View
60
Download
0
Category
Preview:
DESCRIPTION
البحث ذو التوجه الصناعي باستخدام الليزر في جامعة الملك فهد للبترول و المعادن Industry Oriented Laser Research at KFUPM. د. زين يماني، د. أشرف جوندال، د. عزت حجازي، د. حسين مسعودي Z. H. Yamani 1 , M.A. Gondal 2 , E. Hegazi 2 and H.M Masoudi 2,3 جامعة الملك فهد للبترول و المعادن - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
1
البحث ذو التوجه الصناعي باستخدام الليزر
في جامعة الملك فهد للبترول و المعادن
Industry Oriented Laser Research at KFUPM
د. زين يماني، د. أشرف جوندال، د. عزت حجازي، د. حسين مسعودي
Z. H. Yamani1, M.A. Gondal2, E. Hegazi2 and H.M Masoudi2,3
المعادن و للبترول فهد الملك جامعة
King Fahd University of Petroleum & Minerals
1Department of Physics,2Laser Research Section, Center for Applied Physical Sciences,3Electrical Engineering Department
2
Presentation Plan
• What is LRS?
• Industrial Research at LRS:
– In progress
– Pending
• Complications and Challenges
• Conclusions
خطة المحاضرة أبحاث • قسم هو ما
الليزر
في • الصناعي البحث: الليزر أبحاث قسم
الحالي•المستقبل•
التحديات • و العقبات
خاتمة •
3
التطبيقية الطبيعية العلوم مركزCenter for Applied Physical Sciences
(CAPS)
4
CAPS
األبحاث قسماألساسية
التطبيقية وBasic
and AppliedResearchSection
أبحاث قسمالليزر
LaserResearchSection(LRS)
المعاملالتحليلية المركزية
CentralAnalyticalLaboratory
المواصفات قسمالمقاييس و
Metrologyand Standards
Section
األجهزة و الوحداتUnits andEquipment
المساندون الموظفون و الباحثونResearchers and
Support Staff
متفرغونFull-time
متفرغين غيرPart-time
5
Mission:
Provide KFUPM and the Kingdom with high quality research, research services, and training in the field of lasers and their applications
: ( الليزر ( أبحاث قسم رسالة مهمة
لجامعة و عموما للوطن المستوي عالي بحثي أداء تقديمباإلضافة الخصوص وجه على المعادن و للبترول فهد الملك
و الليزر مجال في التدريب و البحثية الخدمات إلىتطبيقاته.
6
LRS functions
• Research using laser technology • Technical and educational services
• Training of graduate and undergraduate students
الوظائف األساسية
أبحاث لقسمالليزر
• ( العلمي ( البحث
باستخدام
الليزر تكنولوجيا
الخدمات • تقديم
الفنية و التعليمية
طلبة • تدريب
و ( العليا الدراسات
على) البكلريوس
الليزر تكنولوجيا
7
Brief history of LRS with the Industry
• Administrative mandate
• Planning
• Investigating the market needs
• Major proponents: SABIC, Saudi Aramco, SCECO (SEC)…etc.
• Meetings
• Proposed experiments
لعالقة مختصرة تاريخية نبذةالصناعة مع الليزر أبحاث قسم
اإلداري • القرار
التخطيط•
حاجات • استكشافالصناعي السوق
• : المرشحين أبرزسابك، أرامكو،
الكهرباء ... شركةالخ.
و • اللقاءاتاالجتماعات
المقترحة • التجارب
8
أبحاث بقسم المتعلقة األمثلة بعضالتوجه ذات البحوث و الليزر
الصناعي
Examples of industry related LRS research
9
البترولية المنتجات بصمةIndustry and Laser #1
Oil Fingerprinting (spectroscopy)
• The problem: oil dumping in the sea
• The need: know which ship dumps the oil
• The solution :fingerprint oils using remote sensing technique (US patent # 6,633,043)
Spectral Fingerprints of neat Saudi Marketed Crude Oils Using the
Patented Technique
- 5 0 5 1 0
S uper L igh t E xtra L ight L ight M edium H eavy
T im e (ns)
300
350
400
450
500W
avel
engt
h (n
m)
1 5T im e (ns) T im e (ns) T im e (ns) T im e (ns)
-0 .2-0.10.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.0
: المعضلة •غير التخلص
من النظاميفي البترول
الخليج
• : الحاجة السفن تحديد
المتسببة
• : الحل من الكشف
عن بعدالبصمة
و البتروليةبراءة
االختراع
10
SignalProcessor
YAG Laser Dye Laser
Doubling Crystal
1062nm 532nm 560nm
Doubling Crystal
Crude OilSample
CollectingLens
ResultingFluorescence
PC
Monochromator
Photomultiplier
Mirror
Mirror
Trigger
Signal
280 nm
البترولية المواد بصمات عن الكشف لتجربة توضيحي رسمSchematic diagram of the setup
11
-50 0 50 100 150Tim e (ns) * 10
300
350
400
450
500
Wav
elen
gth
(nm
)
-50 0 50 100 150Tim e (ns) * 10
300
350
400
450
500
Wav
elen
gth
(nm
)
(a1) (b1) (c1)
(a2) (b2) (c2)
Arabian Extra Light Crude Oil
Arabian LightCrude Oil
12
Project supported by S. ARAMCO
• S. Aramco R&D
• Deliberations
• Contract (2 years)
• Implementation of project (build fingerprint database of oils + build a finished product)
• Progress (Phase 1)
- 5 0 5 1 0
S uper L ight E xtra L ight L ight M edium H eavy
1 5Tim e (ns)
300
350
400
450
500
Wav
elen
gth
(nm
)
T im e (ns) T im e (ns) T im e(ns) T im e (ns)
-0 .2-0.10.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.0
Next generation of the technique: enhanced fingerprints for weathered oils
Fingerprints of the same crude oils after seawater weathering
- 5 0 5 1 0
Tim e (ns)
300
350
400
450
500
Wav
elen
gth
(nm
)
- 5 0 5 1 0
Tim e (ns)
- 5 0 5 1 0
Tim e (ns)
- 5 0 5 1 0
Tim e (ns)
-0 .2-0.10.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.21.31.41.51.61.71.8
VI = 116 VI = 110 VI = 106 VI = 97
في • التطوير و البحوثأرامكو
التفاوض ••( سنتين ( المشروع عقدالمطلوب •متقدمة • أطوار
13
الرقيقة الشرائحIndustry and Laser #2Thin Films (sensors)
• Thin films gas sensors
• energy saving applications
• thin films thermal switches
• optics
الغاز • كاشفات
الطاقة • حفظ
الحرارية المحوالت•
البصريات•
14
الطاقة حفظEnergy Saving Applications
التطبيق؟؟
Application
15
و هيدروكربونية مواد إلى الميثان تحويلالهيدروجين انتاج
Industry and Laser #3Photoinduced Chemistry/ Methane Cracking
• The problem: methane utilization and transportation; hydrogen production
• The need: transform methane into ethane and higher hydrocarbons plus hydrogen
• The solution: Laser induced photo- conversion of methane (U.S. Patent Application No. 10653,055
• : تخزين صعوبة المعضلةموارد قلة الميثان، نقل و
الهيدروجين غاز
• : الميثان تحويل الحاجةو إيثان و هيدروجين إلى
. أخرى هيدروكربونية مواد
• : استحداث الحل - ضوئية ااكيميائي الفاعالت
لتكسير الليزر باستخدامبراءة طلب و الميثان
رقم )10653,055االختراع
16
التطبيق؟؟
Application
4000 5000 6000 7000 8000W avelength (A)
Rel
ativ
e In
tens
ity
SRS
SRS
SRS
SRS
SRS
CH 2
HH 2
CH
17
البيئي التلوث مراقبةIndustry and Laser #4
Atmospheric pollution monitoring (LIDAR)
The problem:
Remote
monitoring of
industrial
pollution and
green house gases
(NOx, SOx, COx,
and O3) in the
atmosphere. Lidar monitoring of atmosphere at KFUPM
تقنية تستخدمفي الليزر
أبحاث قسملمراقبة الليزر
و سماكةحركة
السحب، إلى باإلضافة
امكانية تركيز مراقبة
الغازات الضارة
من المنبعثةمداخن المصانع
18
التقنية هذه عمل فكرةPrinciple of laser remote sensing
19
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
18:21
18:30
18:34
18:37
18:41
18:46
18:50
18:55
18:59
19:06
19:12
19:16
19:24
19:30
19:34
19:37
19:40
Time (Saudi Standard Time)
Clo
ud T
hick
ness
(km
)
Cloud thickness measured with LIDAR system at different times.
20
Velocity comparison between calculated Doppler shift and actual flow rate measurement speeds with
our Doppler LIDAR.
Typical aerosols backscattering coefficient determined from LIDAR data
showing clearly the boundary layer.
21
لكن و أخرى، عديدة أمثلة هناكالعقبات إلى لننتقل
The are a number of other examples, but let’s move on to the challenges
22
و العقباتالتحديات
Complications and Challenges
• Few new personnel/ graduate students
• Companies need full systems not mere inventions; the final product!
• Using laser is ~ sophisticated; in general the Local Industry is not that advanced in R&D.
•Financial restrictions/ no equipment
• Others are way ahead and much more dedicated.
• Laser technology may not solve everything.
• / طلبة الكوادر قلةالعليا الدراسات
أجهزة • تطلب الشركاتمتكاملة
في • الصناعة بالعمومفي متقدمة غير المملكةالتطوير و البحث مجاالت
الشركات( بعض ذلك في بما(“ العظمى”
المالية • الموارد
البحوث • معاهد و الشركاتالخ ... ألمانيا و اليابان في
! كبير بشكل متقدمة
كل • تحل ال الليزر تقنيةالمشكالت
23
Conclusions
• Physics research has to find links/ ties with Industry. It is part of our survival, and a benefit to humanity.
• Lasers have the potential. We presented a few industrial applications.
• LRS is in progress, despite the difficulties.
• The future??
• We welcome ideas and collaborations
الخاتمة
عن • نبحث أن علينا ينبغيالبحث بين التداخل سبل
و الفيزياء مجال في العلمي. الصناعي التطوير
القدرة • لها الليزر تكنولوجيا. المجال هذا في لإلسهام
قسم ( • في قطعنا لقد ( هذا في � شوطا الليزر أبحاث
المضمار.
السنوات • خالل نتوقع ماذاالقادمة؟
و • بنصائحكم نرحب إننامشاركاتكم.
24
Acknowledgement:
The support of KFUPM is thankfully acknowledge. We extend our thanks and appreciation to our colleagues in LRS.
نشكر جامعة الملك فهد للبترول و المعادن على دعمها للبحث العلمي األساسي و التطبيقي و الشكر موصول
.لجميع زمالئنا بقسم أبحاث الليزر
عرفان و :شكر
� أخيرا و أوال لله الحمد و
Praise is indeed due to Allah
Recommended