Коррозионные испытания образцов альфа железа проводили в электрической муфельной печи SNOL - 8,2/1100 (Рисунок 2.2), оснащенной хромел – алюмелевой термопарой, при температуре 400 °С в среде аргона. Постоянное поддержание в рабочей камере заданной температуры осуществляется встроенным терморегулятором OMRON E5CN, работающим на пропорционально – интегрально – дифференциальном (ПИД) законе регулирования. Точность поддержания заданной температуры в пределах
± 1 ˚С. Отклонение температуры в рабочей камере печи в пределах двух градусов.
Пропорционально – интегрально - дифференциальный (ПИД) закон регулирования обеспечивает значительно более высокую точность поддержания температуры. В ПИД регуляторе средняя мощность нагревателя Р плавно изменяется в зависимости от невязки dT = T-Tус -величины отклонения текущей температуры Т от установленной Тус (пропорциональная составляющая), а также в зависимости от среднего значения невязки за некоторый период (интегральная составляющая) и скорости изменения температуры (дифференциальная составляющая). Для того, чтобы достичь высокого качества регулирования температуры необходимо правильно настроить регулятор - задать три коэффициента Кпр, Кин, Кдиф - пропорциональный, интегральный и дифференциальный коэффициент регулирования (ПИД коэффициенты).
Рисунок 2.2 - Лабораторная муфельная печь SNOL - 8,2/1100
Коэффициенты ПИД регулирования задаются в ручную оператором или автоматически. При выполнении автоматической настройки оптимальные константы ПИД для заданной точки в течение выполнения программы автоматически устанавливаются путём принудительного изменения манипулируемой переменной для вычисления характеристик цели управления (что носит название "метод ограничения цикла").
ПИД управление является лучшим решением для задач управления. Выходной сигнал терморегулятора рассчитывается на основании рассогласования. Интегральная составляющая (накопление ошибки) устраняет статическое рассогласование между заданием и температурой.
Во время термического старения в рабочую камеру муфельной печи загружают соответствующим образом подготовленные образцы и начинают разогрев печи. Началом испытания считается момент достижения в рабочей камере печи заданной температуры. Концом испытания считают момент выключения печи или выгрузки образцов по истечении срока испытании.
Для определения закономерности окисления производился периодический отбор образцов для их взвешивания и определения привеса. Взвешивание образцов до и после термического старения проводили на весах ВЛР-20г.
Весы модели ВЛР – 20г являются равноплечими весами с именованной шкалой и встроенными гирями на неполную нагрузку. Работа на них производится с применением методов точного взвешивания.
Весы состоят из следующих основных узлов (рисунок 2.3): основания (1), коромысла (9) со стрелкой (19), серег (7) с подвесками (3), успокоителей колебаний коромысла (4), гиревого механизма, изолира, оптического устройства, делительного устройства, кожуха (13) и выносного трансформатора.
Корпус весов состоит из основания (1), платы, стоек, соединяющих основание и плату, задней металлической стенки, переднего и боковых стекол. На основании весов закреплена прямоугольная полая стойка (12), проходящая через отверстие в плате; в верхней части стойки крепится кронштейн с рычагами изолира (6) и опорная подушка. Между платой и основанием стойка закрыта коробчатым кожухом. На основании закреплены также части изолира и оптического устройства. Под основанием по центру весов выведена ручка (22) которая предназначена для настройки четкости изображения шкалы. На плате установлены гиревой механизм, делительное устройство, детали оптического устройства, нижние корпуса успокоителей колебаний коромысла. Снизу в основание ввернуты три установочные ножки (18), две из которых регулируются.
Рисунок 2.3. Весы ВЛР – 20 г
Коромысло (9) выполнено из алюминиевого сплава. На полотне коромысла закреплена опорная призма (11), седла с грузоприемными призмами и стрела (19). Для регулирования нулевого положения равновесия справа и слева в коромысло ввернуты винты с тарировочными гайками(8). Для регулировки положения центра тяжести в верхней части коромысла имеется винт с регулировочными гайками (10). На нижнем конце стрелки закреплена оптическая шкала (21).
На грузоприемные призмы опираются подушками серьги (7); на нижних крючках серег подвешены стаканы успокоителей колебаний, на верхние крючки подвешиваются дужки с подвеской (3). Воздушные успокоители колебаний коромысла (4) состоят из двух корпусов – верхнего (стакана) и нижнего. При помощи гиревого механизма, ручкой (14), производится наложение (или снятие) встроенных гирь на планку правой серьги. При повороте ручки в левом окне экрана появляются цифры, указывающие массу навешенных встроенных гирь (в десятках миллиграммов).
Механизм изолира состоит из валика с эксцентриками, штанги изолира, рычагов с подхватами (6), арретиров (2) и двух ручек (17). Включение весов производится поворотом любой из ручек в верхнее положение. При повороте ручек в нижнее положение происходит изолирование коромысла и серег, одновременно пружинные арретиры касаются чашек.
Оптическое устройство предназначено для проецирования шкалы на экран. Оно состоит из осветителя (24), конденсора (23), объектива (20), трех зеркал и экрана (16). Для снятия отсчета по шкале на экране имеется отсчетная отметка в виде двух треугольников. Регулирование нулевого положения шкалы производится ручкой (5). Делительное устройство позволяет снимать отсчет на весах с точностью до 0,005 мг; отсчет снимается с диска в правом окне экрана. Диск делительного устройства разделен на 20 частей, которые обозначены оцифровкой от <<00>> до <<95>> через 5 единиц. Установка отсчета производится ручкой (15). На экране снимаются отсчеты по лимбу гиревого механизма, по шкале и по диску делительного устройства смотри рисунок.2.4. Если, например, в левом окне экрана установилась цифра 6 лимба гиревого механизма, в центральном окне – отметка числа 2,5 шкалы и число 35 в окне делительного устройства, то суммарный отсчет на экране будет равен 62,535 мг (или 0,062535 г.).
Рисунок 2.4 - Схема расположения показаний на экране
Установка весов по уровню производится вращением регулировочных ножек в основании весов. Питание весов осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В через выносной трансформатор. Включение (или выключение) подсветки шкалы производится микровыключателем при включении (или выключении) весов ручками (17).
Хождение возле рабочего места во время работы на весах не разрешается Включение весов производится за 20 – 30 минут до начала работы. Перед началом поверки еще раз убедитесь в том, что весы установлены по уровню. Проверьте также правильность установки нулевой отметки шкалы на экране.
Перед началом работы ручкой (15) установите на отметку <<00>> диск делительного устройства и ручкой (5) введите нулевую отметку шкалы в отсчетную отметку экрана.
При работе на весах могут применяться методы прямого и точного взвешивания. При прямом взвешивании, и изолированном положении весов, поместите взвешиваемый груз на левую чашку весов и уравновесьте его накладными гирями из комплекта Г – 2 – 21, 105 и встроенными гирями (навешивая их ручки (14) на правом плече коромысла). Поворотом ручки (17) введите весы в рабочее положение. Если после включения весов изображение шкалы не попадает на экран, то дополнительно накладывая (или снимая) накладные гири, введите изображение шкалы на экран. Снимите отсчет. При отсутствии необходимости в высокой точности результата взвешивания, делительным устройством можно не пользоваться, снимая отсчет на экране только по лимбу гиревого механизма и по шкале. Наложение и снятие накладных встроенных гирь производите только в изолированном положении весов. Введение весов в рабочее положение, во избежание раскачивания подвесок, производите плавным поворотом ручки (17), при этом дверцы витрины должны быть закрыты.
Последовательность операций, выполняемых оператором при точном взвешивании, определяется выбранным методом точного взвешивания.