Hoppa till innehåll
EN In english

THz radar sensors

Diarienummer
ITM17-0265
Projektledare
Bryllert, Tomas
Start- och slutdatum
190101-231231
Beviljat belopp
6 927 000 kr
Förvaltande organisation
Chalmers University of Technology
Forskningsområde
Informations-, kommunikations- och systemteknik

Summary

I detta projekt så kommer vi att bygga ett komplett instrument för att demonstrera möjligheterna med radar-teknik vid mycket höga frekvenser. Instrumentet är en frekvensmodulerad radar med en sändarfrekvens centrerad på 190 GHz med 30 GHz bandbredd. Instrumentet kommer att kunna mäta koncentrationen av partiklar i tre dimensioner, partiklarnas hastighet, och kommer även att kunna göra spektroskopiska mätningar på utvalda gaser. Alla dessa egenskaper finns på önskelistan för ett mätinstrument för industriella process-reaktorer. Speciellt eftersom den utvecklade teknologin kan mäta i smutsiga, svåra förhållanden som inte är tillgängliga med optiska metoder. Vi kommer också att utveckla nya mätmetoder som möjliggörs av instrumentet. Metoderna kommer att appliceras på en mycket aktuellt utmaning inom processindustrin – 3D tomografi av reaktorer för energiproduktion. Mätningarna är viktiga för att kunna optimera och utveckla nya reaktorer som baseras på komplexa faser och flöden och för att effektivt kunna använda biomassa av låg kvalitet i process-reaktorerna. Detta är en viktig pusselbit i arbetet mot ett hållbart, koldioxid-neutralt, samhälle. Vi räknar med att kunna demonstrera ett komplett radarinstrument såväl som mätningar för att validera koncepten. Mätningarna kommer att utföras på Chalmers kraftcentral med dess 12 MW reaktor baserad på fluidiseringsteknik.

Populärvetenskaplig beskrivning

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