THz radar sensors
- Reference number
- ITM17-0265
- Start and end dates
- 190101-231231
- Amount granted
- 6 927 000 SEK
- Administrative organization
- Chalmers University of Technology
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
In this project we will build a complete instrument that will demonstrate the capacity of radar techniques at very high frequencies. The instrument is a frequency modulated continuous wave radar operating at a center frequency of 190 GHz, with a 30 GHz bandwidth. It will be capable of doing 3D mapping of particles, particle velocities, as well as doing spectroscopic measurements of selected gases. All these features are on the wish-list for a diagnostic tool for industrial process reactors – in particular since the technology can measure in dirty, dense and harsh environments. We will also develop new measurement concepts that are made possible by the instrument. The instrument as well as the methods will be applied to a very timely measurement challenge in industrial processing – 3D tomography of reactors for energy production. These measurements are needed to optimize and develop new process units comprising multi-phase flows and to enable the efficient to use of low-grade biomass in the process reactors – which is an important step in the strive for a carbon neutral society. We expect to demonstrate a complete radar instrument as well as proof of principle measurements in the 12 MWth research fluidized bed boiler of industrial size that is run by the division of Energy Technology at Chalmers.
Popular science description
I detta projekt kommer vi att utveckla och bygga ett radarinstrument som använder sig av en mycket hög sändarfrekvens (200 GHz). Den höga sändarfrekvensen för med sig vissa egenskaper som möjliggör nya mätmetoder och nya tillämpningar. De egenskaper som vi kommer utnyttja är: hög rumsupplösning i tre dimensioner (av storleksordningen 1 cm), möjlighet att mäta koncentrationen av gaser via spektroskopi, samt förmåga att detektera små partiklar, som sandkorn. Detta, tillsammans med ”vanliga radaregenskaper” som förmågan att se genom smutsiga/rökiga miljöer och förmågan att bestämma hastighet och position för objekt gör att vi kan utveckla ett unikt mätinstrument. Vi kommer att rikta in oss mot en specifik tillämpning för att demonstrera förmågan hos instrumentet; Denna tillämpning är industriell mätteknik i process-reaktorer. Många process-reaktorer baseras på så kallad fluidiseringsteknik vilket innebär att reaktorerna innehåller komplexa partikelflöden med olika faser. För att kunna optimera processer och utveckla nya reaktorer är det av yttersta vikt att förstå hur material och gaser fördelas, blandas och rör sig i reaktorerna – och det är dessa frågor vi hoppas kunna ge svar på med vårt nya instrument. Vi kommer att testa instrumentet i Chalmers kraftcentral som är värd för en unik forskningsanläggning för förbränning och förgasning av tex biomassa via fluidiseringsteknik. Optimering av processerna i denna anläggning kommer leda till bättre verkningsgrad, och bidra i arbetet mot ett fossilfritt och koldioxidneutralt samhälle