freakpp054

106 I

Procedura pomiaru profilu powierzchni naftalenu zależy od kształtu modelu oraz oprzyrządowania pomiarowego. W skład oprzyrządowania musi wchodzić system współrzędnościowy, na którym jest mocowany model; czujnik przemieszczeń, połączony z układem współrzędnościowym oraz komputer sterujący systemem współrzędnościowym i przetwarzający sygnały z czujnika przemieszczeń (patrz par. 6.5.6).

Układ współrzędnościowy musi dysponować tyloma stopniami swobody, aby było możliwe ustawienie czujnika przemieszczeń prostopadle do powierzchni naftalenu w każdym punkcie pomiarowym. Jego rozdzielczość, w celu zapewnienia ustawienia czujnika pomiarowego w określonym punkcie modelu, musi być o rząd wielkości lepsza od zakładanej odległości pomiędzy punktami pomiarowymi. W takim przypadku, przy pomiarach na powierzchni płaskiej, „błąd ustawienia” w założonym punkcie pomiarowym będzie mniejszy od 7% odległości pomiędzy punktami pomiarowymi. Natomiast maksymalna różr ica pomiędzy ustawieniem bazowym i końcowym będzie mniejsza od 14% odległości pomiędzy punktami pomiarowymi. Różnica pomiędzy rozdzielczością układu współrzędnościowego i odległością punktów pomiarowych od siebie jest w praktyce większa. Układ współrzędnościowy najczęściej dysponuje bowiem rozdzielczością 0,01-0,02 mm, a odległości między punktami pomiarowymi są zazwyczaj większe od 0,5 mm. Przy mniejszych odległościach błąd związany z długim czasem pomiaru profilu powierzchni (na skutek dużej liczby punktów pomiarowych) byłby niedopuszczalnie duży.

Czujnik przemieszczeń dysponuje zazwyczaj powtarzalnością pomiaru wynoszącą 0,1-0,01 |im. Pozwala to na osiągnięcie błędu pomiaru ubytku naftalenu nie większego niż około 1-2% nawet w rejonach modelu, gdzie jest on najmniejszy. Za błąd pomiaru ubytku naftalenu można uznać powtarzalność pomiaru czujnika, a nie jego dokładność. Wynika to z tego, że obydwa pomiary profilu powierzchni naftalenu są realizowane w niewielkim odstępie czasu, w takiej samej temperaturze oraz wstępnie nagrzanym układzie pomiarowym. W związku z tym błędy obu pomiarów są prawie identyczne, co powoduje, że ze względu na określenie grubości wysublimowanego naftalenu jako różnicy obu pomiarów wzajemnie się znoszą.

Układ mocowania modelu naftalenowego do układu współrzędnościowego musi zapewnić powtarzalne ustawienie modelu w celu zminimalizowania różnicy w ustawieniu modelu do bazowego (przed testem) i końcowego (po teście) pomiaru profilu powierzchni. Ponadto czynności mocowania modelu i jego zdejmowania powinny zabierać jak najmniej czasu.

Procedura pomiaru profilu powierzchni naftalenu musi zapewnić:

-    pomiar profilu powierzchni w punktach o określonych współrzędnych,

-    niwelację błędów pomiaru wynikających z błędów ustawienia modelu.

Przeprowadza się w tym celu pomiary ustalające, określające położenie

modelu w przestrzeni.

Najczęściej odbywa się to w ten sposób, że czujnik pomiarowy jest ustawiany w punktach powiązania na modelu lub automatycznie odszukuje te punkty. Na podstawie ich współrzędnych, zadanych co do wartości w układzie współrzędnych modelu, a teraz określonych w układzie współrzędnych układu współrzędnościowego, następuje powiązanie ze sobą tych układów. Pozwala to na przeliczenie współrzędnych punktów zdefiniowanych w układzie współrzędnych modelu (punktów odniesienia i pomiarowych) na odpowiadające im współrzędne w układzie współrzędnych układu współrzędnościowego. Dzięki temu elementy sterujące układu współrzędnościowego mogą ustawić układ tak, aby czujnik pomiarowy znalazł się w wyznaczonym miejscu na powierzchni modelu.

Następną czynnością jest wyznaczenie płaszczyzny (linii, bryły) odniesienia, względem której będzie określany profil powierzchni modelu. Posłużenie się płaszczyzną odniesienia pozwala na całkowite wyeliminowanie wpływu błędów ustawienia na kierunku prostopadłym do powierzchni naftalenu. Metoda wyznaczania profilu powierzchni modelu względem powierzchni odniesienia jest zasadniczym elementem gwarantującym wymaganą dokładność procedury pomiarowej i wymaga odpowiedniej konstrukcji modelu. Jest on zbudowany w sposób zapewniający występowanie wystarczającej liczby punktów odniesienia rozmieszczonych na elementach modelu wykonanych z nie sublimującego materiału (ramka lub szkielet modelu - patrz podrozdz. 6.4), pozwalających na wyznaczenie płaszczyzny odniesienia. Punkty te muszą zajmować takie położenie w stosunku do powierzchni naftalenu, aby znajdowały się w zakresie pomiarowym czujnika przemieszczeń.

Współrzędne punktów odniesienia są zdefiniowane w układzie współrzędnych modelu, a dzięki wykonanemu wcześniej powiązaniu dwóch układów współrzędnych, tj. modelu i układu współrzędnościowego jest możliwe ich przeliczenie do układu współrzędnych układu współrzędnościowego. Pozwala to na ustawienie czujnika przemieszczeń w punktach odniesienia i na podstawie odczytu jego wskazań określenie równania płaszczyzny odniesienia.

Od tego momentu rozpoczyna się właściwy pomiar profilu powierzchni, który dla każdego punktu pomiarowego przebiega następująco:

1.    przeliczenie współrzędnych punktu pomiarowego z układu modelu do układu systemu współrzędnościowego;

2.    przemieszczenie modelu naftalenowego (czujnika pomiarowego) tak, aby czujnik pomiarowy znalazł się w wyznaczonym punkcie na powierzchni modelu;

3.    odczyt wskazania czujnika pomiarowego;

4.    przeliczenie wskazania czujnika pomiarowego do płaszczyzny odniesienia, tj. dodanie lub odjęcie od wskazania czujnika jego hipotetycznego wskazania, jakie pojawiłoby się, gdyby czujnik poruszał się po płaszczyźnie odniesienia.