ТВОРЧЕСКИЕ ПРОЕКТЫ КАФЕДРЫ ИНФОРМАЦИОННО- ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ Гольдштейн Александр Ефремович, Заведующий кафедрой ИИТ ИНК

2 Общее для творческих проектов Все предлагаемые проекты связаны с научными направлениями кафедры. Могут быть в дальнейшем продолжены в качестве выпускных квалификационных работ бакалавров и магистров, а далее диссертационных работ аспирантов. Полезные результаты проектов могут быть использованы в разрабатываемых приборах и системах.

3 Общее для творческих проектов Все предлагаемые проекты предполагают изучение и анализ литературы по теме (включая электронные ресурсы), осуществление математического (компьютерного) и физического (экспериментального) моделирования. Наиболее интересные результаты проектов планируется обсудить на конференциях молодых ученых и выставках научно-технических разработок.

4 Научные направления кафедры ИИТ Основные научные направления кафедры информационно-измерительной техники ИНК Разработка методов и средств электромагнитного контроля (в партнерстве с научными лабораториями ИНК и в составе Международной научно- образовательной лаборатории неразрушающего контроля); Разработка методов и средств технологического контроля в кабельном производстве (в партнерстве с НИИ ЭРМИС, ООО НПО Редвилл );

5 Научные направления кафедры ИИТ Разработка методов и средств производственного и эксплуатационного контроля бурильных труб (в партнерстве с ОАО «Завод бурового оборудования», г. Оренбург и ОАО Томскнефтегазинжиниринг); Разработка методов и средств медицинского назначения (в партнерстве с научными лабораториями ИНК); Разработка и исследование солнечных энергетических источников (в партнерстве с НИИ полупроводниковых приборов)

6 Средства вихретокового контроля Физические основы метода ВТ Вихревые токи возбуждаются переменными магнитными полями, создаваемыми обмотками с переменным электрическим током. Параметры вихревых токов связаны со свойствами объекта: геометрическими, электрическими, магнитными, структурными. I

7 Средства вихретокового контроля Измерение магнитного поля вихревых токов производится дополнительной обмоткой (а), либо той же, которая используется для возбуждения вихревых токов (б). I U Z аб

8 Средства вихретокового контроля Круглая обмотка возбуждения над электропроводящей пластиной с прорезью Физические основы вихретоковой дефектоскопии

9 Средства вихретокового контроля Задачи, решаемые в рамках творческих проектов Исследование влияния на сигнал вихретокового преобразователя (ВТП) электрических и магнитных свойств материала изделия (измерение электропроводности, магнитной проницаемости) Исследование влияния на сигнал вихретокового преобразователя (ВТП) геометрических параметров изделия (толщинометрия, измерение диаметра и т.п.)

10 Средства вихретокового контроля Задачи, решаемые в рамках творческих проектов Исследование влияния на сигнал вихретокового преобразователя (ВТП) характеристик дефектов (дефектоскопия и дефектометрия) Исследование возможности селективного (избирательного) обнаружения металлических объектов

11 Средства вихретокового контроля Примеры использования метода ВТ для дефектоскопии и обнаружения металлических объектов

12 Средства вихретокового контроля Система вихретокового контроля ферромагнитных прутков и труб, разрабатываема в рамках Международной лаборатории неразрушающего контроля

13 Приборы контроля для кабельной промышленности Наиболее ответственные отрасли применения кабельных изделий: энергетическая, авиационная, космическая, электронная, электротехническая, строительная, угольная, нефтяная и газовая. Сведение выхода брака к минимуму достигается посредством совершенствования технологии контроля основных параметров изделия в процессе производства и автоматизацией технологических процессов.

14 Приборы контроля для кабельной промышленности Разновидности кабелей 1 - HDMI-кабель 2 - Кабель для бытовых электросетей 3 - Ethernet кабель (LAN) 4 - Силовой кабель 5 - Коаксиальный кабель

15 К числу основных параметров, контролируемых непрерывно по всей длине кабельного изделия, относятся диаметр токопроводящей жилы; диаметр изолированной жилы; толщина наложенной изоляции; эксцентричность токопроводящей жилы относительно изоляционной оболочки кабеля; погонная емкость кабельного изделия; скорость движения и общая длина изделия; наличие локальных дефектов изоляции, снижающих электрическую прочность изделия. Приборы контроля для кабельной промышленности

16 Методы контроля оптические; магнитные; вихретоковые; электрические; ультразвуковые; радиационные; радиоволновые; механические; другие Приборы контроля для кабельной промышленности

17 Измерение наружного диаметра, овальности и эксцентричности Y d1d1 d2d2 X eyey exex Y1Y1 X1X1 Приборы контроля для кабельной промышленности

18 Оптический теневой двухкоординатный метод измерения наружного диаметра и овальности в расходящемся пучке используется для контроля геометрических параметров кабельных изделий малого диаметра (до 50 мм) 1 - инфракрасные лазеры; 2 – кабель; 3 – матричные фотоприемники Приборы контроля для кабельной промышленности

19 Цикада-2.72 двухкоординатный измеритель диаметра и овальности кабельных изделий малого диаметра Приборы контроля для кабельной промышленности

20 Оптический проекционный двухкоординатный метод измерения наружного диаметра и овальности используется для контроля геометрических параметров кабельных изделий большого диаметра (свыше 20 мм) 1 – светодиодные линейки; 2 – кабель; 3 – объективы; 4 – матричные фотоприемники Приборы контроля для кабельной промышленности

21 Цикада-4.72 двухкоординатный измеритель диаметра и овальности кабельных изделий большого диаметра Приборы контроля для кабельной промышленности

22 Индуктивно-оптический метод измерения эксцентричности электрического кабеля 1 – индуктор; 2 – лазеры; 3 – матричные фотоприемники; 4 – обмотки. X I Z Y Приборы контроля для кабельной промышленности

23 Дельта-2.42 Измеритель длины и скорости кабельных изделий Измерение длины и скорости кабельных изделий Приборы контроля для кабельной промышленности

24 Метод измерения длины протяженных ферромагнитных изделий с использованием магнитных меток (метод магнитных меток) используется для измерения длины и скорости каротажного кабеля И – изделие; СТГ – стирающая головка; ЗГ – записывающая головка; СЧГ – считывающая головка; w 1 – обмотка возбуждения; w 2 –измерительная обмотка; l – базовое расстояние. l СТГ ЗГ 50 Гц СЧГ w1w1 w2w2 И Запись Вх Вых Приборы контроля для кабельной промышленности

25 Измеритель длины ДЕЛЬТА-4.1 в цехе стальных канатов Череповецкого металлургического комбината Приборы контроля для кабельной промышленности

26 Электроемкостной метод измерения погонной электрической емкости кабеля используется для контроля электрических параметров высокочастотных коаксиальных, телефонных и LAN-кабелей 1 – наружный электрод; 2 – измерительный электрод; 3 – дополнительные электроды; 4 – кабель; 5 – трансформатор тока Вых Вх 50 кГц Приборы контроля для кабельной промышленности

27 Измеритель емкости кабеля ВОЛНА-1.2 Приборы контроля для кабельной промышленности

28 Электроискровой метод контроля целостности изоляции электрического кабеля кабеля Осуществляется при движении изделия по экструзионной линии. Применяются испытания высоким напряжением: постоянным; импульсным; синусоидальным промышленной частоты; синусоидальным звуковой частоты 1 – кабель; 2 – электрод; 3 – испытательное напряжение Приборы контроля для кабельной промышленности

29 Корона-ИАСИ-40/30 Импульсный высоковольтный испытатель изоляции кабельных изделий. Приборы контроля для кабельной промышленности

30 L Размещение приборов технологического контроля на линии экструзии: 1 – отдающий барабан; 2 – измеритель диаметра; 3 – экструдер; 4 – измеритель эксцентричности; 5 – охлаждающая ванна; 6 – измеритель емкости; 7 – измеритель диаметра; 8 – высоковольтный испытатель; 9 – измеритель длины; 10 – принимающий барабан. Приборы контроля для кабельной промышленности

31 Приборы контроля для кабельной промышленности Задачи, решаемые в рамках творческих проектов Исследование различных источников оптического излучения (люминесцентных, лазерных): плотности потока излучения, его пространственного распределения (диаграммы направленности) Исследование различных приемников оптического излучения (фоторезисторов, фотодиодов, матричных): спектральной чувствительности, диаграммы направленности, влияния различных помех

32 Приборы контроля для кабельной промышленности Задачи, решаемые в рамках творческих проектов Исследование дифракционных явлений при использовании теневого метода получения информации при реализации оптического контроля Исследование индуктивного преобразования, используемого для измерения эксцентричности проводящей жилы электрического кабеля Исследование методов цифровой фильтрации и обработки оптических изображений

33 Автономные источники питания на основе возобновляемых источников энергии Актуальность исследований определяется: высокими темпами развития солнечной энергетики и расширения географии ее; применением новых материалов на основе кремния для производства солнечных элементов: поликремния и мультикремния; необходимостью применения неразрушающих экспрессных технологий для контроля качества сырья и солнечных элементов; отсутствием данных о комплексных испытаниях солнечных батарей в Сибири и Дальнем Востоке

34 Направления научных исследований Автономные источники энергии на основе возобновляемых источников энергии Автономные источники энергии на основе возобновляемых источников энергии Системы мониторинга ветро-солнечных электростанций Системы мониторинга ветро-солнечных электростанций Методики прогнозирования работы автономных систем энергообеспечения с учетом климатических и техногенных факторов Методики прогнозирования работы автономных систем энергообеспечения с учетом климатических и техногенных факторов Системы ориентации фотоэлектрических систем на солнце Системы ориентации фотоэлектрических систем на солнце Термо-фотоэлектрические модули Термо-фотоэлектрические модули Автономные источники питания на основе возобновляемых источников энергии

35 Материально-техническая база 5 кВт ветро-солнечная электростанция на крыше и чердачном помещении 18 корпуса ТПУ. Система управления размещена в 345 ауд. 5 кВт ветро-солнечная электростанция на крыше и чердачном помещении 18 корпуса ТПУ. Система управления размещена в 345 ауд. 240 Вт фотоэлектрическая система на крыше 10 корпуса ТПУ. Система управления в 205 ауд. 240 Вт фотоэлектрическая система на крыше 10 корпуса ТПУ. Система управления в 205 ауд. Метеостанция Davis Vantage Pro (10 корпус ТПУ) Метеостанция Davis Vantage Pro (10 корпус ТПУ) Лабораторные стенды по исследованию характеристик солнечных батарей Лабораторные стенды по исследованию характеристик солнечных батарей Автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии Автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии Автономные источники питания на основе возобновляемых источников энергии

36 Комбинированный ветровой и солнечный энергетический комплекс на крыше 18 корпуса ТПУ Автономные источники питания на основе возобновляемых источников энергии

37 Автономные источники питания на основе возобновляемых источников энергии Задачи, решаемые в рамках творческих проектов Выбор состава ветро-солнеченой установки. Расчет требуемой мощности энергоустановки для питания потребителя. Расчет эффективности двухкоординатного слежения фотоэлектрической системы за солнцем. Расчет конструкции датчика для системы слежения. Измерение диаграммы направленности фотоэлектрического датчика и солнечной батареи. Исследование влияния кабельных линий на проходимость PLC сигнала

38 Автономные источники питания на основе возобновляемых источников энергии Задачи, решаемые в рамках творческих проектов Моделирование влиянии климатических параметров среды (температуры, влажности, скорости ветра и т.д.) на работу ветросолнечных электростанций) Измерение ВАХ солнечной батареи, сбор данных с метеостанции и анализ влияния климатических факторов на ее работу. Моделирование работы термо-фотовольтаической системы Создание комбинированной термо-фотовольтаической системы

39 Спасибо за внимание!