Применение гибких волноводов для виброакустического мониторинга технологических процессов в вакуумных камерах

Проанализированы сложности реализации технологических процессов в вакуумных камерах – мощные электромагнитные помехи, малые габаритные размеры камеры и труднодоступность рабочего пространства. Показана актуальность методов оперативного мониторинга таких процессов. Описан контроль виброакустических сигналов с помощью систем мониторинга, которые позволяют получать
информацию о ходе технологического процесса, состоянии инструмента, необходимости коррекции режимов обработки и т. п. Рассмотрены ситуации, когда контроль вибраций в рабочей зоне осложняется условиями процесса обработки, например, при электронно-пучковом легировании в вакуумной камере. Исследована возможность получения виброакустической информации из рабочей зоны вакуумной камеры с помощью гибкого волновода и приведены результаты исследования. Оценены частотные характеристики гибких волноводов и возможности их использования для мониторинга технологических процессов с труднодоступной зоной обработки. Проанализировано влияние на коэффициент передачи волновода площади сечения волновода, уплотнения при входе в вакуумную камеру, а также дополнительного натяжения. Показаны перспективы использования гибких волноводов в труднодоступных местах рабочего пространства.

1. Григорьев С. Н., Козочкин М. П., Федоров С. В., Порватов А. Н., Окунькова А. А. Исследование процесса электроэрозионной обработки средствами виброакустической диагностики // Измерительная техника. 2015. № 8. С. 33–36.

2. Козочкин М. П., Гусев А. В., Порватов А. Н. Разработка мобильных систем для мониторинга и диагностики станочных узлов // Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2011. № 3 (168). С. 20–23.

3. Козочкин М. П., Порватов А. Н. Оценка неопределённости при решении задач многопараметрической диагностики // Измерительная техника. 2015. № 2. С. 41–45.

4. Fedorov S. V., Kozochkin M. P., Maung T. H., Journal of Physics: Conference Series, 2018, vol. 1115, iss. 3, 032014. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1115/3/032014

5. Семашко Н. А., Шпорт В. И., Марин Б. Н. Акустическая эмиссия в экспериментальном материаловедении. М.: Машиностроение, 2002. 240 с.

6. Смирнов А. Н. Генерация акустических колебаний в химических реакциях и физико-химических процессах // Российский химический журнал. 2011. Т. 454. С. 29–34.

7. Задумкин С. Н., Хоконов Х. Б., Шокаров Х. Б. Акустический эффект кристаллизации и плавления вещества // ЖЭТФ. 1975. Т. 68. № 4. С. 1315–1320.

8. Łazarska M., Wozniak T. Z., Ranachowski Z., Trafarski A., Domek G., Met. Mater. Int., 2017, vol. 23, no. 3, pp. 426–433. https://doi.org/10.1007/s12540-017-6347-z

9. Fedorov S. V., Kozochkin M. P., Stebulyanin M. M., Mechanics & Industry, 2018, vol. 19, no. 7, 702. https://doi.org/10.1051/MECA/2018050

10. Федоров С. В., Оганян Г. В. Особенности электроннолучевого легирования сменных многогранных пластин из твердого сплава при комплексной поверхностной обработке // Металловедение и термическая обработка металлов. 2015, № 10 (724). С. 45–49.

11. Fedorov S. V., Min Htet Swe, Kapitanov A. V., Egorov S. B., Mechanics & Industry, 2017, vol. 18, no. 7, 710. https://doi.org/10.1051/MECA/2017053

12. Вершинин Г. А., Волков В. А., Бухбиндер Г. Л., Геринг Г. И. Локально-неравновесный массоперенос в двухкомпонентной системе при внешнем импульсном воздействии потоками энергии // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2014. № 7. С. 98–103. https://doi.org/10.7868/S020735281407021X

13. Полещенко К. Н., Вершинин Г. А., Геринг Г. И. и др. Модифицирование структуры и свойств твердых сплавов системы WC-Co сильноточными пучками заряженных частиц // Вестник Омского университета. 1996. № 2. С. 39–43.

14. Марков А. Б., Миков А. В., Озур Г. Е., Падей А. Г. Установка РИТМ СП для поверхностного легирования // Приборы и техника эксперимента. 2011. № 6. С. 122–126.

15. Козочкин М. П. Виброакустический мониторинг фрикционного контакта при шлифовании // Трение и износ. 2017 (38). № 4. С. 386–391.