Герметизация, как основа надежности датчиков «Тензо-М»
Авторы:
Деревянко А.С.
Железнов А.А.
Компания ЗАО «ВИК «Тензо-М» является крупнейшим производителем в России тензодатчиков, весов и дозаторов. Предприятие выпускает порядка 16 модификаций тензодатчиков с диапазоном наибольшего предела взвешивания (НПИ) от 20кг до 200 тонн, по качеству и надежности не уступающие, а порой, и превосходящие аналоги зарубежных производителей.
Изготовление тензодатчиков является сложным технологическим процессом, состоящим из нескольких этапов. Одним из этапов является герметизация тензодатчиков. Данный этап изготовления является очень важным, так как от того, насколько будут герметичными датчики, зависит надежность и долговечность работы тензодатчиков. На предприятии герметизация тензодатчиков осуществляется в два этапа: предварительная и окончательная герметизация. Предварительная герметизация предназначена для защиты наклеенных тензорезисторов от воздействия влаги, механических воздействий в процессе нормирования и окончательной герметизации тензодатчиков. В качестве герметизирующего материала используется силиконовый герметик. Практически все типы тензодатчиков, выпускаемых предприятием, изготавливаются из нержавеющей стали. Это позволяет работать тензодатчикам в жестких условиях эксплуатации, например, на мясоперерабатывающих комбинатах. Большинство датчиков конструктивно представляют собой упругий элемент с наклеенными тензорезисторами, помещенным в защитную оболочку. Защитная оболочка представляет собой кожух и крышки, изготовленных также из нержавеющей стали. Все стыки между элементами защитной оболочки и упругого элемента завариваются с помощью лазерной сварки, что и происходит при окончательной герметизации. Предприятие оснащено самими передовыми установками лазерной сварки.
Преимущество лазерной сварки заключается в том, что происходит локальный разогрев свариваемых поверхностей, при этом температура самого датчика при сварке повышается не выше 50оС. Это гарантирует, что при сварке не повредится тензочувствительная схема датчика. Весь процесс лазерной сварки происходит автоматически, траектория сварного шва задается и контролируется с помощью программного управления. Все это позволяет значительно уменьшить ошибку оператора. После заварки все датчики проходят проверку на герметичность всех сварных швов. Негерметичность определяется по проникновению из датчика пробного вещества. В качестве пробного вещества используется гелий (Не) в связи с тем, что радиус его атома меньше радиуса атомов других газов, использующихся при определении степени негерметичности. Это позволяет гелию приникать через более маленькие течи. Каждый датчик имеет специальное технологическое отверстие, через которое под давлением в него закачивается гелий. После этого с помощью масс-спектрометрического течеискателя, настроенного на индикацию гелия, специального щупа и по показанию его регистрирующего устройства судят о наличии и размерах течи. Контроль герметичности основан на перемещении щупа течеискателя вдоль всех сварных швов датчика, при этом пробный газ, содержащий молекулы гелия, захватывается щупом, детектируется, преобразуется в электрический сигнал масс-пектрометром, обрабатывается цифровым трактом и отображается на экране течеискателя в виде числового значения потока гелия. Гелиевый течеискатель, имеющийся на предприятии, позволяет обнаруживать течи 7*10-9 Па*м3/с. При обнаружении течи, величина которой больше вышеуказанного значения, датчик признается негерметичным и отправляется на повторную заварку. После проверки герметичности у всех герметичных датчиков заваривается специальное технологическое отверстие.
Благодаря использованию самых современных технологий, методик, технологического оборудования, тензодатчики, выпускаемые предприятием, согласно ГОСТу 14254-96 «Степени зщиты, обеспечиваемые оболочкой» соответствуют самой высокой степени защиты оболочкой - IP68. Код IP68 означает, что датчики пыленепроницаемые и сохраняют свою работоспособность при длительном погружении в воду.