ORANSAL BASINÇ REGÜLATÖRLERİ

Yüzey Atlama (Surface Flashover) Tanımı

Yüzey atlaması, yalıtım malzemeleri ile hava veya vakum gibi ortamlar arasındaki arayüzde meydana gelen yüzeysel delinme deşarjı fenomenini ifade eder. Deşarj voltajının, yalıtım malzemelerinin kendi delinme voltajından çok daha düşük olması nedeniyle, yüzey atlaması uzay araçlarının yüzeyindeki elektrostatik deşarjın ana biçimlerinden biri haline gelmiş ve uzay aracı güvenliği için ciddi bir tehdit oluşturmuştur.

Bu nedenle, polimid gibi yaygın yalıtım malzemelerinin düşük basınçlı ortamlardaki yüzey atlama karakteristiklerinin doğru bir şekilde incelenmesi, uzay aracı elektrostatik koruma tasarımı için kritik bir temel sağlamaktadır.

Ancak, mevcut düşük basınçlı ortam yüzey atlama test cihazlarında, vakum derecesini yüksek hassasiyetle kontrol edememe sorunu bulunmaktadır. Bu durum, ölçümlerde büyük hatalara yol açmakta ve desorbe edilmiş gaz, pürüzlülük ve kimyasal değişimler gibi etkileyen faktörlerin doğru bir şekilde araştırılmasını engellemektedir.

Teknik Dönüşüm Planı: Dinamik Denge Yöntemi

Mevcut yüzey atlama test cihazındaki yüksek hassasiyetli vakum kontrolü sorununu çözmek için, Dinamik Denge Yöntemi (Dynamic Balance Method) temelli bir teknik dönüşüm önerilmektedir. Bu yöntem, test odasına giren ve çıkan gaz akış hızlarını anlık olarak ayarlayarak, geniş bir aralıkta ayarlanmış vakum basıncının yüksek hassasiyetli ve sabit kontrolünü sağlar.

1. Kontrol Sistemi Bileşenleri

Çözüm, KaoLu Oransal Basınç Regülatörünü kontrol döngüsünün temel elemanı olarak kullanır. Sistem, aşağıdaki bileşenlerden oluşur:

• Giriş Oransal Basınç Regülatörü (Upstream Vana): Test odasına giren gaz akışını hassas bir şekilde kontrol eder.
• Egzoz Oransal Basınç Regülatörü (Downstream Vana): Test odasından vakum pompasına giden gaz akışını hassas bir şekilde kontrol eder.
• Vakum Göstergeleri (Geniş Aralık): İnce film kapasitans vakum göstergeleri kullanılır. Tam vakum aralığını yüksek hassasiyetle (örneğin, okumanın yüzde 0.25’i) kapsamak için genellikle iki farklı aralıkta (yüksek vakum ve düşük vakum/pozitif basınç) göstergeler kullanılır.
• Vakum Basıncı Program Kontrolörü: Set değeri ile ölçüm sinyalini karşılaştırır, PID algoritmasını hesaplar ve Regülatörleri sürmek için kontrol sinyalleri üretir.
• Vakum Pompası: Gerekli düşük basınç ortamını oluşturur.

2. İki Aşamalı Kontrol Modu İle Tam Aralık Hassasiyeti

Yüzey atlaması testi, genellikle çok geniş bir basınç aralığında (atmosfer basıncından yüksek vakuma kadar) yapılabilir. Bu geniş aralıkta yüksek hassasiyeti sürdürmek için, kontrol yöntemi basınca göre dinamik olarak değiştirilmelidir:

Basınç Aralığı	Kontrol Modu	Amaç	Mekanizma
Yüksek Vakum Aralığı	Yukarı Akış Kontrolü (Upstream)	En düşük basınçlarda yüksek hassasiyet	Egzoz Regülatörü tam açık tutulur (vakum pompası maksimum çekişte), Giriş Regülatörü (Upstream) odadaki basıncı ayarlar.
Düşük Vakum / Atmosfere Yakın Aralık	Aşağı Akış Kontrolü (Downstream)	Atmosfere yakın veya pozitif basınçlarda hassasiyet	Giriş Regülatörü sabit bir akışa ayarlanır, Egzoz Regülatörü (Downstream) odadaki basıncı ayarlar.

Bu çift modlu yaklaşım, KaoLu Oransal Basınç Regülatörlerinin esnekliği sayesinde tek bir cihazdan yönetilebilir ve test cihazının tam vakum aralığında (örneğin 1 Pascal’dan 600 Kilopascal’a veya daha geniş) okumanın yüzde 1’i içinde hassasiyete ulaşmasını sağlar.

3. Atmosfer Kontrolü İçin Gaz Esnekliği

Yüzey atlaması, ortam gazının tipine (oksijen, azot, helyum vb.) ve saflığına bağlıdır. Çözüm, sadece vakum kontrolünü değil, aynı zamanda atmosfer kontrolünü de kapsar:

• Çoklu Gaz Yönetimi: KaoLu’nun Regülatörleri, farklı yüksek basınçlı gaz kaynaklarına bağlanarak farklı çalışma gazları altında vakum kontrolünü gerçekleştirebilir.
• Karışım Oranları: Birden fazla gazı karıştırarak istenen düşük basınç ortamının oluşturulmasını ve gaz konsantrasyonlarının yüzde 1 hassasiyetle kontrol edilmesini sağlar. Bu, desorbe edilen gazların etkisini simüle etmek veya belirli bir atmosferin etkisini incelemek için hayati önem taşır.

Çözümün Avantajları

KaoLu Oransal Basınç Regülatörlerinin kullanımı, yüzey atlama test sisteminin gereksinimlerini doğrudan karşılayan benzersiz avantajlar sunar:

• Güçlü Uygulanabilirlik ve Ölçeklenebilirlik: İlgili bileşenlerin parametre göstergeleri değiştirilerek (örn. farklı kapasite ve hassasiyette göstergeler), farklı vakum basınç aralıklarına uygulanabilir ve vakum seviyelerinin hassas kontrolüne ulaşılabilir.
• Gaz Esnekliği: Yüksek basınçlı gaz kaynağı değiştirilerek farklı çalışma gazları altında vakum kontrolü sağlanır ve birden fazla gazın karıştırılmasıyla oluşan düşük basınç ortamları da kontrol edilebilir, bu da test esnekliğini artırır.
• Hızlı Kurulum ve Otomasyon: Regülatörler, kendi bilgisayar yazılımlarıyla birlikte gelir. Tüm kontrol sistemi, bilgisayar ekranı üzerinden doğrudan hata ayıklanabilir ve çalıştırılabilir. Kontrol sürecindeki çeşitli süreç parametresi değişim eğrileri otomatik olarak depolanır. Bu, kontrol yazılımı yazmaya gerek kalmadan sistemin hızlı bir şekilde kurulmasını ve deneysel araştırmanın kolaylaştırılmasını sağlar.

Özetle, bu teknik dönüşüm planı, test cihazının tam vakum aralığında düşük basınç ortamının doğru simülasyonunu sağlamak ve yüzey atlama performans testinin doğruluğunu etkin bir şekilde artırmak için yüksek hassasiyetli bir kapalı döngü kontrol sistemi sunmaktadır.