Examensarbete - 30 hp: Kortvågig IR-transmission via fiberoptik

Examensarbete på Firefly AB – Kortvågig IR-transmission via fiberoptik

Firefly AB utvecklar, producerar samt säljer preventiva skyddssystem för att minska risken för bränder och dammexplosioner, främst i tyngre processindustri. När torra brännbara material hanteras, och tillgång till syre finns, är risken stor för att en brand eller dammexplosion ska inträffa.

Bakgrund

En tändkälla kan vara en het partikel eller gnista. Heta partiklar kan uppståtill följd av friktion som värmer upp material i processen som sedan transporteras in i ett filter eller cyklon där risken för en brand eller explosion är hög. Detta då bränsle-luftblandningen här ur ett explosionsperspektiv är optimal. Gnistor kan t.ex. uppstå om en metalldel, t.ex. ett fläkthjul under rotation kommer i kontakt med fläkthuset det är monterat i.

För att på ett bra sätt kunna detektera dessa potentiella tändkällor behöver man detektera från ca +250°C och uppåt. I de lägre temperaturregionerna är det främst problem med glödbränder som förekommer – överhettat material som ska långtidslagras -> kan medföra att en glödbrand utvecklas. Medan från ca +400°C och uppåt är det främst direktantändning - direkt brand eller dammexplosion - som är problemställningen.

Problembeskrivning

Det material som Firefly använder idag i de celler som detekterar dessa antändningskällor består av PbS - Blysulfid. Detta material utmärks av en mycket snabb responstid (kort stigtid) och bra känslighet för infallande strålning. Däremot är de mindre lämpade när de utsätts för en förhöjd omgivningstemperatur då PbS-materialet ändrar sina egenskaper. Vid allt för hög omgivningstemperatur så kommer en permanent skada att inträffa, varvid cellerna förstörs/förlorar prestanda.

En del av kundernas processer arbetar i en förhöjd temperatur. Det kan t.ex. vara en anläggning där man producerar pellets. I en sådan process pressar man under högt tryck ihop trädamm till pellets. Kraften som åtgår för pressningen är väldigt hög med medför mycket friktion. Dammet pressas igenom en matris, och ut kommer ”pellets”. Denna pellets är tack vare pressningen mycket varm. Ibland fås även ”överhettad” pellets från processen. Eftersom det är trädamm som pressas ihop, får man också med sig det i lös form, vilket ihop med någon överhettad pellets är en mycket bra grogrund för att en brand eller dammexplosion ska inträffa.

Att detektera övervarma partiklar är i sig inget stort bekymmer, men omgivande värme ställer till det, då PbS fungerar dom en Delta-T-mätare. PbS tål någonstans runt +50-+80°C, men är inte stabilt över tiden i de temperaturerna. Idag jobbar vi med att luftkyla dessa PbS-sensorer, så att man får ned temperaturen så gott man kan. Det här drar mycket luft och mängden energi som åtgår att skapa denna ”kyla” är avsevärd, och våra kunder är intresserade av att minska energiåtgången.

PbS-sensorerna sitter monterade i en kapsling, med en sfärisk lins framför sensorerna. Kapslingen monteras i dagsläget så att sensorerna ser in i processen. Firefly använder alltid minst två sensorer för att täcka ett helt tvärsnitt av processen. Således behöver man inte jobba med två separata kapslingar/detektorer, utan klarar sig med en.

Mål

Examensarbetets mål är att se över möjliga lösningar för att flytta ut sensorelementen ifrån den varma delen av processen. Detta genom att ta fram en lösning på:

1. Insamling av den IR-strålning i våglängdsområde (1.45µm-2.5µm) som emitteras från de farliga partiklarna i processen.
   
   
2. Transmission av den insamlade IR-strålningen via optiskt fiber från den varma delen av processen och till en sensorenheten (belägen i en lägre omgivningstemperatur).
   
   
3. Överföring av IR-strålningen ifrån den optiska fibern till PbS-sensorn.
   
   
4. Beställa komponenter och bygga ihop fungerande prototyp som använder resultatet av punkterna ovan.

Vi ser detta arbete lämpligt för 2 kandidater, 20 veckors längd.
Att utföras under våren 2026.

Förslag till upplägg:

1. Ta fram projektplan över arbetet.
   Tänk på att leveranstid förekommer på eventuella prover/ingående material, vilka kan behöva beställas tidigt i arbetet.
   
   
2. Gå igenom och dokumentera de krav som föreligger på dagens detektor.
   
   
3. Gör en marknadsinventering och se över lämpliga fibertyper och linser. Gör ett urval över de material som bedöms vara intressanta för djupare analys/test. Se till att
   beställning på prover läggs så tidigt som möjligt i processen.
   En ungefärlig kostnadsuppskattning för lösningen tas också fram.
   
   
4. Genomför och dokumentera provning av beställda prover. Våglängd (detekteringstemperatur) och detekteringsprestanda bör minst vara med i provningen.
   
   
5. Redovisning sker i skriftlig rapport, med rekommendation kring lösning.

Kontaktpersoner/handledare från Firefly AB är:

Christoffer Romnäs
Teknikchef
070-786 74 80
christoffer.romnas@firefly.se

Adam Sandström
Produktchef
073-055 55 08
adam.sandstrom@firefly.se

Delar av arbetet genomförs på Fireflys huvudkontor i Hammarby Sjöstad, Stockholm.

Klicka här om du vill veta mer om Fireflys verksamhet.

Din ansökan
Skicka in ditt/era CVn via formuläret så tar vi kontakt med dig/er.

Varför ska man jobba hos er? Vad har ert företag att erbjuda framtida kollegor? Den här texten är jätteviktig för vilken typ av kandidater ni lockar. Lyft upp det typiska för er företagskultur och det ni är stolta över.