Ученые КНИТУ-КАИ запатентовали устройство, которое позволяет в реальном масштабе времени отслеживать распределение температуры внутри объектов, нагреваемых в адаптивных СВЧ-реакторах. Технология должна помочь выявлять участки неравномерного нагрева и точнее управлять технологическими процессами.
Адаптивные СВЧ-реакторы применяются для химических, плазменных и теплофизических процессов. Такие установки используются в нефтехимии, атомно-водородной энергетике и электронике. Одна из проблем при работе с ними связана с неравномерностью электромагнитного поля. Из-за этого разные участки материала могут нагреваться по-разному, что влияет на процесс и способно приводить к браку.
Контролировать температуру внутри работающего реактора обычными электронными датчиками сложно. Они могут искажать электромагнитное поле, мешать нагреву и не всегда выдерживают условия внутри установки. Ранее для измерений применяли матрицы термочувствительных элементов: объект приходилось извлекать из реактора, после чего оценивали распределение температуры.
Позже появились волоконно-оптические датчики, которые не боятся электромагнитного излучения. Однако в существующих решениях не учитывалась отраженная СВЧ-мощность. Разработчики КНИТУ-КАИ предложили учитывать одновременно прошедшее и отраженное излучение.
Устройство использует две матрицы с волоконно-оптическими датчиками, расположенные над и под исследуемым объектом. Нижняя матрица фиксирует прошедшее через материал излучение, а верхняя — отраженное. Полученные данные преобразуются в температурные значения, после чего система строит карту температурного поля.
По словам разработчиков Геннадия и Олега Морозовых, такой подход позволяет получить более полную информацию о распределении температуры во время воздействия СВЧ-излучения. Это важно для процессов, где от равномерности нагрева напрямую зависит результат обработки материала.
В основе датчиков лежат адресные волоконные брэгговские структуры. По данным разработчиков, это собственная разработка КНИТУ-КАИ. Она позволяет упростить и удешевить интеррогатор — устройство, которое считывает информацию с волоконно-оптических датчиков, — и использовать измерения в режиме реального времени.
Новая система предназначена для бесконтактного мониторинга температурного поля непосредственно во время работы СВЧ-реактора. Такой контроль может помочь отслеживать распределение нагрева и точнее управлять технологическими процессами, в частности при производстве композитных материалов.
Источник: Минобрнауки России
Читайте также:
Водородные накопители помогли ускорить стабилизацию автономной энергосистемы
Новая установка МАДИ проверяет асфальт на износ в условиях, близких к реальным
В России разработали веб-приложение для моделирования сетей и инженерных систем