نظام بصري حراري لقياس درجات الحرارة
العنوان الرسمي للبراءة
نظام للتحليل الحراري البصري وطريقة للكشف
العنوان الإنجليزي: Thermo-optical analysis system and method of detection
الاختراع
الاختراع
المشكلة
تتغير مؤشرات الحرارة القائمة على البوليمرات المترافقة تدريجيًا عبر نطاقات حرارية واسعة، وقد تتطلب مذيبات سامة مرتفعة الغليان، مما يحد من معالجتها وتصنيع الحساسات منها. لذا توجد حاجة إلى طريقة بصرية سريعة وقابلة للعكس لقياس درجة الحرارة.
أهميتها
يمكن لمادة يتتبع انبعاثها درجة الحرارة أن تتيح قياسات حرارية بصرية في أنظمة الاستشعار والإلكترونيات الضوئية. وتُعد الاستجابة القابلة للعكس عبر الدورات الحرارية المتكررة مهمة للأجهزة القابلة لإعادة الاستخدام.
النهج
يستخدم النظام حاوية شفافة محكمة مملوءة بتركيبة مستجيبة للحرارة من زيت الكركمين ومشتق سيانو من بولي(فينيلين فينيلين)، بما في ذلك PDH-CN، مع تكوين جزء من البوليمر معقدًا مثارًا مع الزيت. وتربط صفيحة نقل حراري الحساس بالجسم، بينما يحول أنبوب مضاعف ضوئي الفوتونات المنبعثة إلى إشارة كهربائية.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة مصنعي الحساسات البصرية، ومختبرات التحليل الحراري، ومطوري الفوتونيات والإلكترونيات الضوئية، والفرق الصناعية التي تراقب العمليات المعتمدة على درجة الحرارة.
القيمة المحتملة
يدمج الإفصاح تركيبة بوليمرية يتغير لونها وانبعاثها بصورة قابلة للعكس مع مسار كامل لكشف الفوتونات، ويغطي مادة الاستشعار والاقتران الحراري وبصريات المضاعف الضوئي وطريقة قياس درجة الحرارة.
الخلفية
الخلفية
يمكن للبوليمرات المستجيبة للمؤثرات أن تغير خصائصها الفيزيائية أو البصرية عند تعرضها للحرارة أو الضوء أو الأس الهيدروجيني أو غيرها من المدخلات. وتناسب البوليمرات المترافقة الاستشعار البصري المرئي، لكن التحولات الواسعة والتدريجية قد تعقد القراءة الدقيقة للحرارة. كما قد تعتمد معالجتها على مذيبات سامة مرتفعة الغليان ودرجات حرارة عالية. وتقترح البراءة دمج بولي(فينيلين فينيلين) مستبدل بالسيانو مع زيت الكركمين لتكوين معقد مثار ذي انبعاث يعتمد على الحرارة، ثم دمج المادة مع صفيحة نقل حراري وكاشف بأنبوب مضاعف ضوئي.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
تحتوي التركيبة المستجيبة للحرارة على زيت الكركمين وPDH-CN أو مشتق آخر مطالب به من بولي(فينيلين فينيلين) المستبدل بالسيانو. وتنتج داخل حاوية محكمة من الزجاج أو الزجاج-السيراميكي انبعاثًا يعتمد على الحرارة بين 450 و800 نانومتر ضمن 0–100 °م، مع سلوك خطي وقابل للعكس وفق المطالبات أثناء الدورات الحرارية. ويعمل الحساس مصدرًا للفوتونات لأنبوب مضاعف ضوئي، بينما تحقق صفيحة نقل الحرارة اتصالًا حراريًا بين الجسم المقاس والتركيبة.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- القياس البصري لدرجات حرارة الأجسام من 0 إلى 100 °م.
- مراقبة الدورات الحرارية في العمليات المختبرية والصناعية.
- وحدات مصدر فوتوني لأنظمة الاستشعار الحراري-البصري.
- منصات بحثية للبوليمرات المتغيرة الفلورة حراريًا والإلكترونيات الضوئية.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يوفر سلوكًا بصريًا قابلًا للعكس يعتمد على الحرارة ضمن النطاق المطالب به من 0 إلى 100 °م.
- يطالب بعلاقة خطية بين درجة الحرارة والانبعاث أثناء الدورات الحرارية.
- يستخدم زيت الكركمين جزءًا من التركيبة البصرية المستجيبة للحرارة.
- يدمج مادة الاستشعار وواجهة نقل الحرارة وقراءة المضاعف الضوئي.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
وُصفت تهيئة نموذج أولي للحساس وأطياف بصرية معتمدة على الحرارة ودورات حرارية؛ ولم يثبت الوصول إلى مرحلة تجارية.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد يدعم النظام الترخيص أو التطوير المشترك مع شركات الحساسات البصرية وأجهزة القياس الحراري والفوتونيات. ويتطلب تطوير المنتج معايرة ودراسة العمر التشغيلي والتغليف وقابلية التكرار والمقارنة بحساسات الحرارة المعتمدة في بيئة الاستخدام المقصودة. وسيساعد اختبار التداخل الخاص بالحساس في تحديد حالات الاستخدام المناسبة.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- C08G61/02المركبات الجزيئية الضخمة المحضرة بغير تفاعلات الروابط غير المشبعة بين الكربون والكربون وحدها
- G01K11/20قياس درجة الحرارة أو كمية الحرارة؛ عناصر حساسة حراريًا غير منصوص عليها في موضع آخر
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- C08G61/02المركبات الجزيئية الضخمة المحضرة بغير تفاعلات الروابط غير المشبعة بين الكربون والكربون وحدها
- G01K11/20قياس درجة الحرارة أو كمية الحرارة؛ عناصر حساسة حراريًا غير منصوص عليها في موضع آخر
- C08G2261/1422المركبات الجزيئية الضخمة المحضرة بغير تفاعلات الروابط غير المشبعة بين الكربون والكربون وحدها
- C08G2261/1424المركبات الجزيئية الضخمة المحضرة بغير تفاعلات الروابط غير المشبعة بين الكربون والكربون وحدها
- C08G2261/1428المركبات الجزيئية الضخمة المحضرة بغير تفاعلات الروابط غير المشبعة بين الكربون والكربون وحدها
- C08G2261/143المركبات الجزيئية الضخمة المحضرة بغير تفاعلات الروابط غير المشبعة بين الكربون والكربون وحدها
- C08G2261/18المركبات الجزيئية الضخمة المحضرة بغير تفاعلات الروابط غير المشبعة بين الكربون والكربون وحدها
- C08G2261/228المركبات الجزيئية الضخمة المحضرة بغير تفاعلات الروابط غير المشبعة بين الكربون والكربون وحدها
- C08G2261/312المركبات الجزيئية الضخمة المحضرة بغير تفاعلات الروابط غير المشبعة بين الكربون والكربون وحدها
- C08G2261/3327المركبات الجزيئية الضخمة المحضرة بغير تفاعلات الروابط غير المشبعة بين الكربون والكربون وحدها
- C08G2261/94المركبات الجزيئية الضخمة المحضرة بغير تفاعلات الروابط غير المشبعة بين الكربون والكربون وحدها
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولأسامة عبد الرحمن الداغري
- مخترعخالد حسن ابن عوف أحمد
- مخترعهاجو إدريس محمد إدريس
- مخترعأحمد الصادق أحمد
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- حساس حراري-بصري
- PDH-CN
- زيت الكركمين
- التغير الفلوري الحراري
- المعقد المثار
- أنبوب مضاعف ضوئي
- قياس الحرارة
- بوليمر مترافق
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.