Hőközlő anyag nyomásviszonyainak újszerű vizsgálata gőzfázisú forrasztás során
A mai gőzfázisú forrasztó berendezések vezérlése hőmérséklet alapján történik. Mind a felfűtési szakaszban, mind pedig a forrasztási ciklus során egy vagy több hőelem értékei alapján dönt a berendezés a folyamat kimeneteléről. Ennek nagy hátránya, hogy a hőmérsékleti profilok egytárolós tag jelleggel aszimptotikus telítődést mutatnak, így nem pontosan meghatározható a vezérlés számára mikor is értük már el a kívánt hőmérsékletet. Ezen okoknál fogva a vezérlő szoftver működése során holt idők jelentkeznek, amíg a berendezés vár, hogy biztosan elérje a megfelelő hőmérsékletet.
A berendezésben fellelhető Galden hőközlő folyadék gőze, nehezebb a levegőnél, emiatt a kemence alján halmozódik fel. Alap esetben PCB nélkül, egy egyensúlyi állapot áll be, mely során annyi gőz fejlődik, ami visszacsapódik a tartályba a hűtési körön. Így kialakul egy hidrosztatikus nyomásérték, amely függ a gőzoszlop magasságától. Ezek által, ha ismerjük ezen nyomásértéket, abból következtethetünk a gőz magasságára. A nyomásmérés sokkal reszponzívabbnak bizonyult a hőmérsékletméréshez képest, a berendezés felfűtésénél látható feltöltődő kondenzátor tetején ellaposodó görbéje helyett egy egyértelmű pontként megkapható a maximális nyomásérték. Tehát ezáltal kiküszöbölhető a holtidő, a berendezés rögtön tud reagálni a gőztérben történt változásokra.
Ugyan ez igaz a forrasztási ciklusra, ahol a PCB bemerítése során a gőznyomás visszaesik, és csak a hordozó felmelegítése után tud újra megemelkedni. Ezen nyomásváltozások itt is azonnali válaszidővel detektálhatóak, illetve a gőz sűrűségének ismeretében számolható, hogy a fejlődő gőz mikor halad túl a PCB felületén.
Sajnos a mérési elrendezés és a mai nyomásmérő szenzorok nem teszik lehetővé az egyszerűen elvégezhető mérést ezért a korábbi megoldásokhoz képest fejlesztéseket kellett alkalmaznom. Az alapelv kidolgozása során a hidrosztatikai nyomásmérés módszerét alkalmaztam, a gőzbe merített másik végén zárt csőben megjelenik a gőztér okozta többlettnyomás. Ezt egy nyomásmérővel egyszerűen vizsgálhatjuk. A probléma gyökere pedig pont ez az elrendezés, mivel az illesztések és a szenzor felépítéséből adódóan a rendszer ereszti a bemerítés okozta többletnyomást.
Ennek kiküszöbölése érdekében született a megoldás egy aktuátorként funkcionáló vezérelt levegőpumpa formájában, amely célja, hogy időről-időre átbuborékoltatva a csőhálózatot, kompenzálja a szivárgást.
TDK dolgozatomban megvizsgáltam az aktuátor vezérlésének módjait, hogy a buborékoltatás megtörténjen, viszont a bejuttatott hideg levegő ne befolyásolja a munkateret és a forrasztás kimenetelét.
szerző
-
Havellant Gergő
Villamosmérnöki szak, alapképzés
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Dr. Géczy Attila
Habil. docens, Elektronikai Technológia Tanszék