izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2021-6-20-28izmertech-1908Research ArticleТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯTHERMOPHYSIC MEASUREMENTSМетоды измерения температуры в технологиях сверхвысокочастотного нагреваMethods of temperature measurement in microwave heating technologieshttps://orcid.org/0000-0002-8369-6837ЛапшиновБ. А.LapshinovB. A.

Борис Алексеевич Лапшинов

Москва

Boris A. Lapshinov

Moscow

lbaniipmt@mail.ruНаучно-исследовательский институт перспективных материалов и технологийРоссияResearch Institute of Advanced Materials and TechnologiesRussian Federation202103082023062028Copyright © Лапшинов Б.А., 20232023Лапшинов Б.А.Lapshinov B.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.izmt.ru/jour/article/view/1908

В промышленных технологических процессах, связанных с нагреванием обрабатываемого материала сверхвысокочастотным излучением, необходимо применение измерительной аппаратуры для контроля температуры объектов. Рассмотрены методы измерения температур в областях техники, использующих системы нагрева сверхвысокочастотным излучением. Определены основные возможности, недостатки и ограничения используемых контактных и бесконтактных (оптических) методов измерения. Перечислены требования, предъявляемые к системам измерения температур в условиях воздействия сильных электромагнитных полей. Особо отмечены возможности и преимущества метода спектральной пирометрии.

In industrial technological processes associated with the heating of the processed material by microwave radiation, it is necessary to measure the temperatures of objects. Methods for measuring temperatures in the fields of technology using microwave heating systems are considered. The main possibilities, disadvantages and limitations of the used contact and non-contact (optical) measurement methods are determined. The requirements for temperature measurement systems under conditions of exposure to strong electromagnetic fields are listed. The possibilities of the spectral pyrometry method are especially noted.

сверхвысокочастотный нагревтемператураизмерениеконтактные методыоптические методыmicrowave heatingtemperaturemeasurementcontact methodsoptical methodsReferencesМорозов О., Каргин А., Савенко Г., Требух В., Воробьев И. Промышленное применение СВЧ-нагрева // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2010. № 3. С. 2–6.Morozov O., Kargin A., Savenko G., Trbekh V., Vorobyev I., Industrial Application of Microwave Heating, Electronics: Science, Technology, Business, 2010, no. 3, pp. 2–6. (In Russ.)Advances in induction and microwave heating of mineral and organic materials, ed. Stanislaw Grundas, 2010, In Tech Publ., 752 p. https://doi.org/10.5772/562Advances in induction and microwave heating of mineral and organic materials, ed. Stanislaw Grundas, 2010, In Tech Publ., 752 p. https://doi.org/10.5772/562Магунов А. Н. Лазерная термометрия твёрдых тел. М.: Физматлит, 2001. 224 с.Magunov A. N., Lazernaja termometrija tverdyh tel [Laser thermometry of solids], Moscow, Fizmatlit Publ., 2001, 224 p. (In Russ.)Аржанников А. В., Ахметов Т. Д., Калинин П. В. Стенд для исследований по СВЧ нагреву и превращению веществ. Новосибирск: ИЯФ им. Г. И. Будкера, 2004. 19 с.Arzhannikov A. V., Akhmetov T. D., Kalinin P. V., Stend dlja issledovanij po SVCh nagrevu i prevrashheniju veshhestv [Stand for research on microwave heating and transformation of substances], Novosibirsk, Budker Institute of Nuclear Physics, 2004, 19 p. (In Russ.)Kappe C. O., Chemical Society Reviews, 2013, vol. 42, no. 12, pp. 4977–4990. https://doi.org/10.1039/c3cs00010aKappe C. O., Chemical Society Reviews, 2013, vol. 42, no. 12, pp. 4977–4990. https://doi.org/10.1039/c3cs00010aYongguang Luo, Tianqi Liao, Xia Yu, Jing Li, Libo Zhang and Yunhao Xi, Green Processing and Synthesis, 2020, vol. 9, no. 1, pp. 97–106. https://doi.org/10.1515/gps-2020-0011Yongguang Luo, Tianqi Liao, Xia Yu, Jing Li, Libo Zhang and Yunhao Xi, Green Processing and Synthesis, 2020, vol. 9, no. 1, pp. 97–106. https://doi.org/10.1515/gps-2020-0011Bradshaw S. M., van Wyk E. J., de Swardt J. B., Microwave heating principles and the application to the regeneration of granular activated carbon, The Journal of The South African Institute of Mining and Metallurgy, 1998, iss. July/August, pр. 201–210.Bradshaw S. M., van Wyk E. J., de Swardt J. B., Microwave heating principles and the application to the regeneration of granular activated carbon, The Journal of The South African Institute of Mining and Metallurgy, 1998, iss. July/August, pр. 201–210.Omran M., Fabritius T., Heikkinen E.-P., Chen G., Royal Society open science, 2017, no. 4. https://doi.org/10.1098/rsos.170710Omran M., Fabritius T., Heikkinen E.-P., Chen G., Royal Society open science, 2017, no. 4. https://doi.org/10.1098/rsos.170710Wiedenmann O., Ramakrishnan R., Saal P., Kilic E., Siart U., Eibert T. F., Volk W., Advances in Radio Science, 2014, vol. 12, pp. 21–28. https://doi.org/10.5194/ars-12-21-2014Wiedenmann O., Ramakrishnan R., Saal P., Kilic E., Siart U., Eibert T. F., Volk W., Advances in Radio Science, 2014, vol. 12, pp. 21–28. https://doi.org/10.5194/ars-12-21-2014Longzhi Li, Xiaowei Jiang, Huigang Wang, Jianwei Wang, Zhanlong Song, Xiqiang Zhao, Chunyuan Ma, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2017, vol. 125, pp. 318–327. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2017.03.009Longzhi Li, Xiaowei Jiang, Huigang Wang, Jianwei Wang, Zhanlong Song, Xiqiang Zhao, Chunyuan Ma, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2017, vol. 125, pp. 318–327. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2017.03.009Дивин А. Г., Пономарев С. В. Методы и средства измерений, испытаний и контроля. Ч. 3. Тамбов: изд-во Тамбовского государственного технического университета, 2013. 116 с.Divin A. G., Ponomarev S. V., Metody i sredstva izmerenij, ispytanij i kontrolja, ch. 3. [Methods and means of measurement, testing and control. Part 3], Tambov State Technical University Publ., 2013, 116 p. (In Russ.)Garcia-B anos B., Reinosa J., Penaranda-Foix F. L., Fernández J. F., Catala-Civera J. M., Scientifi c Reports, 2019, vol. 9, 10809. https://doi.org/10.1038/s41598-019-47296-0Garcia-Banos B., Reinosa J., Penaranda-Foix F. L., Fernández J. F., Catala-Civera J. M., Scientifi c Reports, 2019, vol. 9, 10809. https://doi.org/10.1038/s41598-019-47296-0Волоконно-оптические датчики. Под ред. Э. Удда: Пер. с англ. Москва: Техносфера, 2008. 518 с.Fiber Optic Smart Structures, ed. Etic Udd, Wiley-Interscience, 1995, 688 p.Ramirez A., Hueso J., Mallada R., Santamaria J., Chemical Engineering Journal, 2017, vol. 316, рp. 50–60. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.01.077Ramirez A., Hueso J., Mallada R., Santamaria J., Chemical Engineering Journal, 2017, vol. 316, рp. 50–60. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.01.077Ramopoulos V., Link G., Soldatov S., Jelonnek J., International Journal of Microwave and Wireless Technologies, 2018, vol. 10, iss. 5–6, рp. 709–716. https://doi.org/10.1017/S1759078718000727Ramopoulos V., Link G., Soldatov S., Jelonnek J., International Journal of Microwave and Wireless Technologies, 2018, vol. 10, iss. 5–6, рp. 709–716. https://doi.org/10.1017/S1759078718000727Ano T., Kishimoto F., Sasaki R., Tsubaki S., Maitani M. M., Suzukia E., Wada Y., Physical Chemistry Chemical Physics, 2016, vol. 18, рp. 13173–13179. https://doi.org/10.1039/c6cp02034hAno T., Kishimoto F., Sasaki R., Tsubaki S., Maitani M. M., Suzukia E., Wada Y., Physical Chemistry Chemical Physics, 2016, vol. 18, рp. 13173–13179. https://doi.org/10.1039/c6cp02034hHerskowits R., Livshits P., Stepanov S., Aktushev O., Ruschin S., Jerby E., Semiconductor Science and Technology, 2007, vol. 22, no. 8, pp. 863–869. https://doi.org/10.1088/0268-1242/22/8/006Herskowits R., Livshits P., Stepanov S., Aktushev O., Ruschin S., Jerby E., Semiconductor Science and Technology, 2007, vol. 22, no. 8, pp. 863–869. https://doi.org/10.1088/0268-1242/22/8/006Jerby E., Dikhtyar V., Aktushev O., Grosglick U., Science, 2002, vol. 298, iss. 5593, pp. 587–589. https://doi.org/10.1126/science.1077062Jerby E., Dikhtyar V., Aktushev O., Grosglick U., Science, 2002, vol. 298, iss. 5593, pp. 587–589. https://doi.org/10.1126/science.1077062Amini A., Ohno K., Maeda T., Kunitomo K., Scientifi c Reports, 2018, vol. 8, 15023. https://doi.org/10.1038/s41598-018-33460-5Amini A., Ohno K., Maeda T., Kunitomo K., Scientifi c Reports, 2018, vol. 8, 15023. https://doi.org/10.1038/s41598-018-33460-5Mondal A., Shukla A., Upadhyaya A., Agrawal D., Science of Sintering, 2010, vol. 42, iss. 2, рp. 169–182. https://doi.org/10.2298/SOS1002169MMondal A., Shukla A., Upadhyaya A., Agrawal D., Science of Sintering, 2010, vol. 42, iss. 2, рp. 169–182. https://doi.org/10.2298/SOS1002169MHamzehlouia S., Chaouki J., Journal of Chemical and Petroleum Engineering, 2018, vol. 52, iss. 2, рр. 201–210. https://doi.org/10.22059/JCHPE.2018.270160.1257Hamzehlouia S., Chaouki J., Journal of Chemical and Petroleum Engineering, 2018, vol. 52, iss. 2, рp. 201–210. https://doi.org/10.22059/JCHPE.2018.270160.1257Магунов А. Н. Спектральная пирометрия. М.: Физматлит, 2012. 248 с.Magunov A. N., Spektral’naja pirometrija [Spectral pyrometry], Moscow, Fizmatlit Publ., 2012, 248 p. (In Russ.)Магунов А. Н., Лапшинов Б. А., Суворинов А. В. Разработка приборов для измерения температуры объектов с неизвестной излучательной способностью. Инновации. 2015. № 4 (198). С. 13–16.Magunov A. N., Lapshinov B. A., Suvorinov A. V., Development of instruments for measuring the temperature of objects with unknown emissivity, Innovations, 2015, no. 4 (198), pp. 13– 16. (In Russ.)Лапшинов Б. А., Суворинов А. В., Тимченко Н. И. Определение температуры излучающего объекта методом спектральной пирометрии // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2018. № 6. С. 116–119.Lapshinov B. A., Suvorinov A. V., Timchenko N. I., Determination of the radiating object temperature by spectral pyrometry method, Electronics: Scien ce, Technology, Business, 2018, no. 6, pp. 116–119. (In Russ.)Лапшинов Б. А., Мамонтов А. В. Применение метода спектральной пирометрии в условиях интенсивных сверхвысокочастотных электромагнитных полей // Измерительная техника. 2020. № 9. С. 54–59. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-9-54-59Lapshinov B. A., Mamontov A. V., Measurement Techniques, 2020, vol. 63, pp. 741–746. https://doi.org/10.1007/s11018-021-01848-x

The authors declare that there are no conflicts of interest present.