Ученые Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) изобрели термометр, который обладает повышенной точностью по сравнению с уже существующими аналогами, а также не нуждается в регулярной поверке и калибровке.
Как рассказал старший научный сотрудник лаборатории роста кристаллов НИИ перспективных материалов и технологии ресурсосбережения Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) Владимир Живулин, термометры, которые применяется на современных производствах, со временем стареют и выходят из строя – то есть со временем их показания начинают значительно отклоняться от эталона. Соответственно, это оборудование нуждается в периодической калибровке либо замене. Так, например, в лабораторных печах калибровать температурные датчики необходимо раз в полгода, а в промышленности – после завершения каждого технологического процесса. Тем не менее существуют сферы, где «старение» термометров является серьезной проблемой. Например, на атомной станции или на космическом спутнике практически невозможно провести их техобслуживание.
Живулин объяснил, что сейчас эта проблема решается трудоемкими способами – например, на сложных объектах устанавливается сразу несколько термометров, которые работают по очереди, один за другим. Но на опасных производствах всегда может случиться нештатная ситуация, когда термометры буквально сразу после поверки могут быть повреждены и затем передавать некорректные результаты.
Именно поэтому ученые ЮУрГУ решили создать термометр, надежность которого бы превосходила все существующие аналоги и способный калибровать себя самостоятельно. В устройстве, предложенном специалистами, в датчик температуры входит основной измеритель температуры и эталон, с которым по контрольным точкам сверяются показания сенсора.
«Все это – единая капсула, моноблок. Если видим, что происходит отклонение от контрольных точек, мы можем вычислить поправку на температуру, которую нужно ввести в расчеты, и восстановить истинные значения. Для создания устройства мы использовали ферриты – химически инертный, термостабильный материал, на который не влияет даже высокий фон радиации», – описал изобретение Живулин.
Он отметил, что в своей работе команда ученых использовала исследование челябинских материаловедов из научной школы профессора РАН Дениса Винника, которые научились точно измерять температуру магнитного фазового перехода ферритов.
Исследователи выдвинули идею, что, фиксируя магнитный фазовый переход, можно точно определять температуру феррита. Руководитель международной лаборатории технической самодиагностики и самоконтроля приборов и систем ЮУрГУ Александр Шестаков предложил создать сенсор, где в качестве эталона температуры выступал бы ферритовый элемент.
Специалисты ЮУрГУ самостоятельно разработали материалы, конструкцию и электронику, из которых состоит уникальный термометр. Его технические параметры позволяют измерять температуру в диапазоне от 0 до 800 ⁰С, который широко применяется в атомной энергетике и металлургии. Устройство также имеет пять калибровочных точек, при этом они равномерно распределены по всему рабочему диапазону температур. По предварительной оценке, точность датчика составит плюс-минус 1 ⁰С. Ни одна термопара, существующая в мире, не может обеспечить измерение температуры в течение длительного времени с такой точностью.
Сейчас прототип уже проходит испытания, а в течение года изобретение будет доработано и полностью готово для передачи в промышленное производство.
Исследование реализуется в рамках программы «Приоритет-2030» национального проекта «Наука и университеты».
Источник: РИА Новости
распечатать статью
