Пермь, 1 дек - ИА Neftegaz.RU. Ученые аэрокосмического факультета Пермского Политеха создали математическую электромеханическую модель сорбционного оптоволоконного датчика, который позволит эффективно «чувствовать» - определять наличие и содержание запахов в окружающей среде на протяженных расстояниях.
Об этом сообщила пресс-служба вуза.
Результаты исследования опубликованы в «Журнале радиоэлектроники» (2022).
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ и Пермского края.
Отмечается, что данную разработку можно будет использовать в т.ч. в системах «обоняния» человекоподобных роботов.
Сегодня широкое применение получили газоаналитические датчики.
С их помощью можно определять химический состав смеси.
Такие датчики используют в т.ч. в системах контроля технологических процессов и защиты окружающей среды.
Чаще всего в этом случае используют магнитные, термометрические, электрические, оптические и биосенсорные устройства.
Ученые из Пермского Политеха считают, что более эффективен будет оптоволоконный пьезоэлектролюминесцентный датчик со специальным внешним слоем для избирательного «поглощения» анализируемых веществ из газовой смеси.
Таким образом, появится возможность контролировать протяженные пространства и измерять концентрации химических веществ на поверхностях длинномерных нефтегазовых объектов.
Разработку можно будет использовать даже для обнаружения утечек на магистральных трубопроводах.
Информативный световой сигнал возникает в датчике за счет механолюминесцентного эффекта - результата взаимодействия электролюминесцентного и пьезоэлектрического слоев датчика в режиме контролируемых микровибраций в заданном диапазоне частот.
Он несет в себе важную информацию об изменении частоты колебаний при «поглощении» веществ.
Исследователи определили «спектр поглощения» - характеристику, которая отражает распределение вещества по длине датчика с помощью специального алгоритма.
Его ученые измерили по интенсивности свечения оптоволокна.
С помощью численного моделирования выявили свойства датчика, рассчитали информативные изменения резонансных частот и форм колебаний с учетом «поглощения» веществ и увеличения плотности внешнего слоя устройства.
Разработку можно использовать в системах «очувствления» человекоподобных роботов, наделяя их «обонянием».
Она также повысит точность измерения химического состава газовой смеси, в частности, при контроле технологических процессов.
Технология позволит проводить дистанционный мониторинг окружающей среды и определять вредные вещества в воздухе на протяженных участках.
Это поможет диагностировать даже незначительные утечки газов и жидкостей из поврежденных трубопроводов.
Автор: А. Шевченко
