НТЛ Элин

НТЛ ЭлИн > Примеры применения >19) Проект применения устройств ТЕРМОХРОН для мониторинга состояния РИТЭГ

Примеры применения регистраторов iButton

1) Применение регистраторов iButton при внедрении системы ХАССП
2) Применение регистраторов iButton при контроле транспортировки сторонним транспортом
3) Применение регистраторов iButton при контроле транспортировки своим транспортом
4) Применение регистраторов iButton на складах и в стационарных хранилищах
5) Набор недорогих миниатюрных регистраторов для производственной лаборатории
6) Термообработка мясной продукции — "Царицыно"
7) Транспортировка мясной продукции — "КампоМос"
8) Температурный контроль молочной продукции — "Молочное дело"
9) Транспортировка и хранение красной икры — "Северная компания"
10) Оценка качества процесса пропарки железобетонных изделий - ДСК
11) "Холодовая цепь" транспортировки вакцин — НПО "Микроген"
12) Контроль температуры в холодильных комнатах — "НИИЭМ им. Н.Ф. Гамалеи РАМН"
13) Транспортировка пивных дрожжей — "Лаверна Трейдинг"
14) Выявление фактов несанкционированного вскрытия изотермических контейнеров
15) Хранение лекарств в передвижных аптеках
16 )Птицеводство — НПФ "Инженерные технологии"
17) Контроль работы холодильной техники
18) Современные технологии контроля качества мороженого
19) Проект применения устройств ТЕРМОХРОН для мониторинга состояния РИТЭГ
20) Сравнение устройств ТЕРМОХРОН с цветовыми пленочными термоиндикаторами
21) Применение логгеров iButton в фармацевтике при обеспечении требований GSP
22) Список российских фирм, использующих регистраторы iButton
23) Применение технологий ТЕРМОХРОН и iBDL в исследованиях окружающей среды (pdf)
24) Применение технологий ТЕРМОХРОН и iBDL при исследованиях живых систем (pdf)
25) Косвенный контроль с использованием устройств ТЕРМОХРОН
26) Температурно-прочностной мониторинг бетона
27) Эксперименты российских моржей по регистрации температуры организма человека
28) Энергоаудит жилых и промышленных зданий и инженерных сооружений
29) Регистраторы iButton для обеспечения контроля качества медицинских и микробиологических лабораторий
30) Регистраторы iButton для контроля соблюдения требований GMP
31) Терморегистраторы для контроля хранения и транспортировки донорской крови
32) Эффективная процедура обеспечения контроля Холодовой цепи на примере компании Р-Фарм
33) Система контроля состояния термолабильных препаратов для лечебно-профилактических учреждений от компании Медтест-СПб
34) Регистраторы iButton в проводимых NASA программах изучения окружающей среды (pdf)
35) Оптимальная организация контроля Холодовой цепи (pdf)
36) Использование логгеров iButton при исследованиях, испытаниях и тестировании (pdf)
37) Использование регистраторов iButton при верификации и валидации (pdf)
38) Технология применения “таблеточных” регистраторов ТЕРМОХРОН и iBDL на всех стадиях производства молочных продуктов (pdf)
39) Инструменты для контроля качества коммунальных ресурсов и услуг (pdf)
40) Рекомендации по размещению терморегистраторов в автофургоне-рефрижераторе
41) Практическое подтверждение заявленной изготовителем продолжительности эксплуатации устройств ТЕРМОХРОН?

Проект применения устройств ТЕРМОХРОН для мониторинга состояния РИТЭГ

Начиная с 2003 года в соответствии с многочисленными двухсторонними соглашениями между государственными структурами Норвегии и РФ, США и РФ, а также Европейским Союзом и РФ, Россией реализуется программа вывода из эксплуатации радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РИТЭГ). Большинство из этих устройств были изготовленных в 60-х и 70-х годах, и долгое время являлись основными источниками энергии, обеспечивающими работу навигационных сооружений, расположенных в труднодоступных и закрытых зонах СССР и РФ. В настоящее время большая часть РИТЭГов уже выработала регламентированный ресурс, и нуждается в обязательной специальной утилизации, что обусловлено, прежде всего, особенностями этих устройств, относящихся к группе особо опасных материалов, эксплуатация которых связанна с высокой радиоактивной опасностью.

В рамках реализации целого ряда мероприятий по сопровождению выводимых из эксплуатации и утилизируемых РИТЭГов достаточно важным является вопрос о необходимости применения современной технологии идентификации этих энергетических источников и мониторинга их текущего стояния. Учитывая жесткие условия, в которых эксплуатируются, хранятся и транспортируются РИТЭГи, наиболее приемлемой, из всех имеющихся в настоящее время технологий идентификации, представляется вариант использования "таблеток" iButton, поскольку эти устройства обеспечивают на сегодня наиболее надежный способ хранения информации при экстремальных внешних условиях. Кроме того, в состав семейства iButton входят миниатюрные регистраторы, с помощью которых возможна организация эффективного температурного мониторинга любого объекта. Каждая "таблетка"-микросхема iButton отличается уникальным регистрационным номером, заключена в герметичный корпус, изготовленный из нержавеющей стали и имеет степень защиты от внешних воздействий IP56. Она не боится падений, ударов, пыли, грязи, кислот, вибраций, электромагнитных полей, функциональна при погружении в жидкость, имеет рабочий диапазон температур эксплуатации от -40°С до +85°С. Компактная форма корпуса в виде дисковой батарейки диаметром 17 мм обеспечивает простоту крепления и гарантирует надежность эксплуатации любого из устройств семейства iButton.

При выборе конкретного типа "таблетки" iButton, которая по своим функциям наиболее рационально обеспечивает решение задач идентификации и регистрации текущего состояния РИТЭГов, целесообразным представляется использование устройств ТЕРМОХРОН. Причем для контроля состояния РИТЭГов по своим функциональным особенностям оптимально применение регистраторов модификации DS1921G-F5, каждый из которых:

  • имеет 64-разрядный уникальный идентификационный номер,
  • обеспечивает хранение до 480 символов любой персональной сопровождающей текстовой информации (например, содержащей основные характеристики, историю эксплуатации и вывода из эксплуатации РИТЭГ, характерные повреждения и т.п.),
  • включает узел терморегистратора с диапазоном контролируемых температур от ‑40°С до +85°С при точности ±1°С и чувствительности 0,5°С, который обеспечивает максимальную временную экспозицию накопления данных без перезапуска - 362 дня, при частоте регистрации 1 раз в ~4,5 ч, а также два дополнительных независимых сегмента памяти, которые содержат дублированные данные о контролируемом процессе.

Таким образом, помимо хранения текстовой информации, связанной с персональными характеристиками и описанием состояния, а также обеспечением аутентификации, каждого из РИТЭГов, "таблеткой" DS1921G-F5, может производиться полномасштабный температурный мониторинг в любой наиболее характерной контрольной точке на поверхности корпуса его внешней защитной оболочки.

Предложенная концепция применения устройств ТЕРМОХРОН для мониторинга состояния и идентификации, утилизируемых и находящихся в штатной эксплуатации РИТЭГов была согласована с представителями разработчика этих энергетических источников - НИИТФА, которые подтвердили следующие наиболее важные положения:

  1. Существует непосредственная зависимость между температурой корпуса РИТЭГ и его активностью, т.е. динамика изменения температуры корпуса может косвенно характеризовать состояние основного элемента его конструкции - радионуклидного теплового блока, что позволяет сделать выводы об износе энергетического источника.
  2. Контрольные точки с наиболее характерными температурами у разных конструкций РИТЭГов расположены в различных местах их корпуса, в районе отводов отработанного тепла системы теплосброса.
  3. Долговременная эксплуатация электроники, закрепленной на корпусе РИТЭГа, - допустима, тем более, если эта электроника защищена дополнительной оболочкой из стали (как у любого устройства iButton, к числу которых относится и ТЕРМОХРОН).
  4. Использование корпуса РИТЭГа в качестве несущей поверхности при креплении электроники с применением механического воздействия - допустимо (хотя это необязательно, т.к. можно использовать различного рода клеи (см. раздел "Способы крепления защищенных регистраторов iButton")).

Исходя из выше перечисленных положений, предлагается следующая схема организации сопровождения РИТЭГов с применением в качестве идентификаторов и регистраторов параметров их текущего состояния устройств ТЕРМОХРОН. Для реализации этой схемы на каждом из идентифицируемых РИТЭГов требуется закрепить по два регистратора DS1921. Одна из "таблеток" DS1921 с помощью стальной скобы DS9093MZ или специального клея ("холодной сварки") неразъемно надежно закрепляется в "горячей" контрольной точке непосредственно на металле корпуса каждого РИТЭГа (например, в районе отводов отработанного тепла системы теплосброса). Второй регистратор крепится в районе наиболее "холодной" контрольной точки конструкции РИТЭГ с помощью скобы DS9093MZ и термоизолирующей прокладки DS9096E (например, на опорах или основании). В память каждой "таблетки" DS1921 заносится дублирующая текстовая информация, связанная с конкретным изделием-носителем (взятая первоначально, например, из существующей на сегодня базы по РИТЭГам, эксплуатируемым и эксплуатировавшимся на территории РФ). Далее эта информация может быть в любой момент оперативно модифицирована для фиксации особенностей дальнейшей "жизни" каждого конкретного РИТЭГ (дата снятия с эксплуатации, особенности транспортировки, дата складирования и т.д. вплоть до его утилизации).

Подобная схема организации температурного контроля предполагает обязательную четкую синхронизацию процедур регистрации, отрабатываемых "таблетками" DS1921, закрепленными в "горячей" и "холодной" точках РИТЭГов, что подразумевает: одинаковое выставление встроенных в них часов, одновременный старт процедур накопления данных и выбор одинаковой частоты регистрации (см. раздел "Критерии выбора значений установочных параметров устройств ТЕРМОХРОН"). Поскольку градиент температуры, фиксируемый "таблеткой" DS1921, в "горячей" контрольной точке отводов системы теплосброса корпуса РИТЭГ, относительно температуры окружающей среды, измеряемой регистратором DS1921, расположенным в "холодной" точке конструкции, является крайне незначительным, реальное снижение активности изотопного источника этого энергетического элемента, может быть заметно, только по прошествии значительных временных периодов экспозиции процесса мониторинга (~1,5°С …2,5°С на протяжении года).


Реконструкция квартального отчета мониторинга состояния РИТЭГ по разнице температур в районе отводов отработанного тепла системы теплосброса и температуры окружающей среды.

В зависимости от того, на каком из этапов "жизни" находится каждый конкретный РИТЭГ, для сопровождения закрепленных на его корпусе устройств ТЕРМОХРОН может быть выбран тот и или иной регламент и различные наиболее удобные в каждом отдельном случае типы средств обслуживания "таблеток" DS1921:

  • Так в местах временного хранения РИТЭГов перед их утилизацией наиболее рациональным представляется использование транспортёров информационных копий памяти устройств ТЕРМОХРОН типа TCDL+. При этом неквалифицированный персонал, выполняющий обслуживание хранилища, не чаще одного раза в месяц может осуществлять обход и считывание информации, накопленной регистраторами, закрепленными на всех РИТЭГах склада, а также дополнительно осуществлять коррекцию показаний узла часов/календаря реального времени, для каждой из "таблеток" DS1921. После выполнения обхода транспортёр TCDL+ передается квалифицированному контролёру-оператору, который осуществляет считывание данных из памяти этого прибора, анализирует накопленную информацию, заносит её в центральную базу данных и при необходимости готовит твердую копию отчета о техническом состоянии РИТЭГов и о динамике развития теплофизических процессов в них. Частота регистрации при этом может быть выбрана в 20…30 минут между измерениями, а алгоритм заполнения буфера последовательных отсчетов переведен в режим "rollover". При таком регламенте обслуживания, контролёр обязан:

    • строго следить за соблюдением периодичности считывания данных накопленных в памяти "таблеток"-идентификаторов РИТЭГов,
    • перед каждым очередным обходом обязательно выполнять процедуру очистки памяти прибора TCDL+,
    • по мере надобности корректировать ход часов встроенной в прибор TCDL+ эталонной "таблетки".
  • Для обслуживания регистраторов DS1921, закрепленных на РИТЭГах, эксплуатируемых (или выведенных из эксплуатации) и находящихся в полевых условиях, в трудно доступных местах, когда для ревизии их состояния необходимо снаряжение специальной экспедиции, которую реально осуществить не более одного раза в год, оптимально использование автономных комплексов TCR, реализованных на базе компактных ноутбуков. При этом, входящий в состав такой экспедиции, высококвалифицированный контролёр может, находясь непосредственно рядом с РИТЭГ, осуществить на месте и анализ накопленных регистраторами данных, и отредактировать ярлык с текстовой сопровождающей информацией, и внести необходимые изменения в установочные значения, и сохранить собранные данные в памяти карманного компьютера для их последующей перезаписи в центральную базу данных, после возвращения экспедиции. Поскольку реализация подобных экспедиций наиболее перспективна в летнее время, в составе автономных комплексов TCR свободно можно использовать компьютеры коммерческого исполнения, функционирующих в диапазоне температур выше 0°C. Значение интервала регистрации при подобной схеме обслуживания следует выбирать максимально возможным - 255 минут между измерениями, а режим кольцевого заполнения буфера последовательных отсчетов должен быть отключен.

  • При контроле процесса транспортировки РИТЭГов к месту их утилизации или к месту их временного хранения перед утилизацией, как правило, часто требуется оперативное изменение описательной части ярлыка "таблетки", в котором предполагается фиксировать особенности перевозки спецгруза. Этом случае также удобно использование для сопровождения "таблеток"-идентификаторов РИТЭГов комплексов TCR, построенных на базе миниатюрных ноутбуков. Но, регламент обслуживания регистраторов должен быть иным. Например, частота регистрации (интервал между отсчетами) задаётся равным одному измерению раз в две минуты, алгоритм заполнения буфера последовательных отсчетов в режиме "rollover". Однако, в этом случае снятие накопленной информации следует производить не менее одного раза в 3 суток.

Выбор регистраторов DS1921 для отслеживания состояния РИТЭГов обусловлен возможностью исполнения этими устройствами длительного мониторинга температуры при хранении и транспортировке материалов специального назначения с учетом их вероятного самопроизвольного разогрева, вызванного химическими реакциями или процессами расщепления (боеприпасы, ядерные материалы, химические агенты, автономные ЯЭУ, химически активные вещества, химические и ядерные отходы и т.д.). И в этой связи терморегистраторы DS1921 априори являются эффективнейшим средством температурного контроля, в том числе конспиративного, для самых разнообразных объектов специального назначения.

К наиболее интересным перспективам описанного выше проекта можно отнести следующие расширения:

  • Использование наряду с регистраторами DS1921 дополнительно "таблетки"-iButton типа DS1977-F5, содержащей 32 Кбайта энергонезависимой памяти, защищенной встроенной мощной системой паролей. Такой большой объем памяти позволит помимо персональной текстовой информации о каждом конкретном РИТЭГ сохранять также фотографические изображения (например, фото корпуса конкретного РИТЭГ с присущими ему повреждениями).
  • Замена в будущем устройств ТЕРМОХРОН на более совершенные iButton-самописцы DS1922L-F5, обеспечивающие точность измерения на уровне ±0,5°С при чувствительности 0,0625°С (последний параметр значительно добавляет четкости в эпюрах динамики снижения активности РИТЭГ), а максимальное возможное время накопления данных без перезапуска для регистратора этого типа достигает 11 лет, при условии полномасштабной защиты с помощью специальной системы паролей всей накопленной регистратором информации и выбранных пользователем значений установочных параметров.

Файл Содержание
Размер
Дата
TC-RTG-Paper П.К.Пархоменко, А.Г.Ольховский // Применение автономных терморегистраторов для контроля состояния радиоизотопных термоэлектрических генераторов // Безопасность жизнедеятельности, №11 2007 г.
5 M
11.12.07

Наверх