Разработки специалистов Пермского Политеха повышают промышленную безопасность

Работа датчиков, обеспечивающих функциональность систем мониторинга и безопасности, невозможна без электропитания. На предприятиях, где установлены жесткие требования по пожарной безопасности, подключение удаленных датчиков выполняется по схеме PoF, предполагающей передачу энергии по оптическому волокну.

Достоинства этой схемы таковы:

• Отсутствие металлических кабелей, на которых может сформироваться искровой разряд;
  
  
• Минимальные размеры линии питания, что упрощает монтаж;
  
  
• Термическая стойкость, оптика с изоляцией на основе полиамида выдерживает температурную нагрузку до 400 градусов.
  
  

Оптический кабель проводит не только фотопоток, но и информацию. Данные с датчиков мгновенно оказываются на операторских пультах центральных компьютеров, что помогает оперативно реагировать на изменение контролируемых параметров, предотвращать развитие потенциально опасных ситуаций.

Специалистам Пермского Политеха удалось модифицировать существующие системы, улучшить их характеристики, ускорить передачу информации, нивелировать помехи и искажения, приводящие к некорректным трактовкам сигнала, подаче ошибочных команд.

Ученым из Перми удалось определить, что большинство маломощных систем типа PoF характеризуются некоторыми недостатками, среди которых:

• Невысокий КПД;
  
  
• Трудности при модернизации;
  
  
• Отсутствие возможности интеграции в передающий модуль элементов, изменяющих мощность лазерных диодов для оптимизации потребления энергии и предотвращения перегрева.
  
  

Специалисты политехнического университета провели исследования фотоэлектрического преобразователя, определили значения сопротивлений, способствующие достижению максимальной мощности при минимальном энергопотреблении. Это повышает КПД в каждом из доступных режимов.

Вновь созданный комплекс питания, основой для которого стало обычное оптоволокно для интернета средней мощности, стал основой для прообраза мониторинговой системы. Главным ее компонентом стал фотоэлектрический преобразователь. Устройства были исследованы в двух режимах, постоянном и импульсном, помимо режимов, корректировались характеристики питания.

Что думают эксперты?

Один из ведущих специалистов ПНИПУ, Виктор Криштоп, поделился спецификой, ходом исследований. По словам Виктора, тесты продемонстрировали, что максимальный расход энергии связан с работой устройств охлаждения преобразователей. Исправить данный недостаток помогли следующие модификации:

1. Применение элементов Пельтье и кулеров, отводящих избыточную тепловую энергию от лазерных диодов;
   
   
2. Использование комбинаций кулеров и радиаторов, либо контуров, сформированных тепловыми патрубками, на преобразователях;
   
   
3. Внедрение совершенных алгоритмов управления, позволяющих корректировать интенсивность вращения кулеров для исключения перерасхода энергии.
   
   

Опыт пермских ученых поможет модифицировать мониторинг дистанционных датчиков, размещенных на производствах, гарантирует точность и своевременность обработки поступающих с них данных.