Фотоионизационный метод и автоматизированное средство контроля утечек пропана из газонаполненных приборов

• Автор: Костин, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 186 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1 Анализ объекта коцтроля
1.2 Определение требований к методу и средству течеискания
1.3 Выбор способа реализации газоаналитического метода контроля герметичности
1.4 Сравнительный анализ газоаналитических детекторов утечки угле-
водородов
1.4.1 Твердотельные детекторы
1.4.2 Ионизационные детекторы
1.4.3 Детекторы, основанные на некоторых других принципах
1.5 Анализ конструкций и характеристик фотоионизационных детекторов
1.6 Постановка задач исследования
Выводы к главе
Глава 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФОТОИОНИЗАЦИОННОГО МЕТОДА КОНТРОЛЯ УТЕЧЕК ПРОПАНА
2.1 Механизм газоаналитического фотоионизационного детектирования
2.2 Математическая модель фотоионизационного метода определения утечки пропана
2.2.1 Анализ процесса детектирования и составление системы допущений
2.2.2 Определение уравнений основной модели
2.3 Исследование влияния технологических параметров контроля на выходной сигнал фотоионизационного детектора
2.3.1 Исследование статических характеристик модели
2.3.2 Влияние процесса массоотдачи на динамику переднего фронта сигнала при ссошя
2.3.3 Диффузия пробного газа во фторопласте при контроле изделия
2.3.4 Исследование динамики заднего фронта сигнала
Выводы к главе
Глава 3 ЭКСПЕРИМЕ1ПАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГАЗОАНАЛИТИЧЕСКОГО ФОТОИОНИЗАЦИОННОГО МЕТОДА КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ
3.1 Аппаратурно-методическое обеспечение экспериментальных исследований
3.1.1 Описание экспериментальной установки
3.1.2 Разработка схем подачи входного воздействия
3.1.3 Планирование эксперимента, обеспечение достоверности экспериментальных исследований
3.2 Исследование статических характеристик фотоионизационного сред-
ства контроля
3.3 Исследование динамики контроля
Выводы к главе
Глава 4. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ УСТАНОВКИ
КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ДАТЧИКОВ-РЕЛЕ
4.1 Назначение, описание и характеристики установки
4.1.1 Блок детектирования
4.1.2 Измеритель расхода газа
4.1.3 Блок управления
4.1.4 Блок связи

4.1.5 Программный комплекс обработки сигнала
4.2 Рабочая методика выполнения контроля
4.2.1 Условия выполнения измерений и применяемые средства
4.2.2 Последовательность проведения операций
4.3 Определение погрешности выполнения контроля
4.3.1 Определение уравнения измерения
4.3.2 Методика определения суммарной погрешности измерения утечки
4.3.3 Расчет суммарной погрешности измерения утечки
4.4 ПерСцективы развития диссертационной работы
Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. ЛИСТИНГ ПРОГРАММЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ
ДИФФУЗИИ ПРОПАНА
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. СВИДЕТЕЛЬСТВО МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ АТТЕСТАЦИИ ПРОПАНО-ВОЗДУШНОЙ ГАЗОВОЙ СМЕСИ
ПРИЛОЖЕНИЕ В. СВИДЕТЕЛЬСТВО О ПОВЕРКЕ ИЗМЕРИТЕЛЯ
РАСХОДА ГАЗА
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. ПРОТОКОЛЫ № 1 И № 2 ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ УСТАНОВКИ КОНТРОЛЯ
УТЕЧЕК ПРОПАНА
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. АКТ О ВНЕДРЕНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ Е. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ УСТАНОВКИ

ные пленочные полупроводниковые технологии. Это улучшает воспроизводимость характеристик данных детекторов и значительно снижает их стоимость и потребляемую мощность. Их чувствительность, в частности по пропану, аналогична чувствительности детекторов первой группы, быстродействие несколько лучше - на уровне десятков секунд.
Третью группу составляют детекторы, имеющие в своем составе органические полимерные полупроводники [35,36]. Они получают в последнее время все большее развитие и по ним проводятся широкие исследования в различных странах. Они имеют очень высокую чувствительность и отличное быстродействие, но при этом у них весьма значительное время релаксации и до сих пор не решена проблема стационарность их параметров. При достаточно высоких потенциальных возможностях, говорить о реальном использовании органических полупроводниковых структур пока преждевременно.
К четвертой группе относятся детекторы с другим изменяющимся параметром, например, пороговым напряжением или емкостью. Такие детекторы содержат транзисторные МОП (металл-окисел-полупроводник) или МДП (металл-диэлектрик-полупроводшпс) структуры, МДП-конденсаторы, барьерные структуры (диоды и транзисторы Шоттки), либо р-п-переход [37-39]. Они носят собирательное название - интегральные. Материалом для них, как правило, является кремний. Первый подобного рода детектор был разработан для детектирования водорода на базе МОП-транзистора с палладиевым затвором. Направление оказалось весьма перспективным и были разработаны датчики и на другие газы, в том числе и на пропан. При этом затвор таких датчиков выполнялся из таких металлов, как Рй №, 1г и других элементов, а также их сплавов, в частности, сплав типа Рб-Аи. Практически одновременно был предложен детектор на базе МДП-конденсатора. При более низкой чувствительности он обладает более высокой стабильностью и малым дрейфом. Преобразователи данной группы работают при нормальной или чуть повы-