Российский химико-аналитический портал  химический анализ и аналитическая химия в фокусе внимания ::: портал химиков-аналитиков ::: выбор профессионалов  
карта портала ::: расширенный поиск              
 


ANCHEM.RU » Форумы » 4. Химический форум ...
  4. Химический форум | Список форумов | Войти в систему | Регистрация | Помощь | Последние темы | Поиск

Форум химиков-аналитиков, аналитическая химия и химический анализ.

СВЧ: простейший ваттметр >>>

  Ответов в этой теме: 51
  Страница: 1 2 3 4 5 6
  «« назад || далее »»

[ Ответ на тему ]


Автор Тема: СВЧ: простейший ваттметр
DySprozin
Пользователь
Ранг: 45

11.04.2013 // 0:45:33     
Есть такая задача: определить мощность СВЧ-излучения в определенной части СВЧ-печи (на первых порах по бедности любимой лаборатории используется бытовая микроволновка).

Идея: берем пеницилиновый пузырек (10 мл), кладем туда пару стеклянных капилляров (кипелки), закрываем пробкой и ставим в печь. Включаем. Когда вода нагреется до температуры кипения, пробку выбьет - фиксируем время. Дальше считаем мощность по формуле:

P = V (T2 - T1) * C / t

где
V = 0.01 л (объем воды)
T2 - T1 = 80 градусов
C = 4200 кДж (удельная теплоемкость)
t = время, сек

Таким образом, узнав время, получаем мощность СВЧ-излучения в данном участке микроволновки. Правильно?
ANCHEM.RU
Администрация
Ранг: 246
Rednuxela
Пользователь
Ранг: 46


11.04.2013 // 6:32:45     
Редактировано 1 раз(а)

Неправильно.

Нагружать магнетрон только 10ю мл воды в том числе.

Измерьте так, как описали, и, если микроволновка не сгорит, проделайте то же самое, только поместите в другой участок печи ещё 0,5 л воды. Почувствуйте разницу, сделайте выводы.

Поясняю: При правильной конструкции волновода нагружается весь объём печи - внутри волны "скачут", отражаясь многократно. То, что не поглотилось в одном месте, поглотится в другом, или уйдёт обратно в магнетрон и он сгорит.

Почитайте про коэффициент стоячей волны. ru.wikipedia.org/wiki/%CA%EE%FD%F4%F4%E8%F6%E8%E5%ED%F2_%F1%F2%EE%FF%F7%E5%E9_%E2%EE%EB%ED%FB

UPD. Вашим методом можно измерять общую полезную мощность печки, но обычно ставят воды побольше, и измеряют разницу в градусах, не доводя до кипения - так точность выше.
DySprozin
Пользователь
Ранг: 45


11.04.2013 // 8:05:42     
Редактировано 1 раз(а)

Спасибо за оперативный ответ
> Вашим методом можно измерять общую полезную мощность печки,
> но обычно ставят воды побольше

хм... а сколько? 100 мл? литр?

UPD
а, нашел) литр)
Фускоф
Пользователь
Ранг: 4


11.04.2013 // 8:44:17     
Минимальное количество воды можно найти в инструкции к СВЧ печке. Оптимально 300-500 мл.
"Липучесть" СВЧ-излучения тоже разная к разным материалам, вы измеряете мощность, передаваемую печкой именно воде?

Пробку выбьет не обязательно в момент закипания. Если алюминиевый колпачок надеть - там и 110 и 120 С может получиться.
chemtip
Пользователь
Ранг: 102


11.04.2013 // 9:13:48     
Мы литр ставим. И просто за определенный момент считаем на сколько градусов нагрелась вода.
Фускоф
Пользователь
Ранг: 4


11.04.2013 // 9:20:22     
Хоть там и немного зависит (трансформатор специальный), но для статистики записывайте напряжение в сети. Мощность выставлять на максимум.
Каталог ANCHEM.RU
Администрация
Ранг: 246
Паровой стерилизатор UT-1030 Паровой стерилизатор UT-1030
Предназначены для стерилизации медицинского инструмента, одежды и стеклянной посуды насыщенным водяным паром. Могут использоваться в медицинских и научных исследованиях, пищевой промышленности, а также применяться для производства высококачественной питьевой воды и высокотемпературного пара. Объем камеры — 30 л. Макс. рабочая температура: 109-135°С. Макс./Рабочее давление: 0,25/0,22 МПа.
[ Информация из каталога оборудования ANCHEM.RU ]
varban
VIP Member
Ранг: 8699


11.04.2013 // 9:52:08     
Редактировано 1 раз(а)


DySprozin пишет:
определить мощность СВЧ-излучения в определенной части СВЧ-печи

Идея: берем пеницилиновый пузырек (10 мл), кладем туда пару стеклянных капилляров (кипелки), закрываем пробкой и ставим в печь. Включаем. Когда вода нагреется до температуры кипения, пробку выбьет - фиксируем время. Дальше считаем мощность по формуле:

Правильно?

У Вас какая-то неправильная калориметрия

Попробуйте зафиксировать время и мерить дельта тэ - так точнее будет. И не доводите до греха - помните, что чем больше дельта тэ, тем больше погрешность.
Конечно, калориметрический флакон можно и нужно изолировать, но следует убедиться, что материал флакона и теплоизоляция не греются.

В мануале моего кетая есть методика определения пригодности сосуда к микроволнованию - ставишь пустой сосуд в печи и включаешь на минуту (или 30 секунд - забыл) полную мощность. Если сосуд сильно разогревается, он не пригоден.

Кстати, у меня не разогрелся только кварцевый стаканчик.
Стакан из Simax уже греется градусов до 30. Керамика - так вообще горячая.

Еще засада на пути точных измерений - трансформатор современных бытовых печей работает вблизи насыщения сердечника, чтобы печка не сгорела, если ее включить без нагрузки. И мощность магнетрона меняется очень уж нелинейно от загрузки.

Лет 8 назад я решил объяснить принципы калориметрии своим детям. И стал мерить дельта тэ воды в стакане. И обнаружил это самое изменение мощности от нагрузки.
Для моего кетая получился порог в 300 грамм воды.
Так что пришлось греть поллитра.

Так что мои рекомендации - еще раз переосмыслить задачу

Если все же возметесь, организуйте измерение потребляемого тока на первичную намотку трансформатора высокого напряжения. Но не думайте свести тепловой баланс по нулям - для этого надо мониторить температуру всех деталей печи, начиная с сердечника трансформатора.
Фускоф
Пользователь
Ранг: 4


11.04.2013 // 10:11:40     

DySprozin пишет:
Есть такая задача: определить мощность СВЧ-излучения в определенной части СВЧ-печи..
Всем уже интересно: зачем, с какой погрешностью, какие объекты в печи ещё есть и как они варьируются от измерения мощности к реальным работам?
DySprozin
Пользователь
Ранг: 45


12.04.2013 // 2:21:21     
Редактировано 1 раз(а)

Какой неожиданный резонанс вызвала тема )

Начну с последнего вопроса: для чего и зачем. Тема моего диссера довольно специфична: регенерация отработанных активных углей СВЧ-излучением. Работа родилась из того, что регенерация отработанных активных углей (скажем, поглотивших пары летучей органики) - задача нетривиальная: либо теряем первоначальное качество угля (рективацию ведь не рассматриваем - совсем дорого!), либо это дополнительные расходы на дальнейшую очистку (химическая регенерация, привет!), либо это громадные расходы на электроэнергию... в общем, в ряде случаев дешевле уголь сжечь или на полигон, но думаю не стоит на этом форуме объяснять, почему это плохо

Братья-китайцы утверждают, что СВЧ-регенерация имеет массу преимуществ (материал-уголь нагревается по всему объему, а не по поверхности; нагрев идет быстро и до высоких температур; существенная экономия электроэнергии итд). При этом удается не только вернуть первоначальные свойства активного угля, но и даже повысить его сорбционую активность. В сухом остатке: с учетом всех затрат, включая небольшие потери по массе угля и зарплату персоналу, получается уголь стоимостью в треть рыночной цены.

Знаю, что для серьезных исследований нужна нормальная печь. Но "у кафедры нет денег", а порядка 40 тыс тратить на что-то совсем простенькое у меня рука не поднимается, потому пока используется обыкновенная микроволновка. Собственно задача состоит в том, чтобы при разных мощностях (китайцы испытывали при 200, 300, 500, 700, 900 Вт - интересно, каким образом, если магнетрон не может работать "в полнакала"???) и разном времени обработки отработанного активного угля получить адекватные данные: насколько овчинка с СВЧ-регенерацией стоит выделки.

Я пробовал ставить в микроволновку миниреактор (кварцевая трубка с активным углем, заткнутая по концам асбестом). В одной части печи трубка только немного нагревается (немного - это 200-300 град за несколько секунд). В другой части печи нагрев настолько сильный, что стеклянная пробка, которой я затнул реактор изначально, через 15-20 секунд(!) оплавилась так, будто она пластиковая (потому и перешел на асбестовые пробки) - как и описано в китайских статьях, "We observed sudden and intense bright sparks at high powers, resulting in a hot and red carbon. The whole GAC turned red within a few minutes and remained in that condition for the entire treatment process under MW irradiation."
(Мы наблюдали внезапные и интенсивные всплески высокой энергии, в результате чего нагревался и раскалялся уголь. Весь ГАУ становился красным за несколько минут и пребывал в таком состоянии весь процесс обработки СВЧ-излучением.)

Собственно с этим и связана на данном этапе задача определения мощности: не могу же я потом писать в статьях, что реактор помещался в трех сантиметрах от правой стенки печи и шести сантиметрах от задней стенки

Фускоф
> "Липучесть" СВЧ-излучения тоже разная к разным материалам,
> вы измеряете мощность, передаваемую печкой именно воде?
Я думаю, это оптимальный вариант: температуру воды проще замерять, чем температуру угля

chemtip
>Мы литр ставим.
литр для моих условий плохо - мне надо разделить СВЧ-печь на "квадраты", в каждом из которых замерить мощность: бывает пробирку на сантиметр сдвинешь и уже уголь до высоких температур не греется...

varban
Спасибо за развернутый ответ
> В мануале моего кетая есть методика
> определения пригодности сосуда к микроволнованию
угу, у меня аналогичная методика описана)

>Кстати, у меня не разогрелся только кварцевый стаканчик.
ну у меня стекло и не подойдет для экспериментов - см. выше)

> Если все же возметесь, организуйте измерение потребляемого тока
> на первичную намотку трансформатора высокого напряжения.
да мне не мощность магнетрона по сути интересна, а мощность, которая приходится на определенный участок печи.

да, я в курсе, что волны многократно отражаются, но результаты первых экспериментов говорят, что степень нагрева сильно зависит от того, куда поставить реактор (по оси X и Y)

вот такие развечения на кафедре пример китайской статьи:

journals.tubitak.gov.tr/engineering/issues/muh-11-35-1/muh-35-1-5-1004-13.pdf
Rednuxela
Пользователь
Ранг: 46


12.04.2013 // 6:31:08     
Редактировано 1 раз(а)

То есть у автора нагревается уголь до 500-600 С без продувки? Тогда в угле много продуктов его газификации образуется. Надо защищать уголь от окисления или инертным газом или в мильон раз лучше активировать водяным паром.

Т.о. если регенерировать от сорбированного пентана - можно просто нагреть в токе азота, предварительно удалив остатки кислорода, а если от С15 - то надо паром обрабатывать. Всё упирается в давление паров "бяки" над углём, и для удаления "бяки" важна не мощность, а технология. За счёт именно грамотной организации нагрева-продува-пропаривания можно снизить себестоимость и в 10 раз.

Простым нагревом можно и загрязнить уголь.

Как измеряете его "чистоту" на выходе? Хотя бы в тракт ПИД на ГХ вставьте - видно сразу будет.

От чего чистите и как дальше использовать планируете уголь?
DySprozin
Пользователь
Ранг: 45


12.04.2013 // 8:59:14     
2Rednuxela
про защиту - справедливое замечание. Но пока нет способа более ли менее точно определять мощность СВЧ-излучения в данной части микроволновки, сами эксперименты проводить... разве что только потешить любопытство.

  Ответов в этой теме: 51
  Страница: 1 2 3 4 5 6
  «« назад || далее »»

Ответ на тему


ААС, ИСП-АЭС, ИСП-МС - прямые поставки в 2022 году

ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ ANCHEM.RU:      [ Все новости ]


ЖУРНАЛ ЛАБОРАТОРИИ ЛИТЕРАТУРА ОБОРУДОВАНИЕ РАБОТА КАЛЕНДАРЬ ФОРУМ

Copyright © 2002-2022
«Аналитика-Мир профессионалов»

Размещение рекламы / Контакты