ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.07.2024
Просмотров: 132
Скачиваний: 0
ленных от места контакта слоев носителя. При этом урав нение теплопроводности и соответствующие граничные условия для расчетной схемы, изображенной на рис. 5-4, запишутся следующим образом:
|
дЬ |
_ |
2 |
д-В , |
|
(5-14) |
|
|
dt |
— а |
дх- |
' |
|
||
|
|
|
|||||
<50р |
п |
при х = |
■ s; |
|
|||
~дх ~ |
0 |
(5-15) |
|||||
^ ■ = |
W« |
при х = /; |
|
||||
|
|
||||||
» 60Р |
, дв„ |
|
|
п |
|
||
Яр дх |
= |
1,1 i |
t |
при Л' = 0; |
(5-16) |
||
0Р= |
0„ при л' = |
0 ; |
|
||||
0 = t|>(%) |
при / = 0, |
(5-17) |
|||||
где 0= (Г—7’01ф.0р)/Г01ф.ср; |
k — hj'k. |
Индексы |
«р» и «и» |
означают принадлежность данной величины ролику и носителю соответственно.
Будем считать, что носитель представляет собой однослойное тело. Функция т|)(х) соответствует распре делению температуры носителя при его поступлении на барабан, а на участке от 0 до s соответствует начальной температуре барабана.
Решение краевой задачи (5-14) —(5-17) имеет вид:
°°-ш2 t
6 (л% |
« x„(x), |
(5-18) |
П = |
\ |
|
где |
|
|
i |
|
|
I С ( X ) |
Р ( . V ) 4 (х) Х п ( х ) dx |
|
d= =£___________________•
IIХ п ||=
СО,, |
— |
СО* |
(/ — х) |
*в sin —- (/ — х) + |
cos — |
||
Х п (х)~ ■ |
|
|
при 0 <<л'<|/; |
k„ sin * • l + |
~Z— |
COS “ — |
l |
|
Clи |
O-ii |
|
U>n
cos 7^ (* + s)
X»(*) = --------—------- при — s < л < 0 ;
COS— 7 - 5
" P
110
|
CpPpS |
|
^нРн |
2 |
1 |
|
+ К 1 |
|
|
X J'r =■ |
|
|
|
|
|
|
|
||
о |
^71 |
|
|
^7» |
. |
. |
, . |
. |
|
|
S |
|
|||||||
|
COS2 |
— |
— cos— |
l + |
kn s m — |
l |
|||
|
|
Лр |
|
|
|
|
|
|
|
wn есть я-и положительный корень уравнения |
|
||||||||
|
k-н |
|
-tg- |
|
|
|
|
|
|
|
, |
“n |
, , |
“n |
Яр |
Ь |
Яр |
|
|
|
к" tg |
1+ |
», |
|
|
|
|
|
|
Расчет по формуле |
(5-18) показывает, что охлажде |
||||||||
ние носителя на металлическом |
барабане диаметром |
примерно 100 мм при идеальном контакте нх поверхно стей происходит за время около 0,1 сек, в то время как свободное охлаждение носителя в вакууме длится около
5 мин.
Уравнение (5-18) наиболее точно описывает охла ждение носителя в газовой среде, служащей для пере дачи тепла от носителя к барабану в местах неплотного прилегания их поверхностей, или в вакууме при спе циальной смазке поверхностей соприкосновения.
По литературным данным, площадь истинного кон такта поверхностей без смазки составляет всего 30— 50% от полной площади. Если не применена контактная смазка, реальное время охлаждения может быть больше по сравнению с расчетным при идеальном контакте на
один-два порядка. |
И хотя механизм теплопереноса |
в основном остается |
контактным, расчет по формуле |
(5-18) не может быть достаточно точным, пока не будут получены точные данные о реальной поверхности кон такта носителя и барабана.
5-5. Установка для исследования температурного режима термопластического слоя
Способность сохранять записанный рельеф на любой срок является главным отличием и преимуществом термопластических слоев по сравнению с гелеобразными и жидкими. Это свойство термопластиков можно реали зовать, только применяя нестационарный температурный режим проявления рельефа. Однако расчет проявления
111
п стирания рельефана деформируемом слое при непо стоянной его температуре является сложной и практи чески еще не решенной проблемой. Поэтому при исследо вании проявления истирания рельефа на разработанных и создаваемых термопластиках необходимо использовать экспериментальные методы.
■При экспериментальном изучении этих процессов
необходимо регистрировать данные измерений |
рельефа |
и контролировать динамику температурного |
режима |
термопластика. Методы измерения рельефа будут рас смотрены в § 7-1.
Для регистрации температуры необходимо разрабо тать датчик температуры сочень малой инерционностью, так как скорость нагревания термопластического слоя достигает 2 • 104 °С/сек.
При исследовании термопластической записи можно применять как контактные, так и бесконтактные методы измерения пли регистрации температуры на носителе при проявлении. Бесконтактные методы в общем случае предпочтительны, так как исключают влияние системы измерения на процесс образования рельефа. Кроме того, они позволяют легко регистрировать температуру термопластика на движущейся подложке. К числу бес контактных можно, в частности, отнести методы, осно ванные на использовании изменений оптических свойств, излучательной способности или цвета объекта при изме нении температуры и др. Наиболее перспективен метод с болометрическим датчиком, чувствительным к инфра красному излучению.
Однако бесконтактные методы в отличие от контакт ных требуют применения пли разработки более сложной аппаратуры. 'Значительные трудности возникают при градуировке бесконтактных датчиков. Поэтому при создании исследовательской лабораторной установки целесообразно пользоваться одним из контактных мето дов регистрации температуры. Требованию малой инер ционности из контактных датчиков удовлетворяют толь ко пленочные резисторы и термопары.
При термопластической записи имеет смысл исполь зовать в качестве термосопротивления проводящий слой, находящийся в непосредственном контакте с тер мопластиком. Температура в проводящем слое изменя ется практически безынерционно, так как он служит объектом нагревания с тепловой постоянной времени
112
около 10 мксек. Ранее было показано, что температура проводящего слоя толщиной до 20 мкм отличается не более чем на 2 % от температуры свободной поверх ности деформируемого слоя. Если же исследуются слои толщиной более 20 мкм, то температуру можно пересчитать в соответствии с теорией, изложенной выше.
Чтобы исключить влияние качества подложки, адге зии, неравномерности протяжки ленты, нестабильности толщины термопластического и проводящего слоев п ряда других факторов на процесс проявления, иссле дование образования рельефа желательно проводить на одной и той же жесткой неподвижной подложке. При этом значительно проще измерять температуру и пара метры рельефа, а по полученным данным нетрудно рассчитать соответствующие величины для случая дви жущейся подложки. В качестве неподвижной подложки нами применен датчик, изготовленный методом вжигания платиновой пленки в поверхность ситаллового стекла.
Среди возможных способов проявления высоко частотный нагрев дает наибольшие перепады темпера туры по времени и толщине слоя, поэтому любой из них можно имитировать, если пользоваться ВЧ-нагревате- лем. Нужно принять во внимание, что нагрев проводя щего слоя в реальных условиях происходит в зоне, соизмеримой с шириной зазора между электродами высокочастотной головки s = l - ^ 3 мм, в диапазоне ско ростей движения термопластической ленты и=5ч30 см/сек. Мощность высокочастотного источника вы брана нами такой, чтобы обеспечить для минимального интервала времени максимальную температуру в термо пластике около 200 °С.
На рис. 5-5 изображена принципиальная схема уста новки [Л. 75]. Высокочастотный генератор 2 частоты 30 мгц, запускаемый блоком выдержки времени 1 на время to , нагревает проводящий слой — термосопротив ление датчика 3. Изменение сопротивления датчика регистрируется с помощью мостовой схемы 4 и воспро изводится на экране осциллографа 5. Стабилизирован ные источники напряжения 6 предназначены для пита ния схемы запуска и генератора. Питание мостовой схе мы осуществляется от батареи 7 напряжением 2— 6 в. Медленное изменение сопротивления датчика при нагре-
8— 509 |
ИЗ |