Page 38 - חוברת תקצירים
P. 38
ניסויים וסימולציות למעבר חום לאפיון תרמו-מכאני של חיישני שטף חום
BS-21-23 מנחים: ד"ר אפי צמח יעל אנקונינה עומרי אוחיון
omrioh@ac.sce.ac.il yaelan@ac.sce.ac.il
תקציר
במרכז למחקר גרעיני בשורק (ממ"ג) עלה הצורך לכמת הספק חום הנפלט בתהליכים תרמיים. כדי לתת מענה לדרישה, הוחלט להשתמש בחיישנים למדידת שטף חום (TEG) שהם state-of-the-art מסוגם, חיישנים מדגם gSKIN של חברת greenTEG השוויצרית. חיישנים אלו מתרגמים שטף חום העובר דרכם להפרש מתחים הניתן למדידה. סוג זה של חיישנים נבחר כדי לספק תוצאות מדידה איכותיות ומדויקות בהתאם לדרישות הגבוהות בתחומי המחקר המתקדמים בממ"ג (מדעי הגרעין, חקר קרינה, פיזיקה שימושית ועוד שלל תחומים התורמים רבות לביטחון המדינה). לאחר מספר ניסויים ראשוניים שבוצעו ניתן היה לראות שרגישותם אכן יוצאת דופן, אך התקבלו תוצאות שלא עלו בקנה אחד עם הציפיות והחישובים המקדימים. ההספק שנקרא מהחיישנים היה נמוך מהמצופה ובכל ניסוי השגיאה הייתה שונה ובסדר גודל של עשרות אחוזים. מכאן נולד פרויקט זה, פרויקט לאפיון החיישנים ולהבין את דרך פעולתם לעומק. לצורך כך תוכננה מערכת ניסוי ייעודית, מערכת שעברה רוויזיות ואופטימיזציה בהתאם למסקנות שהוסקו לאחר ניסויים שונים. בכל סדרת ניסויים במערכת הסופית הותקנו שני חיישנים, אחד מכל צד של גוף חימום אליו הוכנס הספק קבוע וידוע מראש. בכל איטרציה בסדרת ניסויים הוכנס למערכת הספק שונה בטווח של 0.1 ל-2 וואט. במערכת זו הציפיה היא שהרוב המוחלט מההספק הנכנס יעבור דרך החיישנים בהולכה כאשר הפסדי ההספק מהסעה טבעית וקרינה זניחים ביותר ע"פ החישובים. התוצאות הראו שגיאה כמעט זהה (הבדל זניח) בין כל איטרציה בסדרת ניסויים, אך שונה בין כל סדרת ניסויים. לאחר הניסויים וקבלת גרף כיול עבור כל זוג חיישנים, גרף השגיאה כפונקציה של ההספק הנכנס, חושב עבור כל חיישן ערך קבוע אותו יש להוסיף לנתוני היצרן כדי לעבד את הקריאה המתקבלת בצורה מדויקת יותר. בהמשך יבוצעו ניסויים שונים עם החיישנים
המכוילים כדי לבדוק את איכות הכיול ולאשר את עבודת החיישנים במחקרים הרגישים בממ"ג. מילות מפתח: ממ"ג, חיישנים, שטף חום.
איור 1: מערכת הניסוי
טבלה 1: רכיבי המערכת
38
