Устройство измерения параметров дисперсной фазы для пескоструйного аппарата

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

Выходные соединители изолированы от корпуса генератора и линии питания переменного тока. Параллельная инжекция чаще используется для постоянного тока. Последовательная инжекция всегда используется на линиях питания переменного тока.

На рис. 1 и рис. 2 приведены осциллограммы одиночных импульсов.

Генератор формирует импульс - узкий переходной процесс с амплитудой от 5 до 100 вольт, частота повторения импульсов от 0.1 до 12 импульсов в секунду. Также имеется возможность установки полярности и мощности импульса. Импульсы могут комбинироваться в различные последовательности.

Параметры генератора:

- время нарастания: менее одной микросекунды на активной нагрузке 5 Ом;

- внутреннее полное сопротивление: приблизительно 0,5 Ом;

- ток через выходные клеммы генератора в режиме инжекции при последовательном соединении: 25 Ампер среднеквадратического значения на частоте 50 Гц или постоянном токе;

- питание: 220 вольт, 50 Гц, 0,8 ампер.

© Копылов Е. А., Мизрах Е. А., 2010

УДК 621.317.791

Д. В. Корнилин, М. В. Медведев Научный руководитель - И. А. Кудрявцев Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева, Самара

УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ ДЛЯ ПЕСКОСТРУЙНОГО АППАРАТА

Рассматривается метод и устройство прибора для измерения размеров и скоростей частиц песка в потоке воздуха и продуктов сгорания пескоструйного аппарата. Описан принцип действия устройства на основе фотоэлектрического метода измерения. Получены экспериментальные результаты по определению скоростей и размеров частиц на «горячем пуске» (пропан).

В современной обработке металлических изделий остро стоит вопрос о степени подготовки поверхности [1] перед нанесением лакокрасочных или антикоррозийных покрытий. Наиболее эффективной является обработка с помощью пескоструйного аппарата [2]. Эффективность обработки определяется режимом его работы, который может быть определен по параметрам дисперсной фазы (песка), а именно по скорости и размерам отдельных частиц [3]. Данная информация позволяет влиять на степень очистки поверхности [3]. В работе рассматривается устройство, позволяющее решать указанные задачи с помощью фотоэлектрического метода [4].

Анализируемая струя газового потока проходит через измерительный объем первичного преобразователя (IIII). с одной стороны которого установлен излучатель, а с другой приемник. Поскольку направление потока газа перпендикулярно оптической оси измерительной системы «излучатель-фотоприемник», то в месте их пересечения образуется измерительный объем. При наличии оптической неоднородности в измерительном объеме (например, механических примесей), на выходе фотоприемника появляется импульс напряжения, амплитуда которого пропорциональна квадрату диаметра частицы, а длительность - скорости:

и = к  ё2 ,

где и - амплитуда импульса от частицы, В; к - коэффициент пропорциональности, определяемый при калибровке, В/м2; ё - диаметр частицы, м.

Скорость определяется выражением:

Ь + ё

где V - скорость частицы, м/с; Ь - ширина диафрагмы измерительного объема, м; т - длительность импульса, формируемого частицей, с.

Длительность импульса, формируемого частицей, измеряется цифровым методом - заполнением интервала между его фронтами импульсами с известной высокостабильной частотой повторения.

Функциональная схема прибора представлена на рис. 1. В качестве излучателя оптической системы используются: светодиод инфракрасного излучения (СД), приемником излучения служит фотодиод (ФД). При попадании частиц механических примесей в чувствительный объем ПП освещенность фотоприемника изменяется, что приводит к формированию сигнала на его выходе. Электрический сигнал с фотоприемника преобразуется из тока в напряжение с помощью А1 с выхода которого сигнал поступает на усилитель А2. После усиления сигнал поступает на АЦП с источником опорного напряжения и0. После преобразования в цифровую форму сигнал обрабатывается процессором цифровой обработки сигнала (ПЦОС). Информация о числе, диаметре и скорости частиц передается на ПК по интерфейсу Я8-232.

Рис. 1. Функциональная схема УК-905

V =

т

Секция «Автоматика и электроника»

Рис. 2. Гистограмма распределения скоростей в зависимости от диаметра частиц

В результате проведенных экспериментов была получена гистограмма распределения скоростей частиц в зависимости от диаметра, приведенная на рис. 2.

Из рисунка видно, что максимальная скорость для частиц от 400 до 500 мкм составляет около 90 м/с, а также, что с увеличением размера частиц скорость их движения уменьшается.

Библиографические ссылки

1. ГОСТ 9.402-2004 Подготовка металлических поверхностей к окрашиванию. Переиздание. Взамен ГОСТ 9.402-80; Введен. с 01.01.2006. М. : Стан-дартинформ, 2006. С. 99.

2. Митряев К. Ф. Повышение эксплуатационных свойств деталей путем регулирования состояния поверхностного слоя при механической обработке. КуАИ, Куйбышев, 1986.

3. Буланова Е. А. Импульсные и энергетические характеристики недорасширенных двухфазных струй продуктов сгорания /Е. А. Буланова, А. Н. Первышин // Вестник Самар. гос. аэрокосм. ун-та. 2006. № 2 (10). С. 352-357.

4. Логвинов Л. М. Техническая диагностика жидкостных систем технологического оборудования по параметрам рабочей жидкости. М., 1992.

© Корнилин Д. В., Медведев М. В., Кудрявцев И. А., 2010

УДК 629.7.064.52

Д. К. Лобанов Научный руководитель - Е. А. Мизрах Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СТРУКТУР ИМИТАТОРОВ СОЛНЕЧНОЙ БАТАРЕИ С КВАЗИПРЯМОУГОЛЬНОЙ ВОЛЬТАМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ

Проведен сравнительный анализ двух структур имитаторов солнечной батареи по статическим и динамическим характеристикам.

Для проведения наземных испытаний бортового электрооборудования космических аппаратов (КА) широко используются имитаторы, воспроизводящие вольтамперную характеристику (ВАХ) солнечной батареи (СБ) [1].

Современные СБ на основе арсенида галлия имеют ВАХ, которую можно аппроксимировать двумя отрезками прямых с углом между ними близким к прямому [2]. В этом случае имитатор СБ (ИСБ) может иметь квазипрямоугольную ВАХ. Такой имитатор может быть построен без применения функционального преобразователя. Он имеет более простую структуру, более простой расчет и реализацию.

Квазипрямоугольная ВАХ получается путем переключения обратных связей (ОС) по току нагрузки

либо по напряжению в зависимости от величины сопротивления нагрузки. Имитатор содержит непрерывный регулирующий элемент (РЭ) и импульсный РЭ, который ограничивает мощность, выделяемую на непрерывном РЭ. Здесь возможны два варианта структуры имитатора: ИСБ с переключением ОС в непрерывной части и ИСБ с переключением ОС в импульсной части. В первом варианте структуры непрерывный РЭ стабилизирует напряжение либо ток нагрузки в зависимости от типа ОС, импульсный РЭ ограничивает ток через непрерывный РЭ. Во втором - непрерывный РЭ стабилизирует ток нагрузки, импульсный РЭ ограничивает ток через непрерывный РЭ либо стабилизирует напряжение нагрузки.