Autonomous fiber-optic gas monitoring system with thermoelectric power supply

• Autorzy: Nowrot A. , Żur K. K. , Świderska-Środa A. , Mikołajczyk M. , Łojkowski W.

Identyfikatory

DOI

10.7494/miag.2017.4.532.7

Warianty tytułu

PL

Autonomiczny światłowodowy układ monitorowania stężenia gazów z zasilaniem termoelektrycznym

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

This paper presents the concept of an autonomous measuring instrument powered by a locally accessible source of heat with a contact surface area of over a dozen or several dozen cm2 and a temperature higher or lower than the ambient temperature. The design and construction of the measuring device will be based on two modules developed and constructed in the course of previous work: a dedicated low-power thermoelectric generator and luminescent fiber-optic detector. The system can be additional equipped with a wireless transmission module. The studies show that, due to the power supply and photoluminescent measurement system with high stability of the operating point, this device will be capable of continuous operation without maintenance for many months.

PL

W artykule została przedstawiona koncepcja autonomicznego przyrządu pomiarowego zasilanego lokalnie dostępnym źródłem ciepła o powierzchni kontaktowej od kilkunastu do kilkudziesięciu centymetrów kwadratowych i temperaturze wyższej lub niższej od temperatury otoczenia o kilkanaście stopni Celsjusza. Opisano budowę i zasadę działania dwóch opracowanych w toku dotychczasowych prac modułów: dedykowanego generatora termoelektrycznego małej mocy oraz luminescencyjnego, światłowodowego detektora gazów. Przeprowadzone badania wskazują, że układ pomiarowy oparty na zaprezentowanej technologii będzie przez wiele miesięcy zdolny do ciągłego działania bez obsługi serwisowej.

Słowa kluczowe

EN

gasometry; thermocouple; nanotechnology

PL

gazometria; termoogniwo; nanotechnologia

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 55, nr 4
• Strony: 7--12 [tekst ang.], 13--18 [tekst pol.]
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Nowrot A.

• Department of Electrical Engineering and Automation in Industry Faculty of Mining and Geology Silesian University of Technology ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Żur K. K.

• Faculty of Management Engineering, Bialystok University of Technology ul. Wiejska 45A, 15-001 Białystok, Poland
• Laboratory of Nanostructures Institute of High Pressure Physics Polish Academy of Science ul. Sokołowska 29, 01-142 Warszawa, Poland

autor

Świderska-Środa A.

• Laboratory of Nanostructures Institute of High Pressure Physics Polish Academy of Science ul. Sokołowska 29, 01-142 Warszawa, Poland

autor

Mikołajczyk M.

• Department of Electrical Engineering and Automation in Industry Faculty of Mining and Geology Silesian University of Technology ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Łojkowski W.

• Laboratory of Nanostructures Institute of High Pressure Physics Polish Academy of Science ul. Sokołowska 29, 01-142 Warszawa, Poland

Bibliografia

• [1] Goldsmid H.J.: Introduction to Thermoelectricity, “Springer Series in Materials Science” 2016, 121: 1–24.
• [2] Viswanathan V.V., Davies R.W., Holbery J.: Opportunity Analysis for Recovering Energy from Industrial Waste Heat and Emissions, Pacific Northwest National Laboratory, Richland 2006.
• [3] Dunham M.T., Barako M.T., LeBlanc S., Asheghi M., Chen B., Goodson K.E.: Power Density Optimization for Micro Thermoelectric Generators, “Energy” 2015, 93: 2006– 2017.
• [4] Cao Z., Koukharenko E., Tudor M.J., Torah R.N., Beeby S.P.: Flexible screen printed thermoelectric generator with enhanced processes and materials, “Sensors and Actuators” 2016, 238: 196–206.
• [5] Smits K., Grigorjeva L., Millers D., Sarakovskis A., Opalinska A., Fidelus J.D., Łojkowski W.: Europium doped zirconia luminescence, “Optical Materials” 2010, 32: 827–831.
• [6] Polish Patent PAT.218574: Sposób pomiaru zawartości tlenu w gazie, http://regserv.uprp.pl/register/application?number =P.393942.
• [7] European Patent EP2686669: Method of measuring of oxygen content in gas, https://register.epo.org/application?number= EP12715721.
• [8] Yen W.M., Shionoya S., Yamamoto H.: Phosphor Handbook, CRC PRESS 2006.
• [9] Lakowicz J.R.: Principles of Fluorescence Spectroscopy, Springer 2006.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).