Wyniki 1-10 spośród 13 dla zapytania: authorDesc:"SŁAWOMIR KRAWCZYK"

Sterowanie złożonym układem pompowym

Czytaj za darmo! »

Wytworzenie wysokiej próżni niezbędnej do celów naukowych bądź przemysłowych jest procesem złożonym. Wykorzystuje się do tego celu zespoły pomp próżniowych oraz zaworów. Jedne pompy są wykorzystywana do uzyskania próżni, tzw. wstępnej rzędu < 10-1 hPa, a kolejne do wytworzenia próżni rzędu < 10-3 hPa. Aby zapewnić prawidłową pracę poszczególnych podzespołów oraz właściwy przebieg procesu uzyskiwania właściwego ciśnienia w aparaturze pompy i zawory muszą być sterowane według ściśle określonego algorytmu uwarunkowanego parametrami urządzeń wykonawczych i osiąganych rezultatów. W przeszłości wszystkimi etapami procesu wytwarzania próżni sterował wysoko wyspecjalizowany operator wspomagany prostymi układami przekaźnikowymi.Włączanie i wyłączanie pomp i zaworów odbywało się na pod[...]

System komputerowy do pomiaru zmian rezystancji warstw C-Pd zachodzących pod wpływem wodoru i metanu DOI:10.15199/13.2015.11.24


  W związku z realizacją projektu deteH (UDA-POIG. 01.03.01-14-071/08-11) opracowany został czujnik wodoru oraz związków wodoru. Elementem aktywnym czujnika są nanostrukturalne warstwy węglowo-palladowe (C-Pd). Zasada działania opracowywanego czujnika opiera się na zmianach jego właściwości elektrycznych pod wpływem wodoru absorbowanego przez warstwę. Do badań wpływu gazów na rezystancję warstw C-Pd wykonany został skomputeryzowany system wykorzystujący stanowisko pomiarowe do pomiaru zmian rezystancji pod wpływem gazu [1]. W stanowisku tym rezystancja warstwy mierzona jest metodą pośrednią[2], poprzez pomiar spadku napięcia na rezystorze wzorcowym. Schemat elektryczny układu pomiarowego przedstawiony jest na rys. 1.gdzie Ub - napięcie zasilające, Ur - spadek napięcia na rezystorze wzorcowym, R - rezystancja rezystora wzorcowego. Skomputeryzowany system pomiarowy Skomputeryzowany system pomiarowy umożliwia jednoczesny pomiar wielu napięć oraz sterowanie przebiegiem doświadczeń poprzez zaprogramowane włączanie lub wyłączanie zaworów odcinających dopływ gazów. System pomiarowy składa się z komputera klasy PC (Personal Computer) pracującego pod kontrolą systemu operacyjnego Windows (XP, 7 lub 8), dedykowanej aplikacji oraz mikrokontrolera ADuC 845 firmy Analog Devices [3].Schemat blokowy komputerowego systemu pomiarowego przedstawiony jest na rys. 2. Aplikacja zainstalowana na komputerze, jak również program sterujący mikrokontrolerem ADuC845, zostały napisane w Instytucie Tele- i Radiotechnicznym. Program sterujący pracą mikrokontrolera AduC845 został napisany w języku C w środowisku uVision firmy "Keil"[4-6]. Algorytm programu został przedstawiony na rys. 3. Rys. 1. Schemat elektryczny układu pomiarowego rezystancji warstwy (B - Źr[...]

Optymalizacja punktu pracy katody bezpośrednio żarzonej w spawarce elektronowej DOI:


  Podstawowymi parametrami procesu spawania elektronowego są wysokie napięcie, prąd anodowy, prąd ogniskowania i prędkość spawania. Zmieniając te parametry można kształtować w kontrolowany sposób głębokość przetopu oraz geometrię spoiny. Nie mniej ważnym parametrem jest prąd żarzenia katody umożliwiający emisję elektronów. Powinien on być ustawiony tak, aby zapewnić stabilną emisję elektronów na jednakowym poziomie przy możliwie długim czasie pracy katody. W czasie pracy katody jej poprzeczny przekrój ulega zmniejszeniu, a temperatura pracy wzrasta, co przy stabilizowaniu prądu żarzenia powoduje szybsze zużycie katody, oraz co jest bardziej istotne, zmiany w geometrii WE. Niniejszy artykuł opisuje metodę ustawiania prądu żarzenia tak, aby niezależnie od stanu katody gęstość emisji elektronów była na stałym założonym poziomie. Jest to bardzo ważne dla zapewnienia powtarzalności procedur technologicznych, przy długich spoinach lub długich seriach, jak też przy spawaniu odpowiedzialnych części w przemyśle lotniczym czy jądrowym. Opis zagadnienia Do wytworzenia wiązki elektronowej (WE) niezbędna jest wyrzutnia elektronów. W spawarkach elektronowych najczęściej stosowane są wyrzutnie triodowe, gdzie pomiędzy anodą i katodą znajduje się elektroda sterująca, której główną funkcją jest sterowanie wartością prądu wiązki [1]. Źródłem elektronów wyrzutni elektronowej termoemisyjnej jest katoda, zazwyczaj metalowa, pracująca w wysokiej temperaturze umożliwiającej emisję elektronów. Ze względu na sposób dostarczania energii niezbędnej do uzyskania temperatury emisji elektronów, termokatody metalowe dzieli się na bezpośrednio lub pośrednio żarzone. Katody bezpośrednio żarzone nagrzewane są wskutek przepływu prądu przez tę elektrodę (efekt Joule’a). Katodę stanowi odpowiednio uformowana taśma lub wytłoczona kształtka mocowana w uchwytach zapew-niających stabilne położenie katody oraz stanowiących doprowadzenia prądu. Najprostszą k[...]

Quasi wielokrotna wiązka elektronów do spawania z obróbką cieplną


  Najnowsze urządzenia do spawania wiązką elektronów (WE) wyposażone są w cyfrowe układy sterowania pozwalające precyzyjnie i powtarzalnie kształtować rozkład mocy WE w punkcie jej oddziaływania z materiałem. Można tego dokonać poprzez regulację prądu WE, położenia ogniska, a także odchylając WE według ściśle określonych schematów czasowo-przestrzennych. Ten ostatni sposób stwarza szerokie możliwości kształtowania zarówno geometrii, jak i właściwości spoiny. Pozwala między innymi na stosowanie quasi wielokrotnej WE tj. odchylania jej w ten sposób, że wykonuje kilka operacji technologicznych jednocześnie np. spawa w co najmniej dwóch miejscach lub wykonuje spoinę i jej obróbkę cieplną [1, 2]. Niektóre spawane materiały lub połączenia różnych materiałów wymagają specjalnej obróbki cieplnej. Można wyróżnić dwa rodzaje obróbki cieplnej: - zmieniającą właściwości mechaniczne materiału poprzez przemiany strukturalne bez naruszenia jego powierzchni; - zmieniającą strukturę samej spoiny poprzez dodatkowe jej wygrzanie z powierzchniowym topieniem włącznie. Obydwa rodzaje obróbki cieplnej mogą być wykonywane za pomocą WE. Przy czym w pierwszym przypadku wymagane jest nieznaczne wystygniecie obrabianego detalu, dlatego wykonuje się ją zazwyczaj po kilku minutach podczas dodatkowego przesuwu spoiny pod wiązką o obniżonej mocy wykonującą ruchy omiatające wygrzewany obszar według określonego schematu czasowo-przestrzennego. Natomiast w drugim przypadku pożądane efekty w postaci eliminacji wad spoiny można uzyskać przy natychmiastowej - po przejściu WE spawającej - obróbce cieplnej usuwającej pęcherzyki gazu z obszaru spoiny poprzez powtórne przetopienie jej powierzchni. Przeprowadzenie takiej operacji tuż przed wykonaniem spoiny pozwala na usuniecie zanieczyszczeń z warstwy przypowierzchniowej, co również może poprawić jakość spoiny. Procesy takie można przeprowadzić za pomocą quasi[...]

Metoda pomiarów i analizy wyników badań emisji polowej z nanokompozytowych warstw Ni-C


  Materiały węglowe będące różnymi odmianami alotropowymi tego pierwiastka (w tym grafit, diament, fulleren i nanorurki węglowe) oraz mieszaniny tych materiałów są wykorzystywane jako zimne emitery elektronów (emitery polowe). W szczególności nanorurki węglowe, ze względu na stosunek średnicy ich końcówki do krzywizny nanorurki, wykazują silną i wydajną emisję polową. Stale jednak poszukuje się metod poprawienia parametrów tej emisji (np. stabilności, czasu życia katody, jednorodności emisji z powierzchni katody). Określeniu i badaniu niektórych parametrów emisji polowej służy metoda pomiaru charakterystyk I-U (prądowo-napięciowych) oraz teoria Fowlera- Nordheima (F-N) [1] pozwalającą na interpretację wyników tych pomiarów. Teoria ta opisuje np. z dużą dokładnością emisję polową z mikrostruktur krzemowych pokrytych np. nanodiamentową warstwą [2], ale nie zawsze wyjaśnia do końca obserwowane charakterystyki I-U dla emiterów z nanorurek węglowych oraz bardziej złożonych materiałów węglowych o charakterze nanokompozytu (np. złożonych z fullerenu, nanorurek węglowych i grafitu). Obserwuje się efekty, które nie znajdują wytłumaczenia w teorii F-N takie jak: gwałtowny i chwilowy wzrost natężenia prądu emisji, nieliniowość zależności ln(I/V2) jako funkcji 1/V oraz efekty związane z niedoskonałością emitera (niestabilność i szumy mierzonego natężenia prądu emisji). Dla dokładnego przeprowadzenia eksperymentu emisji elektronów konieczne jest posiadanie odpowiedniego stanowiska pomiarowego zapewniającego istnienie warunków koniecznych dla eksperymentu takich jak: wysoka próżnia, odpowiedni uchwyt katody i anody zapewniający wymóg przeprowadzenia eksperymentu w układzie diody (katoda-emiter, anoda) lub triody (układ z siatką) i zasilanie wysokonapięciowe um[...]

Zastosowanie quasi wielokrotnej wiązki elektronów do wykonywania spoin po okręgu


  Wprowadzenie komputerowych układów sterowania generatorami wiązek elektronowych w spawarkach elektronowych stwarza możliwość wytwarzania quasi wielokrotnych wiązek elektronowych (WE). Poprzez oddziaływanie WE w kilku miejscach prawie jednocześnie, można spawać między innymi elementy łatwo odkształcające się. Quasi wielokrotna WE tworzona jest przez jej odchylanie według określonych schematów czasowo-przestrzennych [1]. Wiąże się to zarówno z przerwaniem ciągłości operacji spawania jak i zmianą geometrii WE wraz z jej odchyleniem. W związku z tym pojawiają się pewne ograniczenia dotyczące średnicy spoiny oraz konieczność takiego doboru parametrów związanych z quasi wielokrotnością WE, który zapewni pożądaną jakość spoiny przy optymalnym zużyciu mocy. Wykonanie spoiny po okręgu poprzez odchylanie WE na nieruchomym detalu wymaga określenia następujących parametrów: liczby punktów tworzących okrąg, krotności WE i szybkości spawania. Krotność WE ma wpływ na wartość prądu WE potrzebnego do wykonania spoiny. Natomiast na potrzeby przeprowadzanych badań dodano jeszcze jeden parametr, który należy wziąć pod uwagę przy określaniu zakresu stosowalności spawania po okręgu przez odchylanie WE - średnicę tego okręgu. Średnica wykonywanej spoiny, zależy od kąta odchylenia WE oraz odległości roboczej spawanego detalu. Kąt odchylenia WE można regulować poprzez zaprojektowanie figury o odpowiednim rozmiarze oraz dobranie wielkości wzmocnienia układu odchylania WE. Ponieważ regulacja wzmocnienia (w urządzeniu opracowanym w ITR) jest w praktyce tłumieniem tzn. przy zerowej wartości wzmocnienia WE nie jest odchylana, dla rozważanych spoin projektowane figur[...]

Badania zmian oporności warstw C-Pd zachodzących pod wpływem wodoru i metanu


  Wymogi współczesnego świata związane z bezpieczeństwem stosowania nowych źródeł energii, np. opartych na wodorze, doprowadziły do bardzo dużej aktywności zespołów badawczych w dziedzinie czujników wodorowych. Wodór jako gaz ma postać cząsteczki H2 i jest łatwopalny z dolną granicą wybuchowości ~4,0% w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem atmosferycznym [1, 2]. Cząsteczka wodoru jest najmniejszą znaną cząsteczką i ma łatwość przenikania przez wiele materiałów. Dlatego też detekcja wodoru jest tak ważna. Inne gazy, takie jak węglowodory (np. metan), także znajdują zastosowanie w energetyce. Metan jest gazem wysokoenergetycznym, ale również łatwopalnym w mieszaninie z powietrzem. W ostatnich latach bardzo silne zainteresowanie wzbudza produkcja metanu w tzw. Microbial Fuell Cells (MFC ogniwa), gdzie do jego produkcji wykorzystuje się metabolizm różnych bakterii otrzymując przy okazji wodór [3, 4]. Czujnik, który spełniałby warunki jednoczesnego pomiaru wodoru i metanu, znajdzie zastosowanie np. w odniesieniu do produkcji energii przez ogniwa MFC. W tej pracy przedstawiamy wyniki badań nad właściwościami nowoopracowanego czujnika palladowo-węglowego spełniającego powyższe oczekiwania. Czujnik zbudowany jest z warstwy węglowo-palladowej (C-Pd), w której w matrycy węglowej o rozbudowanej powierzchni osadzone są nanoziarna palladu. W zależności od parametrów procesu technologicznego otrzymuje się warstwy o czułości i czasie odpowiedzi silnie zależących od topografii powierzchni, morfologii i składu warstw C-Pd. Część doświadczalna Nanostrukturalne warstwy węglowo-p[...]

Nowa metoda pomiaru wysokich napięć przy wykorzystaniu materiałów nanokompozytowych


  Pomiar wysokiego napięcia powyżej 50 kV wykonywany jest zazwyczaj w sposób pośredni przez złożone układy pomiarowe i związany jest często z wydzielaniem dużych mocy, które muszą być odprowadzane. Znanych jest kilka konstrukcji przyrządów i układów wykorzystywanych do pomiarów wysokich napięć stosowanych w zależności od źródła i rodzaju napięcia, warunków zewnętrznych, a także celu pomiaru. Do określania wartości: napięcia stałego, szczytowej napięcia przemiennego, lub szczytowej napięcia udarowego stosowany jest iskiernik. Wykorzystuje on skończoną wytrzymałość elektryczną powietrza i zależność napięcia przeskoku w powietrzu od odległości elektrod, do których to napięcie jest przyłożone. Zazwyczaj stosuje się iskierniki kulowe o znormalizowanych średnicach kul, a wytworzone między nimi pole elektryczne zależy od tych średnic i ich odległości. Na napięcie przeskoku oprócz wielkości pola elektrycznego, wpływają warunki atmosferyczne oraz otaczające przedmioty. Innym przyrządem do pomiaru wysokiego napięcia jest dzielnik napięciowy. Pomiar napięcia za pomocą dzielników polega na zmniejszeniu wartości napięcia doprowadzanego do przyrządu pomiarowego przy możliwie wiernym zachowaniu jego kształtu. W tym celu stosuje się dzielniki rezystancyjne, pojemnościowe lub rezystancyjno-pojemnościowe. Mierzona wartość zależy od stosunku impedancji poszczególnych elementów dzielnika. Przy doborze tych elementów należy również uwzględnić wydzielanie się na nich dużych ilości ciepła w wyniku przepływu prądu. Kolejnym znanym przyr[...]

Przyrząd do pomiaru wysokiego napięcia wykorzystujący zimną emisję


  Pomiar wysokiego napięcia - powyżej 50 kV - jest zawsze kłopotliwy i wciąż poszukiwane są nowe metody i przyrządy pomiarowe, które ograniczą wydzielanie się mocy w przyrządzie pomiarowym i wyeliminują niebezpieczeństwo wyładowań w obszarze odczytu wartości mierzonej. Jednym ze sposobów jest wykorzystanie zjawiska zimnej emisji z materiałów nanokompozytowych. W Instytucie Tele- i Radiotechnicznym prowadzono badania nad zależnościami między tym zjawiskiem a wysokim napięciem, które je wywołuje [1], w efekcie czego opracowano konstrukcję przyrządu do pomiaru wysokiego napięcia. Przyrząd pomiarowy składa się w uproszczeniu z układu anoda-katoda, do którego przykładane jest mierzone wysokie napięcie oraz szeregowo włączonego opornika wzorcowego (rys. 1). Wysokie napięcie powoduje wytworzenie pola elektrycznego umożliwiającego zimną emisję elektronów z katody i zbieranie ich przez anodę. Na podstawie pomiaru spadku napięcia na oporniku wzorcowym wyznaczany jest prąd zimnej emisji. Wartość płynącego prądu jest proporcjonalna do przyłożonego napięcia. Wyznaczając prąd zimnej emisji dla określonego materiału katody i ściśle określonej odległości między katodą a anodą można wyznaczyć wielkość napięcia przyłożonego między elektrodami. Konstrukcja przyrządu pomiarowego powinna zapewnić jednoznaczny i powtarzalny pomiar. Jednym z czynników odpowiedzialnych za to jest kształt i mocowanie katody z warstwą nanokompozytową. Należy tu uwzględnić możliwość zmiany odległości między elektrodami. Ponadto niezbędne są stabilne warunki próżniowe w obszarze katoda-anoda na poziomie 10-5 mbara. Kolejnym ważnym elementem jest bezpieczne doprowadzenie wysokiego napięcia eliminujące możliwość wyładowań do masy w obrębie czujnika. Należy również pamiętać przy projektowaniu takiego przyrządu o promieniowaniu rentgenowskim, które powstaje w wyniku oddziaływania elektronów z anodą. Katoda Kształt katody powinien[...]

Emisja polowa w rodzinie lamp fluorescencyjnych z zimną katodą z nanokompozytowych warstw Ni-C


  Połączenie wysokorozwiniętych technologii (np. nanotechnologii) i badań materiałowych pozwoliło na wprowadzenie nowych materiałów do zastosowań elektronicznych takich jak emitery polowe. Tak się stało w wypadku nanomateriałów węglowych. Badania i rozwój tej dziedziny prowadzone są w dwóch kierunkach. Pierwszy koncentruje się wokół badania właściwości emisyjnych nowych materiałów (np. nanorurek węglowych) [1-3], drugi dotyczy zastosowań emiterów nanowęglowych w urządzeniach elektroniki próżniowej i mikroelektroniki [4]. Zastosowanie emiterów polowych bazujących na nanomateriałach węglowych do celów oświetleniowych wiąże się z budową lamp fluorescencyjnych, w których katody będą wykonane z nanowęglowymi materiałów o różnej strukturze, składzie i budowie. W pracy pokazujemy jakiego typu materiały i na ile skutecznie można zastosować do tego celu. Przeanalizowaliśmy zagadnienie emisji polowej dla warstw o nanokompozytowej budowie, które ogólnie nazwaliśmy warstwami Ni-C. Skład i budowa takich warstw, w zależności od parametrów procesu technologicznego może być różny. W tej pracy przeprowadziliśmy badania dla czterech typów warstw: a) warstw nanorurek węglowych (zawierających nanoziarna Ni) gęsto występujących na powierzchni warstwy; b) warstw nanorurek węglowych (zawierających nanoziarna Ni) rzadko występujących na powierzchni warstwy; c) nanokompozytowych warstw o litej matrycy węglowej, w której rozmieszczone są nanoziarna Ni; d) nanok[...]

 Strona 1  Następna strona »