LINUX.ORG.RU

Двигаем науку, или «зачем нам kst»

 ,


3

4

Изготовили датчик течеискателя для поиска течей и сквозных дефектов путём регистрации наличия контрольного газа. Контролируемое на герметичность изделие заполняется тестовым газом, например, гелием, или фреоном, после чего снаружи регистрируется наличие контрольного газа в воздухе около сквозных дефектов. Другой способ — заполнить азотом, а снаружи воздух откачать — куда дешевле, но подходит только для маленьких изделий.

Путём нехитрых математических преобразований и хитрых способов измерения ВЧ сигнала получаем выход с датчика в виде отклонения частоты несущей. Частота передаётся по RS-232 в нормированном виде — т.е. уже приведённой к десятичному виду, её можно просто посмотреть в консоли путём cat /dev/ttyUSB0.

Первый пик вниз — это течь элегаза (шестифтористая сера) 10^-9 м3*Па/с, второй пик — течь 10^-8 того же газа. Пик вверх в самом конце — течь гелия 10^-9. Удобство программы kst2 в том, что она рисует этот график в реальном времени. Отдадим реверансы пользователю Pulfer, собравшему kst2 для Rosa.

На тестах по фреону-134а ловили течь 10^-11, просто меньше у нас аттестованной течи не было :) Теоретический предел — 10^12, исходя из соотношения сигнал/шум. Меньше всё равно никому не надо — тот же гелий просачивается через металл со скоростью порядка 10^-13, так что ловить там нечего.

Роскосмос очень интересовался этой штукой. До сих пор портативные течеискатели лучше чем 10^-9 не ловили, а ради 10^-12 использовались масс-спектрометрические гробы по 70 кг весом из чистой нержавейки.

Историю успеха буду писать в следущем году, когда доведём прибор до серийного производства.

>>> Просмотр (1366x768, 182 Kb)

★★★★★

Проверено: JB ()
Последнее исправление: JB (всего исправлений: 2)
Ответ на: комментарий от tailgunner

ну у нас добрая половина оборудования работает под высоким вакуумом, пылятся покрытия, проводятся измерения на электронных микроскопах и на масс-спектрометрах, и т.д. И такая игрушка очень нужная, масс-спектрометр у нас пожилой, например, и он две трети времени перебирается где у него колонна опять течёт, потом когда он вакуум держать начинает, на нём сделают серию экспериментов и дальше снова оно повторяется в бесконечном цикле.

dn2010 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от tailgunner

Я не сомневаюсь в ее нужности - мне интересно, как она двигает науку.

Как, как... Шатает помаленьку, чтобы нет присохла и уже окончательно никуда не сдвинулась.

yz
()
Ответ на: комментарий от tailgunner

ИМХО, любой сбор-обработка информации и производство на основе этой информации некой продукции - материальной или не очень, есть наука. Вопрос, как обычно, в востребованности.

Deleted
()

А что за датчик (тот, что непосредственно газ регистрирует)? Кстати, современные вакуумные течеискатели (птички) с турбиками — не такие уж и большие. Размер — с большой чемодан.

greenman ★★★★★
()
Последнее исправление: greenman (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от nikitos

А как по-вашему двигает науку штангенциркуль? или вольтметр?

Изготовление и калибровка вольтметра - ровно никак.

tailgunner ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от tailgunner

На этой штуке мы изучаем процессы физадсорбции и хемосорбции, поскольку она очень чувствительная к изменению массы нанесенной на нее пленки. Течеискатель - побочный продукт, но за него платят, а за фундаментальные исследования нет.

Aceler ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Aceler

Датчик на поверхностно-акустическиех волнах.

Хмм.. А принцип работы? Просто я по работе сталкиваюсь с водяными течеискателями (Seba, привет), интересно как газовые устроены.

devl547 ★★★★★
()
Последнее исправление: devl547 (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от Aceler

Датчик на поверхностно-акустическиех волнах.

У нас британцы регистратор утечек по звуку показывали для газопроводов. Вы не британцы?

RedPossum ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от tailgunner

О научности.

ТС двинет вперёд т.н. «техническую» а не «физ-мат» науку, если например появится работа с описанием оценок точности, быстродействия затрат чего либо, хоть памяти его программой, внедрения в производственный процесс.

Если же «нехитрые математических преобразования и хитрые способы измерения ВЧ сигнала с датчика в виде отклонения частоты несущей» никем ранее не использовались/применялись для измерения течи газа, то кроме технической науки, т.с. двинул «физ-мат» науки, так как придумал метод измерения. Даже если не придумал, а что-то нестандартно использовал, то таки это тоже наука!

Кстати, раздел науки «практическая устойчивость динамических систем» как раз и занимается изучением (и измерением, в некотором роде) всяких там эпсилон-дельта «трубок», но наверно по-вашему наукой в чистом виде не является :)

nikitos ★★★
()
Последнее исправление: nikitos (всего исправлений: 1)
Ответ на: О научности. от nikitos

ТС двинет вперёд т.н. «техническую» а не «физ-мат» науку, если например появится работа с описанием оценок точности, быстродействия затрат чего либо, хоть памяти его программой, внедрения в производственный процесс.

И всё это ты понял из хедпоста? А ты, догадливый.

Даже если не придумал, а что-то нестандартно использовал, то таки это тоже наука!

Немного выше предложили считать наукой «любой сбор-обработку информации и производство на основе этой информации некой продукции - материальной или не очень». Инженерной деятельности в этом мире нет места :(

tailgunner ★★★★★
()
Последнее исправление: tailgunner (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от tailgunner

Если не публиковать работы, а производить приборы, то это таки изобретательская (инженерная) деятельность. Наука подразумевает публикацию, а техническая наука кроме публикации - внедрение, вот так всё просто.

nikitos ★★★
()
Ответ на: комментарий от Aceler

Так может нахвататься чего, поверхность загрязнится...

А время реакции (всего прибора) — как быстро можно датчик вести вдоль шва?

greenman ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от nikitos

Наука подразумевает публикацию, а техническая наука кроме публикации - внедрение, вот так всё просто.

Не всякая публикация подразумевает науку.

tailgunner ★★★★★
()

А если у детали хитрожопая поверхность, скажем баллон на 100 % поверхности которого радиатор с высокой частотой рёбер? Я так понял датчик должен находится довольно близко к поверхности для регистрации утечки.

Dron ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Deleted

ИМХО, любой сбор-обработка информации и производство на основе этой информации некой продукции - материальной или не очень, есть наука.

У нас каждый пацан во дворе науку двигал! Мы совсем малые были, когда фантики собирали (сбор информации), их разглаживали (обработка) и обменивали на конфеты (производство на основе этой информации некой продукции).

iVS ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от devl547

А принцип работы?

Поверхностно-акустическая волна рассеивает в окружающую среду часть энергии. Чем плотнее и вязче среда, тем больше рассеивается энергии.

Это если вкратце :)

Aceler ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от RedPossum

У нас британцы регистратор утечек по звуку показывали для газопроводов. Вы не британцы?

Ультразвуковые течеискатели вообще фигня — это просто микрофон, который слушает колебания воздуха — щель свистит также, как свистит любой свисток, только в ультразвуке. Реально дёшево, но качество поиска так себе.

Aceler ★★★★★
() автор топика
Ответ на: О научности. от nikitos

ТС двинет вперёд т.н. «техническую» а не «физ-мат» науку

ТС просил передать, что ТС к.т.н., а не к.ф-м.н. :-)

Даже если не придумал, а что-то нестандартно использовал, то таки это тоже наука!

This.

Aceler ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от greenman

Так может нахвататься чего, поверхность загрязнится...

А вот это наше главное преимущество — датчик самоочищающийся.

А время реакции (всего прибора) — как быстро можно датчик вести вдоль шва?

Цикл измерения одна секунда. Если нужно менее точно, цикл измерения можно сократить.

Aceler ★★★★★
() автор топика
Последнее исправление: Aceler (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от Dron

Я так понял датчик должен находится довольно близко к поверхности для регистрации утечки.

Опять же, зависит от требуемой точности. 10^-9 элегаза в воздухе устойчиво ловится с расстояния 1.5см. Если рёбра невысокие — то можно.

Если рёбра совсем высокие — можно накачать туда газ под большим давлением и подождать :) Ибо расположение течи уже не важно — потому что даже если ты найдёшь там течь — залатать-то её как? :-)

Aceler ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Aceler

Ну да в принципе, но на будущее, так как устройство портативное, то неизвестно в каких условиях оно будет работать, необходимо позаботится о возможных труднодоступных местах эксплуатации прибора, тут стоит подумать о сменных датчиках, аля сменные насадки, гибкие + на длинной палочке + ещё чего. Так как портативность подразумеват использование для уже эксплуатируемых деталей, и проверку на течь, наверняка все будут хотеть проводить замеры без останова и разбора (подчастую сложных конструкций), деталей. Удачи короче. ::)

Dron ★★★★★
()
Последнее исправление: Dron (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от iVS

У нас каждый пацан во дворе науку двигал!

У нас тоже. Мне было лет 12, когда я «изобрёл» вечный двигатель. Чуда не произошло, но процесс познания был очень ярким и самобытным.

Научного деятеля из меня не получилось, но изобретательство «в стол» практикую до сих пор.

Это я к тому, что выдающиеся конструкторы и учёные начинаются таки с «фантиков».

И докажи, что это не так.

Deleted
()
Ответ на: комментарий от Dron

Я тебе больше скажу — можно сделать стену из датчиков и подносить к ним деталь, или кольцо из датчиков пускать вдоль трубы.

Зависит от заказчика, до универсальных приборов мы пока не доросли.

Aceler ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Deleted

Это я к тому, что выдающиеся конструкторы и учёные начинаются таки с «фантиков».

И докажи, что это не так.

Начинается все с нездорового фанатизма. А заканчивается тем, что этот фанатизм сходит на нет, если нет таланта, либо перерастает во что-то большее. Выдающимся в своей деятельности не стать без фанатизма и готовности сутками напролет решать поставленную задачу. Фантики - это внешка, это для тех, кто не способен видеть дальше своего носа.

iVS ★★★★★
()
Последнее исправление: iVS (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от devl547

Вы меряете-то что?

Повторяю: поверхностно-акустическая волна при прохождении по поверхности отдаёт часть энергии в окружающую среду. Чем больше плотность и вязкость среды, тем больше отдаётся энергии. Чем больше энергия — тем ниже частота волны.

Вот частоту мы и замеряем.

Aceler ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Aceler

Повторяю

Ну это то я прочел)

Вот частоту мы и замеряем.

То есть по сути - хитрожопо позволяете определить наличие индикатора в воздухе вокруг объекта путём измерения микроизменений колебаний излучателя в датчике?

// Сорри, если тупняк - я больше по высоковольтным лабораториям)

devl547 ★★★★★
()
Последнее исправление: devl547 (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от iVS

Начинается все с нездорового фанатизма. А заканчивается тем, что этот фанатизм сходит на нет, если нет таланта, либо перерастает во что-то большее.

О чём и речь. Можно всю жизнь учиться всякой хрени, получая тонны корок и оставаться пустым потребляем с понтами.

Речь не о них.

Deleted
()
Ответ на: комментарий от devl547

То есть по сути - хитрожопо позволяете определить наличие индикатора в воздухе вокруг объекта путём измерения микроизменений колебаний излучателя в датчике?

Путём измерения частоты колебаний, да.

Дело в том, что отклонение можно измерить очень точно, частотный сигнал можно передавать куда угодно без потери точности, что позволяет реализовать самые разные схемы его обработки. Ну и сам датчик у нас тоже особенный.

Aceler ★★★★★
() автор топика

Скажи честно, а аналоги таких приборов есть? Ну то есть выпускаются серийно или хотя бы мелкосерийно? Поправь меня если я чего не понимаю, но в описанном принципе работы прибора нет ничего нового. С трудом верится, что китайцы не изготавливают таких приборов тысячами штук в год по цене рубль за ведро. Если выпускают, то как ты оцениваешь ваши конкурентные преимущества? Лично мне они неочевидны. Ну а если нет, то как вы собираетесь им это запретить?

mbivanyuk ★★★★★
()

Фото прибора в студию!

Zubok ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от mbivanyuk
Ответ на: комментарий от mbivanyuk

Скажи честно, а аналоги таких приборов есть?

Есть, я же написал. Десятки и сотни.

Есть ионные, там конденсатор пробивается, есть плазменные, там измеряется проводимость коронарного разряда, есть катарометрические, там измеряется теплопроводность газа, есть всякие другие.

Никто лучше 10^-9 по гелию предложить не может. А во многих случаях этого мало, поэтому применяются тяжёлые и дорогие масспектрометрические щупы, либо вакуумные рамки, область применения которых ограничена и для них нужен опытный оператор. А гелий — наше всё, потому что это самый маленький газ и способен залезать в самые маленькие щели.

Есть отдельные направления, типа тех же ионных, которые могут давать высокую чувствительность, но по отдельным газам, в основном по фреонам. Их используют в холодильной промышленности, но для атомщиков, космонавтов, авиаторов и ряда других специальностей нужен именно гелий.

Aceler ★★★★★
() автор топика
Последнее исправление: Aceler (всего исправлений: 1)
Вы не можете добавлять комментарии в эту тему. Тема перемещена в архив.