- Достоинства данной технологии:
- Высокая технологичность
- Возможность изготавливать датчики любой формы и размера
- Возможность изготовления неограниченного количества одинаковых датчиков с одной формы
- Удобство замены кабеля в случае обрыва
- Герметичность и возможность работы под водой
Прежде всего для отливки датчика требуется изготовить форму. В качестве основы используется кусок оргстекла толщиной 30 мм. С помощью циркуля и линейки производится разметка будущего датчика на поверхности оргстекла. Для фрезерования формы потребуется фреза и обычный сверлильный станок. Для того, чтобы после отливки датчика его можно было извлечь из формы, её стенки должны находиться под небольшим углом относительно основания, для этого фреза должна быть конусной, диаметром 8 мм. Так как достать такую фрезу достаточно сложно,то её можно сделать из обычной прямой. Для этого фреза зажимается в патрон токарного станка , а к узлу крепления резцов любым способом закрепляется маленькая "болгарка".Установив нужный угол, отрезным диском формируется рабочая поверхность фрезы при вращающемся патроне станка. После этой процедуры необходимо аккуратно заточить полученные конусные режущие поверхности фрезы.
Закрепив изготовленную фрезу в патрон сверлильного станка, необходимо установить и жёстко зафиксировать высоту патрона. Глубина фрезерования формы - около 18мм. Поверхность стола станка должна быть ровной и гладкой, чтобы обеспечить беспрепятственное перемещение заготовки при фрезеровании, а патрон станка находиться строго перпендикулярно поверхности стола.
Далее приступают к фрезерованию формы, установив станок на самые высокие обороты. Очень важно, чтобы внутренние стенки формы были гладкие и ровные, что упростит извлечение отливки из формы. Для этого после окончания процедуры фрезерования внутренняя поверхность формы обрабатывается мелкой наждачной бумагой, а затем полируется любым способом пастой ГОИ. Вместо трудоёмкой полировки можно несколько раз покрыть внутреннюю поверхность формы дихлорэтаном ( помещение должно хорошо проветриваться!).
После этого, в днище изготовленной формы необходимо сделать несколько технологических отверстий (около 16), равномерно расположенных в форме и служащих для выталкивания датчика из формы. Диаметр отверстий - около 2,5 мм. Изготовленная форма выглядит так:
Перед заливкой датчика следует сказать несколько слов об эпоксидной смоле. Необходимо предварительно убедиться, что в смоле не слишком много пластификатора, иначе датчик будет недостаточно жёстким, поэтому следует предварительно приготовить малую порцию для испытания. Смола в идеале должна быть жидкой и медленно отверждающейся, что исключит вскипание и снизит проблемы с воздушными пузырьками. Количество отвердителя должно быть гарантированно достаточно для отверждения смолы, помните, что лучше отвердителя перелить, чем недолить. Важно всегда очень тщательно перемешивать приготавливаемую смесь.
Процесс заливки датчика происходит поэтапно, для каждого слоя приготавливается отдельная порция смолы. Для того, чтобы датчик был непрозрачным, в приготовленную смесь добавляется сухой наполнитель . В качестве наполнителя можно использовать какой-либо порошок-краситель нужного цвета, главное, чтобы он был лёгким (иначе он осядет на дно) и мелкодисперсным. Можно использовать газовую сажу, сухие колеры для строительных работ, тальк или детскую присыпку, которую можно купить в аптеке. Удобнее заранее смешать смолу без отвердителя с наполнителем на весь объём датчика, что избавит от необходимости добавлять наполнитель к каждой порции смолы. Узнать требуемый объём смолы для изготовления датчика можно, залив форму водой и замерив объём воды.
Перед заливкой форму необходимо тщательно смазать каким - либо густым техническим маслом, чтобы исключить приклеивание датчика к стенкам формы. Хорошо подойдёт ЦИАТИМ или литол. Этим же маслом заполняются технологические отверстия для исключения заливания их смолой.
Для изготовления датчика потребуется выполнить из стеклотекстолита несколько деталей для крепления датчика к штанге, кабельного ввода и пары экранирующих пластин.
"Ушки" для крепления датчика к тройнику штанги - выпиливаются из стеклотекстолита толщиной 2 мм,остальные детали - из стеклотекстолита толщиной 1,5мм, фольга с одной стороны. С "ушек" фольга удаляется кроме полоски снизу шириной 10 мм , с помощью которых ушки припаиваются перпендикулярно на нужном расстоянии друг от друга к нижней экранирующей пластине.
Экранирующие пластины - два одинаковых прямоугольника из стеклотекстолита, для уменьшения влияния на балансировку датчика рассечены резаком через 2 мм , все полоски электрически соединены друг с другом и подключены к общему проводу. Между экранирующими пластинами располагается плата с деталями схемы датчика и соединительные провода катушек. Нижняя пластина устанавливается фольгой вверх, к ней припаиваются ушки крепления к штанге. Располагается на расстоянии 3-4 мм от основания формы . Для этого к экранирующей пластине припаивается четыре отрезка проволоки по углам и отгибаются перпендикулярно пластине, затем бокорезами откусываются на расстоянии 3-4 мм. Выполняют роль опор, на которых устанавливается пластина.
Узел ввода кабеля выполняется из двух полосок стеклотекстолита, установленных параллельно на расстоянии толщины кабеля. У одной из полосок фольга рассечена резаком вдоль пополам. Фольга на всех деталях зачищается и облуживается, таким образом, образуется три контакта - широкая полоса - общий провод, и две узких - вход генераторного контура и выход буферного усилителя приёмного. Полоски укрепляются любым способом вертикально к форме и на высоте 3 - 4 мм от основания.
Каждый этап заливки выполняется только после полного отверждения предыдущего слоя.
Первый этап
Установив в форму узел крепления к штанге и узел ввода датчика, заливают основание датчика так, чтобы толщина слоя составляла 7 мм. Важно, чтобы основание датчика было одинаковой толщины и форма была расположена параллельно поверхности земли в двух плоскостях, это можно проконтролировать строительным уровнем. Желательно установить сразу и тройник с последним коленом штанги, сложив штангу параллельно датчику для того, чтобы избежать перекоса установленного узла крепления относительно оси датчика.
Второй этап
Изготовленную генераторную и компенсирующие катушки в общем экране из фольги и обмотанную скотчем уложить в форму посередине жёлоба и залить небольшим количеством смолы по всему периметру катушки.
Третий этап
Извлечь отливку из формы, используя технологические отверстия. Для этого в них по очереди вставляется металлический стержень и наносится лёгкие удары маленьким молотком.
Подключить кабель к вводу, туго замотать ниткой кабель к пластинкам узла крепления. Для предотвращения сползания витков нитки с пластин сделать перед намоткой нитки надфилем ряд глубоких насечек.
Установить плату датчика над нижней экранирующей пластиной, проложив бумажную изолирующую прокладку. Подключить экранированым проводом кабель к плате датчика.
Подключить генераторную катушку, настроить контурный конденсатор в резонанс, контролируя размах синусоиды осциллографом. Допускается незначительный "излом" сигнала в момент комутации силовых ключей.
Подключить приёмную катушку и контролируя сигнал на выходе буферного ОУ, подобрать грубо количество витков. Настроить точно в резонанс приёмный контур. Уточнить количество витков. Оставив пару свободных витков для точной настройки приёмной катушки, установить экран из фольги, оставив небольшой зазор и обмотать катушку канцелярским скотчем.
Установить металлическую шпильку крепления и гайки - "барашки".
Удалить все металлические предметы от датчика.
Подключить и установить верхнюю экранирующую пластину над платой датчика.
Установить приёмную катушку и при необходимости произвести дополнительную компенсацию с помощью свободных витков, включая их навстречу или по ходу намотки катушки.
Произвести тонкую балансировку датчика, используя маленькие металлические предметы вблизи приёмной катушки. После нахождения необходимых предметов и их позиций вставить датчик в форму, равномерно постукивая молотком по периметру датчика. Свести снова сигнал разбалансировки в ноль, используя выбранные предметы.
Залить эпоксидной смолой приёмную катушку и плату датчика. Во время отверждения контролировать сигнал, удерживая баланс.
Четвёртый этап.
Окончательная заливка. Приготовить с запасом порцию смолы, залить оставшуюся часть датчика. Сигнал на выходе датчика непрерывно контролировать осциллографом. Перемешивая заточенной спичкой верхний слой смолы, удалить воздушные пузырьки. После отверждения смолы извлечь датчик из формы, закруглить напильником острые края датчика. Заполнить место подключения кабеля между пластинками силиконовым герметиком.
0 коментара:
Публикуване на коментар