Контроль термоэлектрической способности биметаллов хлопающих мембран датчиков температуры

• Автор: Калюк, Антон Валерьевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 159 с. : ил.

Глава 1. Причины возникновения разброса температур срабатывания БХМ
1.1 Анализ параметров техпроцесса производства БХМ
1.2 Эксперимент по определению влияния нестабильности параметров техпроцесса на разброс температур срабатывания БХМ
1.2.1 Описание эксперимента
1.2.2 Выводы
1.3 Параметры исходного материала
1.3.1 Математическая модель работы БХМ
1.3.2 Численный метод решения математической модели
1.3.3 Выводы по составленной математической модели
1.4 Выводы
Глава 2. Исследование влияния нестабильности параметров биметалла на температуры срабатывания БХМ
2.1 Экспериментальное определение разброса толщин слоев биметалла
2.1.1 Описание эксперимента
2.2 Экспериментальная проверка взаимосвязи твердости слоев
биметалла и температур срабатывания БХМ
2.2.1 Описание эксперимен та
2.3 Выводы
Глава 3. Методы контроля физико-механических свойств материалов
3.1 Требования к методу контроля физико-механических свойств материала
3.2 Существующие методы контроля физико-механических свойств материала
3.4 Выводы
Глава 4. Экспериментальная проверка эффективности термоэлектрического способа контроля
4.1 Способ контроля термоэлектрической чувствительности
4.2 Требования к устройству контроля термоэлектрической

чувствительности
4.3 Устройство контроля термоэлектрической чувствительности
4.2.1 Определение скорости прогрева границы раздела слоев биметалла
4.2.2 Блок усиления термоЭДС
4.2.3 Проведение пробных измерений
4.4 Оценка дисперсии результатов измерений разработанной
установки
4.5 Порядок и результаты проведения экспериментов
4.6 Определение поверхностной твердости слоев биметалла БХМ
4.6.1 Определение погрешности измерения поверхностной твердости
4.6.2 Измерение поверхностной твердости слоев биметалла изготовленных БХМ
4.7 Выводы
Заключение
Список используемых источников
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д
Приложение Е
Приложение Ж
Приложение
Приложение И
Приложение К
Ир вложение Л

Актуальность работы. Предприятием ЗАО «Орлэкс» выпускается целый ряд датчиков-реле температуры, чувствительным преобразователем которых является элемент в виде так называемой биметаллической «хлопающей» мембраны (БХМ). Действие приборов основано па свойстве такой мембраны мгновенно изменять направление прогиба при достижении определенной температуры. Таким образом, биметаллическая мембрана осуществляет преобразование температуры в перемещение, которое в свою очередь передается па контактную группу. Изменение температуры биметаллической мембраны может осуществляться теплообменом между чувствительным элементом и контролируемой средой, нагревом мембраны при прохождении через нес электрического тока или совместным действием этих двух факторов. В число приборов, выпускаемых ЗАО «Орлэкс» и использующих в качестве чувствительного элемента БХМ, входят приборы ТАБ-Т, ТАБ-102 и ТАБ-105. Продукция предприятия хорошо зарекомендовала себя на рынке и уже долгие годы пользуется спросом. В последние несколько лет были заключены договора, и налажена поставка приборов на экспорт.
Очевидно, что качество и надежность представленных приборов во многом зависят от применяемого в них чувствительного элемента. Законы рыночной экономики требуют постоянного поиска методов повышения качества продукции, снижения ее себестоимости и улучшения показателей надежности.
Потребители продукции ЗАО «Орлэкс» проявляют заинтересованность в разработке новых модификаций датчиков-реле температуры с улучшенными показателями допусков на температуры срабатывания. Очевидно, что температуры срабатывания датчика-реле практически полностью определяются свойствами биметаллического элемента, используемого в нем. Поэтому руководством ЗАО «Орлэкс» была поставлена задача поиска путей снижения разброса температур срабатывания биметаллических элементов, используемых в датчиках-реле температуры.
Объектом исследования данной работы является контроль параметров

Из приведенной таблицы видно, что однородными в сравнении с базовыми данными по толщинам обоих слоев можно считать участки 1, 3 и 5.
Проведем аналогичное сравнение значимости различия средних толщин слоев, выбрав в качестве базовых данных средние толщины слоев и дисперсии, соответствующие участку под номером 4, как участка с наихудшими показателями (отклонения средних толщин обоих слоев на этом участке от обобщенных средних толщин близки к максимальным). Полученные данные расчета приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2 - Результаты измерения толщин слоев биметалла и их отклонения
от базового 4-го участка
Участок Средняя толщина, (мкм) Дисперсия С., (мкм) 5п >о 5,
актив пассив актив пассив верх нижн верх нижн Верх нижн
1 107,19 99,38 17,20 47,84 5,37 4,42 1,066 0,763 4,049679 2,900089
2 108,61 103,58 17,00 35,89 6,79 8.62 1,062 0,683 4,035745 2,595716
3 109,98 102,97 38,89 54.29 8,16 8,02 1,415 0.794 5,37825 3,015682
4 101,82 94,95 11.19 13,86 0.00 0.00 0,946 0,522 3,595976 1,9828
5 102,74 96,85 9,15 19,51 0,91 1,90 0,902 0,571 3,427957 2,16988
базовый 101,82 94,95 11.19 13.86
Как видно из полученных данных, однородными между собой можно признать лишь серии 4 и 5.
Сравнивая данные приведенные в таблицах 2.1 и 2.2, можно утверждать, что если настройка параметров техпроцесса производилась на малом количестве заготовок, изготовленных из участка биметаллической ленты, толщины слоев которого значительно отличаются от средних значении для всей партии биметалла, то доля брака, обусловленная разбросом толщин слоев биметалла у БХМ, изготовленных по такому техпроцессу, будет на 50% превосходить аналогичный показатель у БХМ, изготовленных по оптимально настроенному техпроцессу.
Таким образом, настройку техпроцесса необходимо производить не по случайной небольшой выборке БХМ, изготовленной из участков ленты, расположенных вблизи друг от друга, а по более значительной выборке БХМ, изготовленных из участ ков ленты, расположенных достаточно далеко друг от друга. При этом в некоторых случаях, используя такую выборку, можно снизить долю