Устройство для изготовления и ремонта микропроволочных термодатчиков

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИРЕМОНТА %КРОПРОВОЛОЧНЫХ ТЕРМОДАТЧИКОВ(57) Изобретение касается измеренияпараметров турбулентных потоков,Цель изобретения - повышение точностиизготовления и ремонта микропроволочных термодатчиков, Это достигается за счет введения в устройство системы регулирования и измерения параметров изготовляемых термодатчиков.Игольчатые опоры-токоподводы изготовляемого термодатчика фиксируетсяотносительно друг друга в устройствеФиксации, например помещаются в сменную емкость и заливаются легкоплавким веществом в сплавом Вуда, парафином, сургучом и т,п, Затем изготовляемый термодатчик помещается врабочий участок устройства таким образом, чтобы чувствительный элемент.(ЧЭ находился в непосредственной близости и параллельно ЧЭ эталонноготермодатчика, и подключается посредством кабеля к управляемому коммутатору. Далее при наблюдении через стереомикроскоп на игольчатые опоры-токоподводы изготовляемого термодатчиканакладывается сматываемый с катушкимикропровод, величина натяжения которого определяется задатчиком натяжения, и, например, к левой опоре-токоподводу микроманипулятором подводится сварочный электрод игольчатойФормы из тугоплавкого материала, например вольфрама, После этого запускается источник инертного газа, изкоторого газ проходит через его задатчик температуры и сопло и обдувает рабочий участок с ЧЭ изотермической струей инертного газа, Приэтом температура струи задается вустройстве управления, Сигнал на выходе блока регулирования температурыв зависимости от его знака и величины управляет задатчиком температуры, Контроль температуры осуществляется с помощью блока контроля и управления, После установления в блокеотображения постоянной температурыпереключатель фиксируется операторомв положение, соответствующее опоре,к которой подведен сварочный электроди затем посредством устройства управления переводится в режим сварки.Происходит приваривание микропроводак опоре, 1 ил, 15785 050 Изобретение касается измерения параметров турбулентных потоков.и мо"жет быть использовано для получениямикропроволочных термодатчиков, характеристики которых обеспечиваютсяс высокой точностью,Цель изобретения - повывение точности изготовления и ремонта микропроволочных термодатчиков за счет; 10уменьшения диапазона разброса контролируемых характеристик с одновременным повьппением .стабильности их воспроизводимости.На чертеже изображена блок-схема 5предлагаемого устройства,Устройство содержит чувствительныйэлемент (ЧЭ) К 1 изготовляемого(восстанавливаемого или ремонтируемого) термодатчика, выполненный из щмикропровода (например, из вольфрама(эталонный) по Физическим свойствам иконструкции ЧЭ К 1 изготавливаемоготермодатчика ЧЭ К2, игольчатые опоры-токоподводы 3 упомянутыхтермодвтчиков, сварочный электрод 4для контактной импульсной электросварки (например, вольфрама, из Я,заточенный на конце (с диаметромне более 50 1 О м), стереоскопический микроскоп 5, микроманипулятор 6для перемещения электрода 4 в трехортогональных плоскостях, источник 7инертного газа с задатчиком 8 температуры и соплом 9, блоки 10 и 11измерения сопротивления ЧЭ К 1 иЧЭ К 2 изготовляемого (восстанавливаемого или ремонтируемого) и эталонного термодатчиков соответственно, устройство 2 фиксации игольча тых опор-токоподводов 3 термодатчиков, задатчик 13 натяжения микропровода, (например, из вольфрама Ы,платины (РС) и т,п.), иэ которого и 45состоип собственно ЧЭ К1 и К т 2,управляемый коммутатор 14, переключатель 15, устройство 16 управления,блок 17 контроля-управления, блок 18отображения информации, импульсныйгенератор 19 сварочного тока, блок20 регулирования температуры, катушка 21 с микропроводом, укрепленнуюрядом с изготавливаемым термодатчиКом, аналогичные по конструкции зажимные (с помощью винтов 25) блоки 23и 24 для креппения и ориентированияЧЭ К 2 и ЧЭ "1соответственно,ат .при этом игольчатые опоры-токоподводы 3 изготавливаемого термодатчика,которые закреплены в устройстве 12Фиксации и на которые наложен микропровод ЧЭ К 1, натянутый до заданного уровня задатчиком 13 натяжения откатушки 21, через управляемый коммутатор 14 подключены одновременно кблоку 10 измерения сопротивленияЧЭ К1 изготавливаемого термодатчика либо " в режиме сварки - поочередно через переключатель 15 к одномуиз входов, генератора 19, к другомувходу которого и к управляющемувходу коммутаТора 14 подведен одновре-менно первый и второй выходы устройства 16 управления третий вход которого подключен к управляющему входу переключателя 15, а выход генератора 19 подключен к электроду 4, причем опоры-токоподводы 3 эталонноготермодатчика с ЧЭ К 2 соединены сблоком 11 измерения, выход которогосоединен с первыми входами блока 20регулирования температуры и блока 17контроля-управления, к второму входукоторого подключен выход бдока 10измерения сопротивления ЧЭ К1изготавливаемого термодатчика, а ктретьему входу " четвертый выход устройства 16 управления, пятый выходкоторого подключен к другому входубгока 20 регулирования температуры,выходом соединенного с задатчиком 8температуры потока, через сопло 9 которого обдуваются изотермическойструей 22 инертного газа ЧЭ К1 иЧЭ К 2, электрод 4 и опоры-токоподводы 3 от источника 7 инертногогаза, причем выход блока 17 контроля-управления соединен с блоком 18отображения, который подключен к устройству 16 управления,Устройство работает следующим образом,Игольчатые опоры-токоподводы 3изготавливаемого термодатчика Фиксируют на заданном рассстоянии 1 другот друга в устройстве 12 Фиксации,что контролируется при помощи микроскопа 5, В результате гарантируетсятребуемая жесткость и стабильностьгеометрических размеров термодатчика при прикладывании значительныхусилий оператором к сварочному электроду 4 во время сварки ЧЭ Кп 1, Затем изготавливаемый термодатчик ориентируется эажимным блоком 24 так,6 К х.эта ю К зт 5 15785вали расстояние Ь между ЧЭ Кзг 2 иЧЭ Кп 1 не более 1, т,е. ЧЭ К 1и ЧЭ К 2 должны находиться влокально-изотропной области пространства по отношению к учитываемымградиентам температуры в струе 22инертного газа, которой при изготовлении (сварке) термодатчика обдуваются ЧЭ К 1 и ЧЭ К 2. С этой жецелью оба ЧЭ ориентируют примернопараллельно друг другу, Опоры-токоподводы 3 ЧЭ К 1 и ЧЭ Кз 2 подключают посредством специальных кабелей к управляемому коммутатору 14 5и к блоку 11 измерения сопротивленияЧЭ К 2 соответственно. Затем контролируя эту операцию при помощи микроскопа 5 на опоры-токоподводы 3, находящиеся в устройстве 12 фиксации, 20оператор вручную накладывает микропровод, сматываемый с катушки 21, Натяжение микропровода при установив-шейся заданной температуре равнойструи, 9 = сопзс (контроль осуществляют при помощи блока 18) определяется задатчиком 13 натяжения по величине прикладываемого нормированного усилия для заданного типа термодатчика,Затем, например, к левой (по чертежу) 30опоре - токоподводу 3 микроманипулятором 6 подводится электрод 4, а переключатель 15 устанавливается оператором при помощи устройства 16 в положение, соответствующее опоре-токоподводу 3, к которой подведен сварочныйэлектрод 4, Далее оператор при помощи устройства 16 осуществляет привари вание (это может осуществляться, вчастности, специальным включателем 40в виде обычно ножной педали, входящей в состав устройства 16) микропровода к левой (по чертежу опоре-токоподводу 3),При этом (при срабатывании ножной 45педали) от встроенного в устройство16 управления источника опорного напряжения в управляемый коммутатор 14поступает сигнал, который переключает электрическую цепь опоры-токоподвода 3 (левой по чертежу). изготавливаемого термодатчика от блока 10,(если опора-токоподвод была к немуподключена) к цепи переключателя 15и в импульсный генератор 19 сварочного тока, в котором происходит подключение электрода 4, т;е, образуетсясильноточная цепь: один из выводовнакопителя энергии генератора 19 - ,10 6сварочный электрод 4 - микропровод,наложенный на опору-токоподвод 3 (ле"вую по чертежу),ЧЭ Кп 1 - опора-токоподвод 3 изготавливаемого термодатчика - замкнутые контакты коммутатора14 - замкнутые контакты переключателя 15 - другой вывод накопителя энер"гии генератора 19Максимальная плотность тока в этой цепи возникает впереходе: электрод - микропровод -опора-токоподвод, где и происходитлокальный расплав материала опорытокоподвода (например, нержавеющейстали), погружение вольфрамовогопровода ЧЭ Кпод 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 толщиныи/или материала опор-токоподводов 3изготавливаемого термодатчика, толшины и/или материала микропроводадостигается регулированием и стабилизацией величины электрическойэнергии емкости накопителя в генераторе 19 сварочного тока,Сильноточная цепь возникает каждыйраз при нажатии ножной педали устройства 16, если, конечно, имеется вьппеописанная цепь сварочного тока.Затем сварочный электрод 4 подводят к другой опоре-токоподводу 3(правой по чертежу), переключатель15 переводится оператором посредством устройства 16 управления в соответствуюцее ей положение и вьппеописан-.ным образом производят сварку микропровода ЧЭ Кпс опорой-токоподводом 3. Сразу же после этого оператор .при помощи устройства 16 коммутатором14 подключает опоры-токоподводы 3полученного термодатчика к блоку 10,а результат посредством блоков 17 и18 отображается в удобной визуальнойформе. Оператор при помощи устройства 16 переводит блоки 17 и 18 либо врежим сравнения ЧЭ Кс ЧЭ К 2,которое определяется блоком И изме"рения, с индикацией ЬКп,зт= Кх Кялибо в режим, определения отклоненияЙ от К т, т,е. индицируется величинаАКп При этом оператор по существу производит отбраковку изготовленного тер55 О 30 35 40 50 55 фмодатчика по величине К, еслиЬК, т или ЮК превышает заданный пороговый уровень ДКоог,т.е, К,эт(или ЬК)Ко, В этом случаеоператор механически удаляет негодный ЧЭ К 1, 1 с опор-токоподоодов 3и вновь повторяет все операции попривариванию микропровода, ЕслиЬ 11 ,эт (или Ь К) ЬК порпг, то оператор,определяет второй важный, параметрЧЭ термодатчика " его температурныйкоэффициент сопротивления, характеризующий его чувствительность к 9,Для этого устанавливают одно илннесколько последовательных значенийтемпературы 8; струи 22 инертногогаза, Это достигается установкойоператором в устройстве 16 1.-го уров,н" акоп с, ь Цап 1"оп в; 0 ои гпа ь получаемым от встроенного в устройство 16 источника напряжения, С уровнем 1 о, в блоке 20 регулирования температуру сравнивается напряжение 11 ц Ос, полученноена выходе бло:ка 11, Сигнал 20 Б (11 , - Б )0оп с 4- на выходе блока в зависимости его знака и величины управляет задатчиком 8 температуры таким образом, чтобы 11 стал равным нулю, т,е, температура струи 22 инертного газа станет при этом требуемой величины 9 г = = сопз. Контроль температуры струи инертного газа осуществляется блоком 17 контроля-управления, на который поступают сигналы с блока 11 и блока отображения 18 при помощи которого оператор наблюдает результаты измерений,Таким рбразом, фиксируется одна или несколько пар значений 9 =КС 1ф О (+(1 К ) 1 и т деПо результатам измерений оператор вручную или автоматически (за счет некоторого аппаратурного усложнения блока 17, например, микропроцессорными или аналоговыми вычислительными средствами) определяет температурный коэффициент сопротивления (ТКС) К равный Затем оператор устанавливает соответствие найденного значения ТКС заданному, Если оба параметра ЧЭ - К к и его ТКС лежач в заданных пределах,то микропровод механически обрываюту мест сварки его с опорами-токоподводами 3 исключая, конечно, сам ЧЭ К 1 длиной 1) и термодатчик, извлекаемый из зажимного блока 24, готов к дальнейшему использованию. При несоответствии ТКС заданному допустимому диапазону значений процесс изготовления повторяется (как и для ЬК - Д К порог 1 фПри массовом производстве термодатчиков (даже если по абсолютным значениям Ки 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, особенно . для нлкоомных ЧЭ), а также совместить две основные операции в производстве термодатчиков; их изготовление и контроль с определением основных электрических параметров, т,е.сократить в значительной маре (неменее, чем вдвое) сложный и трудоемкий процесс получения пермодатчиков вбольших количествах и с заданнымиточностями,Формула из обрет ени 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 повышения 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 термодат10 1578510 Составитель В,ГусеваРедактор А,Ренин Техред Л.Олийнык Корректор М,Кучерявая Подписное бретениям и открыти аушская наб., д. 4/ ГКНТ ССС венно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,1 чика, устройство фиксации опор-токоподводов, эадатчик напряжения чувствительного микропроволочного элемента термодатчика блоки измерения сопро 15 тивления чувствительных элементов эталонного и изготавливаемого термодатчиков, управляемый коммутатор, переключатель, устройство управления, блоки контроля и управления, отображения и регулирования температуры потока, источник потока иертного газа с задатчиком температуры потока и профилированным соплом, при этом опо- 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 25 входу которого и к управляющему входу Заказ 1907 Тираж 509ВНИИПИ Государственного комитета по и113035, Москва, Ж,управляемого коммутатора подсоединены одновременно первый и второй выходы устройства управления, третий вывыход которого подключен к управляющему входу переключателя, а выхоД генератора подключен к сварочному электроду, причем опоры-токоподводы эталонного термодатчика соединены сблоком измерения сопротивления эталонного термоДатчика, выход которогосоединен с первыми входами блока регулирования температуры и блока контроля и управления, к второму входукоторого подключен выход блока измерения сопротивления изготавливаемоготермодатчика, а к третьему - четвертый выход устройства управления,пятый выход которого подключен к дру"гому входу блока регулирования температуры, выходом соединенного с эадатчиком температуры потока источникаичертного газа, причем выход блокаконтроля и управления соединен сблоком отображения, который подключенк устройству управления,