Wydział Elektrotechniki Automatyki Informatyki i Elektroniki
1. Magnetyczna lewitacja (Katedra Elektrotechniki)
Lewitacja
(łac. levitas – lekkość) czyli unoszenie lub podwieszenie ciał
ferromagnetycznych pod wpływem pola magnetycznego magnesów trwałych lub
elektromagnesów bądź pola prądów indukowanych w litych ciałach przewodzących
szybko wymuszających się względem pola wzbudzonego. Obecnie zjawisko to jest
wykorzystywane na skalę przemysłową zarówno przy podwieszeniu wagonów na
poduszce magnetycznej,
w procesach technologicznych, konstrukcji maszyn jak i w diagnostyce (np.
bezdotykowe zawieszenie ciał w tunelach aerodynamicznych).
Do demonstracji lewitacji wykorzystane będzie zjawisko nadprzewodnictwa. Nadprzewodnictwo jest to stan, który pojawia się w niektórych materiałach po ich schłodzeniu do ekstremalnie niskich temperatur: helowych (4.2K) – tzw. nadprzewodniki niskotemperaturowe, bądź azotowych (77K) – tzw. nadprzewodniki wysokotemperaturowe.
Materiał uważany za nadprzewodzący charakteryzują dwie, wyróżniające go, właściwości:
- doskonałe przewodnictwo (zerowy opór),
- doskonały diamagnetyzm.
To właśnie doskonały diamagnetyzm polegający na tym, że materiał będący w stanie nadprzewodnictwa uniemożliwia wnikanie linii sił pola magnetycznego do swojego wnętrza powoduje m. in. lewitowanie. Nadzwyczajne właściwości nadprzewodników pozwoliły na przeprowadzenie wielu doświadczeń. Jedno z nich zostanie tu przedstawione.
Do pokazu został przygotowany układ mocnych magnesów neodymowych, które po odpowiednim ułożeniu na torze o podkładzie stalowym wytwarzają pole magnetyczne. Nadprzewodnik wysokotemperaturowy o składzie YBaCuO jest sprasowaną pastylką, którą w doświadczeniu schładzamy ciekłym azotem i umieszczamy w polu magnetycznym. Po osiągnięciu temperatury 77K pastylka staje się nadprzewodnikiem i zaczyna wypychać ze swojego wnętrza linie sił pola magnetycznego unosząc się nad nimi i utrzymując się w tym polu wytworzonym przez magnesy.
2. Aktywne sterowanie polem magnetycznym.
Stanowisko badawcze wyposażone jest w zestaw siłowników elektromagnetycznych, które służą do wytwarzania pola magnetycznego. Generowana siła elektromagnetyczna oddziałuje na obiekt ferromagnetyczny umożliwiając jego lewitację. Siły elektromagnetyczne są wytwarzane za pomocą układu sterowania, a algorytm sterowania umożliwia uzyskanie żądanych własności statycznych i dynamicznych charakteryzujących zachowanie się lewitującego obiektu. Ponadto, nad realizacją określonych zadań (np. przemieszczania się obiektu w obszarze lewitacji) czuwa dedykowany algorytm realizowany przez układ sterowania. Rozwój technologii aktywnej magnetycznej lewitacji, specjalizowanych układów kontrolno-pomiarowych i algorytmów sterowania stanowi jeden z celów badań prowadzonych w Katedrze Automatyki AGH.
3. Wizualizacja danych medycznych pochodzących z tomografii komputerowej (Katedra Metrologii)
Ekspozycja ma na celu przybliżenie działania tomografii komputerowej (CT) jako metody obrazowania wnętrza ciała człowieka oraz przedstawienie w sposób interaktywny wizualizacji danych z CT.
Na prezentacja złożą się:
- 2-3 plansze ze schematem działania aparatu CT, przebiegiem badania, sposobem przetwarzania danych itp.
- dwa stanowiska komputerowe na których uruchomione będą programy do interaktywnej wizualizacji danych CT, jeden z komputerów podłączony do rzutnika cyfrowego
Plan prezentacji:
- wyjaśnienie zasady działania CT przy użyciu plansz i schematów
- interaktywne obrazowanie organów człowieka (mięśnie, kości itp.) na podstawie danych CT (czaszka, stopa, klatka piersiowa)
- interaktywna „podróż” wewnątrz drzewa oskrzelowego
- dla dociekliwych: szczegółowe omówienie algorytmów przetwarzania i wizualizacji danych trójwymiarowych (3D)
Nowoczesne metody diagnostyki medycznej, takie jak tomografia komputerowa
(CT), są coraz powszechniej stosowane, głównie dzięki małej inwazyjności
badania, jak i ogromnej przydatności pozyskiwanych danych.
Prezentowana ekspozycja ma na celu przybliżenie działania tomografii komputerowej, a przede wszystkim interaktywne zaznajomienie z zaawansowanymi metodami wizualizacji danych medycznych. Na dwóch stanowiskach komputerowych udostępnione zostaną interaktywne aplikacje umożliwiające obrazowanie organów człowieka. Osoby zainteresowane będą mogły zapoznać się z wewnętrzną budową różnych części ciała (stopy, głowy czy klatki piersiowej). Dane medyczne przedstawiane będą zarówno w postaci przekroi, jak i w postaci trójwymiarowych brył. Dzięki nowoczesnym technikom obrazowania możliwa będzie wirtualna podróż do wnętrza ciała człowieka.
4. Model przemiennika częstotliwości do nagrzewani indukcyjnego (Katedra Automatyki Napędu i urządzeń przemysłowych)
Prezentowane urządzenie służy do nagrzewania małych elementów metalowych metodą indukcyjną, będącą jedną z metod nagrzewania elektrycznego. Płynący przez cewkę indukcyjną (wzbudnik) prąd wielkiej częstotliwości, wytworzony przez zawarty w urządzeniu generator (falownik tranzystorowy), wytwarza wewnątrz cewki zmienne pole magnetyczne. W umieszczonym w tym polu elemencie metalowym (wsadzie) powstają prądy wirowe powodując jego nagrzewanie. Nagrzewanie indukcyjne jest nowoczesną szeroko rozpowszechnioną metodą nagrzewania, w której nagrzewanie następuje bez bezpośredniego kontaktu źródła zasilania z elementem nagrzewanym, co umożliwia również nagrzewanie w specjalnej atmosferze lub próżni. Nagrzewanie indukcyjne stosowane jest m. in. przy obróbce plastycznej, hartowaniu i topieniu elementów metalowych. Rozwój podzespołów energoelektroniki, a zwłaszcza tranzystorów mocy, stwarza możliwości budowy urządzeń indukcyjnych o coraz wyższej sprawności i poszerzenia zakresu ich zastosowania.
5. Stanowisko laboratoryjne z kamerą termowizyjną oraz prototyp protezy termicznej dla niewidomych.
Kamera termowizyjna umożliwia wykonanie zdjęć w podczerwieni, Na zdjęciu można odczytać temperaturę w każdym punkcie. Zobaczyć jak ciepłe jest Twoje ciało, komputer, Sukiennice. (Istnieje możliwość zrobienia zdjęcia i przesłania go na Twój adres e-mail.)
Prototyp protezy termicznej dla niewidomych to ekran dotykowy, na którym można namacalnie zaobserwować proste kształty lub tekst Braill’a. Obrazek składa się z elektrycznych pomp ciepła, które są sterowane w taki sposób, aby ich temperatura była łatwo rozróżnialna w dotyku. Urządzenie umożliwia osobom niewidomym „oglądanie” obrazów.
6. Wykorzystanie technologii radiowej do identyfikacji obiektów w górniczych systemach logicznych (Katedra Elektroniki)
7. Inteligentne roboty mobilne (Katedra Informatyki)