Załącznik nr 1.2 - OPZ

Znak sprawy: RA-TL-Z-16A/2015
załącznik nr 1.2 do SIWZ
Opis przedmiotu zamówienia – CZĘŚĆ 2
Poz.
Kriostat do badania właściwości materiałów nadprzewodnikowych wraz z
układem automatyki kontrolno-pomiarowej
Projekt koncepcyjny wykonania Kriostatu do badania właściwości
materiałów nadprzewodnikowych wraz z układem automatyki kontrolnopomiarowej
1.
1.
Ilość
Ogólny opis przedmiotu zamówienia
Przedmiotem zamówienia jest opracowanie projektu
koncepcyjnego wraz z dokumentacją techniczną
zautomatyzowanego kriostatu do badania właściwości materiałów
nadprzewodnikowych służących do oceny taśm
nadprzewodnikowych HTS 2G (High Temperature
Superconductor), w którym będzie możliwość wyznaczania
charakterystyki R=f(T) w zakresie temperatur od 77K-324K oraz
rejestracja przebiegów U=f(t), I=f(t) w zakresie zmian nastaw
napięcia 0-8V, lub prądu 0-400A w temperaturze ciekłego azotu
dla zaprogramowanych wartości prądu i napięcia. Opracowanie
powinno zawierać rysunki techniczne konstrukcji mechanicznej,
schematy elektryczne i sygnałowe obwodów zasilania, sterowania
oraz pomiarowego, wraz ze wstępnym wykazem elementów
według wymagań przedstawionych w punktach 2 – 4. Ponadto
projekt powinien zawierać opis działania opracowanego projektu.
W skład stanowiska badawczego będą wchodzić następujące
podzespoły, posiadane przez Zamawiającego:
1) Monitor temperatury model 218S firmy Lake Shore
Cryotronics, Inc.
2) Czujnik kriogeniczny CernoxTMRTD model CX-1070AA-4L-Q QL w obudowie AA, z kalibracją 4L (4K324K).
3) Komputer z oprogramowaniem LabVIEW Professional
Dev. System.
4) Karta pomiarowa NI USB-6343, X Series Multifunction
DAQ (32 AI, 48 DIO, 4 AO), 500 kS/s single-channel
sampling rate.
5) Złącze NI GPIB-USB-HS+, with NI-488.2 Software for
Windows.
6) Złącze Type X2 double-shielded GPIB cable, 2 meter.
7) Zasilacz N8731A DC Power Supply 8V, 400A, 3200W;
GPIB, firmy Keysight Technologies Inc.
8) DSS 6000 - Dewar ze stali nierdzewnej polerowanej z
luźną pokrywą i uchwytem do przenoszenia. Poj. 6 litrów,
wymiary wew. Ø 185 x 270 mm.
Konstrukcja mechaniczna kriostatu do badania właściwości
materiałów nadprzewodnikowych powinna umożliwiać montaż
wyżej wymienionych komponentów w specjalnie wyznaczonych
do tego miejscach, w sposób pozwalający na prawidłową pracę
całego systemu. Projekt koncepcyjny powinien obejmować
współpracę wszystkich wyżej wymienionych komponentów.
Urządzenie będące przedmiotem zamówienia jest urządzeniem
prototypowym przeznaczonych do celów badawczych, do
doraźnego użytku w laboratorium badawczym dlatego nie jest
1
komplet
Znak sprawy: RA-TL-Z-16A/2015
załącznik nr 1.2 do SIWZ
wymagane oznakowanie CE (deklarację zgodności CE) dla
sprzętu zgodnego z wymogami określonymi w ustawie z dnia
30 sierpnia 2002 roku o systemie oceny zgodności (Dz. U. z
2002 r., nr 166, poz. 1360 z p. zm.).
2.
Wymagania dotyczące konstrukcji mechanicznej
1) Ze względu na wykorzystanie w stanowisku badawczym
substancji (ciekły azot) zagrażających życiu bądź zdrowiu
obsługi i osób postronnych oraz sprzętu sterującopomiarowego należy spełnić wymienione poniżej wytyczne
dotyczące konstrukcji mechanicznej. Ponadto, ze względu na
pracę przy niskich temperaturach, konstrukcja kriostatu
powinna spełniać rygorystyczne wymogi, również
szczegółowo omówione w punkcie 2.
2) Stanowisko badawcze powinno składać się z konstrukcji
wsporczej zbudowanej z profili konstrukcyjnych skręcanych
(nie spawanych), tolerancje profili DIN EN 12020. Profile
konstrukcyjne muszą być wykonane z materiału stop 6063
gatunek T66 wyżarzanych cieplnie (F25) o powierzchni
matowanej i anodowanej naturalnie o grubości warstwy 12
µm, która będzie minimalizowała efekty korozji w
niekorzystnych warunkach jej pracy. Konstrukcja mechaniczna
powinna być zamontowana na nóżkach do bezstopniowego
ustawienia wysokości oraz ruchomo ułożyskowaną podstawą
stopki, aby nierówności powierzchni mogły być
wyrównywane, tak by umożliwić stabilne usadowienie
kriostatu oraz jego wypoziomowanie.
3) Konstrukcja mechaniczna kriostatu powinna mieć wydzieloną
część na aparaturę automatyki kontrolno-pomiarowej, tak by
opary ciekłego azotu nie powodowały niewłaściwej pracy bądź
uszkodzenia tej aparatury. Obydwie te części powinny być
oddzielone płytą aluminiową malowaną proszkowo. Do
zbiornika kriostatu właściwego powinien być zapewniony
dostęp w takim zakresie by możliwe było swobodne nalewanie
ciekłego azotu. Zbiornik kriostatu będzie stanowić dewar DSS
6000 o pojemność minimum 6 litrów, średnicy wewnętrznej
minimum 185 mm oraz wysokości wewnętrznej minimum
270 mm.
4) Do wszystkich urządzeń kontrolno-pomiarowych oraz
rozdzielnicy zasilającej stanowisko badawcze powinien być
swobodny dostęp, umożliwiający ręczną ingerencję operatora,
bez konieczności przesuwania stanowiska bądź odkręcania
osłon ochronnych. Wszystkie przewody zasilające oraz
kontrolno-pomiarowe powinny być prowadzone w specjalnych
kanałach sygnałowych, uniemożliwiających mechaniczne ich
uszkodzenie.
5) Część konstrukcji mechanicznej, zawierająca badane próbki
taśm HTS oraz czujnik kriogeniczny powinna być
opuszczana/podnoszona do/z zbiornika kriostatu
automatyczne, za pomocą napędu elektrycznego sterowanego
z kontrolera ruchu wyposażonego w wejścia wyłączników
krańcowych oraz wejścia sterujące. Całość części pomiarowej
powinna być zamontowana na prowadnicy liniowej modułu
liniowego umożliwiającego pozycjonowanie z dokładnością co
Znak sprawy: RA-TL-Z-16A/2015
załącznik nr 1.2 do SIWZ
najmniej 0,1 mm wyposażonego w czujniki krańcowe. Część
ruchoma systemu powinna być tak zamontowana, aby opary
ciekłego azotu i zamarzająca para wodna, nie powodowały jej
błędnego działania. Wszystkie przewody pomiarowe oraz
przewody zasilające badaną próbkę, doprowadzone do części
ruchomej powinny być umieszczone w zapewniających cichą
pracę, prowadnikach przewodów wyposażonych w separatory
przewodów.
6) Ruchoma część pomiarowa powinna zawierać dwie płyty
bazowe, do których przyłączone będą kriogeniczne przepusty
prądowe, kriogeniczne wyprowadzenia napięciowe oraz
uchwyty z badanymi próbkami. Górna płyta bazowa wykonana
z anodowanego aluminium powinna zawierać izolowane
kriogeniczne przepusty prądowe. Dolna płyta bazowa, mająca
niewielką zmianę objętości w niskich temperaturach, powinna
być wykonana z kompozytu epoksydowo-szklanego i powinna
zawierać bloki mocujące uchwyty próbek taśm HTS.
Konstrukcja dolnej płyty bazowej powinna umożliwiać
zamontowanie jednocześnie dwóch uchwytów próbek taśm
HTS, jedna do badań zależności prądowych i napięciowych w
czasie, a druga do badań rezystancji w zależności od
temperatury. Próbki te powinny być umieszczone jedna pod
drugą w odległościach umożliwiających swobodne ich
umieszczenie w zbiorniku kriostatu z ciekłym azotem.
Połączenie górnej i dolnej płyty bazowej powinno być stabilne
o odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej, umożliwiającej
mechaniczne zamocowanie wymiennych uchwytów badanych
próbek.
7) W ramach stanowiska badawczego należy wykonać projekt
uchwytu próbek taśmy nadprzewodnikowej HTS 2G
umożliwiający badanie taśm o szerokościach 2, 3, 4, 6, 12 mm
oraz umożliwiający zasilanie przez doprowadzenia prądowe i
pomiar napięcia na taśmie HTS przez wyprowadzenia
napięciowe rozmieszczone w odległości 100 mm, w celu
wyznaczenia charakterystyki R=f(T). Uchwyt powinien być
wykonany z kompozytu epoksydowo-szklanego oraz
wyposażony w blok miedziany, do którego zamocowane będą
badane taśmy HTS. Taśma HTS powinna być odizolowana od
bloku miedzianego taśmą poliimidową z klejem silikonowym
o odporności dielektrycznej minimum 5 kV. W dolnej płycie
bazowej wykonanej z kompozytu epoksydowo-szklanego
powinny znajdować się bloki miedziane stanowiące
doprowadzenia prądowe, wyprowadzenia napięciowe oraz
blok miedziany wyposażony w otwór umożliwiający
umieszenie czujnika kriogenicznego w kształcie walca i
wymiarach: średnica Ø = 3.1 mm, wysokość h = 11 mm. Do
końcówek taśmy HTS poprzez odpowiednie doprowadzenia
powinno być doprowadzone napięcie zasilające badaną
próbkę, sterowane z programu komputerowego. Uchwyt z
badaną próbką taśmy HTS powinien być przymocowany do
dolnej płyty bazowej za pomocą połączenia śrubowego
umożliwiającego wymianę uchwytu. Śruby mocujące powinny
być zabezpieczone przed wypadaniem z uchwytu
8) W ramach stanowiska badawczego należy wykonać projekt
uchwytu próbek taśmy nadprzewodnikowej HTS 2G
Znak sprawy: RA-TL-Z-16A/2015
załącznik nr 1.2 do SIWZ
umożliwiający badanie taśm o szerokościach 2, 3, 4, 6, 12 mm.
Uchwyt powinien umożliwiać pomiar napięcia na taśmie HTS
przez wyprowadzenia napięciowe rozmieszczone w odległości
100 mm, umożliwiające rejestrację przebiegów U=f(t), I=f(t) w
zakresie nastaw napięcia 0-8 V oraz prądu 0-400 A w
temperaturze ciekłego azotu dla zaprogramowanych wartości
prądu i napięcia. Uchwyty te powinny być wykonane z
kompozytu epoksydowo-szklanego ze złączami miedzianymi
zapewniającymi podłączenie wysoko-prądowych przewodów
zasilających (na prąd do 400 A) oraz wyprowadzeń
napięciowych. Doprowadzenia prądowe powinny umożliwić
pracę w niskich temperaturach. Uchwyty z badaną próbką
taśmy HTS powinny być przymocowywane do uchwytów na
dolnej płycie bazowej za pomocą połączenia śrubowego
umożliwiającego szybką wymianę uchwytu bez konieczności
demontażu połączenia śrubowego, a jedynie przez
poluzowanie tego połączenia.
9) Po wyciągnięciu próbek taśm HTS z kriostatu, uchwyty
próbek powinny być ogrzewane za pomocą systemu
automatycznego ogrzewania nadmuchowego, w celu
zapobiegnięcia skraplania się pary wodnej do zbiornika
kriostatu oraz umożliwienie wykonania charakterystyki R=f(T)
do temperatury 324K.
3. Wymagania dotyczące układu zasilania
1) Przy badaniu charakterystyk R=f(T) próbki taśm HTS powinny
być zasilane z zasilacza małej mocy sterowanego z programu
komputerowego w sposób automatyczny. Natomiast przy
badaniu charakterystyk U=f(t), I=f(t) próbki taśm HTS
powinny być zasilane z regulowanego zasilacza dużej mocy
N8731A, o regulowanych parametrach w zakresie 0-8 V oraz
0-400 A, sterowanego z programu komputerowego przez
GPIB.
2) Stanowisko kriostatu do badania właściwości materiałów
nadprzewodnikowych wraz z układem automatyki kontrolnopomiarowej powinno być zasilane z rozdzielnicy,
zamontowanej w dostępnym miejscu stanowiska. Rozdzielnica
powinna być wyposażona w odpowiednio dobrane
zabezpieczenia nadprądowe oraz upływowe obwodu zasilania
komputera, monitorów temperatury, zasilacza, obwodów
napędu podnoszenia/opuszczenia badanych próbek taśm HTS
oraz innych obwodów. Obwody zasilająco-sterujące powinny
być wyposażone w ręczny wyłącznik bezpieczeństwa
odcinający zasilanie w razie zaistnienia zagrożenia – tzw.
wyłącznik bezpieczeństwa.
4. Wymagania dotyczące układu pomiarowego
1) Układ pomiarowy będzie wyposażony w monitor temperatury
model 218S firmy Lake Shore Cryotronics, Inc. Pomiary
temperatury będą wykonywane czujnikiem kriogenicznym
model CX-1070-AA-4L-Q QL. Pomiary parametrów
elektrycznych będą wykonywane za pomocą karty kontrolnopomiarowej NI USB-6343. Cały system powinien być
połączony i zsynchronizowany za pomocą złączy GPIB/USB
Znak sprawy: RA-TL-Z-16A/2015
załącznik nr 1.2 do SIWZ
oraz wyjść/wejść cyfrowych i wejść analogowych. Pomiar i
sterowanie wykonywane jest z komputera za pomocą
specjalnego programu komputerowego opracowanego w
środowisku LabVIEW Professional Dev. System.
2) Układ pomiarowy do wyznaczania charakterystyk U=f(t),
I=f(t) powinien być wyposażony w odpowiedni bocznik
pomiarowy. Sygnały z bocznika pomiarowego będą mierzone
poprzez kartę kontrolno-pomiarową.
3) Układ pomiarowy do wyznaczania charakterystyk R=f(T),
powinien umożliwiać pomiar napięcia na taśmie HTS i prądu
taśmy (przez pomiar napięcia na boczniku pomiarowym) za
pomocy karty kontrolno-pomiarowej.
4) Układ pomiarowy powinien zawierać zabezpieczenia
nadprądowe, zabezpieczenia różnicowoprądowe oraz system
ochrony karty pomiarowej zapobiegający uszkodzeniu wejść
karty.
Wykonanie Kriostatu do badania właściwości materiałów
nadprzewodnikowych wraz z układem automatyki kontrolno-pomiarowej
według projektu z poz. 1
Ilość
1. Ogólny opis przedmiotu zamówienia
2.
Przedmiotem zamówienia jest wykonanie zautomatyzowanego
kriostatu do badania właściwości materiałów
nadprzewodnikowych według wytycznych przedstawionego w
pozycji 1. zamówienia oraz projektu koncepcyjnego powstałego w
wyniku realizacji pozycji 1. zamówienia, wraz z wykonaniem
programu kontrolno pomiarowego oraz po 10 uchwytów próbek
taśmy nadprzewodnikowej HTS 2G według specyfikacji zawartej
w punkcie 2 podpunkty 7 oraz 8 pozycji 1. zamówienia.
2. Wymagania dotyczące programu kontrolno pomiarowego
1) Program kontrolno-pomiarowy powinien być napisany w
środowisku LabVIEW Professional Dev. System.
Zamawiający dostarcza komputer PC z zainstalowanym
oprogramowaniem LabVIEW Professional Dev. System.
Wykonawca opracuje program i skonfiguruje urządzenia
opisane w poz.1 punkt 1 po zainstalowaniu tych urządzeń
przez Zamawiającego w dniu i miejscu instalacji. Zadaniem
programu jest wykonanie w sposób automatyczny
charakterystyki R=f(T) taśmy nadprzewodnikowej oraz
rejestracja charakterystyk taśm nadprzewodnikowych HTS:
U=f(t), I=f(t) dla zadanych przez operatora parametrów pracy
zasilacza N8731A .
2) Cały proces sterowania i pomiarów powinien być obsługiwany
z interfejsu użytkownika zawierającego następujące zakładki
funkcjonalne:
a. zakładka pomiaru charakterystyki R=f(T) menu
głównego sterowania z automatyczną nastawą
wszystkich możliwych parametrów napięciowych i
prądowych oraz kroku pomiarowego, jak również
sterowania układu grzewczego,
b. zakładka pomiaru U=f(t), I=f(t) i sterowania
zasilaczem N8731A umożliwiająca sterowanie oraz
dokonywanie pomiarów dla zadanych parametrów.
3) Po wykonaniu pomiarów program powinien umożliwiać
1
zestaw
Znak sprawy: RA-TL-Z-16A/2015
załącznik nr 1.2 do SIWZ
generację raportu zawierającego:
a. informacje o dacie wykonania pomiaru, nazwy
instytucji zlecającej wykonanie pomiaru, osób
wykonujących pomiar,
b. informacje o typie badanych próbek oraz wszelkich
uwag dotyczących pomiaru lub wyników,
c. stabelaryzowane wyniki pomiarowe,
d. wyznaczone charakterystyki statyczne R = f(T).
4) Raport powinien być zapisywany w formacie .xls przy
wyznaczaniu ch-ki R=f(T) oraz w formacie .tdms przy
rejestracji przebiegów U=f(t) oraz I=f(t).
3. Wymagania dotyczące dokumentacji
1) Powykonawcza dokumentacja techniczna kriostatu do badania
właściwości materiałów nadprzewodnikowych wraz z układem
automatyki kontrolno-pomiarowej stanowiącego przedmiot
zamówienia powinna być opracowana w języku polskim w
zakresie niezbędnym do jego bezpiecznej i poprawnej obsługi,
a ponadto musi zawierać:
a. szczegółowy wykaz elementów wchodzących w skład
oferowanego wyposażenia wraz z ich konfiguracją w
systemie,
b. schematy elektryczne systemu,
c. rysunki techniczne konstrukcji mechanicznej,
d. wymagania dotyczące warunków zasilania systemu moc przyłącza sieciowego,
e. instrukcje obsługi kriostatu do badania właściwości
materiałów nadprzewodnikowych wraz z układem
automatyki kontrolno-pomiarowej napisaną w języku
polskim.
4. Wymagania dotyczące uruchomienia
Wykonawca po dostarczeniu kriostatu do badania właściwości
materiałów nadprzewodnikowych wraz z układem automatyki
kontrolno-pomiarowej przeprowadzi sprawdzenie jego
działania na miejscu instalacji, wraz z urządzeniami
zainstalowanymi przez Zamawiającego (wymienionymi w
poz.1 punkt 1) łącznie z funkcjonowaniem oprogramowania.