ZAKRES PRAC WYKONANYCH W ROKU 2024
Modelowanie i symulacje:
- Weryfikacja modeli matematycznych i MES: Utworzone modele matematyczne falowodu i termopary zostały pomyślnie zweryfikowane przy pomocy Metody Elementów Skończonych (MES), co potwierdziło ich poprawność i użyteczność w dalszych analizach
- Przegląd literatury: Dokonano przeglądu literatury naukowej dotyczącej przetworników wartości skutecznej napięcia oraz technik metalizacji falowodów na podłożach organicznych, co stanowi solidną podstawę teoretyczną dla dalszych prac projektowych.
- Model matematyczny falowodu: Stworzono model matematyczny falowodu współosiowego, wielowarstwowego, który został zweryfikowany poprzez porównanie z wynikami symulacji MES, potwierdzając tym samym jego dokładność.
- Optymalizacja geometrii falowodu: Geometria falowodu została zoptymalizowana pod kątem dopasowania impedancyjnego toru wejściowego i grzejnika kalorymetrycznego przetwornika wartości skutecznej, co jest kluczowe dla efektywnego przesyłania sygnału.
- Model CAD i symulacje termopary: Opracowano model CAD termopar wielozłączowych, co umożliwiło późniejszą analizę ich właściwości i potencjalną optymalizację.
- Model MES nowej termopary cienkowarstwowej: Opracowano model MES nowej wersji termopary w technologii cienkowarstwowej, co umożliwiło jej dalszą optymalizację.
- Optymalizacja geometrii termopary: Geometria termopary została zoptymalizowana w celu uzyskania najlepszych właściwości metrologicznych, takich jak czułość, SNR, rezystancja wewnętrzna i wytrzymałość mechaniczna.
- Symulacje wpływu rozwiązań technicznych: Przeprowadzono symulacje badające wpływ różnych rozwiązań technicznych (technologia cienkowarstwowa, mikroprzelotki, różne topologie) oraz ograniczeń na czułość przetwornika.
- Porównanie wyników pomiarów i symulacji GCPW: Porównano wyniki pomiarów z wykorzystaniem falowodów koplanarnych GCPW (ang. Grounded Coplanar Waveguide) przy pomocy wektorowego analizatora sieci (VNA) z wynikami symulacji MES, co pozwoliło na weryfikację dokładności modeli i metod pomiarowych.
Projektowanie konstrukcji i zakup aparatury:
- Koncepcja konstrukcji CTVC: Opracowano konstrukcję mechaniczną prototypu CTVC, obejmujący projekt uchwytów, obudowy, procesów mechanicznych (obróbka, narzędzia wspomagające złożenie konstrukcji).
- Opracowanie i weryfikacja rysunków technicznych: Rysunki techniczne zostały poddane weryfikacji, zapewniającej ich poprawność i zgodność z założeniami projektowymi.
- Dobór i zakup VNA: Dokonano doboru i zakupu wektorowego analizatora sieci (ang. Vector Network Analyzer, VNA), kluczowego urządzenia pomiarowego dla realizacji projektu.
- Stanowisko testowe VNA: Zestawiono stanowisko testowe do pomiarów parametrów resztkowych elementów elektronicznych SMD przy pomocy VNA, wraz z jego walidacją, co w przyszłości umożliwi pomiar parametrów resztkowych rezystorów używanych jako grzejniki w CTVC oraz weryfikację modeli matematycznych falowodów współosiowych.
- Adaptery kalibrujące VNA: Zaprojektowano i wykonano adaptery kalibrujące VNA, niezbędne do poprawnej kalibracji i dokładnych pomiarów.
- Model CAD 3D CTVC: Opracowano model CAD 3D kalorymetrycznego przetwornika wartości skutecznej napięcia przy użyciu programu FreeCAD.
- Modernizacja modelu CAD: Model CAD został ulepszony i zmodyfikowany w celu dostosowania go do różnych wielkości czujników termometrycznych oraz minimalizacji strat produkcyjnych.
- Technologia cięcia falowodów: Opracowano technologię cięcia falowodów teflonowych, pokrytych cienkimi warstwami metalicznymi, zgodną z wymaganiami konstrukcyjnymi, oraz opracowano i wykonano uchwyt technologiczny, zapewniający powtarzalność i precyzję cięcia.
- Dokumentacja techniczna konstrukcji: Opracowano dokumentację techniczną konstrukcji, umożliwiającą rozpoczęcie prac mechanicznych i wykonawczych elementów.
- Technologia docisku falowodów: Opracowano technologię docisku falowodów podczas cięcia, aby uniknąć uszkodzeń powierzchni.
- Elementy pomocnicze do lutowania 3D: Zaprojektowano i wydrukowano w technologii druku 3D elementy pomocnicze do lutowania konstrukcji CTVC, w tym zapewniające współosiowość falowodu.
- Koncepcja połączeń lutowanych falowodu: Opracowano koncepcję połączeń lutowanych konstrukcji falowodu z rezystorem prętowym i dyskiem zamykającym falowód.
- Testy lutownicze i termiczne: Przeprowadzono wstępne testy lutownicze cienkich warstw metalicznych oraz badanie odporności termicznej podłoża i trwałości powłok metalicznych w wysokich temperaturach.
- Dobór stopów lutowniczych: Dobrano niskotemperaturowe stopy lutownicze i wykonano wstępne testy ich jakości.
- Dokumentacja techniczna termopary dla firm: Przygotowano dokumentację techniczną niezbędną do współpracy z firmami, które potencjalnie mogłyby wykonać termoelement wielozłączowy oraz nawiązano kontakty techniczny z firmami.
