«Диагностика измерительной ситуации при бесконтактных измерениях температуры в сложных условиях» – так называлась работа, которую аспирант ОмГТУ Надежда ЧЕРНЫШЕВА представляла на Всероссийском форуме молодых ученых в Екатеринбурге 27-28 апреля 2017 года.
О том, как продвигается работа над прибором, корреспондент «КВ» Анастасия ИЛЬЧЕНКО расспросила саму участницу форума.
– Надежда, вы выступали с проектом, который станет основой вашей научной работы?
– Надеюсь, она перерастет в диссертацию. Пока готового прибора у нас нет, мы разрабатываем опытный образец, будем с помощью него проводить эксперименты.
– Как будет называться прибор?
– Многоканальный пирометр. Прибор для бесконтактного измерения температуры. Это будет стационарная система мониторинга.
– Как он действует? В какой сфере?
– Температура – это очень информативный параметр, который позволяет оценивать состояние объекта. Принцип действия пирометров основан на измерении мощности теплового излучения объекта. Наш опытный образец сейчас содержит пять каналов, т.е. пять датчиков с разными спектральными характеристиками, которые одновременно оценивают температуру. А дальше уже при помощи специализированных алгоритмов происходит сравнение их показаний и расчет наиболее вероятной температуры объекта. Такие приборы сейчас в России не используются, в основном на предприятиях работают с одноканальными пирометрами. Если говорить о многоканальности, то среди таких систем распространены двухканальные пирометры спектрального отношения, например, на металлургических комбинатах. Они измеряют температуру от 1000 градусов и выше, т.е. являются высокотемпературными. Планируется, что наш пирометр сможет измерять и относительно низкие температуры – 500-600 градусов.
Чаще всего такие системы создают под конкретную задачу, но мы пока не задавали определенную сферу применения, хотим понять его возможности. Предполагается, что можно будет использовать в металлургии, стекольной промышленности, при производстве цемента, т.е. там, где сложные производственные условия. Потому что главной проблемой пирометрии является влияние внешних факторов на измерения. Пока тепловое излучение идет от объекта контроля до пирометра, оно может поглощаться газами, рассеиваться пылью, также влияние оказывают различные паразитные излучения и параметры самого объекта контроля.
– Какие из этих факторов можно преодолеть при помощи вашего прибора?
– Чем больше каналов, тем больше факторов можно учесть. Двухканальные пирометры, например, устраняют влияние коэффициента излучения объекта.
– Один датчик – один фактор?
– Два датчика устраняют один фактор, а пять датчиков, в идеале, позволят учесть четыре фактора. Чем больше каналов, тем больше информации мы получим. Но не все так просто: увеличение каналов влечет за собой усложнение конструкции прибора и алгоритмов обработки данных. Мы хотим разработать интеллектуальный пирометр, который будет показывать не только температуру, но также проводить диагностику измерительной ситуации, т.е. определять, насколько достоверны его показания.
– Надежда, на каком этапе находится ваше исследование?
– Сейчас мы собираем экспериментальную установку, в которую входят прибор, пылевая камера и модель абсолютно черного тела. Готовимся к тестированию работы пирометра.
– Какие результаты вы возили на форум в Екатеринбург?
– Теоретического характера. Нами было проведено имитационное моделирование измерительных ситуаций (на компьютере), когда влияние оказывает фоновое излучение, водяной пар, коэффициент излучения и запыленность. Я показала сравнительные графики погрешности: как в подобных условиях будет работать одноканальный пирометр и наш опытный образец. Графики отражают явное преимущество многоканального пирометра. Об этом я и рассказала жюри.
– Как оно оценило работу, какие вопросы вам задавали?
– Спросили, какие датчики (из какого материала) используем. Дело в том, что в жюри сидел человек, который хорошо разбирался в фоторезисторах, поэтому он про них спрашивал достаточно подробно. После конференции мы пообщались, он рассказал много интересного. Спрашивали про личный вклад, потому что это работа, конечно, не одного человека, а научной группы.
– Чем вас наградили в Екатеринбурге?
– Сначала я вообще не знала, что будут распределять места. В форуме приняли участие около 300 человек из 50 регионов России. Выступали по четырем направлениям: инженерные, гуманитарные, естественные, экономические науки. Каждое направление разделили на четыре секции: бакалавры, магистры-специалисты, аспиранты и молодые ученые вместе с преподавателями. Я попала в последнюю группу, чему несколько удивилась, потому что там, в основном, были кандидаты наук, которые уже работают на разных должностях (старшие преподаватели, доценты, заведующий аспирантурой и пр.), а таких, как я, аспирантов, всего трое. Мы выступили, а на следующий день объявили результаты: 100 человек были отмечены возможностью опубликовать свои работы в рейтинговом журнале и гарантированной поездкой в Сочи на Всемирный фестиваль молодежи и студентов. Я вошла в эту сотню и получила сертификат участника фестиваля. Представителей ОмГТУ на форум приехало пятеро. В поезде мы познакомились с еще одной участницей из ОмГУ. Но из нашего вуза в сотню вошла только я.
– Поедете?
– Конечно. Я подавала заявку в Екатеринбург ради возможности попасть на фестиваль в Сочи, но форум оказался тоже очень интересным. Мне кажется, это была небольшая репетиция перед основным фестивалем.
– Для вас это был интересный опыт?
– Безусловно. Я нашла много друзей, завела знакомства. Мероприятие было очень хорошо организовано. Уже на перроне нас ждал улыбчивый парень с табличкой, довел до автобуса, в гостинице встретили и разместили. И так нас опекали все два дня форума: водили на экскурсии, на обед, показали вечерний Екатеринбург. Была дружеская атмосфера, масса интересных мероприятий. Особенно мне запомнилась лекция «Метеориты – письма из космоса. Факты и вымыслы». Ее читал Виктор Иосифович ГРОХОВСКИЙ – известный ученый, в честь которого в Антарктиде названа гора. Он занимается метеоритами, организует экспедиции. Потом, когда нам показывали наноцентр, мы снова встретили ГРОХОВСКОГО, у него там кабинет, он разрешил подержать в руках собранные им метеориты. Также увидели миниатюрный купол Чернобыля и центр радиационной стерилизации УрФУ.
– В каких еще конкурсах, конференциях участвовали?
– Пока училась, несколько раз побывала на конференциях в Новосибирске, Екатеринбурге, Санкт-Петербурге, на Алтае. А самая запоминающаяся поездка была в Созополь (Болгария). Там на берегу моря расположен дом отдыха Софийского технического университета, где проводили симпозиум «Метрология и метрологическое обеспечение». ОмГТУ внес значительный вклад в мою поездку. Я знаю, что не каждый вуз оплачивает путешествия такого уровня, а ОмГТУ это делает.
– Остается время на увлечения?
– С тех пор как поступила в аспирантуру, стало меньше времени. Когда выдается свободная минутка, хожу в зал, на йогу, в бассейн, катаюсь на сноуборде, велосипеде. Занималась даже Pole Dance acrobatic. Это акробатические танцы на шесте, научилась делать разные стойки. Я всегда стараюсь поддерживать форму. С 12 лет занималась баскетболом, у меня был юношеский разряд. Когда переехала из Павлодара в Омск и поступила в ОмГТУ, сразу пришла в сборную вуза, даже капитаном была. Но недолго, поскольку начала работать, ведь студенту и кушать хочется, и одеваться, и стала пропускать тренировки. В итоге тренер сказала: либо ты капитан, либо работаешь. Я выбрала второе, поскольку цели построить спортивную карьеру у меня нет. Последние мои соревнования были в прошлом году. Кроме того, люблю играть с друзьями в монополию, другие настольные игры.
– Какие у вас планы?
– Я никогда не думала, что займусь наукой, буду учиться в аспирантуре. Но сегодня мне это действительно интересно. В Павлодар я уже не вернусь, в 2009 году получили гражданство РФ. Нужно защитить кандидатскую диссертацию. Сейчас хочу довести до некой точки наш проект и начать реализовывать себя в семейном плане.
Справка
Надежда ЧЕРНЫШЕВА родилась 18 марта 1990 года в городе Павлодаре (Республика Казахстан). После окончания школы в 2008 году переехала в Омск, где поступила в ОмГТУ на специальность «Приборы и методы контроля качества и диагностики». В 2013 году окончила специалитет. Год работала на кафедре «Радиотехнические устройства и системы диагностики». В 2014 году поступила в магистратуру, которую окончила в 2016 году. И сразу поступила в аспирантуру ОмГТУ. Сейчас учится и работает младшим научным сотрудником кафедры «Радиотехнические устройства и системы диагностики».
Не замужем.
Материал подготовлен при организационной и финансовой поддержке ООО «Омсктехуглерод»