سامانۀ پایش آنلاین سیال چندفازی درون لوله مبتنی بر توموگرافی القای الکترومغناطیسی
شرح ایده
توموگرافی القای الکترومغناطیسی از پدیدههای نوظهور روشهای توموگرافی الکتریکی بوده و بر خلاف توموگرافی امپدانس الکتریکی، به دلیل ویژگیهایی مانند غیرتماسی و غیر نفوذی بودن، توجه محققین را به خود جلب کرده است. این روش محدودیت توموگرافی خازنی در سنجش محیط با رسانایی بالا را نداشته و قابلیت ساخت تصویر از نمونههای با رسانایی پایین (مانند بافتهای بیولوژیکی و آب یونیزه شده) تا رسانایی بسیار بالا (جریان فلزات) را دارد.
از دیگر کاربردهای MIT میتوان به پایش جریان فلزات و همچنین تست غیر مخرب اشاره کرد. اصول کار سامانه MIT مبتنی بر اندازهگیری القای متقابل است، بطوریکه جریان الکتریکی به حسگر فرستنده تزریق شده و به دلیل ایجاد میدان مغناطیسی اولیه، پتانسیل الکتریکی در کویلها (حسگرهای گیرنده) القا میشود. حال اگر جسمی بین حسگر فرستنده و گیرنده قرار گیرد، سیگنال جریان گردابی القایی (میدان مغناطیس ثانویه) نیز توسط کویل گیرنده دریافت میشود.
بنابراین ولتاژ القایی تابعی از توزیع رسانایی / نفوذپذیری مغناطیسی مواد موجود بین حسگرهای فرستنده و گیرنده است و تغییرات آن متناسب با مشخصه فیزیکی محیط مورد بررسی مانند غلظت و چگالی سیال است. قسمتهای اصلی سامانه MIT شامل حسگرهای فرستنده و گیرنده، سامانه تحصیل داده و رایانه برای بازسازی تصویر توموگرافی است. حسگرهای فرستنده در این سامانه شامل دو الکترود حلقوی ابتکاری بوده که در محیط لوله عبور سیال نصب میشوند.
در ابتدا جریان متناوب الکتریکی با فرکانس مشخص به الکترودهای حلقوی اعمال شده و با عبور از میان سیال حامل، موجب ایجاد شار مغناطیسی میشود. شار مغناطیسی ولتاژ را در حسگرهای گیرنده که تعدادی کویل دورتا دور محیط تصویرسازی هستند، القا میکند. با تغییر ویژگیهای الکتریکی سیال حامل (مانند هدایت الکتریکی)، دامنه و فاز ولتاژ القا شده در حسگرهای گیرنده تغییر میکند و با استفاده از الگوریتم بازسازی تصویر، ویژگیهای الکترومغناطیسی سطح مقطع محیط موردنظر که متناسب با خصوصیات فیزیکی آن (مانند چگالی) است، به صورت تصویر دوبعدی نمایش داده میشود.
جوایز و افتخارات
گواهي ثبت اختراع به شماره 102942
برگزیده جشنواره جوان خوارزمی
تاييديه علمي اختراع از دانشگاه تهران
برگزیده 10 درصد برتر جایزه البرز در حوزه مخترعان و فناوران
چاپ چهار مقاله علمي_پژوهشي در نشریات معتبر خارجی و داخلی
چاپ پنج مقاله در كنفرانس های معتبر بين المللي و داخلی
آیندۀ خود و تحقیقتان را چطور ارزیابی میکنید؟