Новости

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. Разработка найдет применение в системах «обоняния» человекоподобных роботов.

 

– В качестве датчиков для газовых смесей чаще всего используют магнитные, термометрические, электрические, оптические и биосенсорные устройства. Мы предложили создать оптоволоконный пьезоэлектролюминесцентный датчик со специальным внешним слоем для избирательного «поглощения» анализируемых веществ из газовой смеси. Это позволит мониторить протяженные пространства и измерять концентрации химических веществ на поверхностях длинномерных нефтегазовых объектов. Например, разработку можно применять для индикации возможных утечек на магистральных трубопроводах при доставке газообразных и жидких сред от места их добычи до потребителя, – рассказывает руководитель проекта, профессор кафедры механики композиционных материалов и конструкций Пермского Политеха, доктор физико-математических наук Андрей Паньков.

 

По словам ученых, 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 разработчики из Пермского Политеха 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. 

 

Читайте также:

Тэги: Трубопровод вузы инновации технологии безопасность