Угарный газ под контролем: ученые Пермского Политеха повысили безопасность промышленных объектов

Для системы мониторинга удаленных датчиков необходимо энергоснабжение. На пожаро- и взрывоопасных производствах, где используются измерительные элементы угарного газа, активно применяют передачу энергии через оптоволокно (технология PoF). Основные преимущества — отсутствие металлических проводов, меньшие габариты и масса «силового» кабеля, кроме того оптоволокно с полиамидным покрытием выдерживает температуры до 400°С. Быстрая и низкоэнергозатратная передача данных к компьютеру обеспечивает оперативную реакцию на утечку угарного газа и предотвращает опасные для жизни инциденты. Ученые Пермского Политеха разработали новую оптоволоконную систему энергоснабжения и прототип мониторинга на ее основе. Это повысит качество передачи данных из датчиков и предотвратит серьезные последствия в случае возникновения ЧС на производстве.

Статья опубликована в журнале «JOURNAL OF INSTRUMENT ENGINEERING» № 1, 2024 год. Исследования выполнены при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (проект № FSNM-2023-0005).

Ученые Пермского Политеха установили, что у готовых PoF-платформ малой мощности есть недостатки: низкий КПД, сложность для модернизации и главное — нет возможности встроить в модуль передачи важный элемент. К нему относится система регулировки мощности лазерного диода с системой охлаждения для отвода тепла от самых горячих элементов.

Политехники изучили фотоэлектрический преобразователь и установили оптимальные сопротивления, при которых система электропитания работает в режиме отдачи максимальной мощности. Это позволит оптимизировать ее КПД при работе с разной нагрузкой.

На основе разработанной системы энергоснабжения по оптоволокну средней мощности изготовили прототип системы мониторинга. В нем использовался фотоэлектрический преобразователь. Несколько таких устройств изучали в непрерывном и импульсном режимах, с разными вариантами энергоснабжения: каждого устройства по отдельной схеме электропитания и всех вместе по одной схеме.

— Анализ электропотребления показал, что наиболее существенные потери энергии происходят в системах охлаждения преобразователей. Так, целесообразно изготавливать систему охлаждения лазерного диода с использованием элементов Пельтье и вентилятора, а систему охлаждения фотоэлектрического преобразователя — с радиатором и вентилятором или системой тепловых трубок. Для экономии энергии лучше применять вентиляторы с регулируемой скоростью вращения лопастей и изготовить систему терморегуляции с управлением через компьютер, — рассказывает Виктор Криштоп, доктор физико-математических наук, профессор кафедры «Общей физики» ПНИПУ.

Результаты исследования ученых Пермского Политеха позволят ввести в эксплуатацию новый, более эффективный и надежный метод мониторинга удаленных датчиков на предприятиях. Это снизит риски несвоевременного реагирования на экстренные ситуации в рабочем процессе и уменьшит последствия чрезвычайных происшествий.

Первую полноформатную отечественную солнечную панель представили в Университете МИСИС
В НИТУ МИСИС представили первую в России полноформатную батарею на основе гибридных перовскитов, выполненную только из отечественных материалов и готовую к внедрению в производство. Солнечная панель нового поколения дешевле аналогов по себестоимости, а цикл изготовления составляет 8–10 часов. Её можно будет установить как в частный дом,...
Новое изобретение обеспечит стационарный режим работы инжекторов атомов для нагрева плазмы в термоядерных установках
 Исследования в области управляемого термоядерного синтеза (УТС) проводятся с использованием различных типов установок – ловушек, в которых плазма удерживается при помощи магнитных полей. Необходимая температура плазмы для подобных экспериментов составляет порядка сотен миллионов градусов. «Вскипятить» ионизированный газ до такой температуры непросто, с большой эффективность...
Ученые НГУ разработали антиотражающие покрытия со свойствами метаповерхностей
Научные сотрудники Аналитического и технологического исследовательского центра «Высокие технологии и наноструктурируемые материалы» Физического факультета Новосибирского государственного университета (АТИЦ ФФ НГУ) создали антиотражающие покрытия из нанодисков германия в слое оксида индий-олова. Новый тип покрытий обладает свойствами метаповерхностей с особыми оптическими свойствами. Он...
Ученые ТПУ предложили альтернативный метод моделирования солнечных электростанций с водородными накопителями
Ученые лаборатории моделирования электроэнергетических систем ТПУ разработали математическую модель и гибридный процессор на ее основе, позволяющий детально моделировать переходные процессы в солнечных электростанциях с водородными системами накопления энергии. Особенность разработки заключается в использовании физических моделей для повышающего преобразователя постоянного тока и силового преобраз...
Грант более 200 млн рублей получит РГРТУ на разработку технологии связи для БАС
Рязанский радиотехнический университет получит грант в размере 207 млн рублей. На эти деньги вуз займется разработкой технологии распределенной оптической связи беспилотных авиационных систем (БАС) в условиях непрямой видимости и сильных оптических потерь. Об этом 2 октября сообщила зампред правительства Рязанской области Юлия Швакова. Упомянутая сумма рассчитана на проведение научно-исследоват...
ЯГТУ поможет с импортозамещением АО «АВТОВАЗ»
Университет стал победителем в конкурсном отборе на получение гранта на разработку комплектующих для автомобилей семейства «LADA Vesta». Ярославский государственный технический университет выиграл конкурс на разработку конструкторской документации на комплектующее изделие, необходимое для лидера российского автомобильного рынка и крупнейшего производителя легковых автомобилей страны...
В Омском политехе создали «ловец света» для солнечных батарей
Солнечные панели с автоматической системой очистки и ориентации по Солнцу создали ученые ОмГТУ. Технология позволяет повысить эффективность солнечных электростанций до 90%. Солнечные панели или солнечные батареи – это устройства, которые преобразуют солнечный свет в электричество с помощью ячеек фотоэлементов. Как альтернативные источники энергии их рентабельно использовать сегодня в отда...
В Санкт-Петербурге появится инновационный научно-технологический центр «Невская дельта»
В Санкт-Петербурге будет создан инновационный научно-технологический центр (ИНТЦ) «Невская дельта». Постановление, необходимое для запуска этого проекта, подписал Председатель Правительства Михаил Мишустин. Документ определяет основные направления работы центра. В их числе – разработка зелёных технологий, создание приборов и датчиков, основанных на нов...
В Сколтехе упростили создание и обслуживание ванадиевых батарей
Они спасут энергосеть от перепадов, связанных с переходом на электромобили и возобновляемые носители. Учёные из Сколтеха представили модель, которая упрощает конструирование и эксплуатацию ванадиевых проточных аккумуляторов — промышленных накопителей энергии, которые обещают сыграть важную роль в энергетической трансформации и уже активно используются для сглаживания пиковой нагрузки на э...
«Росатом» провел I Всероссийскую научно-техническую конференцию «Постоянные магниты: Наука и технологии. Производство. Применение»
Более 50 научных докладов было сделано на I Всероссийской научно-технической конференции «Постоянные магниты: Наука и технологии. Производство. Применение», которая завершилась в Суздале (Владимирская область) 27 сентября. Организатором мероприятия выступило ООО «Русатом МеталлТех» (компания-интегратор по направлению «Металлургия» Топливного дивизиона «Рос...
Ученые Пермского Политеха разработали математическую модель для эффективного использования оптоволокна в медицине
При малотравматичных терапевтических операциях, лечении сосудистых патологий и рака как источник излучения или тепла применяют волоконно-оптические рассеиватели. Для их эффективной работы необходимо обеспечить равномерное распределение излучения вдоль волокна. Для этого ученые Пермского Политеха разработали математическую модель, которая поможет правильно рассчитать необходимые параметры....
Ученые из ЛЭТИ разработали «цифровой двойник» для оптимизации работы солнечных светотепловых электростанций
Предложенный исследователями подход позволил на 12% повысить эффективность термоэлектрических систем, которые позволяют преобразовывать световую и тепловую энергию солнца в электричество. Сегодня рост населения планеты (особенно в городах), а также механизация, автоматизация и цифровизация окружающей среды человека приводит к возрастанию спроса на эффективные и экологичные энергоносители. ...
В НГТУ НЭТИ создали экспериментальный образец мобильной ветроэнергетической установки
Команда разработчиков Новосибирского государственного технического университета НЭТИ на «Технопроме-2024» представила образец ветроэнергетической установки — более компактной и доступной для потребителя, чем существующие на рынке аналоги. Как сообщалось ранее, перспективы применения такого устройства, по мнению разработчиков, достаточно широки. В отдаленных населенных пунктах...
Новосибирская область усиливает сотрудничество с предприятиями и вузами в сфере силовой электроники
Губернатор Новосибирской области Андрей Травников, президент Группы компаний «Элемент» Илья Иванцов и ректор Новосибирского государственного технического университета НЭТИ Анатолий Батаев поставили подписи под трёхсторонним соглашением в области силовой электроники. Предметом соглашения является сотрудничество сторон в сфере силовой электроники с целью социально-экономического развития...
В МЭИ разработали программный комплекс для расчета и оптимизации антенных систем космической связи
Учёные НИУ «МЭИ» разработали программный комплекс для проектирования антенных систем, применяемых для изучения космоса и спутниковой связи. Внедрение данной разр​аботки в​ процесс проектирования систем космической связи повысит эксплуатационные характеристики антенн космических систем, в частности коэффициенты направленного действия и усиления, надежность и уст...
Задача научно-практической конференции имени В.Н. Ясникова – двигать энергетику страны вперед
Участники XV Научно-практической конференции «Планирование и управление электроэнергетическими системами» имени В.Н. Ясникова обсудили актуальные проблемы функционирования и развития технологий оперативно-диспетчерского управления, перспективных направлений развития электроэнергетики. Юбилейная, пятнадцатая по счету конференция, прошла 10 сентября в г. Кемерово на базе Филиала Систе...
На конференции «Росатома» в УрФУ обсудили разработку российских керамических материалов
10-11 сентября 2024 года в Екатеринбурге (Свердловская обл.) на площадке Уральского федерального университета (УрФУ) состоялась I Всероссийская конференция «Керметтех: керамические и керметные материалы, перспективные технологии и устройства». Организаторами выступили ООО «Русатом МеталлТех» (компания-интегратор Топливного дивизиона «Росатома» по направлению &la...
Экологичная энергоустановка с КПД более 50% разработана в Перми
В России много небольших удаленных населенных пунктов и промышленных объектов, куда проводить централизованное электроснабжение экономически невыгодно. Разработка отдельных энергоустановок — стратегическая задача для отечественной отрасли. Ученые Пермского Политеха по заказу АО «Объединенная двигателестроительная корпорация» разработали и впервые представили макет перспективной э...
Новая установка, разработанная в ТПУ, поможет находить скрытые дефекты композитов для авиации и космоса
Ученые Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности ТПУ разработали стационарную установку термоакустического контроля дефектов полимерных композиционных материалов для авиационной и космической отраслей промышленности.  Она позволяет обнаруживать трещины, расслоения ударных повреждений и другие типичные для композитов дефекты, которые невозможно обнаружить другими распростран...
Разработка ученых НГТУ НЭТИ обеспечит надежное и эффективное управление генераторами в энергетических системах
В Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ разработали автоматическое устройство с возможностью синхронизации генераторов различными методами, которые учитывают режим работы энергосистемы. Данная разработка направлена на решение проблемы обеспечения надежного и эффективного управления генераторами в энергетических системах.  Проект вошел в число победителей конкурса &laq...