Проект «Течеискатель»
Течеискатель служит для проведения испытаний на герметичность различных систем и объектов, в том числе элементов ракетно-космической техники.
Ключевыми параметрами для течеискательного оборудования являются высокая чувствительность и незначительная погрешность измерений.
Не менее важно в течеискательном оборудовании нового поколения обеспечить:
- возможность работы со всеми контрольными газами, используемыми в отрасли при контроле герметичности;
- возможность обследования крупногабаритных ёмкостей, допускающих вакуумирование;
- возможность конфигурирования системы для работы на конкретном участке измерений;
- интеграцию в информационную сеть предприятия при необходимости и наличии таковой.
Техническая реализация опытного образца течеискателя нового поколения
Результатом работ по созданию отраслевого течеискателя нового поколения стал опытный образец высокочувствительного масс-спектрометрического течеискательного оборудования, позволяющего работать в диапазоне от 2 до 300 атомных единиц массы (а.е.м.; 1 а.е.м ≈ 1,661⋅10-27 кг), оснащённого безмасляной форвакуумной откачной системой с производительностью 15 м3/час и работающего под управлением программно-аппаратного комплекса на основе промышленного планшетного компьютера и контроллера.
Общая погрешность определения расхода рабочего газа составляет менее 40%. Эту погрешность можно считать весьма малой, учитывая, что погрешность калибровочной течи, как правило, более 20%.
Опытный образец представляет собой многогазовый масс-спектрометрический течеискатель. Он смонтирован в промышленном электромонтажном передвижном шкафу, установленном на стойке и снабжён выносным компьютером с сенсорной панелью.
Основными составляющими течеискателя являются:
- Откачивающая система, состоящая из двух безмасляных насосов – спирального форвакуумного насоса (ФН) и турбомолекулярного насоса (ТМН).
- Угловые электромагнитные нормально закрытые высоковакуумные клапаны (ВК) с проходным сечением 16 и 25 мм.
- Квадрупольный масс-спектрометрический анализатор остаточных газов Extorr XT-300.
- «Стыковочный куб» (КС) – сверхвысоковакуумный объём, имеющий 6 входов, служащих для расположения электродов масс-спектрометра, входного фланца турбомолекулярного насоса, вакуумных датчиков и ввода анализируемой пробы.
- Соединительные высоковакуумные элементы стандартов KF, CF и ISO-K.
- Вакуумные датчики (ВД) – форвакуумный и широкодиапазонный комбинированный.
- Программно-аппаратный комплекс управления.
Пневматическая схема установки, отображаемая на экране программно-аппаратного комплекса управления, представлена на рисунке 1. Внешний вид установки и внутреннее её наполнение показано на рисунках 2, 3 и 4.
Рис. 2: Внешний вид оборудованияlightbox[LeakDetector]Внешний вид оборудования
Испытываемое изделие подключается к входу течеискателя. Предварительная откачка осуществляется спиральным ФН через клапаны ВК6 и ВК2. Клапаны ВК1, ВК3 и ВК4 закрыты. При достижении вакуума не хуже 1,333 Па (10-2 мм.рт.ст.), регистрируемого датчиком ВД2, оборудование переключается в режим одновременной откачки ФН и ТМН через клапаны ВК1 и ВК4. По достижении вакуума не хуже 0,1333 Па (10-3 мм.рт.ст.) включается масс-спектрометр для проведения измерений.
Отключение и смена испытываемого изделия осуществляется после заполнения воздухом через клапан напуска ВК5. При этом клапаны ВК1, ВК2 закрыты.
При прорыве воздуха или внезапном повышении давления, контролируемом датчиками давления ВД1 и ВД2, происходит автоматическое изолирование масс-спектрометра и турбомолекулярного насоса закрытием клапанов ВК1 и ВК2.
Для проведения калибровки масс-спектрометра к течеискателю подключается калиброванная течь через клапан ВК3.
Программно-аппаратный комплекс управления течеискателем
Интеллектуальный программно-аппаратный комплекс управления течеискателем разработан на базе планшетного компьютера и промышленного контроллера. Он обеспечивает включение и выключение клапанов, насосов, считывание показаний вакуумметра и анализатора остаточных газов и принятие решения о переключении режимов работы. Реализация общего алгоритма проведения испытания, обработка измерительных данных, хранение измерительной информации и передача, при необходимости, абонентам локальной сети осуществляется программным обеспечением (ПО) компьютера. Непосредственное управление клапанами и получение измеренных данных вакуумметров осуществляется промышленным контроллером. Такая реализация системы управления позволяет работать в реальном времени испытаний с возможностью интерактивного вмешательства оператора.
На экране компьютера изображена пневматическая схема установки (рис. 1), на которой отображаются результаты измерения, состояние элементов установки и т.п. Сенсорный экран компьютера позволяет управлять испытанием без применения клавиатуры и мыши.
Процедуры пуска и завершения работы анализатора полностью автоматизированы и включают в себя регулировку клапанов (ВК1-ВК6), насосов и контроль за показаниями датчиков ВД1 и ВД2.
ПО позволяет сохранять в базе данных результаты измерений, а интерфейсы компьютера дают возможность включать установку в локальную сеть предприятия.
Заключение
Разработанный опытный образец течеискателя прошёл предварительные испытания и показал удовлетворительные рабочие характеристики, а также возможность использовать его в качестве отраслевого, отвечающего требованиям большинства заявленных особенностей эксплуатации.
ПО позволяет легко настраивать течеискатель на любой газ, который требуется использовать в качестве рабочего газа для определения герметичности того или иного испытываемого изделия.
Последующая отработка установки в условиях, приближенных к производственным, позволит внести необходимые изменения в его аппаратной и программной частях.
Нет ничего проще, чем получить дополнительную информацию о работе программно-технического комплекса «Течеискатель». Просто снимите трубку телефона, наберите +7(495)728-69-54 и вы узнаете все интересующие вас детали.
