Processo di sigillamento ottimizzato e monitoraggio in tempo reale delle strutture sigillanti vetro-metallo

Questo protocollo può essere utilizzato per eseguire per la prima volta il monitoraggio simultaneo della temperatura e dello stress in tempo reale delle strutture metallo-vetro. Il vantaggio principale di questa tecnica è che il sensore di griglia Bragg in fibra può essere ben fuso con la struttura metallo-vetro senza distruggere l'isolamento o l'ermeticità della struttura metallo-vetro. A dimostrare la procedura con Zhichun Fan sarà Kangjia Hu, una studentessa magistrale dell'INET.

Per elaborare la polvere di vetro granulata, versare circa 1,1 grammi di polvere in uno stampo del cilindro di vetro e posizionare lo stampo sulla pressa. Per compattare il vetro in un cilindro di vetro, accendere la pressa e posizionare il cilindro risultante in un forno di riscaldamento da centrare. Rimuovere il cilindro di vetro centrato dal forno di riscaldamento e utilizzare una guarnizione in grafite per produrre il cilindro di vetro, il guscio d'acciaio e il conduttore Kovar.

Per la misurazione dello stress residuo, fondere prima la testa di una fibra ottica con un connettore FC da parte degli splicers di fusione e abbinare il connettore FC con un interrogante per demodulare la lunghezza d'onda e lo spettro FBG. Inserire l'FBG attraverso un percorso nel vetro di tenuta del modello MTGS prodotto con la grata dell'FBG posizionata proprio all'interno del vetro. Quindi, fissare un altro FBG vicino al vetro di tenuta per monitorare solo la temperatura.

Collegare l'interrogante a un computer e utilizzare un artiglio per il trattamento termico per posizionare il cilindro di vetro centrato, il guscio d'acciaio, gli FBG e la guarnizione di grafite del conduttore Kovar sul setto di quarzo nel forno di riscaldamento. Aumentare la temperatura a 450 gradi Celsius in incrementi di cinque gradi Celsius al minuto prima di far scendere la temperatura a temperatura ambiente in incrementi di 0,5 gradi Celsius al minuto. Quindi registrare i dati della lunghezza d'onda Bragg in tempo reale nel software del computer.

Per monitorare lo stress e la temperatura, posizionare un FBG in un cilindro di vetro centrato e posizionare un secondo FBG al di fuori del vetro per monitorare solo la temperatura. Posizionare il modello MTGS con la fibra ottica nel forno come dimostrato e utilizzare il trattamento termico standard per elaborare il modello MTGS con un sensore FBG incorporato, quindi imporre temperature di 100, 200, 300 e 400 gradi Celsius sul modello mantenendo ogni temperatura per 100 minuti. In questo esperimento rappresentativo, è stato esplorato il trattamento termico standard per produrre i modelli MTGS ad alta resistenza alla pressione, dimostrando che i modelli possono soddisfare le analisi in condizioni ambientali difficili.

L'FBG può essere ben fuso con la struttura MTGS e la deformazione residua nel vetro di tenuta sarà riflessa da uno spostamento della lunghezza d'onda Bragg dopo il trattamento termico. I cambiamenti di stress in tempo reale nel vetro di tenuta da 100 a 400 gradi Celsius sono monitorati con precisione dal sensore FBG e la diminuzione dello stress residuo nel vetro di tenuta può essere riflessa istantaneamente. Trattare il sensore spogliato di rivestimento con cura e assicurarsi che la posizione dell'FBG sia corretta all'interno del vetro o che lo stress non venga misurato con precisione.

Questa tecnica può essere utilizzata per misurare lo stress residuo nel tubo ricevuto dall'energia solare direttamente e accuratamente, un risultato che non è stato raggiunto negli studi precedenti. Il metodo può essere applicato per ottenere lo sforzo distribuito on-line e la temperatura nel monitoraggio della struttura di tenuta e per rilevare il guasto alla prima volta.