Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние вопроса, относящегося к расчетно- экспериментальному исследованию характеристик разреженного газа 16
1.1. Обзор и сравнительный анализ существующих подходов к проектированию многокомпонентных вакуумных систем 18
1.1.1. Классические аналитические методы 18
1.1.2. Метод Монте-Карло 23
1.1.3. Метод расчета с помощью универсального уравнения вакуумной техники (УУВТ) 29
1.2. Обзор методов исследования газовыделения материалов в вакууме 33
1.2.1. Динамический метод при откачке газа через диафрагму известной проводимости 33
1.2.2. Динамический метод при откачке газа через сечение с изменяемой проводимостью 35
1.2.3. Динамический двухпоточный метод 35
1.2.4. Метод накопления 37
1.3. Выводы по главе 1 39
2. Расчет сложной многокомпонентной системы и фрагмента вакуумной системы 41
2.1. Описание сложной многокомпонентной системы 41
2.1.1 Описание используемого вакуумного оборудования 42
2.1.2 Сравнение разных методик расчета сложных многокомпонентных систем 50
2.2. Описание фрагмента вакумной системы и составляющего его оборудования 52
2.2.1. Система двух последовательно соединенных ловушек 55
2.3. Выводы по главе 2 57
3. Расчетно-экспериментальное исследование характеристик разреженного газа на примере модельной установки 58
3.1. Модельная установка для экспериментальных исследований 58
3.2. Зависимость газовыделения от времени откачки 63
3.3. Исследование времени откачки камеры от способов присоединения высоковакуумных насосов 68
3.4. Выводы по главе 3 69
4. Система управления данными «поток» ...72
4.1. Исследование зависимости газовыделения с поверхности нержавеющей стали 12Х18Н10Т 73
4.2. Система управления данными по вакуумным свойствам материалов 78
4.3. Выводы по главе 4 79
5. Анализ молекулярных потоков в сложных системах в приложении к исследованию собственной газовой среды вблизи космического аппарата 81
5.1. Традиционная компоновка для экспериментальных исследований в открытом космосе 81
5.2. Задачи и методы исследования молекулярных потоков вблизи космического аппарата 84
5.2Л. Структура газовых потоков собственной внешней атмосферы космического аппарата 84
5.2.2. Влияние газовых потоков (разреженной газовой среды собственной внешней атмосферы) на космический аппарат 85
5.2.3. Основные задачи исследования газовых потоков (собственной внешней атмосферы) 86
5.2.4. Методы исследования газовых потоков (собственной внешней атмосферы) 86
5.2.5. Некоторые характерные результаты экспериментальных исследований газовых потоков (собственной внешней атмосферы) 88
5.3. История и основные подходы к проведению научно-технических экспериментов в открытом космосе 91
5.3.1. Исследование собственной внешней атмосферы 93
5.4. Выводы по шлаве 5 95
6. Моделирование молекулярных потоков в сложных объектах анализ молекулярных потоков в сложных системах в приложении к исследованию собственной газовой среды вблизи космического аппарата 97
6.1. Предпосылки для построения алгоритма моделирования молекулярных потоков 97
6.2. Алгоритм моделирования молекулярных потоков в сложных объектах 98
6.3. Программа, реализующая алгоритм моделирования молекулярных потоков 104
6.4. Результаты анализа структуры молекулярных потоков вблизи источников газовыделения 106
6.4.1. Зависимость относительного молекулярного потока от расположения регистрирующего устройства 107
6.4.2. Зависимость молекулярного потока от расположения регистрирующего устройства при различных угловых распределениях ПО
6.5. Сравнение полученных данных 117
6.6. Связь данной модели с регистрирующим устройством 117
6.7. Регистрирующие устройства, которые использовались для проведения экспериментов в открытом космосе 117
6.8. Выводы по главе 6 124
Основные результаты и выводы 126
Список литературы 128
Приложения 138
- Обзор и сравнительный анализ существующих подходов к проектированию многокомпонентных вакуумных систем
- Система двух последовательно соединенных ловушек
- Система управления данными по вакуумным свойствам материалов
- Зависимость относительного молекулярного потока от расположения регистрирующего устройства
Введение к работе
з
Актуальность работы. Многие области, в которых используется вакуум, такие как аэрокосмическая промышленность, большие и малые электрофизические установки, физика твердого тела, являются ответственными приложениями, предъявляющими все более жесткие требования к системам обеспечения и контроля вакуума. И, если задача обеспечения необходимого уровня вакуума решается с использованием все более совершенных разрабатываемых средств откачки, то задача контроля сводится не только к доработке и совершенствованию аппаратной базы, но и к разработке методик анализа молекулярных потоков, с учетом основных факторов, влияющих на их изменение. К таким факторам стоит отнести сложную многокомпонентную структуру установок, в которых необходимо контролировать молекулярные потоки, наличие распределенных источников и стоков газа, что формирует неравномерность концентрации, а также, присутствие в реальных условиях нестационарных и неравновесных процессов - изменение быстроты откачки в зависимости от давления, появление и исчезновение течей и нерегламентированных источников газовыделения. Главной целью такой методики анализа молекулярных потоков является формирование исчерпывающей картины о характере распределения молекулярных потоков, распределении концентрации и их изменении в течение технологического процесса. Актуальность разработки такой методики обусловливает еще и то, что зачастую, в сложных системах аппаратные возможности контроля достаточно ограничены, а значение контроля уровня вакуума велико. Например, возникновение даже небольшой течи или паразитного газового потока в системе вакуумной изоляции сверхпроводящих катушек тороидального магнитного поля в термоядерном реакторе может привести к серьезным последствиям. Столь же существенна роль контроля газовых потоков в ускорительно-накопительных комплексах и космической аппаратуре. При этом, как правило, конструктивные особенности таких систем не позволяют устанавливать в них необходимые аппаратные средства контроля в каждом ответственном участке, поэтому нужно определять распределение молекулярных потоков и концентрации с учетом ограниченности получаемых объективных данных. Главной целью такого подхода является индикация наличия газовых потоков или процессов, не предусмотренных технологическим регламентом, а значит, способных негативно повлиять на работу установки.
Цель работы. Разработка методики анализа молекулярных потоков в сложных объектах и системах с учетом газовыделения поверхностей, позволяющей с помощью ограниченного количества объективных данных формировать и отслеживать относительные распределения потоков и концентраций частиц в исследуемом объеме, и, по возможности, прогнозировать соблюдение технологических условий протекания процесса. Разработка и создание модельной экспериментальной установки для расчетио-экспериментального исследования значения уровня газовыделения различных материалов. Для достижения данной цели необходимо решить ряд задач:
* Сформулировать основные этапы и влияющие факторы, необходимые для
создания методики анализа молекулярных потоков в сложных объектах и
системах.
На основе обзора и сравнительного анализа существующих подходов, которые позволяют анализировать молекулярные потоки в сложных многокомпонентных вакуумных системах выявить наилучший подход для использования в методике анализа молекулярных потоков в сложных объектах и системах с учетом газовыделения поверхностей. Выработать рекомендации по его применению, и, при необходимости, доработать его для использования в рамках разрабатываемой методики.
Выполнить обзор методов и результатов исследования уровня газовыделения материалов в вакууме и разработать на его основе систему анализа и управления данными по газовыделению различных материалов в разных условиях («ПОТОК»).
Выполнить экспериментальные исследования влияния различных факторов на структуру и значение газовыделения. Выработать рекомендации по анализу результатов исследований и использованию системы «ПОТОК».
Разработать общий алгоритм методики анализа структуры молекулярных потоков с учетом ограниченных возможностей получения объективных данных.
На примере задачи исследования и анализа молекулярных потоков вблизи космического аппарата применить разработанную методику:
Выполнить обзор задач и методов исследования молекулярных потоков вблизи космического аппарата.
Осуществить моделирование молекулярных потоков вблизи космического аппарата с учетом различных факторов, оказывающих влияние на них.
Выработать необходимые рекомендации для изготовления регистрирующего устройства, с помощью которого будет осуществляться мониторинг молекулярных потоков вблизи космического аппарата.
Научная новизна. Разработана и создана модельная экспериментальная установка для расчетно-экспериментального исследования влияния различных факторов на структуру и значение уровня газовыделения различных материалов. Установка включает в себя современные безмасляные откачные средства, что позволяет более точно анализировать газовые потоки с поверхностей исследуемых объектов без учета влияния паров рабочих жидкостей.
Получены экспериментальные результаты по определению времени откачки вакуумной технологической системы в зависимости от способов присоединения высоковакуумных насосов, выявлен один из важнейших факторов, влияющих на правильность выбора откачного оборудования. С помощью данной установки в дальнейшем планируется проводить экспериментальные исследования уровня газовыделения различных материалов.
Впервые разработана информационно-аналитическая система для сбора, представления, анализа и управления данными по газовыделению различных материалов в широком диапазоне условий, включающая различные материалы (нержавеющая сталь, медь, алюминий, фторопласт, резина, стекло, витон) при давлениях (до 10"8 Па), температурах (от 25 до 450С), продолжительности откачки (от 30 минут до 250 часов).
Впервые разработана методика анализа структуры молекулярных потоков в сложных объектах и системах с учетом газовыделения поверхностей, позволяющая с помощью ограниченного количества объективных данных формировать и отслеживать относительные распределения потоков и концентраций частиц в заданном объеме.
На основе разработанного алгоритма впервые создана программа для моделирования собственной внешней атмосферы космического аппарата с использованием метода пробной частицы, в базозые соотношения которого внесены изменения.
Практическая ценность. Разработанная модельная экспериментальная установка для расчетно-экспериментального исследования влияния различных факторов на структуру и значение уровня газовыделения различных материалов используется в ФГУП «Научно-исследовательский институт вакуумной техники им. С.А. Векшинского».
Разработанная в рамках работы система управления данными по вакуумным свойствам материалов «Поток» используется в ФГУП «Научно-исследовательский институт вакуумной техники им. С.А. Векшинского».
Алгоритм расчета сложных многокомпонентных систем используется при проектировании технологических установок в ОАО «Электроприбор», г. Тамбов.
Разработанная методика анализа молекулярных потоков в сложных объектах и системах может использоваться в задачах и приложениях, в которых необходимо контролировать состояние разреженной газовой среды, и при этом, имеются существенные ограничения использования средств такого контроля - мониторинг собственной газовой среды вблизи космического аппарата, поиск, пппгнпзигюпание и диагностика течей ипи нрпегттяметгшпппяннг.гс гячлвтдх пп-токов внутри сложных замкнутых вакуумных системах ускорительно-накопительных комплексов, установок термоядерной энергетики, многослойных системах вакуумной изоляции больших криогенных резервуаров.
Методика и результаты расчетов молекулярных потоков в сложных объектах и системах с учетом газовыделения поверхностей используются в РКК «Энергия» им. СП. Королёва.
Автор защищает
Комплексный алгоритм проектирования многокомпонентных вакуумных систем.
Результаты экспериментальных исследований зависимости газовыделения от времени откачки, а также времени откачки вакуумной технологической системы от способов присоединения высоковакуумных насосов.
Методику анализа молекулярных потоков в сложных объектах и системах с учетом газовыделения поверхностей, позволяющую с помощью ограниченного количества объективных данных формировать и отслеживать относительные распределения потоков и концентраций частиц в исследуемом объеме.
Результаты расчета молекулярных потоков вблизи источников разных типов в зависимости от расположения регистрирующего устройства. Информационно-аналитическую систему для сбора, представления, анализа и управления данными по газовыделению различных материалов в широком диапазоне условий «ПОТОК».
Достоверность полученных результатов.
Достоверность результатов расчета подтверждается использованием в различных алгоритмах методик и подходов, достоверность которых многократно подтверждена ранее.
Достоверность экспериментальных исследований подтверждается анализом паспортных данных используемых приборов и методической погрешностью метода исследования.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены на XIII, XV, XVI научно-технических конференциях «Вакуумная наука и техника» (Судак 2005 г. и Сочи 2007, 2008 г.г.), XII, XIV и XV Международных студенческих школах-семинарах «Новые информационные технологии» (Судак. 2005. 2007. 2008 г.г.); VII. VIV Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2006, 2009 г.г.), XXXI Международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения» (Москва, 2005 г.), 2-ой Курчатовской молодежной научной школе (Москва, 2004 г.), научно-технических семинарах «Вакуумная техника и технология» (Санкт-Петербург, 2004, 2008 г.г.), 2-ой, 3-ей студенческих научно-технических конференциях «Вакуумная техника и технологии» (Казань, 2005, 2007 г.г.), научных сессиях «МИФИ» (Москва, 2006, 2007 г.г.), XIV международной научно-технической конференции «Высокие технологии в промышленности России» (Москва, 2008 г.), итоговой конференции «Всероссийский конкурс на лучшие научные работы студентов по естественным, техническим наукам и инновационным научно-образовательным проектам» (Звенигород, 2004 г.), федеральной школе-конференции по результатам всероссийского конкурсного отбора инновационных проектов аспирантов и студентов по инновационному малому предпринимательству в приоритетных направлениях науки и высоких технологий (Звенигород, 2005), III международной научно-технической конференции «Вакуумная техника, материалы и технология» (Москва, 2008 г.), 4-ой международной научно-практической конференции «Криогенные технологии и оборудование. Перспективы развития» (Москва, 2008 г.).
Разработанная база данных, содержащая информацию по величинам газовыделения материалов, используемых в вакуумной технике, используется в ФГУП «Научно-исследовательский институт вакуумной техники им. С.А. Векшинско-го». База данных подтверждена свидетельством № 08-210 о регистрации объекта интеллектуальной собственности в системе сертификации и оценки объектов
интеллектуальной собственности, зарегистрированной в государственном реестре Госстандарта России 19 июля 1995 г. № РОСС 1Ш.0001.04ЯЗОО. Создана в 2006 г.
Часть работы выполнялась в рамках работы по заказу РКК «Энергия» им. СП. Королёва и ОАО «Электроприбор».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 29 печатных работ, в том числе 21 статья и материал в трудах конференции, 4 тезиса докладов, 4 статьи в журнале «Вакуумная техника и технология», включенном в перечень изданий ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глаз и заключения и имеет объем 156 стр., включая 55 рисунков, 17 таблиц и 2 приложения. Библиография включает 84 наименований.
Обзор и сравнительный анализ существующих подходов к проектированию многокомпонентных вакуумных систем
Широкое использование вакуумного оборудования в различных областях современной науки и техники, например, в микро- и наноэлектронике, термоядерной энергетике, физике твердого тела, установках имитации космического пространства, обуславливает необходимость выявления наиболее простого и эффективного метода, позволяющего анализировать молекулярные потоки в сложных многокомпонентных вакуумных системах.
Одной из наиболее распространенных задач, встающих перед разработчиком вакуумных систем, является задача определения проводимости (сопротивления) трубопровода. Поиску корректных методов вычисления этих величин посвящена, пожалуй, большая часть публикаций по вакуумной технике. Это дало решающий импульс серии классических исследований М. Кнудсена 1], М. Смо-луховского 2] и П. Клаузинга3].
Данная глава посвящена обзору методик расчета, которые применяются при анализе вакуумных систем, с точки зрения целесообразности и эффективности применения этих подходов в реальных, актуальных задачах проектирования и оптимизации.
Для анализа рассматриваются: метод аналогии с электрическими цепями (Дэшмановский подход) 4], метод пробной частицы Монте-Карло 5] и метод единого универсального уравнения вакуумной техники (УУВТ) 6, 7].
Одной из простейших методик анализа вакуумных систем (ВС) является теория сосредоточенных параметров, в рамках которой разреженный газ описы вают термодинамически, принимая, что параметры состояния связаны между собой уравнением состояния идеального газа.
В рамках этого подхода были выработаны основные соотношения для расчетов суммарных проводимости и сопротивления сложных составных ВС, а также основное уравнение вакуумной техники, устанавливающее связь между быстротой действия насоса SH, присоединенного к откачиваемому объему через патрубок, имеющий проводимость U и величиной эффективной быстроты откачки рассматриваемого объема SQ:
Развитием данного подхода занимался С. Дэшман [4], выдвинувший гипотезу об аналогии процессов течения разреженного газа в каналах и тока в электрических цепях, и предложивший известное соотношение для расчета суммарной проводимости составного трубопровода Uv:
Данное соотношение, однако, не учитывает так называемый лучевой эффект, когда параметры газового потока на входе в каждую следующую часть формируются предыдущей частью и структура потока приобретает сильную продольную составляющую. В результате этого эффекта параметры потока на входе в каждую следующую часть существенно отличаются от условий диффузного напуска.
Определенную коррекцию в соотношение, предложенное С. Дэшманом, внес К. Оутли 8]. Основным понятием его теории является вероятность прохождения молекулы газа через данный элемент W. При соединении двух трубопроводов одинакового радиуса и разной длины, имеющих вероятности прохождения Wi и WT соответственно результирующая вероятность прохождения всей системы в целом Wv, составленной из двух последовательно соединенных патрубков определяется как:
В. Штекельмахер в известном обзоре 9] отмечает, что подход К. Оутли по результативности аналогичен подходу С. Дэшмана.
Выше упомянутые подходы рассматривают задачу определения проводимости канала в стационарной постановке. Процесс нестационарной откачки некоторого объема с учетом зависимости проводимости патрубка от давления исследовал Г. А. Тягунов [10]. Кроме этого, он впервые описал влияние изменения температуры газа на процесс откачки и внес фундаментальный вклад в развитие классических подходов в приложении к сложным трубопроводам.
Другую теорию течения разреженного газа через канал предложил М. Кнудсен. Среди основных предпосылок его теории можно назвать следующие: молекулярный поток на поверхности формируется и определяется параметрами газовой среды в рассматриваемом элементарном объеме, поведение газа описывается в терминах механики сплошных сред, при рассмотрении процессов взаимодействия молекулы со стенками не учитываются температура стенки (изотермическая система), возможность поглощения или миграции молекулы по поверхности. В рамках разработанной теории М. Кнудсеном были получены приближенные соотношения для расчета проводимости протяженного канала круглого сечения, позднее подтвержденные М. Смолуховским, который на основе подхода М. Кнудсена при более строгом рассмотрении процесса течения разреженного газа получил соотношения для расчета проводимости протяженного канала произвольного сечения.
Благодаря простому математическому аппарату теория М. Кнудсена нашла широкое применение в качестве базиса для развития аналитических подходов анализа молекулярных течений.
Система двух последовательно соединенных ловушек
Подробное описание расчетов фрагмента системы разными методами, а также результаты их сравнения приведены в ПРИЛОЖЕНИИ №2.
На рис. 2.13, 2.14 показано сравнение результатов расчетов быстроты откачки в сечениях фрагмента вакуумной системы (рис. 2.11) с использованием разных методов и их относительные отклонения от результатов, полученных методом Монте-Карло.
Приведенное сравнение показало, что наиболее точный результат (близкий к паспортным данным), из рассмотренных методов, дает метод пробной частицы.
Наибольшее отклонение от этого метода дает, метод расчета по аналогии с электрическими цепями и метод, основанный на универсальном уравнении вакуумной техники,
Для приблизительных расчетов суммарной проводимости можно применять традиционный метод.
Использование метода, основанного на универсальном уравнении вакуумной техники более эффективно, нежели традиционного (Дэшмановского) подхода. Однако его применение осложняется необходимостью наличия исчерпывающих данных о характеристиках элементов, в том числе их зависимостей от рабочего давлейия, что ограничивает его использование компоновкой вакуумной системы из элементов с известными параметрами. При этом в отличие от метода пробной частицы, область его применения не ограничивается свободномолекулярным режимом, Кроме того, возможны некоторые неопределенности при анализе вакуумных систем, поскольку большая часть оборудования относится к пассивным элементам.
Использование готовой программы, реализующей метод пробной час-тицы [32] более эффективно, и вместе с тем, проще для освоения, нежели проведение расчета по громоздким формулам метода единого универсального уравнения вакуумной техники.
Поэтому, наиболее простым и эффективным методом расчета для анализа-сложных систем при свободномолекулярном режиме течения является метод пробной частицы.
Основные положения второй главы диссертации изложены в следующих статьях и журналах [33..36].
Система управления данными по вакуумным свойствам материалов
Система управления данными «Поток» (рис. 4.4) для обработки результатов исследования газовыделения различных материалов представляет собой реляционную базу данных "Материалы и газы" с аналитическим блоком, которая позволяет осуществлять пользователю ввод данных непосредственно с используемых приборов в том виде, в котором они выдаются - значения ионных токов, массы веществ, спектры анализа компонентного состава газа, данные с измерительных приборов - значения давлений, потоков.
Реляционная модель характеризуется простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления для обработки данных. В результате преобразований и анализа пользователь получает наглядную информацию по значениям газовыделения как общего, так и по компонентам в любой размерности, спектр компонентного состава выделяемого газа в процентных долях или в абсолютных величинах, в зависимости от давления, температуры. Осуществляется привязка к типу материала (основные материалы используемые в вакуумной технике - нержавеющая сталь, медь, алюминий, фторопласт, резина, стекло, витон) и условиям проведения эксперимента. Кроме анализа, собранные данные накапливаются и систематизируются. Таким образом, возможно получение различных выборок данных по заданным критериям, например, величина газовыделения с нержавеющей стали при заданной температуре.
В данную систему также внесены значения газовыделения в зависимости от типа и обработки материала из различных источников литературы [51.. 53], что позволяет получать наглядную информацию по значениям газовыделения.
Основными материалами, используемыми при создании вакуумных систем являются металлы и полимеры, в ФГУП «Научно-исследовательский институт вакуумной техники им. С.А. Векшинского».
В данной работе собраны и проанализированы данные, полученные в результате экспериментальные исследования по уровню газовыделению с поверхностей различных материалов в вакууме, которые проводились ФГУП «Научно-исследовательский институт вакуумной техники им. С.А. Векшинского» на протяжении нескольких десятков лет, в ОАО «Криогенмаш» и других учреждениях. В результате исследования, анализа и обработки масс-спектрограмм газовыделения с поверхности нержавеющей стали 12Х18Н10Т от времени откачки и температуры при давлениях ниже, чем 10" Па было вы явлено, что удельное газовыделение необработанной нержавеющей стали составляет примерно 10"6 - 10"5 Пахл/схсм2 в диапазоне температур 25 - 450 С.
Газ, десорбирующийся с поверхности необработанной нержавеющей стали, не менее чем на 40-50% состоит из паров воды.
В рамках данной работы впервые разработана информационно-аналитическая система для сбора, представления, анализа и управления данными по газовыделению различных материалов в широком диапазоне условий. Система применяется при анализе имеющихся данных (существующая литература по данной тематике) и может применяться для вновь полученных результатов исследований; позволяет встраивать различные алгоритмы анализа полученных данных; включает в себя значения уровня газовыделения и компонентный состав различных материалов (нержавеющая сталь, медь, алюминий, фторопласт, резина, стекло, витон) и условия проведения эксперимента (при давлениях до 10"8 Па, температуре от 25 до 450С, продолжительности откачки от 30 мин до 150 часов).
Данная проблема является крайне актуальной, так как даже в настоящее время не существует автоматизированных средств для решения этой задачи -обычно используется субъективный опыт исследователя.
Основные положения четвертой главы диссертации изложены в следующих статьях и журналах 54, 55].
Зависимость относительного молекулярного потока от расположения регистрирующего устройства
Зависимость доли зарегистрированных частиц от относительного перемещения регистрирующего устройства в том случае, когда происходит сканирование объекта на высоте двух метров от объекта, показывает, что в координате (X = 0; Y = 0) удалось зарегистрировать источник (который мы задаем изначально для проверки). Именно в этой координате было зафиксировано наибольшее количество частиц.
В случае же вертикального перемещения регистрирующего устройства максимальное количество частиц было зафиксировано в координате (X = 2; Y = 1). Это значит, что наше регистрирующее устройство необходимо закрепить на этом уровне и произвести горизонтальное сканирование.
В зависимости от того, в каком виде выдается сигнал с регистрирующего устройства, необходимо согласовать этот сигнал с долей зарегистрированных частиц, полученных с помощью данной модели. Это позволит получить информацию о характере зафиксированного газового потока — фоновое газовыделение, течь через обшивку КА, «наводки» от работы корректирующих двигателей.
Традиционная компоновка для проведения экспериментов по анализу СВА в открытом космосе включает в себя регистрирующее устройство: ионизационный или инверсно-магнито-электроразрядный преобразователь плотности потока.
По ранее полученным данным диапазон давлений в открытом космосе на различном удалении от поверхности космического аппарата составляет 10"3 + 10"8 Па.
Принципиальными отличиями данных преобразователей, которые используются для проведения экспериментов в открытом космосе от тех, которые используются в вакуумных установках на Земле, являются:
- массогабаритные характеристики;
- диапазон рабочих давлений и температур -100 - +100С;
- устойчивость к перегрузкам до 100g 30 мкс;
термостойкость. В таблице 17 приведены достоинства и недостатки этих типов преобразователей.
Преобразователи ПДМ-50 и ПМД-50К отличаются по конструкции лишь размером присоединительных фланцев и материалом применяемых уплотнений. В ПДМ-50 (рис. 6.14) металлический уплотнитель, в ПМД-50К - из термостойкой резины. Электродная система состоит из цилиндрического катода с закрытыми орцами, являющегося одновременно магнитной системой преобразователя, и стержневого анода. Стабильность накала обеспечивается стартером, нить накала которого служит также тепловым реле для включения преобразователя в рабочий режим. Преобразователь ПДМ-50 допускает прогрев до температуры 350С и измерение давлении при температуре 200С. Для преобразователя ПМД-50К максимально допускаемая температура при прогреве или измерениях 150С.
