Name: Camdan Metale Sızdırmazlık Yapılarının Optimize Edilmiş Sızdırmazlık Süreci ve Gerçek Zamanlı İzlemesi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-09-02T14:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 41 s
Description: Öğrenin, metal-cam sızdırmazlık yapılarında fiber Bragg ızgarası sensörleri kullanarak sıcaklık ve gerilimi gerçek zamanlı izleme yöntemini. Bu teknik, sızdırmazlık bütünlüğünü koruyarak sensör entegrasyonu sağlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Bu çalışma Çin Ulusal S & T Major Projesi (ZX069) tarafından desteklenmiştir.

1. MTGS yapısının iyi hermetisite ile üretimi
NOT: MTGS yapısı için prosedürler kombine yapıbileşenleri için preparatlar, ısıl işlem süreci ve MTGS örneklerinin performansı için muayeneiçerir. MTGS'nin tamamı çelik kabuk, Kovar iletkeni ve sızdırmazlı camdan oluşur. Sırasıyla Şekil 1 ve Tablo 1'de gösterilen diyagramve boyutlara bakın.
<ol><li>Kalıba toz haline tanecikli cam tozunu (~1,1 g) dökün, ardından kalıbı Şekil 2a,b'degösterildiği gibi granül camişlemek için pres makinesine yerleştirin.</li>
	<li>Şekil 2c,d'degösterildiği gibi granül camı cam silindire sıkıştırmak için pres makinesini (kırmızı düğmeye basın) açın. NOT: Cam silindirin yoğunluk kontrolü MTGS yapısının performansı için önemlidir, çünkü cam silindirdeki çok fazla gözenek MTGS yapısının hermetisite arızasına yol açacaktır.</li>
	<li>Cam silindiri sinterlenecek ısıtma fırınına yerleştirin (Bkz. Şekil3).</li>
	<li>Sinterlenmiş cam silindir, çelik kabuk ve Kovar iletkeni Şekil4'te gösterildiği gibi özel bir grafit conta ile üretilmektedir. Bu modeli ısıtma fırınındaki kuvars septumun üzerine ısıl işlem için bir pençe kullanarak yerleştirin (Bkz. Şekil4). Optik fiberin kırılmasını önlemek için soğutma hızını 0,5 °C/dk olarak tutun.</li>
	<li>Modeli ısıtma fırınından aldıktan sonra sızdırmazlık camının yüzey topografyasını belirlemek için görsel incelemeyi kullanın.</li>
	<li>MTGS modelinin hermetisite incelemek için yüksek basınç boru hattı kullanın. Modeli kart kılıfı tipi eklemile boru hattına takın. Basıncı yavaş yavaş 1 MPa'dan 8 MPa'ya değiştirin ve her basıncı 24 saat tutun.</li>
	<li>Şekil5'te gösterildiği gibi sızdırmazlık camı ile metal parçalar arasındaki mikroskobik arabirimi tanımlamak için taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanın. Arayüzü net bir şekilde gözlemlemek için 15 kV ve 500x büyütme kullanın. NOT: Macrography muayenesi ve SEM sonuçlarından, standart maksimum ısıtma sıcaklığı 450 °C olarak ayarlanır ve mtgs modelini iyi bir şekilde elde edilir. Standart ısıtma işlemesi şu şekilde tanımlanır: (oda sıcaklığı) RT'den 5 °C/dk'lık artışlarla sıcaklığı 450 °C'ye çıkarın, ardından sıcaklığı 0,5 °C/dk olarak RT'ye düşürün.</li>
</ol>2. Sızdırmazlık camında artık gerilim ölçümü
NOT: FBG sensörü MTGS'deki gerilimi ölçmek için uygun bir yöntem olarak tasarlanmıştır. FBG sensörünün ızgara uzunluğu, camYüksekliğine (5 mm) uyacak şekilde 5 mm'dir.
<ol><li>1.1-1.2 adımlarında açıklandığı gibi toz cam tozunu cam silindire sıkıştırın. NOT: Cam silindirin yüksekliği önemlidir, çünkü silindir çok yüksekse (&gt;6 mm), cam malzemeyi yok etmeden FBG sensörü için bir yol yapmak zor olacaktır.</li>
	<li>Optik fiber sensörler (çapı 0,45 mm) için yollar hazırlamak için üç eşit aralıklı delikler üretmek için 5.000 rpm matkap hızı kullanarak cam silindir matkap. Şekil4'te gösterildiği gibi aynı ısıl işlem kullanarak delikleri ile cam silindir sinter .</li>
	<li>Adım 1.4'te açıklandığı gibi MTGS modelini üretin. Daha sonra, cam sızdırmazlık yolu üzerinden lif koymak ve tam cam içinde FBG ızgara bölgesi konumu. NOT: Dikey fırındaakış FBG ve cam uyumsuzluk yol açan ızgara bölge, havaya uçurmak çünkü, optik fiber kuyruk FBG konumunu doğru tutmak için küçük bir çivi ile asılı olmalıdır.</li>
	<li>Füzyon splicers tarafından bir FC konektörü ile optik fiber başkanı sigortalayın. Daha sonra FC konektörünü, FBG'nin dalga boyu verilerini ve spektrumunun demodüle etmek için bir sorgulayıcı olan OPM-T400 ile eşleştirin. OPM-T400 bir bilgisayara bağlıdır ve bilgisayardaki destekleyici yazılım deneysel veri elde edebilir.</li>
	<li>Daha önce elde edilen standart ısıl işlem ile bir fırında tüm model süreci. Sıcaklığı RT'den 450 °C'ye 5 °C/dak olarak yükseltin ve sıcaklığı 0,5 °C/dk artışlarla RT'ye düşürün. Issız bölge erimek için ısıtılır gibi sızdırmazlık cam ile erimiş olacak. Sıcaklık RT'ye soğuduğunda, cam katılaşır ve FBG sensörü sızdırmazlık malzemesi ile iyi kaynaşacaktır.</li>
	<li>Yazılımı kullanarak gerçek zamanlı Bragg dalga boyu verilerini kaydedin (Şekil 6'da gösterilmiştir). Dalga boyu ve spektrum değişikliklerini indükleyen tek faktör sızdırmazlık camında oluşan artık gerilimdir, çünkü bu adımdan önceki ve sonraki sıcaklık her ikisi de RT'dir.</li>
</ol>NOT: Artık gerilim, aşağıda gösterildiği gibi FBG14 ve Hook yasasının gerinim dalga boyu ilişkisi ile hesaplanabilir.
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/60064/60064equ01v2.jpg">
<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/60064/60064equ02v2.jpg">
Nerede: ΔλB kalıntı gerilim tarafından indüklenen Bragg dalga boyu kayması, λB FBG ilk dalga boyu, Pe gerinim optik katsayısı, ε kalıntı camda gerilme, E sızdırmazlık cam Young modülü, ve σ cam artık strestir.
3. Yüksek sıcaklık altında MTGS yapısının arızalanmasını önlemek
NOT: Yüksek sıcaklıkta çalışırken, Çelik kabuğun ısıl genişlemesi sızdırmazlık camındaki artık gerilimin azalmasına yol açtığı için MTGS yapısının hermetiliği etkilenecektir. Böylece, bu protokol, sızdırmazlık camında kalan gerilim değişiminin online olarak izlenmesi nedeniyle hermetisitenin arızalanmasını önleyebilir.
<ol><li>Adım 1.4'te yapıldığı gibi MTGS modelini üretin. Aynı anda sıcaklık ve stresi izlemek için FBG türü, bu iki sensör arasında 10 mm mesafe ile, bir fiber üzerinde iki ızgara bölgeleri de dahil olmak üzere fiber Bragg ızgara dizi sensörü vardır. NOT: Bu iki ızgara FBG-1 ve FBG-2 olarak tanımlanır. FBG-1 ve FBG-2'nin ilk Bragg dalga boyları sırasıyla 1545 nm ve 1550 nm'dir.</li>
	<li>Stres ve sıcaklığı izlemek için FBG-1'i sinterlenmiş cam silindire yerleştirin. Şekil 7a,b'de gösterildiği gibi, yalnızca sıcaklığı izlemek için FBG-2'yi camın dışına yerleştirin. Bu şekilde, FBG-1 hem sıcaklık hem de artık stres değişiminden etkilenir ve FBG-2 sadece sızdırmazlık camının sıcaklığından etkilenir.</li>
	<li>MTGS modelini optik fiberli fırına 2.2-2.3 adımlarında açıklandığı gibi yerleştirin. MTGS modelini gömülü bir FBG sensörüyle işlemek için standart ısıl işlem yöntemini kullanın.</li>
	<li>100 °C, 200 °C, 300 °C ve 400 °C sıcaklıklarını modele uygulayın ve her sıcaklığı 100 dk tutun.</li>
</ol>NOT: FBG-1, Bragg dalga boyu kayması ΔλB-1olarak aynı anda ifade edilen stres ve sıcaklığı izler ve FBG-2 şekil 8a,b'degösterildiği gibi ΔλB-2 ile sıcaklık değişimini izler. Bragg dalga boyu kayması ve ölçülen parametreler arasındaki ilişkiler aşağıdaki gibi gösterilmiştir:
<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/60064/60064equ03.jpg">
<img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/60064/60064equ04.jpg">
Nerede: termo-optik katsayısı, α optik fibertermal genleşme katsayısı ve ΔT deney öncesi ve sonrası sıcaklık değişimidir. Artık gerilimin neden olduğu ΔλB-3, ΔλB-2'den Δλ B-1'in çıkarılarak ayrılabilir (bkz. Şekil 8c). Bu yüksek sıcaklıklarda sızdırmazlık cam eşzamanlı sıcaklık ve stres izleme için demodülasyon yöntemidir.
4. Yüksek basıncın izlenmesi
NOT: MTGS yapısındaki basınç yüklerinin sızdırmazlık camındaki artık gerilim üzerinde etkileri olacaktır, bu nedenle gömülü FBG sensörlü MTGS modeli yüksek basınç değişimini izlemek için potansiyel bir yöntemdir.
<ol><li>Adım 2.2-2.3'te açıklandığı gibi FBG sensörü ile aynı MTGS modelini hazırlayın. FBG MTGS modeli ile iyi erimiş sonra, fırın modeli çıkarmak için pençe kullanın.</li>
	<li>Şekil9'da gösterildiği gibi, ısırık tipi tüp bağlantı parçaları ile FBG sensörü ile MTGS modelini yüksek basınçlı helyum boru hattına üretin. Sızdırmazlık yapısına değişen basınç yükleri dayatmak için valfi azaltan basınç la 1 MPa'dan 7 MPa'ya kadar basıncı ayarlayın.</li>
	<li>Bragg dalga boyu kayması ΔλB Şekil 10'dagösterildiği gibi kaydedilir. Aynı zamanda, ilgili kalıntı gerilim değişimi Denklem 1 ve Denklem 2kullanılarak hesaplanabilir.</li>
</ol>5. MTGS yapısının teorik analizi
<ol><li>MTGS yapısı için 3B modeli oluşturmak için modelleme yazılımını kullanın ve boyutlar deneysel modeli ve teorik modeli tutarlı tutmak için Tablo 1'den alınır.</li>
	<li>3B modelini sonlu elemanlar çözümleme yazılımına aktarın. Tablo2'de gösterildiği gibi çelik kabuk, sızdırmazlık camı ve Kovar iletkenine mekanik özellikler atayın.</li>
	<li>Tüm modelin ızgara türü Hex şeklidir (Bkz. Şekil 11). Sızdırmazlık cam ve çelik kabuk örgü yöntemi süpürme ve Kovar iletken yapılandırılmış yöntem le meshed olduğunu. Teorik sonuçların doğruluğunu garanti etmek için sızdırmazlık camının örgüsünü hassaslaştırın. Kovar iletken, sızdırmazlık cam ve çelik kabuk eleman sayısı sırasıyla 143700, 20350 ve 13400'tür.</li>
	<li>Statik çözümleme adımının ilk artışını, minimum artışını ve statik çözümleme adımının maksimum artışını sırasıyla 0,01, 1,00 x 10-8 ve 1,00 x 10-2olarak ayarlayın.</li>
	<li>Sızdırmazlık camı ve metal parçalar arasındaki arabirimlerin sınırlandırıldığından emin olun. İlk olarak, MTGS modelinin katılaşma ilerlemesini simüle etmek için değişen sıcaklık yükünü (370 °C'den 20 °C'ye) uygulayın. Bu işlemden sonraki gerilim dağılımı Şekil 12'degösterilmiştir.</li>
	<li>Termal yükler altında çevrimiçi izleme deneylerini simüle etmek için tüm modele farklı sıcaklıklar (100 °C'den 400 °C'ye kadar) uygulayın. Diğer koşullar altında, değişen basınç yükleri (1 MPa'dan 7 MPa'ya) yüksek basınç altında çevrimiçi izlemeyi simüle etmek için sızdırmazlık casına uygulanır. Sınır koşulları Şekil 13'tegösterilmiştir.</li>
	<li>Tüm modelin gerilim ve gerinim dağılımının sayısal sonuçları Şekil 14'tegösterilen hedef dosyadan elde edilir. Şekil13'te gösterilen sızdırmazlık camındaki analiz yolunu ayıklayın ve bu pozisyon Şekil 6a'daki FBG sensörleri için izleme yoludur ve FBG'nin ölçüm sonuçlarıyla karşılaştırma sağlayın.</li>
</ol>

<ol><li>Alves, F. J., Baptista, A. M., Marques, A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metal+and+ceramic+matrix+composites+in+aerospace+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Composite+Materials+for+Aerospace+Engineering%22%5BJournal%5D)">Metal and ceramic matrix composites in aerospace engineering.</a> Advanced Composite Materials for Aerospace Engineering. , 59-99 (2016).</li>
<li>Dai, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sealing+Glass-Ceramics+with+Near+Linear+Thermal+Strain%2C+Part+I%3A+Process+Development+and+Phase+Identification%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Ceramic+Society%22%5BJournal%5D)">Sealing Glass-Ceramics with Near Linear Thermal Strain, Part I: Process Development and Phase Identification.</a> Journal of the American Ceramic Society. 99 (11), 3719-3725 (2016).</li>
<li>Karmakar, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Glasses+and+glass-ceramics+for+biomedical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Functional+Glasses+and+Glass-Ceramics%22%5BJournal%5D)">Glasses and glass-ceramics for biomedical applications.</a> Functional Glasses and Glass-Ceramics. , 253-280 (2017).</li>
<li>Shekoofa, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+residual+stress+for+mismatch+metal%E2%80%93glass+seals+in+solar+evacuated+tubes%5BTitle%5D)+AND+%22Solar+Energy+Materials+and+Solar+Cells%22%5BJournal%5D)">Analysis of residual stress for mismatch metal–glass seals in solar evacuated tubes.</a> Solar Energy Materials and Solar Cells. 128, 421-426 (2014).</li>
<li>Lei, D., Wang, Z., Li, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+calculation+and+analysis+of+glass-to-metal+sealing+stress+in+solar+absorber+tube%5BTitle%5D)+AND+%22Renewable+Energy%22%5BJournal%5D)">The calculation and analysis of glass-to-metal sealing stress in solar absorber tube.</a> Renewable Energy. 35 (2), 405-411 (2010).</li>
<li>Lei, D., Wang, Z., Li, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+analysis+of+residual+stress+in+glass-to-metal+seals+for+solar+receiver+tube%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+%26+Design%22%5BJournal%5D)">The analysis of residual stress in glass-to-metal seals for solar receiver tube.</a> Materials & Design. 31, 1813-1820 (2010).</li>
<li>Dai, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sealing+glass-ceramics+with+near-linear+thermal+strain%2C+part+III%3A+Stress+modeling+of+strain+and+strain+rate+matched+glass-ceramic+to+metal+seals%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Ceramic+Society%22%5BJournal%5D)">Sealing glass-ceramics with near-linear thermal strain, part III: Stress modeling of strain and strain rate matched glass-ceramic to metal seals.</a> Journal of the American Ceramic Society. 100 (8), 3652-3661 (2017).</li>
<li>Hill, K. O., Meltz, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fiber+Bragg+grating+technology+fundamentals+and+overview%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Lightwave+Technology%22%5BJournal%5D)">Fiber Bragg grating technology fundamentals and overview.</a> Journal of Lightwave Technology. 15 (8), 1263-1276 (1997).</li>
<li>Prussak, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+residual+stress+development+in+FRP-metal+hybrids+using+fiber+Bragg+grating+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Production+Engineering+-+Research+and+Development%22%5BJournal%5D)">Evaluation of residual stress development in FRP-metal hybrids using fiber Bragg grating sensors.</a> Production Engineering - Research and Development. 12, 259-267 (2018).</li>
<li>Hu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigation+of+non-uniform+gelation+effects+on+residual+stresses+of+thick+laminates+based+on+tailed+FBG+sensor%5BTitle%5D)+AND+%22Composite+Structures%22%5BJournal%5D)">Investigation of non-uniform gelation effects on residual stresses of thick laminates based on tailed FBG sensor.</a> Composite Structures. 202, 1361-1372 (2018).</li>
<li>Colpo, F., Humbert, L., Botsis, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterisation+of+residual+stresses+in+a+single+fibre+composite+with+FBG+sensor%5BTitle%5D)+AND+%22Composites+Science+%26+Technology%22%5BJournal%5D)">Characterisation of residual stresses in a single fibre composite with FBG sensor.</a> Composites Science & Technology. 67 (9), 1830-1841 (2007).</li>
<li>Jin, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+embedded+FBG+sensor+for+simultaneous+measurement+of+stress+and+temperature%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Photonics+Technology+Letters%22%5BJournal%5D)">An embedded FBG sensor for simultaneous measurement of stress and temperature.</a> IEEE Photonics Technology Letters. 18 (1), 154-156 (2005).</li>
<li>Sampath, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymer-coated+FBG+sensor+for+simultaneous+temperature+and+strain+monitoring+in+composite+materials+under+cryogenic+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Optics%22%5BJournal%5D)">Polymer-coated FBG sensor for simultaneous temperature and strain monitoring in composite materials under cryogenic conditions.</a> Applied Optics. 57 (3), 492-497 (2018).</li>
<li>Kersey, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fiber+grating+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Lightwave+Technology%22%5BJournal%5D)">Fiber grating sensors.</a> Journal of Lightwave Technology. 15 (8), 1442-1463 (1997).</li>
<li>Mihailov, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fiber+Bragg+Grating+Sensors+for+Harsh+Environments%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors%22%5BJournal%5D)">Fiber Bragg Grating Sensors for Harsh Environments.</a> Sensors. 12 (12), 1898-1918 (2012).</li>
<li>Morey, W. W., Meltz, G., Weiss, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+in+fiber-grating+sensors+for+utility+industry+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+SPIE+-+The+International+Society+for+Optical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Recent advances in fiber-grating sensors for utility industry applications.</a> Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. , 90-98 (1996).</li>
<li>Jin, X., Yuan, S., Chen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+crack+propagation+monitoring+by+using+reflection+spectra+of+AFBG+and+UFBG+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+and+Actuators+A%3A+Physical%22%5BJournal%5D)">On crack propagation monitoring by using reflection spectra of AFBG and UFBG sensors.</a> Sensors and Actuators A: Physical. 285, 491-500 (2019).</li>
<li>Kakei, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+delamination+crack+tip+in+woven+fibre+glass+reinforced+polymer+composite+using+FBG+sensor+spectra+and+thermo-elastic+response%5BTitle%5D)+AND+%22Measurement%22%5BJournal%5D)">Evaluation of delamination crack tip in woven fibre glass reinforced polymer composite using FBG sensor spectra and thermo-elastic response.</a> Measurement. 122, 178-185 (2018).</li>
<li>Zhang, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Analysis+of+FBG+Central+Wavelength+Variation+with+Crack+Propagation+Based+on+a+Self-Adaptive+Multi-Peak+Detection+Algorithm%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors%22%5BJournal%5D)">The Analysis of FBG Central Wavelength Variation with Crack Propagation Based on a Self-Adaptive Multi-Peak Detection Algorithm.</a> Sensors. 19 (5), 1056(2019).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Yüksek sıcaklık ve yüksek basınçta MTGS yapısının sızdırmazlık malzemesinin gerilim ölçümü için kritik adımlar 1) ızgara bölgesisızma camın ortasında bulunan FBG sensörü ile MTGS modellerinin imalatı; 2) standart bir ısıl işlem süreci kullanarak tüm modelin ısıtma, ve model RT soğuduktan sonra, FBG sensörü iyi MTGS modeli ile erimiş olacak, ve artık stres Bragg dalga boyu kayması ile ölçülebilir; 3) değişen termal yükleri deneyimlemek için fırıniçine tam model yerleştirerek, ve online eşzamanlı sıcaklık ve stres izleme s...

Metal-to-cam sızdırmazlık disiplinlerarası bilgi (yani, mekanik, malzeme ve elektrik mühendisliği) birleştiren sofistike bir teknolojidir ve yaygın havacılık1, nükleer enerji2, ve biyomedikal uygulamalar da uygulanır 3. Organik malzeme sızdırmazlık yapılarına göre daha yüksek sıcaklık ve basınç dayanıklılığı gibi benzersiz avantajları vardır. Termal genleşme katsayısı (CTE) farkı göre, MTGS iki tipe ayrılabilir: eşleşen mühür ve uyumsuz mühür4. Eşleşen sızdırmazlık gelince, cte metal(α metal) ve sızdırmazlık cam (αcam)sızdırmazlık malzemeleri termal stresi azaltmak için hemen hemen aynıdır. Ancak, sert ortamlarda (yani, yüksek sıcaklık ve yüksek basınç) sızdırmazlık yapısının iyi hermeticity ve mekanik sağlamlığını korumak için, uyumsuz mühür eşleşen mühür daha iyi performans görüntüler. αmetal ve αcamarasındaki fark nedeniyle, MTGS yapısının yapıştırma işleminden sonra sızdırmazlık camında artık gerilim oluşturur. Artık gerilim çok büyükse (eşik değerini bile aşsa), sızdırmazlık camı çatlaklar gibi küçük kusurlar görüntüler. Artık gerilim çok küçükse, sızdırmazlık camı her meticity kaybeder. Sonuç olarak, artık stres değeri önemli bir ölçümdür.
MTGS yapılarında artık stresin analizi, dünya çapında birçok grubun araştırma çıkarlarını ortaya çıkarmıştır. Eksenel ve radyal stresin sayısal modeli ince kabukteorisi5'e dayalı olarak oluşturulmuştur. Sonlu elemanlar yöntemi, deneysel sonuçlar6,7ile tutarlı olan annealing işleminden sonra bir MTGS yapısının küresel stres dağılımını elde etmek için uygulanmıştır. Ancak, küçük boyut ve elektromanyetik girişim içeren sınırlamalar nedeniyle, birçok gelişmiş sensörler bu koşullar için uygun değildir. Girinti çatlak uzunluğu yöntemi MTG sızdırmazlık malzemesi artık stres ölçmek için bildirilmiştir; ancak, bu yöntem yıkıcı ve cam stres değişiklikleri gerçek zamanlı online izleme elde edemedi.
Fiber Bragg ızgara (FBG) sensörleri boyutu küçük (~ 100 μm) ve elektromanyetik girişim ve sert ortamlara dayanıklı8. Buna ek olarak, elyaf bileşenleri sızdırmazlık cam (SiO2)benzer, bu nedenle FBG sensörleri hermeticity ve sızdırmazlık malzeme yalıtımı üzerinde hiçbir etkisi yoktur. FBG sensörleri kompozit yapılarda kalan gerilim ölçümü ne uygulanmıştır9,10,11, ve sonuçlar iyi ölçüm hassasiyeti ve sinyal tepkisi gösterdiğini göstermiştir. Eşzamanlı sıcaklık ve stres ölçümleri bir optik fiber12,13üzerinde fiber Bragg ızgara dizileri ile elde edilebilir.
Bu çalışmada FBG sensörüne dayalı yeni bir protokol gösterilmiştir. Özel MTGS yapısı için uygun hazırlık, MTGS yapısının iyi hermeticity sağlamak için maksimum ısı sıcaklığı ayarlayarak keşfedilmiştir. FBG sensörü, ısıl işlemden sonra FBG ve camı birleştirmek için hazırlanan sızdırmazlık yoluna gömülür. Daha sonra, artık stres FBG Bragg dalga boyu kayması ile elde edilebilir. FBG sensörlü MTGS yapısı, değişen yükler altında artık gerilimin çevrimiçi olarak izlenmesini sağlamak için yüksek sıcaklık ve yüksek basınç ortamları altına yerleştirilir. Bu çalışmada, FBG sensörlü bir MTS yapısı üretmek için ayrıntılı adımlar özetlenmiştir. Sonuçlar bu yeni protokolün fizibilitesini göstermekte ve bir MTGS yapısının başarısızlık tanısıiçin temel oluşturmuştur.

<table><tbody><tr><td>ABAQUS</td><td>Dassault SIMULA</td><td>ABAQUS6.14-5</td><td>Sayısal simülasyon yapmak için kullanılan yazılım.</td></tr><tr><td>Fiber Bragg ızgara sensörleri</td><td>Femto Fiber Tec</td><td>FFT. FBG. S.00.02 Tek</td><td>apodized FBG</td></tr><tr><td>Füzyon birleştirici</td><td>Furukawa Bilgi Teknolojileri ve Telekomünikasyon</td><td>S123M12</td><td>FITEL'in füzyon birleştirici serisi, hem saha hem de fabrika birleştirme uygulamaları için mükemmel bir çözüm sunuyor mu?</td></tr><tr><td>Cam tozu</td><td>Shenzhen Sialom Advanced Materials Co., Ltd</td><td>LC-1</td><td>Bir tür düşük erime noktalı cam tozu (380?).</td></tr><tr><td>Grafit kalıp</td><td>Tsinghua Üniversitesi İşleme atölyesi</td><td>Grafit</td><td>Metalden cama yapının her bir parçasını yerleştirmek için kalıp.</td></tr><tr><td>Isıtma fırını</td><td>Tianjin Zhonghuan Elektrikli Fırın Technology Co., Ltd</td><td>SK-G08123-L</td><td>dikey borulu fırın</td></tr><tr><td>Kovar iletkeni</td><td>Shenzhen Thaistone Technology Co., Ltd</td><td>4J29</td><td>Metalden cama conta yapısında elektriksel penetrasyon için kullanılan yaygın bir malzeme</td></tr><tr><td>Optik sorgulayıcı</td><td>Wuhan Gaussian Optics CO., LTD</td><td>OPM-T400</td><td>FBG spektrum analiz modülleri</td></tr><tr><td>Pro/ Mühendis</td><td>Parametric Technology Corporation</td><td>PROE5.0</td><td>3D geometriyi kurmak için yazılım.</td></tr><tr><td>Çelik kabuk</td><td>Beijing Xiongchuan Technology Co., Ltd</td><td>316 paslanmaz çelik</td><td>Bir çeşit östenitik paslanmaz çelik</td></tr></tbody></table>

camdan metale sızdırmazlık yapılarının optimize edilmiş sızdırmazlık süreci ve gerçek zamanlı İzlemesi

Optimized Sealing Process and Real-Time Monitoring of Glass-to-Metal Seal Structures

Artık gerilim, camdan metale bir sızdırmazlık yapısının hermetiliğini ve sağlamlığını korumak için önemli bir faktördür. Bu raporun amacı, sızdırmazlık malzemelerinin yalıtımı ve hermetiliğini yok etmeden camdan metale bir sızdırmazlık yapısındaki artık gerilimi karakterize etmek ve ölçmek için yeni bir protokol göstermektir. Bu araştırmada femto-lazer yazılı fiber Bragg ızgara sensörü kullanılmıştır. Ölçülen camdan metale conta yapısı metal bir kabuk, sızdırmazlık camı ve Kovar iletkeninden oluşur. Ölçümleri değerli kılmak için, metalden cama mühür (MTGS) yapısının özel ısıl işlem yöntemi incelenir ve en iyi hermetisite ile model elde edilir. Daha sonra, FBG sensörü sızdırmazlık cam yoluna gömülü ve sıcaklık RT soğur gibi cam ile iyi erimiş olur. FBG Bragg dalga boyu cam sızdırmazlık üretilen artık gerilim ile kaydırın. Artık gerilimi hesaplamak için Bragg dalga boyu kayması ve gerinim arasındaki ilişki uygulanır ve sonlu elemanlar yöntemi de sonuçları güvenilir hale getirmek için kullanılır. Sızdırmazlık camında artık gerilimin çevrimiçi izleme deneyleri, bu protokolün işlevlerini zorlu ortamlarda genişletmek için yüksek sıcaklık ve yüksek basınç gibi farklı yüklerde gerçekleştirilir.

Şekil5'in sonuçlarından, yüksek basınç dayanımı na sahip MTGS modellerini üretmek için standart ısıl işlem araştırılır ve modeller muayeneleri (örn. ışık iletimleri, basınç dayanıklılığı, SEM, vb.) karşılayabilir. Böylece üretilen MTGS yapısı hermetisitenin zorlu ortamlarda tutulması için uygulanabilir.
FBG, MTGS yapısı ile iyi kaynaştırılabilir ve sızdırmazlık camındaki artık gerinim, Şekil6'da gösterildiği gibi ısıl işlemden sonra B...

Sızdırmazlık işlemini optimize etmek ve metalden cama (MTGS) yapısının gerçek zamanlı olarak izlenmesini sağlamak için gerekli prosedürler ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Gömülü fiber Bragg ızgara (FBG) sensörü, mtgs'de aynı anda çevresel basınç izleme ile sıcaklık ve üst düzey artık gerilimin çevrimiçi izlenmesini sağlamak üzere tasarlanmıştır.

Camdan Metale Sızdırmazlık Yapılarının Optimize Edilmiş Sızdırmazlık Süreci ve Gerçek Zamanlı İzlemesi

Residual stress is an essential factor to keeping the hermeticity and robustness of a glass-to-metal seal structure. The purpose of this report is to ...

Bu protokol, ilk kez metal-to-cam yapıların gerçek zamanlı eşzamanlı sıcaklık ve stres izleme gerçekleştirmek için kullanılabilir. Bu tekniğin en büyük avantajı, fiber Bragg ızgara sensörünün metalden cama yapının yalıtımı veya hermeticity'sini yok etmeden metalden cama yapısıyla iyi kaynaştırılmasıdır. Zhichun Fan ile prosedürü gösteren Kangjia Hu, INET bir usta öğrenci olacaktır.Toz haline getirilen toz, cam silindir kalıbına yaklaşık 1,1 gram toz dökün ve kalıbı pres makinesine yerleştirin. Camı cam silindire sıkıştırmak için, pres makinesini açın ve ortaya çıkan silindiri ortalanacak bir ısıtma fırınına yerleştirin. Isıtma fırınından ortalanmış cam silindiri çıkarın ve cam silindir, çelik kabuk ve Kovar iletkeni üretmek için grafit conta kullanın.Artık stres ölçümü için, ilk füzyon splicers tarafından bir FC konektörü ile bir OPTIK fiber başkanı sigorta ve dalga boyu ve FBG spektrumu demodüle etmek için bir sorgulayıcı ile FC konektör maç. FBG'yi, üretilen MTGS modelinin sızdırmazlık camına, camın içine tam olarak yerleştirilmiş FBG'nin ızgarası ile bir yola yerleştirin. Daha sonra, sadece sıcaklığı izlemek için sızdırmazlık cam yakınında başka bir FBG düzeltmek.Sorgulayıcıyı b

optimized-sealing-process-real-time-monitoring-glass-to-metal-seal

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Bu protokolde, teknolojinin dayandığı dikey yerinden mesajların microactuator dizi imalat, ve nasıl bu temel teknoloji, yüksek verimli mekanik dinamik hücre kültürü, hem de iki boyutlu ve üç boyutlu kültür yapmak için değiştirilebilir göstermektedir paradigmalar.

Mekanik Dinamik Hücre Kültürü için Microfabricated platformlar

Kaynak: Kurz, D. L. ve diğerleri. Gözenekli ortamlarda biyotıkanmayı incelemek için mikrofluidik platform. J. Vis. Exp. (2022)Video, biyofilm oluşumunu incelemek için mikrofluidik cihazın kullanıldığını gösteriyor. Mikrokanala bakteriyel bir süspansiyon getirilir ve ardından biyofilm gelişimi için kuluçka yapılır. Akış daha sonra yeniden başlatılır ve basınç izleme ile görüntüleme kullanılarak biyofilm oluşumu ve gözenek tıkanıklığı zamanla tespit edilir.

Biyofilm oluşumu sırasında gerçek zamanlı görüntüleme ve basınç takibi için mikrofluidik bir cihaz

Sızdırmaz femtolitre hacimli reaksiyon odalarına sahip mikrofabrikasyon bir cihaz tanımlanmıştır. Bu rapor, gen ekspresyonunda kalabalıklaşma ve hapsedilmenin rolünü anlamak amacıyla bu odacıkların içindeki hücresiz protein sentezi reaktanları mühürlemek için bir protokol içerir.

Hücre-serbest Biyoloji yapışmalı femtoliter Odası Diziler

Burada, polidimetilsiloksandan (PDMS) yapılmış çift katmanlı bir mikroakışkan sistemin imalatını ve çalışmasını açıklıyoruz. Bu cihazın, kristalin bir moleküler malzemenin koordinasyon yolunu yakalama, yönlendirme ve çip üzerinde hapsolmuş yapılar üzerindeki kimyasal reaksiyonları kontrol etme potansiyelini gösteriyoruz.

Mikroakışkan Pnömatik Kafesler: Bir In-yonga Kristal Bindirme, Manipülasyon için Yeni Yaklaşım ve Kontrollü Kimyasal Arıtma

Plastik mikrosıvısal cihazları imalatı için bir protokol ile şeffaf görünümü-liman görünür ve kızılötesi ışık görüntüleme için tanımlanır.

Görünüm-bağlantı noktaları görünür ve kızılötesi ışık şeffaf plastik mikrosıvısal cihazlar üretmek için yumuşak tekniğinde yordamı

Bu makalede, yüksek basınç koşullarına uygun iki mikroakışkan üretim tekniğinin karşılaştırmalı bir çalışması olan fotolitografi/ıslak gravür/termal yapıştırma ve Seçici Lazer kaynaklı Gravür (SLE) gibi karşılaştırmalı bir çalışma anlatılmaktadır. Bu teknikler, rezervuar koşullarında taşıyıcı anne ve kırık sistemlerde sıvı akışının doğrudan gözlemi için platformları oluşturmaktadır.

Kırık Konvansiyonel Olmayan Rezervuarlarda Mikroölçekli Süperkritik CO2 Köpük Taşımanın Yüksek Basınçlı Testlerinde Mikroakışkan Üretim Teknikleri

Burada sunulan protokol, yüksek basınçlı radyal elmas-örs-hücre deneylerini ve nanomalzemelerin mekanik mukavemetini geleneksel yaklaşıma önemli bir atılımla elde etmek için gerekli olan ilgili verileri analiz etmeyi açıklamaktadır.

Ultra İnce taneli metallerin mekanik dayanımının belirlenmesi

Bu protokol, çip üzerinde laboratuvar, mikroakışkan elektroporasyon cihazı oluşturmak için gereken mikrofabrikasyon tekniklerini açıklar. Deney düzeneği, sürekli bir akışta kontrollü, tek hücre düzeyinde transfeksiyonlar gerçekleştirir ve popülasyon tabanlı kontrol ile daha yüksek verimlere genişletilebilir. Hücre zarı geçirgenliğinin derecesini gerçek zamanlı olarak elektriksel olarak izleme yeteneğini gösteren bir analiz sağlanmıştır.

Sürekli akışlı, permeabilizasyon algılamalı mikro-elektroporasyon sisteminin imalatı ve işletilmesi

Burada sunulan, mekano-düğüm-gözenek algılama (mekano-NPS) adı verilen elektronik tabanlı bir mikroakışkan platform kullanarak tek hücreleri mekanik olarak fenotiplemek için bir yöntemdir. Bu platform, hücrelerin hem elastik hem de viskoz biyofiziksel özelliklerini ölçerken 1-10 hücre / s'nin ılımlı verimini korur.

Mekano-Düğüm-Gözenek Algılama: Çok Parametreli Tek Hücreli Viskoelastik Ölçümler için Hızlı, Etiketsiz Bir Platform

Bu protokol, polikarbonat ve silikon bileşenleri entegre eden hibrit mikrofluidik cihaz üretmek için üç basit mühürleme yöntemini tanımlar. Çözücü bağlanma, termal sıkıştırma ve mekanik sıkıştırma stratejilerini uygulayarak, hibrit mikrofluidik cihazlar için özel ekipmanlardan kaçınan güvenilir, düşük sıcaklık sızdırmazlık tekniklerini mümkün kılıyoruz.

Hibrit polikarbonat-silikon mikrofluidik cihazların yapım yöntemleri

Polidimetilsiloksan (PDMS) çip cihazlarının zarları için su geçirmez silikon bazlı contalar üretmek için yenilikçi bir sızdırmazlık protokolü. Laboratuvarlarda çip modelleri kurmak ve küçük ölçekli çip platformu geliştirme için tasarlanmıştır. Protokolü plastik ve doğal doku zarları kullanarak gösteriyoruz. Bu işlem yalnızca PDMS, toluen, küf, membran ve vakum odası gerektirir.

Esnek ve Güvenilir Yapıştırma için Erişilebilir Silikon Çip-Membran Sızdırmazlık Prosedürü

Öğrenin, metal-cam sızdırmazlık yapılarında fiber Bragg ızgarası sensörleri kullanarak sıcaklık ve gerilimi gerçek zamanlı izleme yöntemini. Bu teknik, sızdırmazlık bütünlüğünü koruyarak sensör entegrasyonu sağlar.

Camdan Metale Sızdırmazlık Yapılarının Optimize Edilmiş Sızdırmazlık Süreci ve Gerçek Zamanlı İzlemesi

Daha fazla video keşfet