Компактное устройство для бесконтактного измерения температуры в условиях высокоинтенсивных сверхвысокочастотных электромагнитных полей

Рассмотрены аспекты практической реализации бесконтактного измерения температуры нагреваемых в сверхвысокочастотных электромагнитных полях объектов. Бесконтактные измерения температуры – один из основных факторов обеспечения качества термообрабатываемого продукта. Обоснованы преимущества использования пирометрического способа измерения температуры в сравнении с термопарным методом в условиях воздействия высокоинтенсивных сверхвысокочастотных электромагнитных полей. Предложена техническая реализация устройства для бесконтактного непрерывного измерения температуры объектов, нагреваемых в сверхвысокочастотном поле. Данное устройство представляет собой запредельный волновод с элементами крепежа и вставленным в него малогабаритным однозонным инфракрасным датчиком семейства MLX90614. В указанном датчике предусмотрены функции программирования излучательной способности измеряемого объекта и передачи информации о температуре объекта по одному из двух цифровых протоколов, что позволяет включать датчик в систему управления работой микроволновой технологической установки. Показана возможность применения предложенного устройства измерения температуры в конвейерных установках микроволнового нагрева путём построения сети из нескольких десятков измерительных датчиков на одной двухпроводной шине цифровых данных. К достоинствам устройства для бесконтактного непрерывного измерения температуры нагреваемых в сверхвысокочастотном поле объектов относятся компактность, универсальность (можно использовать в установках микроволнового нагрева любых типов) и низкая стоимость.

1. Мамонтов А. В., Нефедов В. Н., Назаров И. В., Потапова Т. А. Микроволновые технологии: монография. Научно-исследовательский институт перспективных материалов и технологий Московского института электроники и математики (технического университета), Москва (2008). https://elibrary.ru/qmkllt

2. Архангельский Ю. С., Девяткин И. И. Сверхвысокочастотные нагревательные установки для интенсификации технологических процессов. Издательство Саратовского университета, Саратов (1983).

3. Архангельский Ю. С. Установки сверхвысокочастотного диэлектрического нагрева: учебник. Саратовский государственный технический университет, Саратов (2010). https://elibrary.ru/qmlmrl

4. Окресс Э. СВЧ-энергетика. Т. 2. Мир, Москва (1971).

5. Суховеев А. Д., Лавров А. В. Система бесконтактного измерения температуры обрабатываемого объекта в действующем СВЧ-поле. Надёжность и качество. Труды международного симпозиума. В 2 т., т. 2, с. 41–44. Пензенский государственный университет, Пенза (2018). https://elibrary.ru/yaffhf

6. Мамонтов А. В., Нефёдов В. Н., Хриткин С. А. Применение запредельных волноводов для пирометрических измерений. Измерительная техника, (7), 55–57 (2018). https://elibrary.ru/ylfbil

7. Неделько А. Ю. Преимущества и недостатки бесконтактного измерения температуры. Фотоника, (1(37)), 102–109 (2013). https://elibrary.ru/pwbkxd

8. Суховеев А. Д. Устройство бесконтактного измерения температуры объекта, находящегося под воздействием электромагнитного излучения СВЧ-диапазона: пат. RU 2734584 C1. Изобретения. Полезные модели. № 29 (2020).

9. Будников Д. А. Контроль температуры зерна в СВЧ-камере. Технические науки в России и за рубежом, Материалы II Международной научной конференции, Москва, 20–23 ноября 2012. С. 66–68. Буки-Веди, Москва (2012). https://elibrary.ru/vyhuon

10. Поскачей А. А., Чубаров Е. П. Оптико-электронные системы измерения температуры. Энергоатомиздат, Москва (1988).

11. Филиппенко Н. Г., Буторин Д. В., Лившиц А. В. и др. Автоматизация измерения температуры полимерного материала при высокочастотном электротермическом нагреве. Современные технологии. Системный анализ. Моделирование, (1(53)), 96–103 (2017). https://elibrary.ru/ykrlpr

12. Лебедев И. В. Техника и приборы СВЧ. Т. 1. Высшая школа, Москва (1970).