Разработаны и изготовлены полупроводниковые датчики концентраций метана и легколетучих углеводородов в атмосферном воздухе на основе поликристаллических пленок твердых растворов сульфидов европия и самария с составами, определяемыми по формуле Sm_1-xEu_xS, где 0.75 <x ≤ 1. В работе кратко описаны конструкционные особенности датчиков метана, изготовленных во взрывозащищенном корпусе. Показаны преимущества такого вида детекторов метана по сравнению с известными аналогами.

 
Кл. сл.: сульфид самария, сульфид европия, датчик метана, взрывобезопасное исполнение

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, г. Санкт-Петербург
Контакты: Каминский Владимир Васильевич, Vladimir.Kaminski@mail.ioffe.ru

 
Материал поступил в редакцию 4.07.2017

Разработана линейка высокостабильных регулируемых двухполярных базовых источников питания двух серий – низковольтной: ± 10, ± 100, ± 300, ± 600 В, и высоковольтной: ± 1000, ± 1500, ± 3000, ± 5000 В. Необходимые параметры блоков питания определяются, исходя из современных требований, предъявляемых к источникам питания, входящих в состав различных аналитических приборов и комплексов. К таким параметрам можно отнести двухполярность, высокую стабильность не хуже 5·10^–6, изолированный электрический выход, отсутствие механических регулировок – управление от персонального компьютера, калибровка блоков не чаще 2 раз в месяц. Для управления блоками питания разработаны коммутационные устройства на 24 и 48 каналов для систем питания, а для одиночного блока питания – блок интерфейсный одноканальный. В комплекте с коммутационными устройствами программное обеспечение реализует установку необходимого рабочего напряжения независимо для каждого блока питания, отображение заданного и измеренного напряжения в блоке питания, одновременное включение необходимых блоков питания, калибровку и подстройку блоков.

 
Кл. сл.: высокостабильный регулируемый двухполярный источник питания, низковольтный источник питания, высоковольтный источник питания, коммутационное устройство

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
(Арсеньев А.Н., Монаков А.Г., Краснов Н.В.)
ООО "Девайс Консалтинг", г. Санкт-Петербург (Краснов М.Н.)
Контакты: Краснов Николай Васильевич, krasnov@alpha-ms.com

 
Материал поступил в редакцию 24.05.2017

Описана конструкция разработанного термогравиметрического комплекса для приготовления газовых смесей с отслеживаемыми параметрами производительности источника микропотока анализируемого вещества и газа-разбавителя (азота). Показана основная причина долговременного снижения производительности источников микропотока — содержание паров воды в проницаемой стенке.

 
Кл. сл.: термогравиметрическая установка, отслеживаемость концентрации динамических газовых смесей, долговременная стабильность источников микропотока газа

ООО "ДИНАГАС", г. Санкт-Петербург, Россия (Гуревич В.Г., Павлов А.В.)
ОАО "Научные приборы", г. Санкт-Петербург, Россия (Константинов В.М.)
Контакты: Гуревич Владимир Герцевич, dinagas@rambler.ru

 
Материал поступил в редакцию 2.05.2017

Широкое использование клеточных технологий в современных биологических и прикладных исследованиях требует наличия устройства, позволяющего проводить операции с живыми клетками в оптимальных для них условиях. В "Институте биологического приборостроения с опытным производством РАН" (ИБП РАН) разработан и изготовлен "Прибор для термостабилизации кюветы с живыми клетками", позволяющий оптимизировать температуру жидкостей в кювете с клетками и эмбрионами теплокровных. Конструкция кюветы позволяет вводить в клетки электроды для измерения их электрических параметров. Прибор состоит из двух частей: контроллера и термостолика с кюветой. Термостолик может быть установлен на предметный столик микроскопа или на стол под лупой. Освещение производится снизу кюветы. Температура кюветы может быть установлена от 10 до 50 ºС. Точность поддержания температуры ± 0.1 ºС.

 
Кл. сл.: кювета, термостабилизация, клетка, эмбрион, прибор, элемент Пельтье

Институт биологического приборостроения с опытным производством РАН,
г. Пущино Московской области (Шугайло В.В., Костенко С.А.)
Институт высшей нервной деятельности РАН, г. Москва (Медникова Ю.С.)
Контакты: Шугайло Владислав Владимирович, lab12ibp@bk.ru

 
Материал поступил в редакцию 7.07.2017

В работе рассматриваются алгоритмы дискриминантного анализа для классификации масс-спектров выдыхаемых газов. Показывается, что для вычисления коэффициентов дискриминантных функций могут быть использованы три алгоритма: 1) алгоритм, основанный на QR-разложении; 2) алгоритм, основанный на вычислении обобщенной корреляционной функции и 3) алгоритм, основанный на решении переопределенной системы линейных уравнений методом наименьших квадратов. Приводятся таблицы вероятностей принадлежности обрабатываемого масс-спектра к одной из двух групп: здоровых или больных людей. В работе показывается, что в качестве переменных для проведения классификации могут быть использованы как непосредственно амплитуды масс-спектральных пиков выдыхаемого газа, так и переменные, получающиеся в результате сокращения размерности обрабатываемых данных методом главных компонент. При этом показывается, что для оценки принадлежности к одной из указанных групп достаточно использовать первые две главные компоненты. Приводятся примеры апробации предлагаемых методов.

 
Кл. сл.: масс-спектрометр для анализа выдыхаемых газов, линейный дискриминантный анализ, классификация масс-спектров

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
(Манойлов В.В., Титов Ю.А., Кузьмин А.Г., Заруцкий И.В.)
Университет ИТМО, г. Санкт-Петербург (Манойлов В.В.)
Контакты: Манойлов Владимир Владимирович, manoilov_vv@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 21.07.2017

В статье анализируется структура периферической области коллоидной частицы и, в особенности, частиц биологического происхождения. Предложено выражение для потенциальной функции частицы, неидентичной больцмановской силовой функции, описывающей потенциал у поверхности при взаимодействии заряженной частицы с электролитом. Выражение основано на анализе кулоновского заряд-зарядного (кулоновского) и заряд-дипольного взаимодействий электролита с заряженной поверхностью. Предложено использовать для оценки толщины двойного электрического слоя параметр (длину) Ландау, характеризующий термодинамическое равновесие на поверхности частицы. Предложены два способа вычисления электрокинетического радиуса коллоидных частиц. Предложены соотношения на основе дебаевского радиуса и соответственно концентрации электролита, показывающие связь поверхностного и электрокинетического потенциалов частиц. Выполнены расчеты, показывающие относительную точность различных подходов.

 
Кл. сл.: поверхностный потенциал, дзета-потенциал, двойной электрический слой, длина Ландау

Санкт-Петербургский Государственный университет аэрокосмического приборостроения
Контакты: Варехов Алексей Григорьевич, varekhov@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 25.04.2017

Исследованы структура и закономерности изменения поверхностной энергии модельных полимерных покрытий на кварце, а также электрокинетические свойства полых сегментированных кварцевых колонок (СКК) с покрытиями неполярного атактического полистирола и отрицательно заряженной полистиролсульфокислоты при соотношении длин соответствующих сегментов 2:1 и 1:2. Показано, что СКК характеризуются высоким электроосмотическим потоком (ЭОП), практически не зависящим от величины рН растворов электролита. Электрокинетическая подвижность маркера ЭОП (диметилсульфоксида) в таких колонках предопределяется соотношением длин сегментов с электрически нейтральным и отрицательно заряженным полимерными сорбентами.

 
Кл. сл.: кварц, сегментированные полистирольные и полистиролсульфокислотные колонки

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
(Шмыков А.Ю., Красовский А.Н., Бубис Н.А., Боридько Л.Ш., Курочкин В.Е.)
Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(технический университет) (Мякин С.В.)
Санкт-Петербургский государственный экономический университет (Кузнецов Л.М.)
Контакты: Шмыков Алексей Юрьевич, shmykov.alexey@gmail.com

 
Материал поступил в редакцию 23.06.2017

Коллоидный раствор ферромагнитных наночастиц магнетита, находящийся в магнитном поле, имеет колебательно-вращательный ИК-спектр поглощения. Энергия колебательных уровней не зависит от индукции внешнего магнитного поля, а энергия вращательных уровней от нее линейно зависит. Эффект можно объяснить переориентацией под действием фотонов магнитных моментов наночастиц в магнитном поле.

 
Кл. сл.: магнитная жидкость, магнитное поле, колебательно-вращательный ИК-спектр, однодоменные ферромагнитные наночастицы

Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(технический университет)
Контакты: Жерновой Александр Иванович, azhspb@rambler.ru

 
Материал поступил в редакцию 4.07.2017

В работе создан виртуальный тепловой узел и проведено численное моделирование процесса выращивания кристалла, включающее решение задач индукционного нагрева, теплопередачи в твердом теле, жидкости и газе, радиационного теплообмена, гидродинамики расплава, газовой динамики, термоупругости. Исследовано влияние давления защитного газа в камере, конструкции радиационных экранов и геометрии рабочей поверхности формообразователя на распределение температуры и термических напряжений в сапфировой трубе и полусфере. Проведено сопряжение осесимметричной двумерной и трехмерной моделей для расчета распределения температуры в зоне кристаллизации при выращивании пакета сапфировых пластин. Полученные результаты согласуются с практически накопленной информацией и применяются для развития технологий выращивания профилированных кристаллов сапфира.

 
Кл. сл.: рост кристаллов, сапфир, математическое моделирование

Институт физики твердого тела РАН (ИФТТ РАН).
г. Черноголовка, Московская область
Контакты: Бородин Алексей Владимирович, borodin@ezan.ac.ru

 
Материал поступил в редакцию 4.05.2017

Изучалась работа цилиндрического зеркала при учете электронов, имеющих азимутальную компоненту скорости. Рассмотрены возможные реализации схемы кольцо-кольцо. Классическое определение фокусировки по углу распространено на случай наличия азимутальных электронов. Найдена связь между основными параметрами цилиндрического зеркала (обобщенная линия фокусов второго порядка), такими как расстояние источник–детектор, радиус кольца эмиссии, положение (радиус) выходной диафрагмы, энергия фокусировки, угол старта центральной траектории для всех полученных реализаций схемы кольцо–кольцо.

 
Кл. сл.: энергоанализатор, цилиндрическое зеркало, кольцо эмиссии, выходная диафрагма, фокусировка, линия фокусов

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
Контакты: Шевченко Сергей Иванович, nyro2@yandex.ru

 
Материал поступил в редакцию 29.05.2017

С целью выявления факторов, которые могут существенно повлиять на разрешение ион-дрейфового спектрометра с затвором Бредбери–Нильсена, рассмотрено влияние ионно-молекулярных реакций на форму ионных пиков и их положение. Проведено моделирование процессов формирования ионных импульсов затвором Бредбери–Нильсена и их дрейфа с учетом реакций гидратации и диссоциации водных кластеров.

 
Кл. сл.: ион-дрейфовый спектрометр, затвор Бредбери–Нильсена, ионно-молекулярные реакции, разрешающая способность

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
Контакты: Курнин Игорь Васильевич, igor.kurnin@gmail.com

 
Материал поступил в редакцию 18.07.2017

Предлагается новый экономичный алгоритм оценки параметров сигналов в масс-спектрометрии, хроматографии и др. приложениях, представляющих собой последовательность пиков на фоне шумов. Развивается традиционный подход обнаружения вершины пиков по пересечению первой производной нулевой линии. С целью повышения надежности обнаружения начала, конца, вершины и седловины между пиками, предлагается сравнивать величины производных в трех точках скользящего окна данных.

 
Кл. сл.: обработка сигналов, аналитические спектры, оценка параметров, идентификация пиков

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург (Новиков Л.В.)
Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(технический университет) (Куркина В.В.)
Контакты: Новиков Лев Васильевич, novik38@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 20.06.2017

Электрические и магнитные поля, однородные по Эйлеру, являются удобным средством для разработки электронно- и ионно-оптических систем со специальными свойствами, а математические свойства однородных по Эйлеру гармонических функций являются в этом процессе важным инструментом. В работе предлагается новое доказательство (при ослабленных предпосылках о наличии сингулярных точек) теоремы о представлении любого гармонического (удовлетворяющего уравнению Лапласа) скалярного потенциала, однородного по Эйлеру, в виде производной от гармонического и однородного по Эйлеру потенциала более высокого порядка. В новой формулировке выводы теоремы распространяются на однородные по Эйлеру гармонические потенциалы, содержащие особые точки (в частности, в начале координат), что является типичным для электрических и магнитных полей, применяемых в оптике заряженных частиц.

 
Кл. сл.: электрические поля, магнитные поля, однородные по Эйлеру функции, принцип подобия траекторий в оптике заряженных частиц; аналитические решения уравнения Лапласа

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург (Бердников А.С.)
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
(Краснова Н.К., Соловьёв К.В.)
Контакты: Бердников Александр Сергеевич, asberd@yandex.ru

 
Материал поступил в редакцию 19.05.2017

Квазиполиномиальные однородные потенциалы, удовлетворяющие уравнению Лапласа и заданные в аналитической форме, обеспечивают достаточно представительную , но не слишком полную выборку трехмерных потенциалов, однородных по Эйлеру. В работе показано, как с помощью гармонического интегрирования можно расширить класс потенциалов, удовлетворяющих уравнению Лапласа и однородных по Эйлеру, задаваемых в аналитическом виде.

 
Кл. сл.: электрические поля, магнитные поля, однородные по Эйлеру функции, принцип подобия траекторий в оптике заряженных частиц; аналитические решения уравнения Лапласа

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург (Бердников А.С.)
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
(Краснова Н.К., Соловьев К.В.)
Контакты: Бердников Александр Сергеевич, asberd@yandex.ru

 
Материал поступил в редакцию 19.05.2017

В работе рассмотрены различные функциональные соотношения между основными параметрами процесса рассеяния: полем рассеяния и амплитудой рассеяния. Это соотношения либо геометрооптического типа (представление в виде ряда Аткинсона–Уилкокса), либо связь через представление обеих функций в ряды по сферическим функциям (мультипольные представления), либо в виде интегрального представления (представление Девани–Вольфа). Такое многообразие представлений возможно вследствие аналитических свойств обеих функций: поле рассеяния является излученным решением уравнения Гельмгольца, любое дважды дифференцируемое решение которого есть аналитическая функция своих аргументов, а также тем, что амплитуда рассеяния является целой аналитической функцией своих аргументов. Приведен также аналог разложения типа Аткинсона–Уилкокса для обобщенной амплитуды рассеяния, что возможно только в случае, когда первичное падающее сложное поле является излученным решением уравнения Гельмгольца. Результирующая амплитуда рассеяния в этом случае также подчиняется уравнению Гельмгольца. Показано, что волновая функция Герглотца с точностью до постоянного множителя совпадает с разложением Уиттекера. Приведенные результаты весьма полезны для приложений, и, в частности, в задачах научного приборостроения.

 
Кл. сл.: амплитуда рассеяния, разложение Аткинсона–Уилкокса, представление Уиттекера, представление Девани–Вольфа, падающая плоская волна, каноническая амплитуда рассеяния, результирующая амплитуда рассеяния, волновая функция Герглотца

Институт аналитического приборостроения РАН, г. Санкт-Петербург
Контакты: Шарфарец Борис Пинкусович, sharb@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 24.04.2017