Национальная научно-техническая конференция –
это прорыв в области техники, автоматики и всех остальных
отраслей промышленности. Примите участие вместе с нами!

Скачать положение

Главная / Проекты / Приборостроение, системы управления, электронная и электротехническая промышленности /
регион:

Дистанционный спектрально-селективный прибор контроля физических и физико-химических процессов

Соавторы:

Казаков В.И.

  
  
  

Одной из актуальных проблем в экологии является исследование взаимоотношений между человеком и природой. В большинстве случаев на промышленных предприятиях в производственном цикле задействованы физические и физико-химические процессы, которые сопровождаются эмиссией электромагнитного излучения в оптическом диапазоне. В первую очередь к таким процессам можно отнести процессы горения, например, в топках различных печей, котлов, теплоэнергетических установок и агрегатов, в двигателях внутреннего сгорания, газотурбинных и ракетных двигателях, а также процессы выплавки в металлургии. При этом эффективность работы этих объектов и безопасность проводимых работ могут быть значительно повышены за счет применения современных систем контроля и оптимизации физических и физико-химических процессов. Так, например, внедрение и совершенствование указанных систем позволяет удовлетворить все возрастающие требования к мощностным и динамическим показателям вышеперечисленных объектов, повысить экономичность сжигания топлива и уменьшить выбросы вредных веществ в атмосферу.
В настоящее время системы контроля и оптимизации вышеперечисленных процессов строятся на принципе измерения таких параметров как температура, разряжение, давление, концентрация компонентов продуктов сгорания и т.д. Это обуславливает необходимость наличия на контролируемом объекте огромного количества датчиков и анализаторов, которые в свою очередь обладают значительной инерционностью срабатывания и плохой чувствительностью. Это существенно ухудшает информативность и снижает быстродействие, что в конечном итоге приводит к снижению эффективности процесса контроля.
Из вышесказанного вытекает актуальность изучения вышеупомянутых физических и физико-химических процессов в решении глобальной проблемы пожарной, экологической и техногенной безопасности, а необходимость эффективного контроля ими становится очевидной.
Протекание физических и физико-химических процессов характеризуется целым рядом информативных параметров, в том числе спектроскопических. Поэтому применение методов оптической спектроскопии чрезвычайно широко распространено в области контроля. При этом измерительным прибором является спектрометр, который исследует электромагнитное излучение как сигнал, несущий спектроскопическую информацию о состоянии и динамике процесса. Особую актуальность методы оптической спектроскопии приобретают при исследовании различных процессов, протекающих в экстремальных условиях (повышенная температура и влажность, агрессивная химическая среда и т.п.).
В результате анализа спектра эмиссионного излучения удается получить чрезвычайно разнообразную информацию о протекающем процессе или состоянии объекта, а также выделить ряд информационных признаков, на основании которых возможно осуществить контроль и процедуру управления этими процессами. При этом процедура контроля осуществляется непосредственно путем анализа самого объекта, например очаг горения, а не по косвенным признакам, таким как температура, давление, состав уходящих газов и т.п., что значительно увеличивает эффективность контроля, его оперативность и позволяет заменить большое количество датчиков и контрольного оборудования, одни прибором – спектрометром.
В рамках проекта предлагается построение приборов контроля физических или физико-химических процессов на базе спектрально-селективных приборов в форме дифракционного решеточного спектрального прибора и многоканального оптического спектрометра, реализующих дистанционный способ контроля путем передачи анализируемых сигналов по оптическому волокну. Применение волоконно-оптической системы передачи позволяет перенести прибор на безопасное для него расстояние от контролируемого объекта, и тем самым устранить негативное влияние неблагоприятных воздействий (экстремальных условий) на него и результаты его измерений.


Комментарии

Отрасли

Авиационная и ракетно-космическая промышленность
Автомобильная промышленность
Железнодорожное машиностроение
Станкостроительная и инструментальная промышленность
Приборостроение, системы управления, электронная и электротехническая промышленности
Тракторное, сельскохозяйственное, лесозаготовительное, коммунальное и дорожно-строительное машиностроение
Энергетическое машиностроение
Оборонная промышленность
Тяжелое машиностроение
Судостроение
Промышленная экология
Информационные технологии
Робототехника и искусственный интеллект
Управленческие задачи