Градиентный датчик теплового потока

Градиентный датчик теплового потока
исполнен

Описание

Применение 

Градиентные датчики теплового потока (ГДТП) являются практически безынерционными (постоянная времени около 10 нс) первичными преобразователями теплового потока и применяются в лабораторных и промышленных экспериментах в различном энергетическом оборудовании: турбогенераторы, двигатели внутреннего сгорания, электрические моторы, котлы и др. для мониторинга их теплового состояния и управления технологическими процессами.

Актуальность

Возможности современных измерительных систем существенно опережают уровень развития первичных преобразователей – датчиков. Наибольшее отставание наблюдается в области датчиков теплового потока. Всего полтора десятка фирм и организаций (в том числе- научных) в мире занимаются разработкой таких датчиков. Большинство мировых аналогов может применяться лишь при температурах от 0 до 200 градусов Цельсия и при измерении медленноменяющегося теплового потока.

Разработанные заявителями градиентные датчики теплового потока (ГДТП) могут применяться в различном энергетическом оборудовании при температурах от -200 до + 2000 градусов Цельсия и давлении до 50 МПа. При этом ГДТП обладают уникальным быстродействием – около 10 нс – что делает их средством онлайн мониторинга и управления технологического процесса.

Научная и практическая значимость

Целью данного проекта является внедрение ГДТП в различное энергетическое оборудование и управление технологическим процессом по полученной от датчика информации.

Партнеры

  • ПАО «Звезда»;
  • ОАО «Силовые машины»;
  • Лаппеенрантский Технологический Университет, Финляндия;
  • Аалто Университет, Хельсинки, Финляндия;
  • Институт Пауля Шерера, Цюрих, Швейцария.

Используемые ресурсы и оборудование

  • Станки для электроэрозионной резки;
  • Вакуумные диффузионные печи;
  • Лазерное оборудование для микроструктурирования поверхности.

Результаты

Результатом проекта является отечественная технология мелкосерийного производства градиентных датчиков теплового потока и приборов на их основе, в том числе:

  • разработка технологии вакуумной диффузионной сварки гетерогенных структур, включая различные композиции металл+полупроводник;
  • исследование возможностей ГДТП в экстремальных условиях (температур, давлений).

Достигнутые результаты существенно опережают мировой уровень.

Технические характеристики

ГДТП на основе гетерогенных слоистых структур обеспечивает измерение теплового потока любой природы и уровня практически от 0 до бесконечности при температурах от -200 до + 2000 градусов Цельсия и давлении до 50 МПа. Быстродействие датчиков составляет около 10 нс. Размеры от 2х2 мм до 10х10 мм и более при толщине около 0,2мм.

Руководитель проекта

Сапожников Сергей Захарович