Nasıl Rotor Gauges Spinning için Vakum İlkbahar-taşıma Paketi kurmak için

Engineering

Your institution must subscribe to JoVE's Engineering section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Fedchak, J. A., Scherschligt, J., Sefa, M. How to Build a Vacuum Spring-transport Package for Spinning Rotor Gauges. J. Vis. Exp. (110), e53937, doi:10.3791/53937 (2016).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Büküm rotoru göstergesi (SRG) genellikle 1.0 Pa 1.0 x 10 -4 Pa aralığındaki vakum basınçları için ikincil ya da transfer standart olarak kullanılan bir yüksek vakumlu bir göstergesidir. Bu uygulamada, SRGS sık laboratuara nakledilir kalibrasyon. Olaylar bu şekilde kalibrasyon faktörü değiştirerek, rotor yüzey koşulları değiştirmek taşıma sırasında oluşabilir. Kalibrasyon istikrarı sağlamak için, bir yay-taşıma mekanizması genellikle rotor hareketsiz ve taşıma sırasında vakum altında tutmak için kullanılır. Nakliye sırasında hasar riskini en aza indirmek için tasarlanmış ambalaj kullanarak yay taşıma mekanizması taşımak için de önemlidir. Bu yazıda, ayrıntılı bir açıklama sağlam bir yay taşıma mekanizması ve nakliye konteynerini oluşturmak için nasıl verilir. Birlikte bu yay taşıma paketi oluşturur. Yay taşıma birimi düşürmek-testleri kullanılarak test edilmiştir ve performans iyi olduğu bulunmuştur. Mevcut bahar transpnakliye konteyner mekanizması ortak sırasında yaklaşık 100 g daha şoklar büyük karşılaşmazsınız olmasını sağlar iken ort mekanizma tasarımı, birkaç yüz g şoklar yaşandığında immobilize rotor tutar (g = 9,8 m / sn 2 ve yerçekimi nedeniyle ivme) nakliye aksilikler (endüstri standartlarına göre tanımlandığı gibi).

Introduction

Büküm rotoru göstergesi (SRG) 1.0 ila 1.0 x 10 -4 Pa aralığındaki vakum basınçları belirlemek için kullanılan bir yüksek-vakum ölçer Pa. Bu temelde iki daimi mıknatıs arasında asılı bir döner çelik top. Elektro-mıknatıslar belirli bir sıklıkta (genellikle 410 Hz) için, topu döndürmek için kullanılır, ya da "spin-up" vardır; top sonra serbest dönmesine izin verilir, ancak dönme hızı nedeniyle top yüzeyi ile vakum sistemindeki gaz moleküllerinin çarpışmaları zamanla azalacaktır. Vakum basınç çelik top ya da rotor yavaşlama hızına böylece ilgili 1 SRG temel unsurlarını göstermektedir. Rotor, bağlantı kablosu ile yüksük, baş ve elektronik kontrolör. Rotor, ya da top, operasyon sırasında yüksük içinde bulunan ve normalde tarafından ele değil de SRG kullanıcıya görülebilir. yüksük vakum sistemine bağlanmıştır. SRG çalıştırmak için, baş yüksük üzerinde kaydırılır.Baş rotor sürüş ve rotasyon algılama, iki daimi mıknatıslar ve dikey ve yatay stabilizasyonu için kullanılan tel bobinleri birkaç setleri içerir. Elektronik kontrolör, bir basınç ölçüm yapılabilir, böylece algılama bobininden sinyali yorumlar. İdeal yüzey koşulları bir rotor için, yavaşlama oranı temel fizik tarafından vakum basıncı ile ilgilidir. etkili bir uyum katsayısı olarak bilinen bir SRG bir kalibrasyon faktörü kullanılarak mutlak basınç ölçümleri yapmak için, tespit edilmesi gerekmektedir. Etkili konaklama katsayısı gibi pürüzlülük, adsorbe gazları ve çizikler gibi rotor gerçek yüzey koşullarına bağlıdır. Bu faktörler kullanımı boyunca stabil olma eğilimindedir. SRGS Ek ayrıntılar diğer kaynaklarda bulunabilir 1 -. 3

SRG mutlak vakum ölçümleri gerekli olduğu uygulamalarda kullanılır. sık sık, örneğin, kalibrasyon laboratuarlarımutlak vakum standart olarak SRGS kullanın. Bu durumda, yüksek vakumlu ölçer SRG edilene okuma karşılaştırarak kalibre edilmektedir. Buna karşılık, SRG standart periyodik olarak konaklama katsayısı yeniden belirlenecek olması birincil kalibrasyon laboratuvarına SRG nakliye kalibre edilmelidir. Birincil kalibrasyon laboratuarları gibi Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) olarak genellikle Ulusal Metroloji Enstitüleri vardır. Birincil laboratuvar birincil vakum standardı olan okuma karşılaştırarak SRG konaklama katsayısını belirler ve sonra da "ikincil" kalibrasyon laboratuvarına SRG döndürür. SRG de kalibrasyon laboratuvarları veya Ulusal Metroloji Enstitüleri arasında standartların karşılaştırılması için bir transfer standardı olarak kullanılmaktadır. Bu uygulamada, SRG çeşitli laboratuarlar arasında yurt içinde veya uluslararası taşınır - 4. 8 sevkiyat sırasında, olaylar o bir değişiklik konaklama katsayısı oluşabilir. sh önceipment rotor de süspanse edilmesi ve baş kaldırılır; Bundan sonra, rotor yüksük iç duvarına dayanır. Taşıma sırasında, rotor yüzeyi nedeniyle titreşim ve şoklara karşı rotor ve yüksük arasındaki mekanik hareketten değişebilir, ya da yüzey nedeniyle atmosferik gaz ve neme rotorun maruz kalma değişebilir. Bu değişiklikler konaklama katsayısının uzun vadeli istikrar etkiler. İdeal olarak, rotorun vakumla kalması ve nakliye sırasında hareketsiz olmalıdır.

Tarihsel olarak, SRGS SRGS uluslararası çeşitli kurumları arasında defalarca taşınmaktadır. 9 erken anahtar karşılaştırma sırasında ulusal metroloji enstitüleri arasında yer vakum standartlarının temel karşılaştırmalar transfer standartları olarak kullanılmaktadır, o bulundu ki uzun vadeli istikrar SRG konaklama katsayısı hem rotor hareketsiz ve vakum d altında tutulan bir yay taşıma mekanizması kullanılarak geliştirilebiliruring ulaşım. O zamandan beri 1,10, yay taşıma mekanizması uluslararası anahtar karşılaştırmalarda birçok kez kullanılmıştır. Tarihsel verilerin yeni bir çalışma, bu karşılaştırmaların% 90 stabiliteleri daha iyidir% 0.75 vardı ve% 70% 0.5 dengesini olduğunu göstermiştir. 9, bu nedenle, bir çok durumda, bir kararlılık verecek bir yay taşıma mekanizması kullanarak bir çok uygulama için yeterli olandan daha fazla.

Şimdiye kadar, bir bahar taşıma mekanizması oluşturmak için nasıl literatürde çok az rehberlik olmuştur. Bu cihazların erken sürümleri tamamen nedeniyle yetersiz dayanıklılık için tasarlanmış olan bir kombinasyonu, rotor hareketsiz başarısız bilinmektedir ve nakliye sırasında mishandled edilir. Bu ilk dersler hem sağlam bir yay taşıma mekanizması oluşturmak için, ve düzgün bir nakliye sırasında şok en aza indirecek şekilde paketlemek için önemli olduğunu göstermektedir. Bu, daha sonra nokta kritik ama genellikle ihmal olduğunu. Burada describ olacakuygun bir şekilde yapılmış taşıma paketine ek olarak güçlü bir yay nakil mekanizması inşaat e. Tasarım taşıma sırasında başarısızlık olasılığını en aza indirir dayanıklı yay taşıma paketinin inşaat sağlamak bir kaç basit test, mühendislik ilkelerine dayanmaktadır. Biz de tasarım sağlamlığı bizim testleri açıklar. Test yöntemlerinin ek detayları Fedchak ve ark bulunabilir. (2015). 11

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Bahar Nakliyat Mekanizması 1. Tedarikten Özel Olmayan Parçalar

  1. yaylar, dişli çubuk, tırnaklar, fındık ve pullar tedarik. Bu öğeler Belirli Malzemeleri / Ekipman Listesi'nde yer almaktadır. top tutucu imalat önce yaylar ve standoff'ları satın alın. Tüm malzemeler için (303 hariç) 18-8 paslanmaz çelik ya da tercihen 316 paslanmaz çelik, kullanın.
  2. rotor temin edin. Rotor 440C paslanmaz çelik veya E52100 alaşımlı çelikten imal çapındaki bir bilyalı 4.5 mm'dir.
  3. Belirli Malzemeleri / Ekipman Listesi'nde yer sağ açı vana tedarik.

Kargo Konteyner 2. Procure Malzemeleri

  1. koliyi temin edin. Bu başarıyla test olguların tip beri korunan girintiler ile rotasyonel kalıplı, polietilen sert kabuklu durumlarda kullanmak. Belirli Malzemeler / Ekipman Listesi durumda asgari iç mekan gereksinimlerini karşılar.
  2. ProcKöpük ambalaj URE.
    1. 2 # (32 kg / m3) poliüretan (ester) köpük temin edin. nakliye konteynerinin alt ve üst dolduracak kadar ester köpük satın alın. 5 cm yumurta karton ester köpük bir parça satın alın.
    2. 7,6 cm kalınlığında ve nakliye konteyner genişliğini ve derinliğini kapsayacak için yeterince büyük bir alana sahiptir 2 # (PE) polietilen köpük temin edin.

İlkbahar-taşıma Mekanizması 3. Tedarik ve Özel Parçaların Fabrikasyon

Not: Bu bölümde anlatılan özel parçaları Örnek çizim Şekiller 2-4'te verilmiştir.

  1. Üretmek ve iplik rotor göstergesi (SRG) yüksük / flanş üretimi için dükkana özel satıcıya ya da eve çizimleri gönderin. Kritik boyutları Şekil 2'de verilmiştir. Özel üretici ultra-yüksek vakum (UHV) üretim teknikleri ile aşina olmalıdır. yüksük bir imal edilmesi nispeten basittirND de birçok elektrik bileşeni şirketlerde yeteneği dahilindedir.
  2. Flanş SRG kafa tutmak kollarını Edinme (Şekil 1). Bunlar SRG elektronik kontrol ünitesi ile birlikte geliyor ticari SRG yüksük / flanş montaj kaldırılmış olabilir. Her tine bir kilit yıkayıcı ile tek bir cıvata (tipik bir metrik altıgen soket kafası) tarafından yerinde tutulur ve (örneğin, bir metrik altıgen anahtar gibi) uygun anahtarı kullanarak unbolting çıkarılabilir.
    1. Alternatif olarak, bir önceki aşamada olduğu gibi yüksük / flanş sağlayarak aynı satıcı tarafından bu imal, ancak ultra-yüksek vakum üretim teknikleri takip edilmesi gerekmez. Ticari SRG dişleri tam kopyalarını olun.
  3. Üretmek ve 8-32 tüm iplik damızlık (Amerikan standart donanım) sağ açılı vana üzerindeki M6 saplama bağlanmak için basit bir adaptör için çizimler gönderin. Şekil 3'e bakın.
  4. Üretmek ve top tutucu imalatı için çizimler gönderin. critical boyutları, Şekil 4'te verilmiştir. UHV üretim tekniklerine uygun olarak 316L paslanmaz çelik bilyalı tutucu imal. Yapışkanlık, bir yayın bir ucuna topu tutucu kaynak. Tack soğukluk bahar diğer ucunu kaynak. 5. bölümünde verilen temizleme prosedürüne uygun olarak tüm parçaları temizleyin.
  5. 5. bölümünde açıklandığı gibi 18 mm'lik bir uzunluğa 8-32 tüm iplik damızlık kesin ve temiz.

Özel Köpük Kesme-out 4. Fabrikasyon

  1. PE köpük yay taşıma mekanizması için bir cut-out olun. mümkün olduğunca yakından supap düzeneğinin hatlarını takip edin. keskin bir maket bıçağı kullanarak el ile bunu; alternatif, kontur profesyonel bir paketleme tedarikçisi tarafından kesilebilir.
  2. Valf üreticiler ve Şekil 2'de verilen yüksük / flanşlı boyutları tarafından verilen vana boyutları kullanın. Uçlarını (1.5 cm x 3.8 cm) sığabilecek yüksüğü için büyük bir alan kesin.

Vakum Bileşenleri 5. Temizlik

  1. Montaj öncesi ultra-yüksek vakum (UHV) için tüm vakum bileşenlerini temizleyin. şöyle önerilen temizleme yöntemidir.
    1. Nitril, Lateks veya vinil eldiven kullanarak vakum parçaları anlaştım. çıplak ellerle dokunmayın.
    2. hafif bir deterjan kullanarak temizleyin parçaları (örneğin malzemeler / ekipman listesinde yer alan) içinde çözüldü distile veya deiyonize su ve tüy bırakmayan bir bez.
    3. 20 dakika için ultra-ses temizleyici distile veya deiyonize su ve yerine çözündürüldü hafif bir deterjan banyosu içinde yer parçalar.
    4. iyice distile veya deiyonize su ile durulayın parçalar.
    5. 20 dakika için ultra-sonik temizleyici aseton ve yer ile parçaları örtün.
    6. aseton parçaları çıkarın. 20 dakika için ultra-sonik temizleyici etanol ve yer ile parçaları örtün.
    7. etanol parçaları çıkarın. distile veya deiyonize su ile iyice durulayın.
    8. Üfleme parçalarıkuru azot veya temiz, kuru hava ile kuru.
    9. parçalar 24 saat bir temiz oda kalitesi tüy bırakmayan bir bezle kuru hava edelim.

6. Bahar taşıma Mekanizması birleştirin

  1. Montaj sırasında, nitril, vinil veya lateks eldiven giyin. çıplak elle vakum parçalara dokunmayın.
  2. 8-32 somun, adaptör, cetvel veya kumpas için anahtarı için iğne burun pense, soket başlı sürücüsü: gerekli araçları toplayın. etanol ile temiz cetvel / mikrometre silin; 5. adımda prosedürü kullanarak tüm diğer araçları temizleyin.
  3. Gerekli parçaları toplayın: vana, yüksük, rulman, bilye tutucu / yay takımı, 18 mm uzunluğunda 8-32 damızlık, iplik adaptörü, fındık ve kilit pulları, 3 mm Allen anahtarı ve maskeleme (adım 3.5) bant. Şekil 5'e bakınız.
  4. Bahar Nakliyat Mekanizması Montaj:
    1. Tamamen durana kadar saat yönünde çevirerek dik açılı vanasını kapatın.
    2. Valf bağlantı noktaları üzerinden bakıldığında, M6 saplama centere belirlemekvalf yatağı d.
    3. M6 damızlık üzerine rahatça adaptörü vidalayın. mümkün olduğunca oturduğundan olarak adaptör almak portu üzerinden bir UHV temiz anahtarı veya pense takın.
    4. adaptörün diğer ucunu 8-32 saplamayı takın. kadar rahatça mümkün olduğunca sıkın. 8-32 damızlık adaptörü ile genişletmek ve M6 damızlık karşı itecektir.
    5. 8-32 damızlık ve daha sonra bir somunu kilit pulu yerleştirin. Temiz bir yuva sürücü veya pense kullanarak somunu sıkın. Valf kolay sıkma yapmak için bu adımı sırasında kapalı olabilir.
    6. 8-32 damızlık bir somun yerleştirin. neredeyse diğer ucundaki somunu dokunana kadar çevirin. 8-32 damızlık kilit pulu yerleştirin.
    7. soğukluk tarafından 8-32 damızlık yay / top-tutucu takın. kilit-pul dokunmadan kadar soğukluğu çevirin.
      Not: Aşağıdaki prosedür, bahar montaj uzunluğu ayarlaması kontrol bakınız Şekil 6 açıklamaktadır.
    8. Özel yüksük rotoru yerleştirin ve ac (a mıknatıs ile sabitleyinyüksük ucunda yerleştirerek ve maskeleme bandı ile sabitlemek ommercial SRG). Rotor yüksük sonunda artık.
    9. top tutucu topa değdiğinde durdurmak, ilkbahar / top-tutucu üzerinde yüksük kaydırın. Şekil 6'daki gibi kapak flanşı ile yüksük flanş arasındaki boşluğu ölçün.
      1. GAP, 2 mm ila 6 mm aralığında ise,) 6.4.10.2 adıma geçin. 3 mm bir nominal aralık idealdir, ama aralığında bir boşluk 2-6 mm yeterlidir. 2 mm'den küçük bir boşluk olarak kabul edilebilir değildir.
      2. yüksük / flanş düzeneğini çıkarın ve bir kenara koyun. boşluk daha küçük 2 mm ise, boşluk büyütmek için saat yönünün tersine soğukluk döndürün. boşluk daha büyük 6 mm olsaydı, boşluk daha küçük hale getirmek için dikme saat yönünde çevirin. 6.4.10 adıma geri dönün.
    10. yüksük / flanş düzeneğini çıkarın ve bir kenara koyun. boşluk daha küçük 2 mm ise, boşluk büyütmek için saat yönünün tersine soğukluk döndürün. boşluk daha büyük 6 mm olsaydı, st döndürmekandoff saat farkı daha küçük hale getirmek için. 6.4.10 adıma geri dönün.
    11. soğukluk karşı somunu sıkın.
    12. saat yönünün tersine çevirerek vanasını açın.
  5. Flanş birleştirin:
    1. maskeleme bandı ve mıknatıs kaldırma ve dikkatle rotor yüksük dışarı rulo izin vererek rotor çıkarın.
    2. yüksük özel flanş / arka tarafında sokulan bir kilit pulu ve cıvata kullanılarak flanş iki uçlarını takın. Kilit yıkayıcı ve cıvata ticari SRG tarafından sağlanmaktadır. Kilit yıkayıcı ve cıvata ultra yüksek vakum için temizlenmesi gerekmez.
    3. Bunlar Şekil 1 ve Şekil 9'daki gibi, birbirleriyle kare için kollarını döndürün.
    4. yüksük üzerinde SRG kafasını kayma ile doğruluk için kollarını kontrol edin. Kafa serbestçe üzerinde slayt gerekir.
    5. İki cıvataları son sıkılaştırma verin ve adım 6.5.3 deki gibi hizalama için tekrar kontrol edin.
    6. Bir yüksük geri rotoru yerleştirinmıknatıs ve maskeleme bandı ile sabitleyin d.
  6. Bahar Nakliyat Meclisi tamamlayın:
    1. Valf bağlantı noktasında bakır veya gümüş kaplama bakır conta yerleştirin.
    2. (Adım 6.5.6 IF zaten yüksük), yüksük içine Rotor.
    3. İlkbahar / top-tutucu üzerine flanş / yüksük aksamını kaydırın. vana odası takıldığında dişleri set-vida aşağı dönük olacak şekilde flanş yönlendirin.
    4. ¼-28 cıvata ve somun kullanarak, vana flanşı sabitleyin.
    5. vanasını kapatın.
    6. mıknatıs ve bant topu tutan çıkarın.

7. Kargo Container birleştirin

  1. Nakliye konteynerinin boyutu ester köpük kesin. köpüğün kalınlığı kabın yüksekliği bağlıdır. . Alt köpüğün 7.6 cm'lik bir minimum kalınlığa yerleştirin 7 Köpük düzeneğini göstermektedir.
  2. t üstünde PE köpük kesme yerleştirinO köpük ester.
  3. kapak ester köpük tabakası yerleştirin. Minimum kalınlığı. 7,6 cm 8 bahar taşıma mekanizmasının son yerleşimini göstermektedir gerekir. sevkıyat sırasında valf portu açık ucunu korumak için temiz alüminyum folyo ve (valfli geldi) plastik Sonlandırıcı kullanın.

8. Bahar taşıma Mekanizması kullanma

  1. Montaj ve rotor askıya:
    Not: Şekil 9 ekli kafa monte bahar taşıma mekanizmasını gösterir. İlk adım nakliye konteyner yay taşıma mekanizması kaldırmak olduğunu. Takip eden bölümde, okuyucunun iplik rotorlu göstergesi işlemi mevcut olduğu varsayılmıştır. denetleyicisi işletim Detayları kontrolör kılavuzdaki bulunabilir. Aynı zamanda okuyucu, yüksek vakum teknolojisi aşina olduğu varsayılır.
    1. yay taşıma mekanizması açık limanından Sonlandırıcı ve folyoyu çıkartın. iliştirmekBir DN 40 (CF 2,75 ") yeni bir bakır ya da gümüş kaplama bakır conta ve ¼-28 cıvata seti kullanılarak. vananın oryantasyon dişler yönlenmesine bağlı bir vakum odasına bağlantı noktasına açık liman. Doğru oryantasyon Şekil 9'da gösterilmiştir. aşağıya doğru ayar vidası noktaları ile tine. yüksük üzerinde kafa Kayma, yüksük yönlendirilmesi. 2 ° içinde dikey olmak bir seviyede yönünü kontrol edilmelidir.
    2. 10'dan az -3 Pa vakum odasına boşaltın. Yavaşça ilkbahar-taşıma mekanizması vanasını açın.
    3. kontrolöre kafasını takın. kontrolör açın ve topu askıya.
  2. İlkbahar-Taşıma Mekanizması De-montaj
    1. elektronik kumanda kullanarak rotor de askıya. kontrolörü kapatın.
    2. yay-taşıma mekanizması vanasını kapatın.
    3. kafasını çıkarın.
    4. vakum odası havalandırın.
    5. tarafından bahar taşıma mekanizması çıkarın valfi un-vidalamavakum odasından gelen bağlantı noktası.
    6. temiz folyo ve yay taşıma mekanizmasının açık bağlantı noktası üzerinden bir plastik Sonlandırıcı yerleştirin. nakliye konteyner içinde cut-out yerleştirin yay-ulaşım mekanizması.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Ticari SRG tüm bileşenleri Şekil 1'de gösterilmiştir. Bu süspansiyon ve pikap için kullanılan kalıcı mıknatıslar ve tel bobinleri içeren rotor, yüksük, baş ve elektronik kontrolör içerir. Küçük yay gösterilir (Şekil 1c) yüksük topu tutmak için kullanılır; Bu tespit Yaylı taşıma mekanizması kullanılmaz. Ticari kontrolör ve baş yay taşıma mekanizması kullanılır. Ticari yüksük gelen ayaklar kaldırılır ve yay taşıma mekanizması kullanılır, ya da bu basit parçaların bir kopyası imal edilebilirler. Rotor de kullanılabilir, veya malzeme listesinde belirtilen şekilde farklı bir bilye, kullanılabilmektedir. Şekil 2-4 mekanik çizimler bahar taşıma mekanizması oluşturmak için imal edilmelidir özel parçaların kritik boyutlarını verir. Şekil 4'te top-sahibidiryapışmayan bir yayın bir ucu üzerine kaynak ve yayın diğer ucu yapışma kaynaklı bir soğukluk etmektir. Yüksük hariç olmak üzere, yay taşıma mekanizması kurulması gereklidir parçaları her Şekil 5'te gösterilmiştir. Yay yazarlar tarafından önerilmiştir 2 mm, en az 3 mm nominal sıkıştırma sıkıştırılmalıdır. Şekil 6 Şekil prosedüründe tartışıldığı gibi bahar düzgün, sıkıştırılmış edilecektir ölçme tekniği belirlemek için.

Şekil 7 köpük ekler tipik bir montaj, Şekil 8 ulaştırma paketinde bahar taşıma mekanizmasını gösterir gösterir. Bir nakliye konteyneri her taraftan ve ucunda yay taşıma mekanizması çevreleyen köpük 7.6 cm yer açmak için yeterince büyük olduğunu seçilmelidir. Üst ve alt ve yanlardan PE köpüğün 7.6 cm'lik bir minimum, inci bulunan ester köpük 7.6 cm minimum kullanılarak152 cm düştü bile Şekil 10'da gösterildiği gibi yay taşıma mekanizması yaşadığı e şok az 100 g yapılacaktır. bahar taşıma mekanizması ambalaj zaman köpük sıkıştırılmış değil emin olmak için çok önemlidir. Bu çok kalın köpük kullanılarak kaynaklanabilir 11 daha az miktarda köpüğün sıkıştırılmasıyla etkisini göstermektedir. Şok yaklaşık% 40 arttırılır. Bu durumda, köpük 22 ¾ cm üzerinde yaklaşık 1 ¼ cm sıkıştırılmaktadır. Bizim prototip birinin üzerinde 180 damla testlerini yaptıktan sonra, biz bir nötron radyografisi görüntü açıkça tasarlanmış olarak çalışan yay taşıma mekanizması gösteren Şekil 12, aldı. Şekil 12'de kapak, bu prosedürde belirtilen valf farklı üreticiden olduğuna dikkat edin. Eski artık ticari olarak elde edilebilir. Son olarak, Şekil 9 monte edilmiş yay taşıma mekanizmasını gösterirkullanın.

34 kg (75 lbs) test için standart düşme yüksekliği 76 cm (30 inç) daha az paketleri, tipik sanayi kurallarına göre, ambalaj sektöründe yaygın bir uygulama olan testleri bırak ve. Makul bir tasarım hedefi iki kez bir damla testi için önerilen yüksekliği 152 cm, düştü zaman az 50 g şok 76 cm ve daha az 100 g düştü bahar taşıma mekanizması deneyim olduğunu. Sert rotasyonel durumlarda kalıp ve standart köpük iki tip yay taşıma mekanizması paket seçildi. Poliüretan (ester), köpük ve polietilen (PE), köpük paketleme için yaygın olarak kullanılan köpüklerdir. Farklı yoğunluklarda gelir ve genellikle anma yoğunlukları ile (32 kg / m 3) gibi 2 # köpük belirtilir. Ambalaj ticaret kılavuzları tarafından dayanmış maksimum şok temsil g (istenilen kırılganlık düzeyini gösteren eğriler vermekFarklı yüksekliklerden kutu bırakarak temsil eden farklı eğriler köpük kalınlığı karşı artifact). Örneğin, 0,77 N / cm 2 76 cm, 7,6 cm kalınlığında 2 # ester köpük ve 12.7 cm bırakılan kalınlığında 2 # PE köpük statik yük ile bir nesne yaklaşık 30 g şok vermek hem de eğer. çok az veya statik yük altında köpük sıkıştırma yok, böylece köpük hafifçe makul bir mesafe boyunca nesneyi yavaşlatmak için yeterli elastik, ama yeterince sert olmalıdır. Sıkıştırma şoku absorbe etme köpüğün yeteneğini tehlikeye atar. 2 # ester köpük yay nakil mekanizması üst ve alt kullanıldı ve Şekil 7'de gösterildiği gibi, 2 # PE köpük, kesme için kullanılmıştır. PE köpük kesiği için kullanıldığı neden statik yük nedeniyle çünkü daha küçük bir alana valfının ucunda kadar büyük olur.

Bırak testler Hızlanma takarak bahar taşıma paketi üzerinde gerçekleştirildiyay taşıma mekanizması ve farklı yüksekliklerde ve yönelimlerin paketi bırakarak erometer. 10 Şekil 7.6 cm ve 15.2 cm siyah 2 # PE köpük performansını gösterir. Görüldüğü gibi, daha kalın bir köpük 7,6 cm bir köpük daha iyi performans değil. Köpük fazla köpük ekleyerek yardımcı olmuyor, tam kalınlığı boyunca nesneyi yavaşlatmak için yeterince kalın bir kez olmasıdır. Bu nedenle 7,6 cm PE köpük iki taraf için yeterli olduğu sonucuna varılmıştır. üst ve alt, bir 2 # ester köpük 7.6 cm kalınlığında, gerekli ve yeterli olduğu bulunmuştur. Bu vana, iki ve daha hafif bir statik yük (daha büyük bölge) ile tutarlıdır. Yay-taşıma mekanizması kesme içinde hareket olmaz ki 5 cm kalınlığında yumurta karton tarzı ester köpük küçük bir parça da pad kesme alt kullanıldı. 11 köpük sıkıştırarak değil önemini göstermektedir Şekil. Köpük biraz sıkıştırılmış damla testlerde, şok oldudaha geniş. Olguların Farklı boyutlarda da test edilmiştir. Daha az dolgu ile küçük bir durumda daha büyük bir durumda daha küçük bir şok üretti bulunmuştur. İlk başta bu sonuç şaşırtıcı görünüyordu, ama köpük kalınlığının yeterli bir kez, daha fazla köpük ekleyerek daha iyi şok sonuç vermezse unutulmamalıdır. Bir hipotez bu büyük durumlarda daha hafif ve böylece enerjinin bir kısmını dağıtan, düştü daha fazla sıçrama beri düştü küçük vakalar daha az şok üretmek olmasıdır. Minimum iç boyutları, özellikle, 39.5 cm x 25.4 cm x 23 cm, her tarafında köpük 7.6 cm yay taşıma mekanizması çevreleyen kadar geniş olması gerekir.

yay taşıma mekanizması ile birçok damla testleri uygulandı. Rotor ve yüksük konik ucu arasındaki irtibat des olarak, oyunu ve özel olarak yapılmış bir deney yüksük geçen iki tel arasındaki elektriksel süreklilik giriş yaparak açılan testleri sırasında izlendiBiz damla testlerinin herhangi esnasında rotoru tutmak için yay mekanizması bir hata gözlemlemek vermedi Referans 11'de açıklanan şekilde. Şekil 12 yay taşıma mekanizması NIST tarafından inşa edilmiş ve 180 üzerinde açılan testlerine tabi bir nötron grafisinde 12 göstermektedir. grafisinde görüntüde görülebileceği gibi, yay taşıma mekanizması fonksiyonları bile pek çok kez bırakılan sonra tasarlandığı gibi. Burada özetlenen prosedürleri izleyerek, sağlam bir yay taşıma paketi rotor göstergeleri iplik uzun vadeli istikrar üzerindeki taşıma etkilerinin en aza indirilmesi yeteneğine sahip olduğunu oluşturulabilir.

Şekil 1
. Şekil 1: Tipik bir İplik Rotor Gauge Elements Bu resim dönen rotor ölçerin tüm öğeleri gösterir: (a) çelik bilye veya rotor; Rotor (ticari versiyon) içeren (b) yüksük,flanş kenarında iki dikdörtgen parça kafası düzeneğini tutun "dişler" dir; (C) rotor için yayı tutma (yay-taşıma mekanizması kullanılmaz); (D) baş ve kablo montaj; (E) elektronik kontrol.

şekil 2
Şekil 2: Özel Yüksük Mekanik Çizim Kritik boyutlar gösterilir ve (1 inç = 25.4 mm) Amerika Birleşik Devletleri geleneksel birimler verilmiştir.. Tüm toleranslar 0.005 inç (0.1 mm) 'dir. A * .step dosyası bir ek dosya olarak yer almaktadır. Bölüm 316L paslanmaz çelik, Ra16'nın bitirmek (mikro-inç; RA 0.4 mikron) yapılmalıdır. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 3,
Şekil 3: Konu Adaptörü Mekanik Çizim Kritik boyutlar gösterilir ve (1 inç = 25.4 mm) Amerika Birleşik Devletleri geleneksel birimler verilmiştir.. Tüm toleranslar 0.005 inç (0.1mm) bulunmaktadır. A * .step dosyası bir ek dosya olarak yer almaktadır. bölüm 316L paslanmaz çelikten yapılmış olmalıdır; ipler tip 2A vardır. M6 Konu 1 mm sahası vardır. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 4,
Şekil 4: Top sahibi Mekanik Çizim Kritik boyutlar gösterilir ve (1 inç = 25.4 mm) Amerika Birleşik Devletleri geleneksel birimler verilmiştir.. Tüm toleranslar 0.005 inç (0.1mm) bulunmaktadır. A * .step dosyası bir ek dosya olarak yer almaktadır. bölüm ma olmalı316L paslanmaz çelik, Ra16'nın bitirmek (mikro-inç; RA 0.4 mikron) ve de. keskin kenarlı, bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 5,
Şekil 5:. Bahar Ulaştırma Mekanizmasının Elemanları montaj için (sağdan sola), gösterilen parçalar şunlardır: Vana, iplik adaptörü, kilit yıkayıcı, fındık, kesme 8-32 damızlık, fındık, kilit yıkayıcı, top -holder / yay takımı ve 4.5 mm rotor.

Şekil 6,
Şekil 6:. Top-Holder mesafe ayarlama yay taşıma mekanizması monte ettikten sonra, yüzyılın sonu aday bir mıknatıs ile rotor emniyete, özel yüksük rotoru yerleştirin vanasını kapatıntop tutucu / bahar üzerinde yüksük yerleştirin sonra imble ve. boşluk 2 mm en az, ama en fazla 6 mm ölçmek gerekir.

Şekil 7,
Şekil 7:. Köpük Meclis koyu gri PE köpük kesme temsil açık gri dikdörtgenler ester köpük vardır.

Şekil 8,
Şekil 8:. Ulaşım paketinde bahar taşıma mekanizması yay taşıma mekanizması PE köpük bir cut-out içine seçimdir. Ester Köpük PE köpüğün altında durumda kapak kullanılır. ester, köpük daha büyük 7.6 cm kalınlığındadır. olgu döndürülerek şekillendirilmiş sert kabuklu durumdur.

Şekil 9,
Şekil 9: ilkbahar-transport mekanizması bir vakum odasına monte edilir. gösterildiği gibi, yay taşıma mekanizması, baş ° 2 olan dik olduğu şekilde vakum odasına monte edilmelidir.

Şekil 10,
Şekil 10:. PE Köpük Yükseklik karşı Şok PE köpük iki farklı kalınlıkları için şok düşüş yüksekliği bir fonksiyonu olarak gösterilmiştir. 76 cm damla yükseklikte ortalama şok 50 g yakındır, fakat standart sapma ile ölçülen verilere dağılım (belirsizlik çubukları olarak gösterilen) yaklaşık% 10'dur. Hatta 152 cm damla yükseklikte, şok az 100 gr ve iyi yay tutma kuvveti içindedir.

Şekil 11,
Şekil 11: sıkıştırılmış köpük etkisi köpük sıkıştırma ° arasında küçük bir miktar.Rades, sıkıştırılmış köpük, daha büyük bir şok değerleri ile görüldüğü gibi, şok azaltmak için bir köpük kabiliyeti.

Şekil 12,
Şekil 12:. Yaylı nakil mekanizması Nötron radyografi: (a) açık konumda iken kapak olup, (b), güzel koni şekilli bilyalı sahibinin tepesi yakalanan rotor gösteren kapalı konumda vana, ve yüksük. radyografi görüntüsü alınmıştır önce gösterilen yay taşıma mekanizması 180'den fazla kez düştü. Bu rakam daha önce rotor göstergeleri iplik için Fedchak, JA, Scherschligt, J., Sefa, M., Phandinh, N. Building yay taşıma paketi yayımlandı. J. Vak. Sci. Technol. A. 33 (3), 033.201 (2015); Creative Commons Attribution 3.0 Unported Lisansı uygun olarak kullanılır.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Amaç, rotor taşıma sırasında hareketsiz kalır öyle ki yeterli bir tutma kuvvetine sahip yay taşıma mekanizması tasarlamaktı. Sağlam yay taşıma mekanizmasının tasarlanması, örneğin sert bir yüzeye uzun boylu yükseklikten mekanizması bırakarak büyük bir şok üretebilir, çünkü rotor hareketsiz kalacaktır sigortalamak için yeterli değildir. rotor üzerinde kuvvet büyük ölçüde, böylece şok azaltarak, paket içinde bir mesafe üzerinden yavaşça yavaşlamaya şekilde yay taşıma mekanizması ambalaj azaltılabilir. Bırakılan şok olarak adlandırılır ve tipik olarak ağırlık, g ivme cinsinden ölçüldüğü zaman darbe kuvveti Bir ​​nesneye. Bir nesne yüksekliği h düştü ve bir mesafe d üzerine yavaşlar ise, şok x g sadece (y / d) 'dir. Örneğin, bir amacı, 1 m yükseklikten düşerek ise 1 cm, s bir mesafede yavaşlar olannesne yaşadığı diz 100 gramdır. Bu örnek, iyi paketlenmiş bir nesne Taşıma sırasında bırakıldığında biz bekleyebilirsiniz şok makul bir tahminini temsil eder. Bu nedenle ilkbahar-taşıma mekanizması en az 100 g şok sırasında hareketsiz rotor tutmak için tasarlanmıştır. Bunu başarmak için zor değildi. tamamen kapalı valf ile 3 mm sıkıştırılmıştır 3 N / mm, bir yay sabitine sahip kaynak. Rotor kütlesi 0.37 g ve top tutucu kütlesi bu şekilde sıkıştırılmış bir yay birkaç yüz gramlık bir tutma kuvvetini ürettiği, 0.55 g idi. yay uzunluğundan, en az 2 mm'lik bir sıkıştırma kolay elde edildiği gibi görünüyor; Ancak, biz puntalama tarafından üretilen ısı uçları yakın yay aralığının azaltılması hafifçe yayı kısaltmak eğiliminde olduğunu fark ettim. Konik biçimli yüksük ve top-tutucu topu yüksüğü eksenine göre yanal olarak hareket vermemesi. yüksük özel ma gerekiyorduiki nedenden ötürü de: İç uç konik topu sınırlamak için şekillendirilecek tasarlanmış ve uzunluk vana kapandığında yay uygun sıkıştırma elde edeceğini böyle olması gerekiyordu. Vana inme toplam doğrusal valf yatağı yerinden ve yüksük uzunluğu belirlenmesinde kritik önem taşımaktadır. marka veya valf modeli malzemeleri listesinden valf farklı kontur vardır seçilir, farklı bir yüksük uzunluğu gerekli olabilir. Bu uygulamada seçti valf kapatmak için bir tork anahtarı gerektirmez, 1.000 'den fazla kapanması belirtilen ve bu uygulama için idealdir, bahar montaj için elverişli bir konuma sahip saplamayı sahiptir. Aşağıda sunulan testlerimiz işaret Son olarak, kilit pulları ve sıkı montaj kullanımı, cihazların sağlamlığı garanti eder.

Daha önce belirtildiği gibi, diğer kurumlar yapılmış ve yay taşıma mekanizmalarını kullandık. nasıl bu Oth literatüründe çok az bilgi bulunmaktadırer versiyonları tasarlanmış veya test edildi. yay taşıma mekanizmasının bu diğer sürümlerini kullanan taşınan iplik rotorlu göstergeleri uzun vadeli istikrar tarihsel kanıtlar SRG konaklama katsayısı korunmasında etkili olduğunu göstermektedir tasarlanmış ve yaptığı gibi yay taşıma mekanizması çalışır şartıyla taşıma sırasında rotor hareketsiz başarısız değil. Burada sunulan NIST sürümü titizlikle dayanıklılığı test edilmiş ve SRG konaklama katsayısı en az yanı sıra önceki sürümleri korumak için bekleniyor. Ayrıca, darbe en aza indirmek için bu şekilde yay taşıma mekanizması ambalaj önemi literatürde tartışılmıştır edilmemiştir. Burada detaylı özellikleri ve talimatlar bahar taşıma mekanizması paketini nasıl verilmiştir. Yukarıdaki bölümde sözü edilen bırakma testi dizayn edilmiş olan paketleme şok azaltacağını göstermektedir.

Diğer yöntemler, genellikle kullanılanRotor göstergeleri iplik taşımak için. NIST kalibrasyon hizmetinin müşterileri için kullanılan en yaygın yöntem harici mıknatıs kullanarak yüksük için rotor güvence altına almaktır. Başka bir yöntem yüksük Rotoru çıkarın ve bir cam şişeye koyun veya alüminyum folyo ya da tüy bırakmayan bir bezle rotoru sarılmasıdır. NIST tekrar kalibrasyon ile 70 müşteri rotor bir çalışma ortalama tekrarlanabilirlik% 0.94 olduğunu belirtti. 13 Daha önce işaret ettiği gibi, yay taşıma mekaniği için tarihsel veriler zaman% 90, rotorlar Tekrarlanabilirlik en iyi daha 0.75% vardı belirtti intercomprisons içinde rotorlar uluslararası birden çok kez sevk edildiği. mükemmel denge sonuçlar vermiştir gemi rotor için kullanılan bir diğer nakliye yöntemi rotor el-taşımaktır. Ne yazık ki, bu yöntem, çoğu durumda pratik değildir.

protokolde tasarım mevcut belirtilen valf modeli ve tipine özgüdür. Diğer valfler bizi olabilirEd, ancak tasarım değiştirmek gerekli olabilir. Özellikle, yüksük ihtiyaçları uzunluğu vanasının tamamen kapalı olduğunda yay en az 2 mm sıkıştırır şekilde vana inme karşılamak için ayarlanabilir. Buna ek olarak, yay teçhizatı için uygun bir montaj sahip bir valf seçmek gereklidir; tüm vanalar gibi özelliklere sahip.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgements

Yazarlar nötron radyografi ile bize yardımcı olmak için NIST nötron görüntüleme tesisi enstrüman bilim adamı Dr. Daniel Hussey yardım için teşekkür ederiz.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Spring, 3 N/m Lee Spring (www.leespring.com) LC 042C 18 S316 Outside diameter 0.240 in, Wire Diameter 0.042 in, Rate 17.1 lb⁠/⁠in, Free Length 2.25 in, Number of Coils 29.3
8-32 threaded rod, 316 stainless steel McMaster-Carr (www.mcmaster.com) 90575A260 Type 316 Stainless Steel Fully Threaded Stud 8-32 Thread, 3" Length.  Cut to length specified in protocol
standoffs, 8-32 Screw Size McMaster-Carr (www.mcmaster.com) 91125A140 18-8 Stainless Steel Female Threaded Round Standoff, 1/4" OD, 1/4" Length, 8-32 Screw Size
nuts, 8-32 McMaster-Carr (www.mcmaster.com) 90205A309 316 SS Undersized Machine Screw Hex Nut 8-32 Thread Size, 1/4" Width, 3/32" Height
Split Lock-Washers, 316 Stainless Steel McMaster-Carr (www.mcmaster.com) 92147A425 Type 316 Stainless Steel Split Lock Washer NO. 8 Screw Size, .3" OD, .04" min Thick
Steel Rotor McMaster-Carr (www.mcmaster.com) 9292K38 Bearing-Quality E52100 Alloy Steel, Hardened Ball, 4.5 mm Diameter
Right-Angle Valve VAT Valve (www.vatvalve.com) 54132-GE02-0001 Easy-close all-metal angle valve, DN 40 (1.5")
Shipping Container Allcases, Reekstin & Associates (www.allcases.com) REAL1616-1205 Zinc Hardware w/Zinc Handles, Rotationally Molded, light-weight, high-impact, Polyethylene Case with protected recessed hardware.  15.75" x 15.88" x 16.45"
Ester Foam Carry Cases Plus (www.carrycasesplus.com) ES-PAD 3" Thick 3" Thick, 2 lb Charcoal Ester Foam Pad, 24" x 27".
Ester Foam Carry Cases Plus (www.carrycasesplus.com) ES-PAD 1" Thick 1" Thick, 2 lb Charcoal Ester Foam Pad, 24" x 27".
Egg-carton ester foam Carry Cases Plus (www.carrycasesplus.com) ES-CONV ES-CONV, 2 lb, 24" x 27" x 1 1/2".  "egg-crate" ester foam. 
Foam Cutout, PE foam Willard Packaging Co. (www.willardpackaging.com) Custom Foam Cutout.
Spinning Rotor Gauge  MKS Instruments (www.mks.com) SRG-3 Controller, head, and thimble.  Custom thimble must be used for the spring-transport mechanism
Custom thimble MDC vacuum Inc. (www.mdcvacuum.com) drawing must be submitted for custom part
Detergent Fisher Scientific Co (www.fischersci.com) 04-320-4 Sparkleen 1 Detergent
Acetone Fisher Scientific Co (www.fischersci.com) A18-S4 Acetone (Certified ACS)
Ethanol Warner-Graham Company (www.warnergraham.com) 190 proof USP 190 Proof USP ethyl alcohol
Bolt set for valve Kurt J. Lesker (www.lesker.com) TBS25028125P B,N&W set, 12 point, (25)1/4-28 x 1.25", for 2.75" thru, silver plat
Silver-plated copper gaskets Kurt J. Lesker (www.lesker.com) GA-0275LBNSP
Spring Assembly (welding) Omley Industries, Inc. (www.omley.com) N/A The machine work and welding were done in NIST's shop. However, Omley industries was used as an alternative for welding the spring assembly.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Fremerey, J. K. The spinning rotor gauge. J. Vac. Sci. Technol. A. 3, (3), 1715-1720 (1985).
  2. Jousten, K. Chapter 13, Total Pressure Vacuum Gauges. Handbook of Vacuum Technology. Jousten, K. Wiley-VCH. Weinheim. 573-583 (2008).
  3. Berg, R. F., Fedchak, J. A. NIST Calibration Services for Spinning Rotor Gauge Calibrations. NIST Special Publication. 250-293 (2015).
  4. Messer, G., et al. Intercomparison of Nine National High-vacuum Standards under the Auspices of the Bureau International des Poids et Mesures. Metrologia. 26, 183-195 (1989).
  5. Jousten, K., et al. Results of the regional key comparison Euromet.M.P-K1.b in the pressure range from 3 x 10 Pa to 0.9 Pa. Metrologia. 42, (1A), 07001 (2005).
  6. Jousten, K., Santander Romero, L. A., Torres Guzman, J. C. Results of the key comparison SIM-Euromet.M.P-BK3 (bilateral comparison) in the pressure range from 3 x 10 Pa to 0.9 Pa. Metrologia. 42, (1A), 07002 (2005).
  7. Yoshida, H., Arai, K., Akimichi, H., Hong, S. S., Song, H. W. Final report on key comparison APMP.M.P-K3: Absolute pressure measurements in gas from 3 x 10 Pa to 9 x 10 Pa. Metrologia. 48, (1A), 07013 (2011).
  8. Fedchak, J. A., Bock, T. h, Jousten, K. Bilateral key comparison CCM.P-K3.1 for absolute pressure measurements from 3 x 10 Pa to 9 x 10 Pa. Metrologia. 51, (1A), 07005 (2014).
  9. Fedchak, J. A., Arai, K., Jousten, K., Setina, J., Yoshida, H. Recommended practices for the use of spinning rotor gauges in inter-laboratory comparisons. Measurement. 66, 176-183 (2015).
  10. Rohl, P., Jitschin, W. Performance of the spinning rotor gauge with a novel transport device as a transfer standard for high vacuum. Vacuum. 38, (7), 507-509 (1988).
  11. Fedchak, J. A., Scherschligt, J., Sefa, M., Phandinh, N. Building a spring-transport package for spinning rotor gauges. J. Vac. Sci. Technol. A. 33, (3), (2015).
  12. Hussey, D. S., Jacobson, D. L., Arif, M., Coakley, K. J., Vecchia, D. F. In Situ Fuel Cell Water Metrology at the NIST Neutron Imaging Facility. J. Fuel Cell Sci. Technol. 7, (2), 021024 (2010).
  13. Chang, R. F., Abbott, P. J. Factors affecting the reproducibility of the accommodation coefficient of the spinning rotor gauge. J. Vac. Sci. Technol. A. 25, (6), 1567-1576 (2007).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics