Processo de vedação otimizado e monitoramento em tempo real de estruturas de vedação de vidro a metal

Este protocolo pode ser usado para realizar o monitoramento simultâneo de temperatura e estresse em tempo real das estruturas metal-to-vidro pela primeira vez. A principal vantagem desta técnica é que o sensor de grade bragg de fibra pode ser bem fundido com a estrutura metal-to-vidro sem destruir o isolamento ou hermética da estrutura metal-para-vidro. Demonstrando o procedimento com Zhichun Fan será Kangjia Hu, uma estudante de mestrado do INET.

Para processar pó de vidro granulado, despeje aproximadamente 1,1 gramas do pó em um molde de cilindro de vidro e coloque o molde na máquina de prensa. Para compactar o vidro em um cilindro de vidro, ligue a máquina de prensa e coloque o cilindro resultante em um forno de aquecimento a ser centrado. Remova o cilindro de vidro centralado do forno de aquecimento e use uma junta de grafite para fabricar o cilindro de vidro, a casca de aço e o condutor Kovar.

Para a medição do estresse residual, primeiro mescla a cabeça de uma fibra óptica com um conector FC pelos emendadores de fusão e combine o conector FC com um interrogador para desmodular o comprimento de onda e o espectro FBG. Insira o FBG através de um caminho no vidro de vedação do modelo MTGS fabricado com a grade do FBG posicionada precisamente dentro do vidro. Em seguida, fixe outro FBG perto do vidro de vedação para monitorar apenas a temperatura.

Conecte o interrogador a um computador e use uma garra de tratamento térmico para colocar o cilindro de vidro centralado, a concha de aço, fbGs e a junta de grafite do condutor Kovar no septo de quartzo no forno de aquecimento. Eleve a temperatura para 450 graus Celsius em incrementos de cinco graus Celsius por minuto antes de baixar a temperatura de volta à temperatura ambiente em incrementos de 0,5 graus Celsius por minuto. Em seguida, registo os dados de comprimento de onda bragg em tempo real no software do computador.

Para monitorar o estresse e a temperatura, coloque um FBG em um cilindro de vidro centrado e coloque um segundo FBG fora do vidro para monitorar apenas a temperatura. Coloque o modelo MTGS com a fibra óptica no forno como demonstrado e use o tratamento de calor padrão para processar o modelo MTGS com um sensor FBG incorporado, depois imponha temperaturas de 100, 200, 300 e 400 graus Celsius ao modelo que mantém cada temperatura por 100 minutos. Neste experimento representativo, foi explorado o tratamento térmico padrão para produzir os modelos MTGS com alta resistência à pressão, demonstrando que os modelos podem satisfazer análises em condições ambientais severas.

O FBG pode ser bem fundido com a estrutura MTGS e a tensão residual no vidro de vedação será refletida por uma mudança de comprimento de onda Bragg após o tratamento térmico. As mudanças de estresse em tempo real no vidro de vedação de 100 a 400 graus Celsius são monitoradas precisamente pelo sensor FBG, e a diminuição do estresse residual no vidro de vedação pode ser refletida instantaneamente. Trate o sensor despojado com cuidado e certifique-se de que a posição do FBG esteja correta dentro do vidro ou que o estresse não seja medido com precisão.

Esta técnica pode ser usada para medir o estresse residual na energia solar recebida de forma direta e precisa, uma realização que não foi alcançada nos estudos anteriores. O método pode ser aplicado para alcançar a cepa distribuída on-line e a temperatura no monitoramento da estrutura de vedação e para detectar a falha na primeira vez.