Wyniki 1-10 spośród 15 dla zapytania: authorDesc:"Marek Orzyłowski"

Process-oriented suboptimal controller for SiC bulk crystal growth system


  The described controlled system is a furnace for silicon carbide (SiC) bulk crystal growth. This modern semiconductor material is used for the production of electronic elements having properties not available earlier: white and blue LEDs, ultra-fast high-voltage Schottky diodes, MOSFET transistors and high-temperature highcurrent thyristors. These elements work at high frequencies and are both radiation resistant, and temperature resistant up to a few hundred °C. Due to good heat conductivity SiC wafers are used as substrate for other semiconductor compounds. Because of technological difficulties, a high quality SiC wafer costs 350…3500 USD while an equivalent ordinary silicon wafer costs about 5 USD. The technological process of the SiC bulk crystal growth bases on the physical vapor transport (PVT) and takes place at temperatures reaching 2500°C in argon atmosphere of low pressure [1]. The known constructions of systems for such purposes usually base on a single-section inductive heater, although preliminary concepts of construction with resistance heating have appeared [2]. In the presented solution the temperature field is formed by a two-section resistance heater of innovative construction worked out together with the described control system. It is worth emphasizing that the high-temperature part of the system can only be made of graphite, which has both electrical and thermal conductivities high. The reactor with the heating system is closed in a vacuum chamber. It is possible to measure the temperature in the reactor from outside by means of the pyrometers using optical channels, whose number and arrangement affect the temperature distribution inside and brings on significant complication of the construction. The intended suboptimal controller should ensure a relatively low deterioration of the control performance index compared to the optimal value. The concept and the solution of a dedicated suboptimal temperat[...]

Przetwarzanie sygnału pomiarowego w analizatorze zawartości siarki i węgla w popiołach


  W poprzednim okresie, w Przemysłowym Instytucie Elektroniki, przy współpracy Wojskowej Akademii Technicznej, opracowano analizator zawartości węgla i siarki w paliwach stałych ACS- 40/1500. Wykorzystuje on detektory optopneumatyczne NDIR [1] oraz analogową technikę przetwarzania sygnału pomiarowego [2]. Obecnie zespół, działający w Instytucie Tele- i Radiotechnicznym, opracował analizator zawartości węgla i siarki w popiołach, powstałych po spaleniu paliw stałych. Analizator ten charakteryzuje się zakresami pomiarowymi istotnie niższymi niż w analizatorze zawartości węgla i siarki w samych paliwach. Ponadto, ze względu na korozyjne właściwości związków siarki, dla zwiększenia trwałości detektora dokonano zmiany elementów czujników przepływu, które mają kontakt ze związkami siarki. Rezystory niklowe o rezystancji zależnej od stężenia badanego gazu zastąpiono rezystancyjnymi strukturami platynowymi, naparowywanymi na płytki krzemowe [3]. Ponieważ, w stosunku do rezystorów niklowych, struktury te dopuszczają mniejsze prądy przepływające przez mostek pomiarowy, ostatecznym skutkiem było między innymi to, że amplituda sygnału pomiarowego z tego mostka zmniejszyła się kilkukrotnie. Zmniejszenie poziomu sygnałów pomiarowych oraz potrzeba zastąpienia przestarzałej techniki analogowej techniką cyfrową, doprowadziły do konieczności opracowania nowego układu elektronicznego modułu pomiarowego analizatora. W analizatorze zastosowano układ cyfrowy [4], który bazuje na trzech mikrokonwerterach ADuC 845 [5]. Mikroukład ten oprócz mikroprocesora 8051 zawiera pamięć, rozbudowane układy wejścia i wyjścia oraz przetworniki analogowo-cyfrowe (A/C) oraz cyfrowo-analogowe (C/A). Niniejszy artykuł omawia przetwarzanie sygnału pomiarowego, realizowane przez wspomniany moduł pomiarowy. Przetwarzanie wstępne sygnału pomiarowego Sygnał pomiarowy o stężenia badanego gazu uzyskuje się z wykorzystaniem modulacji źródła światła detektora NDIR , przeprowa[...]

Identyfikacja pieca do monokrystalizacji SiC jako obiektu sterowania DOI:


  Monokrystaliczny węglik krzemu (SiC) jest nowoczesnym materiałem półprzewodnikowym, który zaczyna odgrywać coraz ważniejszą rolę w produkcji układów elektronicznych dla energetyki oraz białych i niebieskich diod LED [1]. Zależnie od politypu wykorzystywany jest jako materiał podłożowy lub do baza do wytwarzania struktur półprzewodnikowych. Hodowla monokryształów SiC z fazy gazowej metodą PVT (ang. Physical Vapour Transport) przeprowadzana jest w odpowiednio ukształtowanym polu temperatury na poziomie powyżej 2000°C w atmosferze gazu obojętnego o niskim ciśnieniu. W publikacji [2] została omówiona budowa stanowiska do monokrystalizacji węglika krzemu, opracowanego w Instytucie Tele- i Radiotechnicznym (ITR) w ramach projektu badawczego rozwojowego MNiSzW Nr R08 043 02. W stanowisku tym uzyskuje się temperaturę programowaną do 2400°C przy kontrolowanym gradiencie temperatury w tyglu o wartościach 0...30K/cm. Stanowisko umożliwia programową regulację ciśnienia gazu technologicznego w zakresie 0,1...100 kPa (1...1000 mbar). Proces technologiczny jest sterowany przez system komputerowy. Operacje załadunku i wyładunku wsadu są również zautomatyzowane. W stanowisku zastosowano nowatorską konstrukcję dwusekcyjnego rezystancyjnego układu grzejnego, zgłoszoną przez zespół konstruktorów z ITR i technologów z Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych (ITME) do Urzędu Patentowego. Podstawą do opracowania geometrii układu grzejnego oraz układu jego zasilania i sterowania było modelowanie numeryczne pola gęstości prądu w elementach grzejnych i pola temperatur w tyglu. Przykład numerycznego modelowania rozkładu temperatury w omawianym piecu prezentuje publikacja [2]. Zagadnienie modelowania tego obiektu dla celów sterowania temperaturą, wybór układu sterowania oraz badania symulacyjne sterowania temperaturą stanowiska opisano w artykule [3]. Przyjęty w pracy model pieca do celów sterowania temperaturą jest ograniczony [...]

Urządzenia cieplno-chemiczne do wytwarzania nowoczesnych związków półprzewodnikowych

Czytaj za darmo! »

W rozwoju nowoczesnych technologii mikroelektroniki podstawową rolę odgrywają materiały półprzewodnikowe, a zwłaszcza związki z grupy Aiii BV, takie jak arsenek galu i fosforek indu. Mają one zastosowanie do budowy szybkich układów elektronicznych, diod, laserów, ogniw fotowoltaicznych, fotodetektorów itp. Elementy te używane są na przykład w światłowodowej łączności optycznej, odtwarzaczach[...]

System dwupętlowej programowej regulacji temperatury stanowiska do monokrystalizacji SiC

Czytaj za darmo! »

Węglik krzemu (SiC) jest nowym materiałem półprzewodnikowym, pracującym w temperaturze do kilkuset stopni. Zastosowanie go jako podłoże umożliwia istotne zwiększenia upakowania układów scalonych w stosunku do układów krzemowych, a wiec dalszą ich miniaturyzację. Materiał ten stanowi również bazę do wytwarzania układów dużej mocy, pracujących z dużymi częstotliwościami, a także odpornych na [...]

Parametry technologiczne stanowiska do monokrystalizacji SiC

Czytaj za darmo! »

Węglik krzemu (SiC) jest nowoczesnym materiałem półprzewodnikowym, który zaczyna grać coraz ważniejszą rolę w produkcji układów elektronicznych dla energetyki oraz białych i niebieskich diod LED [1,2]. Hodowla monokryształów SiC z fazy gazowej metodą PVT (ang. Physical Vapour Transport) przeprowadzana jest w odpowiednio ukształtowanym polu temperatury na poziomie powyżej 2000ºC w atmosferze gazu obojętnego o niskim ciśnieniu. Warunki technologiczne, prowadzące do zwiększania jakości kryształów oraz efektywności ich hodowli są przedmiotem wielu badań [3,4]. W publikacji [5] została omówiona budowa stanowiska do monokrystalizacji węglika krzemu, opracowanego w Instytucie Tele- i Radiotechnicznym (ITR) w ramach projektu badawczorozwojowego MNiSzW Nr R08 043 02. W opisywanym [...]

Układ sterowania stanowiska do monokrystalizacji SiC jako element systemu CIM


  Węglik krzemu (SiC) jest nowoczesnym materiałem półprzewodnikowym wykorzystywanym do produkcji elementów elektronicznych o nieosiągalnych do niedawna parametrach: białych i niebieskich diod LED, ultraszybkich wysokonapięciowych diod Schottky’ego, tranzystorów MOSFET oraz wysokotemperaturowych tyrystorów do przełączania dużych mocy. Elementy te pracują z dużymi częstotliwościami, a ponadto są odporne na temperaturę do kilkuset stopni i radiację. Ze względu na przewodność cieplną węglik krzemu jest też stosowany na płytki podłożowe dla innych związków półprzewodnikowych. Z powodu wysokich właściwości oraz trudności technologicznych podczas produkcji płytka wysokiej jakości monokryształu SiC kosztuje obecnie 350-3500 USD, podczas gdy analogiczna płytka krzemowa kosztuje ok. 5 USD. Zastosowanie monokryształów SiC może rozszerzyć się bowiem w ostatnim okresie w ITME udało się opracować przemysłową metodę osadzania na podłożu z SiC ultranowoczesnego materiału, jakim jest grafen, co stanowi osiągnięcie na skalę światową, Proces technologiczny hodowli kryształów SiC z fazy gazowej (PVT) odbywa się w reaktorze o temperaturze dochodzącej do 2500°C w atmosferze argonu o obniżonym ciśnieniu. Stanowisko do tego celu [1, 2] zostało opracowane w ramach projektu badawczego rozwojowego Nr R08 043 02 w Instytucie Tele- i Radiotechnicznym (ITR) przy współpracy Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych (ITME). Przeznaczone jest ono do prowadzenia prac nad doskonaleniem technologii hodowli monokryształów węglika krzemu metodą PVT, a docelowo do produkcji tego typu monokryształów na skalę przemysłową. Ostatnio pojawiła się perspektywa budowy linii produkcyjnej, wyposażonej w wiele stanowisk do monokrystalizacji SiC. Przewidując to, zaprojektowano układ sterowania stanowiska w taki sposób, aby pozwalał on integrować w ramach jednego systemu wiele pracujących jednocześnie urządzeń. Artykuł omawia układ sterowania i kontroli procesu t[...]

Algorytm szybkiego obliczania wartości modułu liczby zespolonej


  Systemy pomiarowe często są wyposażane w układy mikroprocesorowe, sterujące procesem pomiaru oraz wstępnie przetwarzające sygnały pomiarowe. W wyniku wstępnego przetwarzania sygnałów następuje redukcja informacji pomiarowej do niezbędnej liczby danych. Dzięki temu przy przesyłaniu wyników pomiarów na zewnątrz tych systemów pomiarowych nie trzeba stosować kanałów transmisyjnych o nadmiarowej przepustowości. Specjalizowane układy mikroprocesorowe, przeznaczone do pracy w systemach pomiarowych, mają stosunkowo ograniczoną moc obliczeniową, w związku z tym często istotne jest zastosowanie efektywnych algorytmów obliczeniowych o krótkim czasie wykonywania. W efekcie pomiarów uzyskuje się często wyniki w postaci liczb zespolonych. Przykładem może być analiza harmoniczna FFT, po przeprowadzeniu której, otrzymuje się wyniki jako liczby zespolone w postaci części rzeczywistej i urojonej. Gdy przy pomiarze istotne są tylko amplitudy harmonicznych, czyli moduły wspomnianych liczb zespolonych, można zredukować przesyłaną dalej informację do połowy. Pewnym problemem może być w takim przypadku jednak fakt, że dla obliczenia modułu liczby zespolonej niezbędne jest wykonanie operacji pierwiastkowania, która przy podejściu standardowym jest procedurą stosunkowo długo wykonywaną przez jednostkę centralną. Niniejszy artykuł przedstawia algorytm szybkiego obliczania modułów wartości liczb zespolonych z dokładnością niezbędną dla celów pomiarowych. Zastosowanie mikrokonwerterów W elektronicznych układach do celów pomiarowych i sterowania, szerokie zastosowanie znalazły mikrokonwertery, które stanowią zintegrowane układy klasycznych mikrokontrolerów z precyzyjnymi przetwornikami analogowo-cyfrowymi (A/C). Układy te, zawierające oprócz jednostki centralnej nieulotną pamięć programu, pamięć RAM oraz rozbudowane układy wejścia i wyjścia[...]

Zastosowanie rachunku różniczkowego ułamkowego rzędu do modelowania dynamiki superkondensatorów DOI:10.12915/pe.2014.08.03

Czytaj za darmo! »

Artykuł omawia modelowanie impedancji superkondsnsatorów przy zastosowaniu rachunku różniczkowo-całkowym ułamkowych rzędów oraz modelu relaksacji dielektrycznej Cole'a-Cole'a. Podstawą modelowania są zidentyfikowane charakterystyki częstotliwościowe. Modelowaniu ułamkowego rzędu przeciwstawia modelowanie z zastosowaniem transmitancji rzędu całkowitego. Prezentuje dokładność obu metod modelowania oraz trudności obliczeniowe podczas optymalizacji wartości parametrów modeli, a także aplikację tych modeli do celów sterowania. Abstract. The paper describes the modeling of supercapacitor impedance with fractional order calculus and Cole-Cole relaxation model application. The basis of the modeling are frequency responses. The fractional order models are compared with integer order transfer functions. The accuracy of both methods of modeling and difficulties of the optimization of parameters values of the models are discussed. The applications of both types of transfer function in control circuits are presented. The Application of Fractional Calculus for Supercapacitor Dynamics Modeling. . Słowa kluczowe: superkondensator. modelowanie, ułamkowy rząd Keywords: supercapacitor, modeling, fractional order doi:10.12915/pe.2014.08.03 Wstęp Superkondensatory stanowią specyficzną grupę kondensatorów, które mają cechy pośrednie pomiędzy kondensatorami elektrolitycznymi, a akumulatorami. Osiągają one pojemność kilku tysięcy faradów. Ponadto charakteryzują się gęstością zmagazynowanej energii przekraczającą 10 Wh/kg masy oraz mogą dostarczyć lub przyjąć moc przekraczającą 10 kW/kg masy. Cechy te uzyskują dzięki możliwości magazynowania dużych ładunków elektrycznych wokół porowatych elektrod, wykonanych z aktywnego węgla, grafenu, nanorurek węglowych, węglowego aerożelu itp. Z racji wymienionych właściwości superkondesatory stosowane są jako zabezpieczenia komputerów przed zanikiem energii zasilającej, w układach zasilających roboty, zaba[...]

Wieloprocesorowy system kontrolno-pomiarowy analizatora NDIR


  Kontrola jakości paliw stałych powinna obejmować badania ich kaloryczności oraz zawartości substancji, które w procesie spalania wytwarzają produkty zanieczyszczające środowisko. Dlatego też badania jakości paliw, przeprowadzane w kopalniach oraz elektrowniach i elektrociepłowniach, obejmują przede wszystkim pomiar zawartości węgla i siarki. W wyniku spalania paliw stałych w Polsce powstaje rocznie ok. 15 mln. ton popiołów. Zależnie od składu mogą one być stosowane jako dodatki do betonów i konstrukcji drogowych, poprawiając ich parametry i eliminując kłopotliwe składowanie niewykorzystanych popiołów. Utylizacja popiołów do wspomnianych celów wymusza również badania ich składu, zwłaszcza pod kątem zanieczyszczeń węglem oraz związkami siarki. Niniejszy artykuł dotyczy opracowania automatycznego analizatora zawartości węgla i siarki w popiołach i paliwach stałych, który bazuje na analizie składu produktów ich spalania. W wyniku spalania próbki węgla lub popiołu uzyskuje się gazy, w których mierzy się zawartość CO2 oraz SO2. Do przemysłowych pomiarów stężeń CO2 i SO2 powszechnie stosuje się analizatory NDIR (ang. Non-Dispersive-InfraRed) działające na zasadzie absorpcji promieniowania podczerwonego [1, 2]. Charakteryzują się one dużą selektywnością i trwałością. Analizatory NDIR mogą zawierać różnego typu detektory promieniowania, a do najczęściej stosowanych należą optopneumatyczne i piroelektryczne. W Instytucie Tele- i Radiotechnicznym przy współpracy z Wojskową Akademią Techniczną, w poprzednich latach został opracowany analizator zawartości węgla i siarki w paliwach stałych, działający na wspomnianej zasadzie [2], w którym obróbka sygnału następowała na drodze analogowej. Obecnie trwają prace nad nowym analizatorem NDIR zawartości węgla i siarki w popiołach, przeznaczonych do wykorzystania także w budownictwie. W porównaniu z poprzednio opracowanym analizatorem charakteryzuje się on dodatkowo niższymi zakresami pomiaru st[...]

 Strona 1  Następna strona »