Перелом
Шрифт:
Эта система появлялась у нас постепенно, и все началось с термошкафов. Для разделения веществ и проведения реакций требуется выдерживать определенные температуры, причем зачастую — изменяющиеся по графику. Поэтому уже в начале нашей деятельности у нас стало развиваться производство этого оборудования. Поначалу оно было с ручным управлением — оператор следил за температурой по показаниям термометра и изменял температуру поворотом рукоятки. А при нагреве или охлаждении веществ зачастую требуется не просто выставить температуру и пойти заниматься своими делами, а выдерживать график ее изменения. И вот человек сидит, наблюдает за термометром и понемногу подворачивает температуру реостата — увеличивает или уменьшает скорость нагрева. Эта "работа" явно напрашивалась на автоматизацию. И хотя ею занимались как правило люди с небольшим образованием, но все-равно — их ведь можно было засадить за парты, чем заставлять заниматься такой "интеллектуальной" деятельностью.
Поэтому, хотя один
Но изменение температуры по заданному закону стало лишь первым шагом автоматизации научных исследований и производства чистых материалов. Автоматизированные термошкафы стали тем зародышем, вокруг которого постепенно кристаллизовалась целая система оборудования и средств управления. Сначала кому-то потребовалось делать перекристаллизацию при пониженном давлении, и они врезали в стенку термошкафа переходник на вакуумный насос — просто варварски просверлили отверстие, ввернули штуцер, протянули трубу до насоса и получили то, что хотели. Правда, пришлось учесть изменившийся теплообмен стенок через незапланированную дырку (назвать ее отверстием язык не поворачивался) — сначала они попытались задать ее исключительно уравнениями на операционниках, но потом плюнули, поставили два датчика температуры — внутри и снаружи около отверстия (так и быть) — и завели их показания как новые входные параметры для электронной схемы управления.
В принципе, этим их шагом можно было гордиться. Мы ведь натаскивали народ на то, чтобы учесть максимально возможное количество параметров и условий процессов — еще на этапе обучения студенты должны были рассказывать преподавателям и кураторам весь ход экспериментов, до мельчайших подробностей — как пойдут реакции, как будет проходить перенос масс, теплоперенос — это позволяло студентам не только глубже изучить предмет, научиться мыслить системно, но и давало возможность преподавателям комплексно проверить уровень учащегося, его готовность к профессиональной деятельности. Поэтому, начав работу в лабораториях и на производстве, бывшие студенты уже просто привыкли так действовать, порой даже перебарщивая. Но тут уж лучше перебдеть, чем недобдеть — слишком много проектов погорело именно из-за неучета каких-то мелочей, оказавшихся фатальными. Да и "бывшими" студенты были условно — их курс обучения продолжался, менялось лишь соотношение времени, затрачиваемого на учебу и на работу — после прохождения очередного курса они работали по полученным знаниям, а потом снова садились за парты.
В общем, эти рационализаторы стали первым звоночком, так как вскоре другой группе исследователей захотелось делать перегонку растворов, причем при повышенном давлении. Ну а что? Термошкаф поддерживает нужную температуру — почему бы и не использовать это его свойство? Эти ввернули уже два штуцера — для нагнетательной системы и для холодильного оборудования — змеевика с системой охлаждения. Поколдовали с датчиками давления и температуры, пошаманили с добавлением операционников — и получили желаемый результат. Причем они надыбали операционники разных версий, так недолго думая, сделали сопряжение электрических уровней.
И зажили бы они долго и счастливо, если бы все это безобразие не увидело начальство в моем лице. Я как раз делал очередной набег на лаборатории, чтобы прочувствовать обстановку, подпитаться атмосферой творчества, да и просто узнать — чего новенького, чем живут наши исследователи, какие есть проблемы — живое общение с непосредственными исполнителями порой давало столько новой информации, что не получишь и за десяток планерок, где информация выдается уже в виде сводных параметров, без тех особенностей, что присущи любому живому делу — нет в сводных таблицах тех страстей, что кипят "на земле", а по ним зачастую можно понять — взлетит дело или нет. И вот, увидев этого франкенштейна из с миру по нитке собранных деталей и узлов, я задумчиво сказал "Та-а-а-ак…!", и потом пять минут отбивался от научников, что грудью встали на защиту своего детища, доказывая, что с ним работа пошла в три раза быстрее, "а если еще добавить ввод перекиси водорода по таймеру, то тогда мы сможем…" — и еше три минуты они рассказывали, как все у них будет замечательно с этим блоком. Да я, в общем-то, и не спорил, вот только пора было брать процесс в свои руки, так как это была уже не первая самоделка, что я встречал в лабораториях — на ней у меня лишь сложилась общая картинка, что надо ставить всю эту вольницу на научно-промышленную основу, анархии у нас и без них хватало.
Так у нас и стала появляться Единая Система Научно-Исследовательского Оборудования — ЕС НИО. Причем появлялась она постепенно. Первым шагом стали новые термошкафы, в которых отверстия для подключения дополнительного оборудования были уже стандартным элементом. Причем сначала было предложение сделать только четыре отверстия, но я напомнил, что сколько ни сделай — все-равно окажется мало, так что сделали сразу десять — шесть снизу и четыре — сверху. Неиспользуемые отверстия закрывались заглушками с теплоизоляцией, да и штуцера имели такую же защиту, чтобы температурные поля внутри камеры были бы максимально однородными. Хотя некоторым исследователям требовались, наоборот, неоднородные поля, но их они получали введением местных электрических нагревателей или охладителей — змеевиков, а то и просто трубок с подачей холодного воздуха — соединить холодильный агрегат с нагнетательным насосом — вот и холодный воздух. А потребуется чистый воздух — поставить еще блок фильтров — один, два, три или четыре, хотя больше у нас пока не было — только фильтровый, где воздух продувался через фильтры, циклонный, где он закручивался внутри аппарата и отбирался по центру, жидкостный, где воздух пропускался через жидкость, да электростатический, где он проходил между пластинами и проволоками, на которые подавалось высокое напряжение, притягивавшее частицы пыли и дыма. Естественно, вместо воздуха мог подаваться любой газ, да и жидкости и фильтры были разных марок.
И все это хозяйство соединялось штуцерами и патрубками. Штуцера были либо обычные — одиночные, двойные, тройные переходники, либо имели стандартизированные разъемы для подключения датчиков внутри реакторной камеры — через корпус штуцера выходили электрические провода, а с внутренней стороны камеры штуцер имел крепления для установки датчиков — давления, температуры, светового потока — кому что потребуется. Ну а снаружи к этим штуцерам подключалось дополнительное оборудование — холодильные агрегаты для перегонки, возгонки или местного охлаждения, вакуумные насосы, позволявшие снизить давление в камере, нагнетатели, очистители воздуха. Потом потребовалось добавить различные исполнительные устройства — мешалки, дозаторы, заборщики проб, нагреватели — термошкаф с помощью этого набора оборудования и датчиков превращался в практически универсальный химический реактор.
Да и физики использовали оборудование ЕС НИО очень активно, для них потребовалось создать отдельные системы для работы с вакуумом — вакуумноплотные штуцера, уплотнители, механизмы, которые выделяли меньше газов и жидкостей. А из оборудования им потребовались ионизаторы, электростатические и магнитные линзы и системы развертки, подвижные механизмы для манипуляции твердыми образцами.
Ну а для самых жадных пришлось выпускать термошкафы в виде наборных конструкторов, в которых стенки реактора составлялись из колец — сплошных либо с набором отверстий для подключения аппаратуры — тут уж можно было вводить до сорока трубок и исполнительных устройств. Так что все эти отверстия, резьбовые и уплотнительные соединения, переходники были как бы интерфейсами расширения термошкафов, через которые исследователи могли собирать стенды под конкретное применение — насколько только хватит фантазии и возможностей аппаратуры.
Но реакции и исследования — это только одна часть дела. Не забывали мы и про подготовку веществ. Для той же перекристаллизации требовалось растворить исходное вещество в растворителе — воде или другой жидкости, причем надо это делать при определенной температуре, тщательно перемешать, и уже затем можно проводить эксперименты. Или, представьте — требуется, например, исследовать фотопроводимость фоточувствительного элемента в зависимости от температуры и времени спекания, с сеткой десять значений температуры и для каждой — пять значений длительности спекания. То есть надо подготовить пятьдесят образцов, для которых необходимо тщательно отмерить исходные компоненты, размешать их, спрессовать в таблетки — и только потом помещать в печи. До начала автоматизации все эти действия выполняли люди — насыпали на положенные на весах бумажки исходные вещества, причем каждое вещество — отдельно, чтобы отсыпать излишек, затем смешивали компоненты каждой порции, затем последовательно помещали под небольшой пресс, и полученные таблетки помещали в тигли, которые ставили в печки и засекали время. Тонкая и кропотливая работа, и основная трудоемкость приходилась именно на подготовку смесей.