ORANSAL BASINÇ REGÜLATÖRLERİ

Reçine bazlı fiber kompozitlerin geçirgenliği, gaz akış davranışını ve dolayısıyla malzeme performansını karakterize eden kritik bir parametredir. Kararlı durum geçirgenlik testi, malzemenin iki ucu arasında kararlı ve yüksek hassasiyetli bir Basınç Farkı (Delta P) uygulayarak ve Darcy Yasasına göre akışı ölçerek bu davranışı belirler. Özellikle yıldızlararası ortamı simüle etmek için geniş aralıkta ayarlanabilir ve kararlı bir vakum basınç farkı oluşturulması teknik bir zorluktur.

Bu zorluğu çözmek için, numunenin her iki tarafındaki basınçları (PU – Yukarı Akış Basıncı ve PD – Aşağı Akış Basıncı) bağımsız olarak ve yüksek hassasiyetle kontrol eden çift kapalı döngü bir sistem önerilmektedir.

​1. Sistemin Yapısı ve Bileşenleri

Sistem, numunenin yukarı akış ve aşağı akış tampon odaları için donatılmış iki özdeş vakum kontrol sisteminden oluşur. Bu bağımsız kontrol, numune üzerindeki kararlı basınç farkını (Delta P = PU – PD) keyfi olarak ayarlama ve sürdürme yeteneği sağlar.

Bileşen	Model/Aralık	Teknik Özellikler
Vakum Göstergeleri	1 Torr ve 1000 Torr (Çift)	Ölçüm hassasiyeti: Okumanın +/- 0.25%’i
Oransal Basınç Regülatörleri	NCNV-20 ve NCNV-120	Lineerlik: 0.1% ile 2%, Tekrarlanabilirlik: 1%, Tepki Süresi: 1 sn
Kontrolör	Çift Kanallı Vakum Basınç Kontrolörü	Bağımsız PID, 24-bit AD, 16-bit DA, 0.01% min. çıkış gücü

​Kontrolör Bağlantıları (Her Bir Tampon Odası İçin)

Dual-Channel (Çift Kanallı) kontrolör, tek bir tampon odasındaki geniş vakum aralığını yönetmek için çapraz bağlanmıştır ve kontrol modları arasında otomatik geçiş sağlar:

• Giriş Kanalı 1: 10 Torr aralığındaki Vakum Göstergesi’ne bağlıdır (Yüksek vakum ölçümü).

• Giriş Kanalı 2: 1000 Torr aralığındaki Vakum Göstergesi’ne bağlıdır (Düşük vakum ölçümü).

• Çıkış Kanalı 1: Hava giriş akışını düzenlemekten sorumlu KaoLu’nun Oransal Basınç Regülatörüne bağlıdır (Intake Regülatörü).

• Çıkış Kanalı 2: Egzoz akışını düzenlemekten sorumlu KaoLu’nun Oransal Basınç Regülatörüne bağlıdır (Egzoz Regülatörü).

2. İki Aşamalı Kapalı Döngü Vakum Kontrol Stratejisi

Hassas kontrol, farklı vakum aralıklarında en kararlı kontrol modunu benimseyen Dinamik Denge Yöntemi kullanılarak gerçekleştirilir. Kontrolör, ayarlanan basınca göre otomatik olarak aşağıdaki iki moddan birine geçer:

​A. Düşük Vakum Aralığı Kontrolü (10 Torr ile 1000 Torr)

Bu aralıkta, Egzoz Ayarlama Modu (Downstream Kontrolü) benimsenir:

1. Giriş (Intake) Regülatörü (Çıkış 1): Hava giriş akış düzenlemesinden sorumlu Regülatör, hava giriş akışını sabit tutmak için sabit bir açıklığa (%X) ayarlanır.

2. Egzoz (Exhaust) Regülatörü (Çıkış 2): Egzoz akış düzenlemesinden sorumlu Regülatör, ölçülen basınç (Giriş 2’den gelen 1000 Torr göstergesi) ile set değeri karşılaştırılarak PID algoritması aracılığıyla otomatik olarak kontrol edilir.

Bu, ortam basıncına yakın yerlerde kararlılığı artırır.

​B. Yüksek Vakum Aralığı Kontrolü (0.1 Torr ile 10 Torr)

Bu aralıkta, Hava Giriş Ayarlama Modu (Upstream Kontrolü) benimsenir:

1. Egzoz (Exhaust) Regülatörü (Çıkış 2): Egzoz akış düzenlemesinden sorumlu Regülatör, tam hızda egzoz sağlamak için 100% sabit bir açıklığa ayarlanır.

2. Giriş (Intake) Regülatörü (Çıkış 1): Hava giriş akış düzenlemesinden sorumlu Regülatör, ölçülen basınç (Giriş 1’den gelen 10 Torr göstergesi) ile set değeri karşılaştırılarak PID algoritması aracılığıyla otomatik olarak kontrol edilir.

Bu, düşük basınç seviyelerinde numune boşluğuna gaz eklenmesiyle hassas dengelemeye olanak tanır.

​3. Sistemin Temel Avantajları ve Esneklik

KaoLu’nun Oransal Basınç Regülatörlerinin kullanımı, kararlı durum geçirgenlik testinin anahtar gereksinimlerini karşılayan aşağıdaki avantajları sunar:

1. Sabit Basınç Farkı Kontrolü (Delta P): İki kontrol sisteminin bağımsız çalışması sayesinde, numunenin iki ucu arasındaki basınç farkı keyfi olarak ayarlanabilir ve yüksek hassasiyetle sabit tutulabilir. Bu, doğrudan kararlı durum geçirgenlik testi modeliyle uyumludur.

2. Geniş Uygulanabilirlik ve Ölçeklenebilirlik: İlgili bileşenlerin (göstergeler, regülatörler) değiştirilmesiyle, farklı vakum basınç aralıklarına uygulanabilir ve farklı basınç farklarının ve bunlara karşılık gelen geçirgenlik testlerinin hassas kontrolüne ulaşılabilir.

3. Çoklu Gaz Esnekliği: Yüksek basınçlı gaz kaynağı değiştirilerek farklı çalışma gazları altında geçirgenlik ölçümü yapılabilir. Birden fazla gaz karıştırılarak vakum basınç farkı kontrolü ve oksidasyon performans testleri aynı anda gerçekleştirilebilir.

4. Gaz Örnekleme ve Analiz Arayüzü: Regülatör, daha sonraki artık gaz örneklemesi ve analizi için bir arayüz kanalı bırakır. Bu, Kütle Spektrometresi (Mass Spectrometer) ve mikro-akış değişken sızıntı valfi ile kolayca bağlanabilir.

5. Otomasyon ve Veri Yönetimi: Çözüm, bilgisayar yazılımı ile birlikte gelir. Tüm kontrol sistemi bilgisayar yazılımı arayüzü üzerinden doğrudan çalıştırılabilir ve hata ayıklaması yapılabilir. Kontrol sürecindeki çeşitli süreç parametresi değişim eğrileri otomatik olarak depolanır.