В данной работе представлен краткий обзор современных тенденций в развитии технологий изготовления сенсоров довзрывоопасных концентраций горючих газов и паров горючих жидкостей. Обсуждаются различные типы газовых сенсоров, включая термокаталитический, полупроводниковый и оптический типы, а также принципы их работы. Выделены преимущества и недостатки каждого типа газового сенсора. Обсуждаются новые и традиционные технологии изготовления чувствительных элементов, обеспечивающие улучшение параметров сенсоров, таких как технологичность, миниатюризация и уменьшение энергопотребления. В заключение обзора анализируются тенденции и перспективы разработки и исследования для повышения чувствительности и селективности сенсоров.

 
Кл. сл.: довзрывоопасные концентрации, сенсор, термокаталитический сенсор, полупроводниковый сенсор, оптический сенсор

Московский авиационный институт
(национальный исследовательский университет), Москва
Контакты: Осипова Татьяна Владиславовна, t.osipova.95@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 02.09.2021

Представлены результаты разработки автономного бытового сигнализатора метана, работающего в динамическом режиме измерений. В качестве термокаталитических сенсоров были использованы промышленные сенсоры. Для предотвращения перегорания микронагревателя термокаталитического сенсора, которое часто имеет место при импульсном нагреве, разработана специальная форма нагревающего импульса. Предложенный динамический режим нагрева сенсора позволяет проводить измерения с малым энергопотреблением и требуемым уровнем безопасности в диапазоне измерения довзрывных концентраций от 0.1 до 2 об.%. На основе анализа полученных результатов измерений дана оценка времени автономной работы сигнализатора.

 
Кл. сл.: сигнализатор метана, термокаталитический сенсор, надежность микронагревателя, динамический режим проведения измерений, время автономной работы

Московский авиационный институт, Москва (Иванов И.И., Баранов А.М.)
Научно-технический центр измерительных газочувствительных датчиков
им. Е.Ф. Карпова, Люберцы (Талипов В.А., Миронов С.М.)
Научно-производственное предприятие "Фирма "АЭРОТЕСТ", Томилино
(Иванушкин И.В., Бутенков Е.А., Шумаков А.Б.)
Контакты: Иванов Иван Иванович, I.Ivan1993@yandex.ru

 
Материал поступил в редакцию 12.09.2021

В работе представлена аналитическая модель, которая описывает динамику ионного облака с учетом действия объемного заряда при движении в ион-дрейфовом спектрометре, начиная с области ионообразования на стадии формирования ионного импульса затвором, и дальнейшем дрейфе сформированного ионного импульса в сторону коллектора. Представленная модель позволяет оценить степень влияния объемного заряда на возможные потери ионов и разрешение ион-дрейфового спектрометра. Влияние объемного заряда становится заметным начиная с плотности ионов 10⁶ см^–3. Сравнение результатов, полученных с помощью аналитической модели, с результатами численного решения исходных уравнений показывает, что они практически совпадают.

 
Кл. сл.: подвижность ионов, объемный заряд, разрешение ион-дрейфового спектрометра

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

 
Материал поступил в редакцию 08.10.2021

В качестве ионного затвора для формирования короткого ионного импульса в ион-дрейфовом спектрометре предложена бессеточная двухдиафрагменная конструкция. Экспериментально показано, что в зависимости от геометрических и электрических параметров затвора существуют оптимальные длительность электрического импульса (открытия затвора) и напряженность электрического поля в системе электростатической транспортировки, которые обеспечивают максимальную амплитуду ионного импульса.

 
Кл. сл.: источник ионов, электрический затвор, транспортировка ионов при атмосферном давлении

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург
(Курнин И.В., Краснов Н.В., Арсеньев А.Н., Подольская Е.П.)
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (Черепанов А.Г.)
ООО "Девайс Консалтинг" (Краснов М.Н.)
Контакты: Курнин Игорь Васильевич, igor.kurnin@gmail.com

 
Материал поступил в редакцию 22.10.2021

Впервые изучен с помощью квадрупольного масс-спектрометра количественный и качественный состав летучих органических соединений (ЛОС), выделяемых штаммами различных видов энтомопатогенных грибов (ЭГ) рода Lecanicillium, применяемых в качестве альтернативы химическим пестицидам для защиты растений от вредителей. Основными обнаруженными компонентами газовой фазы над мицелием ЭГ на 10-й день роста на агаризованной среде Чапека были диоксид углерода (5—20%), кислород (0.1—15%), ацетон (0.2— 12 ppm), пентан (до 0.5 ppm), уксусная кислота (до 0.15 ppm). Ацетон и пентан были обнаружен в составе ЛОС всех изученных штаммов, уксусная кислота – у 5 штаммов, принадлежащих к разным видам, у других штаммов она появлялась только через больший промежуток времени или полностью отсутствовала. Среди ЛОС некоторых штаммов были обнаружены в небольших количествах такие вещества, как гексилацетат, сернистый газ. Эти вещества могут отвечать за патогенные и репеллентные свойства изученных грибов в отношении фитофагов.

 
Кл. сл.: масс-спектрометрия, анализ летучих органических соединений, энтомопатогенные грибы

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург
(Кузьмин А.Г., Титов Ю.А.)
Всероссийский Институт Защиты Растений, Санкт-Петербург, г. Пушкин
(Митина Г.В., Чоглокова А.А.)
Контакты: Кузьмин Алексей Георгиевич, agqz55@rambler.ru

 
Материал поступил в редакцию 15.09.2021

В работе освещен современный спектральный прибор для измерений оптических параметров жидкофазных твердотельных материалов. Показано, что разработка данных приборов перспективна для оптического приборостроения и науки в целом, т.к. эти приборы информативные, высокоточные и извлекают достоверную информацию. В работе приведены внешний вид, структурная схема и осветительная система спектрометра. Получены спектральные зависимости коэффициента пропускания от длины волны в видимом диапазоне спектра дезинфицирующих средств Лайк, Гранд, Аквалайт (1% растворы). Для анализа исследуемых веществ применялись специализированные кюветы с рабочей длиной от 0.1 до 0.5 мм и оптическими площадками из лейкосапфира. Кюветы имели толщину 0.05 мм. Спектрометр обеспечивал измерение коэффициента пропускания дезинфектантов в диапазоне длин волн 380—760 нм с погрешностью не хуже ΔТ ≤ 2%.

 
Кл. сл.: дезинфектант, спектральный прибор, длина волны, коэффициент пропускания, двухлинзовый конденсор, оптический фильтр, кювета

Санкт-Петербургский государственный университет
аэрокосмического приборостроения (ГУАП), Санкт-Петербург (Майоров Е.Е.)
Государственный у ниверситет морского и речного флота
им. адмирала С.О. Макарова, Санкт-Петербург (Колесниченко С.В.)
Военно-морской политехнический институт, Санкт-Петербург, г. Пушкин
(Цыганкова Г.А., Машек А.Ч.)
Военная академия связи им. С.М. Буденного, Санкт-Петербург (Константинова А.А.)
Михайловская военная артиллерийская академия, Санкт-Петербург (Писарева Е.А.)
Контакты: Майоров Евгений Евгеньевич, majorov_ee@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 01.09.2021

Настоящая работа посвящена исследованию противообледенительных жидкостей разработанным оптоэлектронным рефрактометром. Определение подлинности состава и расхода этих жидкостей для технической службы аэропорта, занимающейся обработкой корпуса воздушного судна, всегда было актуальным. В работе представлены объекты исследования: водные растворы этиленгликоля и пропиленгликоля, которые составляют 95% состава жидкостей типов ТИП I, ТИП II, ТИП IV. Приведена структурная схема и внешний вид оптоэлектронного рефрактометра. Получены результаты измерений температурных зависимостей показателя преломления n(t) для растворов этиленгликоля и пропиленгликоля в диапазоне температур от 12 до 100 °С и для концентраций от 0 до 100 %. Исследованы спектры ультрафиолетового оптического пропускания в этиленгликоле и пропиленгликоле классов ОСЧ в диапазоне длин волн λ 210—320 нм с погрешностью не хуже ΔТ = 0.5%. Даны технические характеристики оптоэлектронного рефрактометра.

 
Кл. сл.: противообледенительная жидкость, спектр, оптическое пропускание, этиленгликоль, пропиленгликоль, предполетная подготовка

Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации
(Михальчевский Ю.Ю., Костин Г.А., Майоров Е.Е.)
Университет при межпарламентской ассамблее ЕврАзЭС, Санкт-Петербург (Арефьев А.В.)
Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского, Санкт-Петербург ( Хохлова М. В.)
Санкт-Петербургский государственный университет
аэрокосмического приборостроения (ГУАП) (Удахина С. В.)
Контакты: Майоров Евгений Евгеньевич, majorov_ee@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 22.09.2021

На основе мини-спектрометров, эталонной лампы типа СИРШ с известной цветовой температурой и источников линейчатого спектра создан недорогой аппаратный комплекс для измерений параметров излучения гетеродиодов и интерференционных фильтров. Приведены примеры регистрации излучения гетеродиодов (полуширина полосы излучения 17—30 нм) с максимумом излучения в области 659 и 764 нм и измерения параметров полосового интерференционного фильтра (полуширина полосы – 12 нм) с максимумом пропускания 727 нм. В программу измерения и обработки данных введены параметры излучения эталонной лампы СИРШ, что существенно уточняет значение длины волны максимума излучения и пропускания.

 
Кл. сл.: система регистрации на линейном ПЗС, мини-спектрометр, длина волны спектральной линии, лазерный гетеродиод

Институт спектроскопии РАН, Москва, г. Троицк
(Силькис Э.Г., Станкевич А.С., Крашенинников В.Н., Репеев Ю.А.)
ООО "МОРС", Москва, г. Троицк (Силькис Э.Г., Новиков Д.В.)
Контакты: Силькис Эммануил Гершович, esilkis@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 10.08.2021

В статье рассматриваются вопросы соответствия механики манипуляторов прецизионных промышленных роботов (ППР) квалитетам наивысшей точности, указанным в нормативной технической документации и практически достигнутым в областях машиностроительной, приборостроительной и электронной промышленности. Рассматриваются возможности систем многосвязного управления сложными пространственными механизмами с избыточными степенями свободы (в том числе, манипуляторами ППР); возможности систем многоконтурного управления приводами ППР с прецизионными датчиками линейных и угловых перемещений, скоростей, ускорений, градиентов ускорений (в перспективе); вопросы согласования этих параметров с параметрами вычислительной части систем управления – разрядностью цифровых датчиков (более 20 разрядов), с разрешением меньше угловой секунды.
Манипуляторы ППР используются в системах многосвязного и многоконтурного регулирования и управления с элементами искусственного интеллекта, таких как системы автоматического регулирования (САР), системы автоматического управления (САУ) и системы искусственного интеллекта.
Указанные проблемы рассматриваются в широких пределах, включая переход к областям нанотехнологий, конкретно: при линейных (нанометры) и угловых (сотые доли угловых секунд) измерениях, а также при измерении скоростей, ускорений и градиентов ускорений (в перспективе — для систем с "человеком-оператором" в контуре, т.е. систем "человек-машина" (СЧМ)).
Рассматривается обеспечение точности позиционирования ПР при невысокой точности изготовления его элементов за счет системы управления.

 
Кл. сл.: промышленный робот (ПР), манипулятор, квалитеты точности, САР, САУ, СИИ, прецизионные датчики механических величин, точность прецизионных датчиков, человек-оператор, система "человек-машина" (СЧМ)

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Москва
Контакты: Хомутская Ольга Владиславовна, khomutskayaov@gmail.com

 
Материал поступил в редакцию 09.09.2021

 
 НОМЕР 1
  ПРИБОРОСТРОЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ БИОЛОГИИ (с. 3–58)
  ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ  (с. 59–72)
  СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПРИБОРОВ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ МЕТОДИК (с. 73–95)
  ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ (с. 96–106)
  МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И МОДЕЛИРОВАНИЕ В ПРИБОРОСТРОЕНИИ (с. 107–123)
  ПЕРСОНАЛИИ  (с. 124–124)

 
 НОМЕР 2
  ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ (с. 3–43)
  МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И МОДЕЛИРОВАНИЕ В ПРИБОРОСТРОЕНИИ (с. 44–51)
  СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПРИБОРОВ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ МЕТОДИК (с. 52–104)

 
 НОМЕР 3
  РАЗРАБОТКА ПРИБОРОВ И СИСТЕМ (с. 3–36)
  СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПРИБОРОВ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ МЕТОДИК (с. 37–79)

 
 НОМЕР 4
  ФИЗИКА И ХИМИЯ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ (с. 3–70)
  ПРИБОРОСТРОЕНИЕ ДЛЯ БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЫ (с. 71–87)
  СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПРИБОРОВ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ МЕТОДИК (с. 88–119)

Всего авторов тома — 96