پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

 
  • language
  • language
  • ورود/عضویت

طراحی، ساخت و تست سیستم اپتوالکترونیک و فوتونیک در آنالیزور نقطه شبنم

طراحی، ساخت و تست سیستم اپتوالکترونیک و فوتونیک در آنالیزور نقطه شبنم

  • شماره درخواست:
  • تاریخ اعلام: 1399/07/15
  • تاریخ انقضا: 1399/08/08

فرصت ها:

براساس پیشنهاد‌ها قابل‌ مذاکره خواهد بود.

میزان سرمایه گذاری:

براساس پیشنهاد‌ها قابل‌ مذاکره خواهد بود.

برنامه زمان بندی:

تماس جهت اطلاعات بیشتر:

۰۲۱۸۸۳۹۸۵۶۳ – ۰۲۱۸۸۳۹۸۵۴۳

پست الکترونیک:

Proposal@boomerangtt.com

ضرورت مسئله

اندازه‌گیری دقیق و اتوماتیک دمای نقطه شبنم گاز (دمای تشکیل اولین نانوقطره در جریان گازی) در صنایع نفت، گاز، برق و انرژی کشور نیاز به ابزارهای دقیق اپتوالکترونیک و نانو فتونیک (قطعات اپتیکی، سیستم‌های اپتیکی و برد الکترونیک و کنترل) دارد. این ابزارهای دقیق اندازه‌گیری در ساخت سیستم‌های پایش، مانیتورینگ، سنجش و آنالیز گازها در صنعت نفت (میادین گازی قبل از پالایشگاه‌های گازی)، صنعت گاز (پالایشگاه‌ها، مرزهای صادراتی و خطوط انتقال گاز)، صنعت برق (نیروگاه‌های حرارتی) و صنایع و مشاغل شهری (کنترل آلاینده‌های زیست‌محیطی) کاربردهای فراوانی دارند. هدف اصلی از انجام این پروژه تحقیقاتی بین‌رشته‌ای، طراحی و ساخت ابزارهای اپتوالکترونیکی و نانو فوتونیکی است که در ساخت آنالیزورهای نقطه شبنم آب و هیدروکربن به‌کار خواهند رفت. این آنالیزورها برای اندازه‌گیری دمای نقطه شبنم آب و هیدروکربن در جریان گاز طبیعی کاربرد دارند. این ابزارهای دقیق اپتیکی و نوین اندازه‌گیری، بهره‌برداران حوزه پالایش گاز را قادر می‌سازند به‌طور اتوماتیک و هم‌زمان دماهای نقطه شبنم آب و هیدروکربن گاز طبیعی را اندازه بگیرند. این در حالی است که ابزارهای اندازه‌گیری در آنالیزورهای نقطه شبنم موجود پالایشگاه‌های کشور که بیشتر آن‌ها از انگلستان و آمریکا خریداری می‌شوند، نه قادر به اندازه‌گیری هم‌زمان دماهای نقطه شبنم آب و هیدروکربن هستند و نه قادر به اندازه‌گیری اتوماتیک دماهای نقطه شبنم در فشارهای بالا «به‌طور مستقیم».  

مشروح مسئله تحقیقاتی

برای اندازه‌گیری دمای نقطه شبنم، با استفاده از یک قطعه اپتیکی (همانند فیبر نوری) که سطح آن در تماس جریان گاز طبیعی است و درحالی‌که از طرف پایین فیبر نوری با پلتیر سرد می‌شود، نور لیزر با طول‌موج‌های مشخصی عبور داده می‌شود و به دلیل تغییر فاز بخار آب و هیدروکربن در جریان گاز طبیعی در سطح فیبر نوری، سیگنال نور عبوری در فیبر تغییر می‌کند. بر این اساس دماهای نقطه شبنم آب و هیدروکربن در گاز طبیعی در فشارهای بالا تا 100 بار به‌طور مستقیم، دقیق و اتوماتیک اندازه‌گیری می‌شود. فرآیندهای حاصل از برخورد نور با قطعه اپتیکی (پراکندگی یا جذب محو شونده) به‌طور شماتیک در شکل (1) نشان داده شده‌اند.

شکل (1): شمایی از دو مکانیسم برخورد نور با قطعه اپتیکی سرد شونده از طریق پراکندگی (شکل سمت چپ نمونه آزمایشگاهی موجود) و جذب محوشونده (شکل سمت راست، نمونه مدنظر که باید در قالب این تحقیق طراحی، ساخت و تست شود).

  انتظار می‌رود در فاز نخست این پروژه تحقیقاتی، مجری تحقیق مدل فیزیکی مناسبی را برای بخش‌های اپتوالکترونیک و نانو فتونیک در آنالیزور نقطه شبنم آب و هیدروکربن طراحی ‌کند. در این بخش پروژه، فرآیند جذب محوشونده نور لیزر با فیبر نوری سردشونده که در تماس با فشار بالا و دبی مناسب از گاز طبیعی است، شبیه‌سازی شده و از طریق نتایج شبیه‌سازی و انتخاب مناسب نوع فیبر نوری، نقشه‌های ساختی آن نیز نهایی خواهد شد. سپس در فاز ساخت و تأمین قطعات و تجهیزات پروژه، مجری باید نمونه‌هایی از فیبر نوری سردشونده و برد کنترل و الکترونیکی را آماده ساخت کرده و با همکاری کارشناسان شرکت متقاضی، آزمایش کند. نوع سیستم اپتیکی (لیزرها و دتکتورها) بر اساس توافق مجری و متقاضی (شرکت دانش‌بنیان) نهایی و تأمین خواهد شد.  

گلوگاه های احتمالی پروژه:

به نظر می‌رسد چالش‌های احتمالي در اجرای این طرح تحقیقاتی عبارت است از:
  • انتخاب و تهیه نوع قطعه اپتیکی (فیبر نوری) مناسب
  • کوپل‌شدن و یکپارچه‌سازی قطعه اپتیکی (فیبر نوری) با سیستم اپتیکی، محفظه آنالیز و بخش خنک‌کننده ترموالکتریکی دستگاه آنالیزورهای نقطه شبنم
 

راه حل ها و پیشنهاد های غیر جذاب

به دلایل مختلف، راه‌حل‌های زیر جذاب و قابل پذیرش نیستند:
  • روش ها و فناوری های غیر اپتیکی و فوتونیکی
  • روش‌های مشتمل بر مطالعه مکانیسم‌های پراکندگی و بازتاب نور در سطح قطعه و یا آینه اپتیکی
  • روش‌های اندازه‌گیری غیرمستقیم دمای نقطه شبنم
  • روش‌های چشمی برای اندازه‌گیری دمای نقطه شبنم گاز
  • روش‌های اندازه‌گیری مجزای دماهای نقطه شبنم آب و هیدروکربن
 

خروجی های مورد انتظار تحقیق

  • کدهای کامپیوتری و اینترفیس ترجیحاً با Lab View
  • کلیه نقشه‌های ساختی مربوط به برد الکترونیک و فیبر نوری
  • برد الکترونیک برای کنترل و دیتا پروسسینگ آنالیزور نقطه شبنم آب و هیدروکربن
  • مجموعه قطعه اپتیکی (فیبر نوری) سردشونده متصل به طیف‌سنج مادون‌قرمز (قابل کاربرد در محدوده طول‌موج 1.5 تا 4 میکرون)
  • نتایج تست‌های عملکردی و ارائه گزارش نهایی
 

الزامات تحقیق

شرایط و محدودیت‌های مربوط به ساخت قطعه اپتیکی (فیبر نوری) در محیط جریان گاز طبیعی عبارت است از:
  • در برابر آلاینده‌های گاز طبیعی و اسیدها (H2S) و بازدارنده‌ها (گلایکول) مقاوم باشد.
  • جرم حرارتی یا ظرفیت حرارتی پائینی داشته و ضریب هدایت حرارتی بالایی داشته باشد.
  • نیاز به توان الکتریکی پائین داشته باشد و در زمان کوتاهی تا 100- درجه سانتیگراد سرد شود.
  • عبور نور لیزر با طول موج‌های ۱.۵ تا ۴ میکرون از قطعه اپتیکی در محدوده دمای ۲۰ تا ۱۰۰- درجه سانتیگراد، تغییر محسوسی در خواص اپتیکی آن ایجاد نکند.
  • متریال آن سخت بوده، در برابر فشارهای بالا (تا 100 بار) مقاوم باشد و خط و خشی بر سطح آن نیز ایجاد نشود.
شرایط مربوط به تأمین سیستم اپتیکی (لیزرها و دتکتورها در طیف‌سنج) نیز عبارت است از:
  • بر اساس طیف جذبی مادون‌ قرمز نقطه شبنم آب و هیدروکربن قابل تشخیص باشد.
  • طیف‌سنج نسبت به مواد شیمیایی دیگر در گاز طبیعی حساس نباشد.
 

معیار های ارزیابی و انتخاب مجری

  • تحصیلات و سوابق تیم تحقیقاتی و تناسب آن با مساله
  • رویکرد فنی تیم تحقیقاتی به مساله
  • دسترسی به تجهیزات آزمایشگاهی و مواد اولیه و سایر الزامات اجرای تحقیق
  • زمان و هزینه اجرای تحقیق

تسهیم مالکیت فکری

  • مالکیت معنوی: مجری در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و متقاضی در ژورنال‌های داخلی و خارجی، ارایه مقاله در کنفرانس‌ها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دست‌اندرکاران مجاز خواهد بود.
  • مالکیت منافع مادی: با توجه به مدل کسب‌وکار شرکت متقاضی، منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری تماماً متعلق به شرکت متقاضی بوده و مجری صرفاً حق‌الزحمه اجرای پروژه تحقیقاتی را دریافت خواهد کرد.

ارسال پروپوزال

پروپوزال‌ها صرفاً باید در چارچوب مورد نظر صندوق، تدوین و حداکثر تا تاریخ 8 آبان‌ماه 1399 به ایمیل Proposal@boomerangtt.com ارسال شوند. پروپوزال‌هایی که در چارچوبی غیر از آن، یا به روش‌های دیگر به دست صندوق برسند، وارد فرایند ارزیابی نخواهند شد.  

شرح مساله

چارچوب ارائه راه حل