ORANSAL BASINÇ REGÜLATÖRLERİ

Özet

Ay keşif projelerinde, Ay yüzeyinin vakum ortamında Ay toprağı örneklerinin toplanması kritik öneme sahiptir. Bu nedenle, örneklerin vakum termal ortamdaki performansını test etmek amacıyla Ay yüzeyinin koşullarını simüle eden bir yer test cihazı kurulması gereklidir. Bu tür testler, vakum kontrolü derecesinin doğru ve hassas bir şekilde ayarlanmasını zorunlu kılar. Bu makalede, vakum termal ortam yer simülasyon test cihazı için FC serisi oransal akış kontrol valfi kullanılarak ultra hassas vakum kontrolü sağlayan kanıtlanmış bir teknik şema önerilmektedir.

1. Vakum Kontrolünde Karşılaşılan Sorunlar

Ay toprağı örneklerinin Ay yüzeyinin vakum ortamında toplanması ve test edilmesi, yer simülasyon cihazları için bir dizi zorluk ortaya çıkarmaktadır. Bu hassas basınç regülatörü kontrol sistemlerinin çözmesi gereken temel sorunlar şunlardır:

1. Toz Oluşumunun Kontrolü: Ay toprağı ve simüle edilmiş Ay toprağı örnekleri genellikle toz halindeki partiküllerden oluşur. Bu nedenle, toz oluşumunu önlemek ve numuneye zarar vermemek için ilk pompalama hızının kesinlikle kontrol edilmesi gerekmektedir.
2. Ölçüm Hassasiyeti ve Tekrarlanabilirlik: Mevcut vakum ölçüm ve kontrol sistemlerinin hala Pirani vakum ölçer kullanması, kontrol sisteminin istenen hassas vakum kontrolüne ulaşmasını engellemektedir. Bu durum, test sonuçlarının tekrarlanabilirliğinin zayıf olmasına yol açar.
3. Geniş Aralıkta Hassas Kontrol Zorluğu: Ay toprağı yer simülasyon test cihazları genellikle küçük boyutludur. Geniş bir vakum derecesi aralığında hassas kontrol sağlamak zor olmuştur. Vakum derecesindeki büyük dalgalanma, test sonuçlarının düşük tekrarlanabilirliğinin de temel nedenlerinden biridir.

Bu makale, Ay toprağı yer modeli test cihazında mevcut olan bu sorunları hedefleyerek ilgili teknik çözümlere odaklanmakta ve ayrıntılı uygulama sürecini tanıtmaktadır.

2. Teknik Şema: Hassas Vakum Kontrol Sistemi

Ay toprağı ortamı yer simülasyon test ekipmanının vakum yoğunluk kontrol sisteminin genel yapısı Şekil 1’de gösterilmiştir.

Tüm sistem temel olarak bir vakum ölçer, iki adet oransal akış kontrol valfi (veya oransal valf), bir PID kontrolcü ve bir vakum pompasından oluşur.

Yüksek Hassasiyetli Bileşenler:

• Ölçüm: Tam aralık vakum derecesinin hassas kontrolünü gerçekleştirmek için, %0.25 ölçüm doğruluğuna sahip üç kapasitans vakum ölçer kullanılması gereklidir.
• Kontrolcü: Kapasitans vakum ölçerin yüksek hassasiyeti ile eşleşmek üzere, kontrolcü 24-bit A/D ve 16-bit D/A’ya sahip yüksek hassasiyetli bir PID kontrolcü kullanır. Bağımsız çift kanal, yukarı akış oransal regülatör ve aşağı akış oransal regülatörün gaz akış ayarını ve kontrolünü kolaylaştırır.

Dinamik Kontrol Modu:

Vakum derecesinin hassas kontrolü, dinamik kontrol modunu kullanır:

• Düşük Vakum Koşulları: Bu koşullarda aşağı akış oransal valf ayarlanır.
• Yüksek Vakum Koşulları: Bu koşullarda yukarı akış oransal valf ayarlanır.

Bu, vakum derecesinin kontrol hassasiyetini etkili bir şekilde sağlayabilen tipik bir ileri ve geri kontrol yöntemidir.

Sonuç: Kanıtlanmış bu doğru basınç regülatörü kontrol şeması ile, tüm ölçek aralığında %1’den daha iyi bir vakum kontrol doğruluğu elde edilebilir. Bu hassasiyet, Ay toprağı simülasyon testlerinin tekrarlanabilirliğini ve güvenilirliğini önemli ölçüde artırmaktadır.