ВЫБОР МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВОЛНОВОДОВ В ПРОЦЕССЕ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ ПОЛИРОВКИ

Д.В. Шарапова; А.П. Деткина; А.И. Кругленя; А.В. Сутягин

УДК 658-562

ВЫБОР МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ВОЛНОВОДОВ В ПРОЦЕССЕ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ ПОЛИРОВКИ

Д. В. Шарапова, А.П. Деткина, А.И. Кругленя Научный руководитель - А.В. Сутягин

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: [email protected]

В тезисах описаны параметры, которые необходимо контролировать и требования к средствам измерений, с помощью которых происходит контроль параметров в установленных пределах для обеспечения наилучшего результата шероховатости детали

Ключевые слова: электролитно-плазменная полировка, температура, напряжение, сила тока, плотность тока, средства измерений, парогазовая оболочка, шероховатость

THE CHOICE OF METROLOGICAL SUPPORT FOR THE CONTROL OF WAVEGUIDES IN THE PROCESS OF ELECTROLYTE-PLASMA POLISHING

D. V. Sharapova, A.P. Detkina, A.I. Kruglenya Scientific supervisor - A.V. Sutyagin

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation

E-mail: [email protected]

The theses describe the parameters that need to be controlled and the requirements for measuring instruments, with the help of which the parameters are controlled within the established limits to ensure the best result of the roughness of the part

Keywords: electrolytic-plasma polishing, temperature, voltage, current strength, current density, measuring instruments, vapor-gas shell, roughness

Важное практическое применение волноводов состоит в передаче высокочастотной мощности. Для того, чтобы этого добиться необходимо, чтобы внутренняя поверхность волновода имела шероховатость равную 0,02 мкм, поскольку потери в в волноводе в значительной степени зависят от чистоты обработки. С помощью электролитно-плазменного полирования возможно достичь необходимой шероховатости, но существуют требования к влияющим на результат характеристикам измерений, средствам измерений, а также к условиям, при которых эти характеристики должны быть обеспечены. Поэтому умение правильно измерять и контролировать параметры материалов, изделий и других видов продукции, поддерживать заданные технологические режимы, измеряя множество параметров технологических процессов, результаты которых преобразуются в управляющие команды является неотъемлемой частью для получения качественной детали.

Для обеспечения высокой степени обработки необходимо метрологическое обеспечение, которое производило бы контроль во время полировки электролитно-плазменым методом, поскольку важным при полировки детали является поддержание необходимых

Секция «Метрология, стандартизация и сертификация»

характеристик в установленных пределах для обеспечения наилучшего результата шероховатости детали.

Для полирования электролитно-плазменным методом необходимо контролировать:

- напряжение в пределах от 270 до 290 В;

- температуру в диапазоне от 70 до 95 °С;

- плотность тока от 0,2 до 0,5 А/см2

Электролит для электролитно-плазменной полировки должен содержать регуляторы кислотности до рН 4,5-6,5.

Измерение напряжения происходит с помощью измерительного прибора вольтметр. Для точного измерения напряжения вольтметр должен обладать высоким внутренним сопротивлением, чтобы минимизировать воздействие устройства на электрическую цепь.

Немаловажным является погрешность измерения прибора, так как она отображает отличия в показаниях прибора от действительного напряжения в электрической цепи.

Для измерения напряжения воспользуемся универсальным цифровым вольтметром ОБМ-78261. Данный прибор предназначен для измерений напряжения постоянного тока от 0,1 мкВ до 1000 В и напряжения переменного тока от 0,1 мкВ до 750 В (от 3 Гц до 300 кГц), силы постоянного тока от 100 мкА до 10 А, сопротивления постоянному току от 0,1 до 100 МОм, с погрешностью ±0,0035% [1]. Прибор зарегистрирован в госреестре РФ № 52669-13 и соответствует требованиям ГОСТ 8.027-2001 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы.

Для измерения температуры электролита выбрана термопара, поскольку колебания температуры могут оказывать значительное влияние на качество поверхности детали, поэтому нам необходимо за короткое время узнать близкое к истинному значению температуру электролита. У термометра время термической реакции 5 секунд, когда как у термопары показатель тепловой инерции 0,3 секунды.

Величина термоэлектродвижущей силы термопары зависит от материала, из которого изготовлены термоэлектроды, и разницы температур между горячим спаем и холодным спаем. Благодаря этому при измерении температуры горячего спая температура холодных спаев либо стабилизируется, либо корректируется с учётом её изменения, поэтому была выбрана термопара ТХА 001 типа К, с диапазоном измерения температуры от -40 до +375 °С, пределом допускаемых отклонений ТЭДС преобразователей от НСХ ± 1,5°С и показателем тепловой инерции от 0,3 до 5 с [2]. Прибор зарегистрирован в госреестре РФ № 72195-18 и соответствует требованиям ГОСТ 8.558-2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры; ГОСТ 6616-94 Преобразователи термоэлектрические. Общие технические условия; ГОСТ Р 8.585-2001 ГСИ. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования.

Плотность тока в электролите определяется по формуле:

I

1 = 5

(1)

где I - сила тока, Б - площадь изделия.

Для того, чтобы воспользоваться данной формулой необходимо измерить силу тока. Измерение силы постоянного тока в электрических цепях происходит с помощью амперметра РА1951, метрологические характеристики которого представлены в табл. 1 [3]. Данный прибор зарегистрирован в госреестре РФ № 61535-15 и соответствует требованиям ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия; ГОСТ 14014-91 Приборы и преобразователи измерительные цифровые напряжения, тока, сопротивления. Общие технические требования и методы

испытаний. Амперметр подключается последовательно, с тем участком электрической цепи, на котором предполагается измерять ток. Поскольку измеряемый ток зависит от сопротивления элементов схемы, сопротивление амперметра должно быть как можно меньшим. Это позволит устройству для измерения тока уменьшить влияние на измеряемую цепь и повысить их точность.

Таблица 1

Метрологические характеристики амперметра PA195I_

Параметр Значение

Погрешность измерения силы тока, %: ± 0,2

Номинальное значение силы переменного тока, 1н: - мА - А 5; 10; 20; 50; 100; 200; 500; 1000; 2000 1; 2; 5

Номинальное входное напряжение модификации амперметра РА1951, предназначенной для измерения силы постоянного тока более 5 А с использованием внешнего шунта, Цн, мВ 150

Прибор, который определяет содержание определённых химических примесей в жидкости - анализатор жидкости.

Для определения кислотности электролита был выбран анализатор жидкости Эксперт-001-1.0.1, который предназначен для измерения величин рН с диапазоном измерения 0... 14 ед рН и точностью ± 0,005 рН. Прибор зарегистрирован в госреестре РФ № 21068-01 и соответствует требованиям ГОСТ 22729-84 Анализаторы жидкостей ГСП. Общие технические условия, ГОСТ 8.120-2014 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений рН.

Совместно с универсальным прибором для определения кислотности электролита используется рН-электрод ЭС-10301, с сферической мембраной, рабочая температура которого от +25 до +100°С, 250-1000 МОм электрическое сопротивление при температуре 25°С, который зарегистрирован в госреестре РФ № 41622-09 и соответствуют требованиям ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.

Таким образом, выбор метрологического обеспечения электролитно-плазменной полировки волноводов играет важную роль, поскольку при повышении точности измерения параметров таких как напряжение, температура, плотность тока и кислотность электролита, происходит их меньший разброс, образуется стабильнее парогазовая оболочка, тем самым повышает качество изделия.

Библиографические ссылки

1. Вольтметр универсальный цифровой GDM-78261 [Электронный ресурс]. URL: https://all-pribors.ru/opisanie/52669-13-gdm-78261-56028 (дата обращения: 24.02.2022).

2. Преобразователи термоэлектрические ТХА 001, ТХА 002, ТХК 002 [Электронный ресурс]. URL: https://all-pribors.ru/opisanie/72195-18-tkha-001-tkha-002-tkhk-002 (дата обращения: 15.03.2022).

3. Приборы электроизмерительные цифровые PA, PD, PS, PZ [Электронный ресурс]. URL: https://all-pribors.ru/opisanie/61535-15-pa-pd-ps-pz-70309 (дата обращения: 10.04.2022).

THE CHOICE OF METROLOGICAL SUPPORT FOR THE CONTROL OF WAVEGUIDES IN THE PROCESS OF ELECTROLYTE-PLASMA POLISHING

Текст научной работы на тему «ВЫБОР МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВОЛНОВОДОВ В ПРОЦЕССЕ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ ПОЛИРОВКИ»