термодатчика к блоку 10 а результат посредством блоков 17 и

18 отображается в удобной визуальной форме. Оператор при помощи устройства 16 переводит блоки !7 и 18 либо в режим сравнения ЧЭ Ry с ЧЭ R 2, которое определяется блоком !! изме" рения, с индикацией ДКп = Rx - R> . ° либо в режим, определения отклонения

Rx от Кзт, т,е. индицируется величина

4Rx

При этом оператор по существу производит отбраковку изготовленного тер1578510

40

5S ю модатчика по величине R если

Ьй >> или 4R превышает заданный пороговый уровень Л й„орог, т,е. d Rx э (или g R) d Rïî ог ° В этом случае оператор механически удаляет негодный ЧЭ R> 1 с опор-токоподводов 3 и вновь повторяет все операции по привариванию микропровода. Если

Л R < зт (mIH d R) AR порог то оператор ,! определяет второй важный, параметр

ЧЭ термодатчика " его температурный коэффициент сопротивления, характеризующий eI о AQBCTBHTBJIBHOCTb K 9о °

Для этого устанавливают одно илн несколько последовательных значений температуры .Во; струи 22 инертного газа, Это достигается установкой оператором в устройстве 16 i-ro уров,ня оп1 с1 ь Цап! цоп е1 э он госки ь получаемым от встроенного в устройство 16 источника напряжения, C уровнем Uo„, в блоке 20 регулирования температуру сравнивается напряжение

Ug 9с, полученное на выходе бло:ка 11, Сигнал 20 U (11 „, — Uq ) 0 оп о <на выходе блока в зависимости его знака и величины управляет задатчиком 8 температуры таким образом, чтобы Up стал равным нулю, т,е, температура струи 22 инертного газа станет при этом требуемой величины 9г =

= const. Контроль температуры струи инертного газа осуществляется блоком 17 контроля-управления, на который поступают сигналы с блока 11 и блока отображения )8 при помощи которого оператор наблюдает результаты измерений, Таким рбразом, фиксируется одна или несколько пар значений г <= Rx

С1 Х) с(1+ 1 R x (+ ) и т д

По результатам измерений оператор вручную или автоматически (за счет некоторого аппаратурного усложнения блока 17, например, микропроцессорными или аналоговыми вычислительными .средствами) определяет температурный коэффициент сопротивления (ТКС)

R равный

Затем оператор устанавливает соответствие найденного значения ТКС заданному, Если оба параметра ЧЭ вЂ” R > и его ТКС лежач в заданных пределах, то микропровод механически обрывают у мест сварки его с опорами-токоподводами 3 (исключая, конечно, сам

ЧЭ R 1 длиной 1) и термодатчик, извлекаемый из зажимного блока 24, готов к дальнейшему использованию. При несоответствии TKC заданному допустимому диапазону значений процесс изготовления повторяется (как и для — порог 1

При массовом производстве термодатчиков (даже если по абсолютным значениям R y и его ТКС выходят за заданные пределы) целесообразно (как показывает опыт) сгруппировать мно— жество полученных термодатчиков по достаточно многочисленным группам с допустимыми разбросами, Таким образом, предлагаемое устройство позволяет (по сравнению с известными), намного повысить качество и уменьшить разброс электрических параметров термодатчиков (как правило на 40-50% и более, особеннодля н лкоомных ЧЭ), а та кже совместить две основные операции в производстве термодатчиков; их изготовление и контроль с определением основных электрических параметров, т,е. сократить в значительной маре (не менее, чем вдвое) сложный и трудоемкий процесс получения пермодатчиков в больших количествах и с заданными точностями, Формула изобретени»

Устройство для изготовления и ремонта микропроволочных термодатчиков, содержащее микроманипулятор для перемещения закрепленного в нем сварочного электрода, зажимной блок для крепления суппорта термодатчика с опорами-токоподводами и импульсный генератор сварочного тока, соединенный со сварочным электродом, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности изготовления и ремонта микропроволочных термодатчиков за счет уменьшения диапазона разброса контролируемых им характеристик с одновременным повышением стабильности их воспроизводимости, в него введены эталонный термодатчик с зажимным блоком, чувствительный элемент которого размещен над чувствительным элементом изготавливаемого термодат1578510

Корректор М.Кучерявая

Заказ 1907 Тираж 509 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óêãîðoä, ул. Гагарина,101 т чика, устройство фиксации опор-токоподводов, эадатчик напряжения чувствительного микропроволочного элемента термодатчика блоки измерения сопро1

5 тивления чувствительных элементов эталонного и изготавливаемого термодатчиков, управляемый коммутатор, переключатель, устройство управления, блоки контроля и управления, отображения и регулирования температуры потока, источник потока и«ертного газа с задатчиком температуры потока и профилированным соплом, при этом опо-i ры-токоподводы изготавливаемого термодатчика, закрепленные в устройстве фиксации, на которые наложен микропровод чувствительного элемента, подсоединенный к задатчику натяжения, подключены одновременно через управляемый коммутатор к блоку измерения сопротивления изготавливаемого термодатчика в режиме сварки и поочередно через переключатель к одному из выходов генератора сварочного тока, к другому входу которого и к управляющему входу

Составитель В, Гусева

Редактор А,Ренин Техред Л.Олийнык управляемого коммутатора подсоединены одновременно первый и второй выходы устройства управления, третий вывыход которого подключен. к управляющему входу переключателя, а выхоД генератора подключен к сваро иному электроду, причем опоры-токоподводы эталонного термодатчика соединены с блоком измерения сопротивления эталонного термоДатчика, выход которого соединен с первыми входами блока регулирования температуры и блока контроля и управления, к второму входу которого подключен выход блока измерения сопротивления изготавливаемого термодатчика, а к третьему — четвертый выход устройства управления, пятый выход которого подключен к другому входу блока регулирования температуры, выходом соединенного с эадатчиком температуры потока источника ичертного газа, причем выход блока контроля и управления соединен с блоком отображения, который подключен к устройству управления,