S40 и S50 - синтез материалов

Главная / Каталог / Измерительные комплексы / Примеры внедрения / S40 и S50 - синтез материалов

Особенности:

Применение устройств S40 и S50 в исследованиях быстропротекающих процессов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза материалов. 

Цена: руб.

Подробное описание:

Постановка задачи

Получение материалов методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) является перспективным технологичным способом создания современных композиционных материалов в различных отраслях промышленности. Сущность метода СВС заключается в проведении экзотермических реакций в режиме распространения волны горения с образованием продуктов горения в виде соединений, представляющих практическую ценность и обладающих ценными характеристиками. Список материалов, получаемых методом СВС включает в себя порошки тугоплавких соединений, карбидные, боридные и нитридные материалы, твердые сплавы, огнеупоры, высокотемпературные проводники, интерметаллиды. Одна их основных особенностей СВС – быстрота протекания процесса. Волна горения двигается по образцу со скоростью от 1 до 25 см/сек. Скоротечность процесса СВС (секунды или доли секунды), быстрое изменение температуры образца с темпом нагрева до 103 град/сек, значительный диапазон температур (до 3500 К) подразумевает разработку соответствующих экспериментальных методик характеризующих, прежде всего температурную динамику процесса в целом. Термограмма (изменение температуры во времени) является одной из самых важных характеристик процесса. Для получения термограммы быстропротекающего процесса необходимо оборудование, позволяющее регистрировать и записывать сигнал от термопарного датчика за время, не превышающее единиц миллисекунд. С этой целью была поставлена задача создания современной методики измерения и фиксации температуры быстропротекающих процессов.

Предприятие, на котором внедрено решение

Решение задачи было реализовано в Институте структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской Академии Наук.

Используемое оборудование и программное обеспечение

Оборудование и программное обеспечение разработано и изготовлено фирмой ООО «НПГ Р-Технолоджи».

Оборудование:

  • Измерительная система в составе S40 (4 канала), S50 (1 канал) в корпусе QMBox1;
  • Термосопротивление для компенсации температуры холодного спая.

Программное обеспечение:

  • QMLab - базовая программа для визуализации процесса и задания начальных параметров эксперимента;
  • QMParser – программа обработки бинарных файлов, образующихся после работы программы QMLab, заключающаяся в создании файлов числового формата *.dat.

Описание решения

На основе прибора QMBox создана методика регистрации и записи термограмм быстропротекающих процессов. Сигнал от спая термопары, находящегося в зоне горения поступает на входной разъем прибора. Далее, после оцифровки, он через USB кабель подается на персональный компьютер (в нашем случае notebook c операционной системой XP) и визуализируется в программе QMLab (рис.1).

Рис.1 
Рис. 1

При запуске процесса происходит визуализация кинетики изменения температуры и одновременно идет запись в файл типа *.bin температуры с частотой 1 точка за 4 миллисекунды. В результате формируется файл, содержащий информацию о кинетике изменения температуры. Полученный файл преобразуется программой QMParser, на выходе которой образуется файл числового формата, представляющий собой колонку, содержащую температурные данные эксперимента. Конечный числовой файл мы загружаем в известную программу ORIGIN (рис.2), где проводим дальнейшую обработку.

Рис.2

Преимущества использованных технологий автоматизации

Система проста в управлении, надежна и имеет ряд несомненных достоинств с точки зрения экспериментатора:

  • Частота опроса канала составляет 4 миллисекунды, что вполне достаточно для регистрации процессов с темпом нагрева до 103 град/сек. На рисунке 2 приведена часть термограммы процесса синтеза интерметаллида NiAl в момент прохождения волны горения через область регистрации температуры термопарой типа S (платина-родий). Очевидно, что прибор четко отслеживает кинетику роста температуры.
  • Разработчики программного обеспечения учли возможность использования потребителями различных типов термопар. В исходных установках программы QMLab заложена возможность выбора любого типа (по ГОСТ) термопар. Сигнал можно регистрировать, как в исходном виде (милливольты), так и в расчетном (температура в градусах Цельсия). Расчет для каждого вида термопар проводится в режиме реального времени по полиному, взятому разработчиками из соответствующих ГОСТов. Наиболее удобным, очевидно является визуализация сигнала именно в температурном формате.
  • Система обеспечивает одновременную регистрацию в режиме реального времени и запись в файл сигналов от нескольких термопар. Это дает возможность, при подключении нескольких термопар и их размещении на определенных расстояниях друг от друга в образце, проводить измерения скорости фронта горения (по временному запаздыванию достижения максимальной температуры в различных точках).
  • Несомненным достоинством системы является наличие корректировки температуры, учитывающей температуру окружающей среды. Это обеспечивается наличием дополнительного измерительного канала и терморезистора, который в режиме реального времени отслеживает температуру «холодных» концов термопары. Программно расчет температуры проводится с учетом этой корректировки. В результате на экране отображается истинная температура процесса.
  • Система не имеет ограничений по времени записи. Объем конечного файла определяется только свободным пространством на жестком диске компьютера. В наших экспериментах при общем времени съемки термограмм порядка 2 часов мы получали файлы данных размером порядка 20 Мб.

Перспективы внедрения и развития решения

Разработанный в ООО «НПГ Р-Технолоджи» прибор, несомненно, представляет интерес для модернизации существующих схем измерения температуры и может найти широкое применение в наукоемких отраслях промышленности.

Предварительный заказ:


viagra types uk legal viagra online uk tadalafil 20mg uk