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.