Микроклапан является одним из важнейших функциональных элементов микрофлюидного устройства. Микроклапаны позволяют организовать движение потоков, их дозирование, регулирование расхода, смешивание, загрузку жидкости и ее изоляцию в реакционной камере, что широко используется в интегрированных микрофлюидных системах. Существует много типов микроклапанов, каждый из которых имеет разные характеристики и предназначен для решения определенных задач. Микроклапаны разработаны в виде активных или пассивных конструктивных элементов с механическими, немеханическими внутренними или внешними системами. В этой статье представлен обзор наиболее используемых конструкций микроклапанов в микрофлюидике, основанных на различных исполнительных механизмах.

 
Кл. сл.: микрофлюидика, микроклапан, активный клапан, пассивный клапан

Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург
Контакты: Зубик Александра Николаевна, tunix@yandex.ru

 
Материал поступил в редакцию 27.07.2023

Приведены результаты исследований в воздухе резонансных характеристик компактного гидроакустического преобразователя продольно-изгибного типа с цельнометаллической излучающей оболочкой сложной формы – 3D НЧИ – и анализ его электроакустических характеристик в воде. Исследование распределения по поверхности преобразователя амплитуды колебаний в воздухе и электроакустических параметров в воде, полученных в ходе натурных испытаний, подтверждает, что представленный в работе излучатель с габаритными размерами менее 120 мм и массой до 1.2 кг превосходит излучатели подобных размеров по ряду параметров, в частности, обладает более высокими значениями коэффициента механической трансформации и использования присоединенной массы воды. Несмотря на компактные размеры, представленный в работе 3D НЧИ имеет в воде чувствительность по напряжению 1.6 Па·м/В на частоте основного резонанса 1.6 кГц при относительной ширине полосы частот не менее 16% и КПД в рабочей полосе частот до 90%. Показано, что при помощи установки дополнительных элементов происходит повышение эффективности 3D НЧИ за счет снижения уровня колебаний торцевых фланцев за пределами основной полосы частот. Согласно расчетам, излучаемая акустическая мощность такого 3D НЧИ в режиме передачи бинарных фазоманипулированных сигналов может достигать 50 Вт и более, что позволяет с учетом высокой надежности (подтвержденный ресурс более 10¹¹ циклов) и технологичности изготовления успешно применять подобные гидроакустические преобразователи для широкого спектра задач подводной гидроакустики, навигации и телекоммуникации.

 
Кл. сл.: звукоподводная связь, гидроакустический модем, электромеханический трансформатор, низкочастотный гидроакустический излучатель, аддитивные технологии, акустическая мощность, лазерная виброметрия

Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова Российской академии наук
(ИПФ РАН), Нижний Новгород, Россия
Контакты: Бритенков Александр Константинович, britenkov@ipfran.ru

 
Материал поступил в редакцию 29.06.2023

Электрические поля техногенной природы, окружающие технические и биологические объекты, оказывают на них неблагоприятные воздействия. Это приводит к необходимости осуществлять контроль и измерения параметров электрических полей. В связи с этим создание новых методов и средств измерений напряженности электрического поля техногенной природы является актуальной задачей. В работе рассмотрен метод измерения напряженности электрического поля, позволяющий не только измерить значение напряженности поля, но и определить по измеренным значениям его погрешность и оценить расстояние до источника поля. В основе метода лежит сдвоенный электроиндукционный сферический датчик напряженности электрического поля. Датчик позволяет одновременно измерять в одной точке поля два значения напряженности с противоположными по знаку погрешностями. Использование в методе двух значений напряженности в процессе одного измерения позволило определять погрешность в каждой точке измерений и расстояние до источника поля. Возможность метода измерения напряженности электрического поля определять в каждой точке поля погрешность результата измерений и расстояние до источника поля рассматривается впервые.

 
Кл. сл.: метод измерения, напряженность электрического поля, сдвоенный датчик, оценка погрешности в каждой точке измерений, расстояние до источника поля

Омский государственный технический университет, Омск, Россия
Контакты: Бирюков Сергей Владимирович, sbiryukov154@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 10.07.2023

Для скалярного магнитного потенциала двумерной магнитной призмы с магнитными экранами используются аналитические выражения, полученные для потенциала электростатического поля дефлекторных пластин с заземленными экранами. Определяя индукцию магнитного поля призмы как градиент скалярного магнитного потенциала, мы одновременно описываем аналитически краевые поля магнита. В этом случае для расчета траекторий заряженных частиц в двумерной магнитной призме удобно использовать безразмерные уравнения Ньютона, позволяющие учесть влияние краевых полей магнита на свойства призм. Рассчитаны корпускулярно-оптические характеристики двумерных магнитных призм с магнитными экранами в телескопическом режиме фокусировки с учетом влияния краевых полей магнита.

 
Кл. сл.: двумерная магнитная призма, краевые поля магнита, безразмерные уравнения Ньютона, телескопический режим фокусировки

Актюбинский региональный университет им. К. Жубанова, Актобе, Казахстан
Контакты: Спивак-Лавров Игорь Феликсович, spivakif@rambler.ru

 
Материал поступил в редакцию 09.08.2023

Построение гидроакустических систем подводного наблюдения связано с соблюдением некоторых необходимых требований их характеристик. Одной из них является высокая разрешающая способность по дистанции. Разрешающая способность по дистанции определяется шириной полосы излучаемых и принимаемых сигналов, а следовательно, и широкополосностью преобразователей, используемых в антенной системе.
Широкополосность преобразователей достигается различными способами: использованием традиционных методов расширения полосы частот активной или пассивной нагрузкой, применением специальных материалов для преобразователей, применением параметрических режимов излучения акустических сигналов. Одним из вариантов построения таких преобразователей может быть использование разночастотных составляющих пьезоэлементов в одном преобразователе, механически связанных по полю. При этом необходимо учитывать добротность каждой из нагруженных колебательных систем, причем должны учитываться не только активная нагрузка на излучение, но и демпфирование частей преобразователя конструктивными элементами.

 
Кл. сл.: гидроакустика, широкополосные антенные системы, активная составляющая полного сопротивления, пьезопреобразователь

Южный федеральный университет, г. Таганрог
Контакты: Давыдов Даниил Андреевич, d.davydov505@gmail.com

 
Материал поступил в редакцию 09.08.2023

Рассмотрены цели и задачи в исследованиях локальных диссипативных процессов, проявляемых на спектрах внутреннего трения в виде пиков потерь, расположенных в различных температурных интервалах и имеющих как различное структурное происхождение, так и различный механизм внутреннего трения.

 
Кл. сл.: свободные колебания, логарифмический декремент, температурная зависимость частоты, дефект модуля сдвига, погрешность измерения

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, Москва, Россия
Контакты: Шатохина Светлана Александровна, svetlanka.mazurina@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 10.10.2023

Представлены две методики измерения помех декаметрового диапазона. Первая методика позволяет извлекать информацию о станционных помехах из данных радиозондирования ионосферы линейно-частотно-модулированными сигналами. Таким образом могут быть одновременно измерены характеристики и сигнала, и помех; повышается информативность существующего метода зондирования ионосферы. Однако в этом случае прием осуществляется в специфическом режиме радиозондирования, что несколько ограничивает возможности измерения помех, например измерения их абсолютных величин. Если нужны характеристики только помех, то целесообразно использовать вторую методику, функционирующую в режиме обычного "классического" радиоприема. Вторая методика представляет собой универсальную гибкоперестраиваемую методику измерения панорам спектра помех различных видов, ее гибкость заключается в возможностях широкого варьирования параметров измерений помех, в том числе над сохраненными измерительными данными после проведения измерительного эксперимента, что позволяет применять одни и те же данные для исследований с различными целями. Вторая методика может комплексироваться с зондированием ионосферы. Описанные методики реализованы в составе аппаратно-программных комплексов зондирования ионосферы различных исполнений. Также приведена методика оценки уровня фонового шума по панораме спектра помех. В перспективе возможна реализация алгоритма панорамного измерения помех всех видов для более широкого диапазона, чем декаметровый (но включая его). Предлагается делать это на основе технологии программно определяемого радио (Software Defined Radio).

 
Кл. сл.: измерение помех, помехи декаметрового диапазона, спектр помех, радиозондирование ионосферы, наклонное зондирование ионосферы

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн
РАН им. Н.В. Пушкова (ИЗМИРАН), Москва, Россия
Контакты: Щирый Андрей Олегович, andreyschiriy@gmail.com

 
Материал поступил в редакцию 31.07.2023

В данной работе были рассмотрены методы классификации в машинном обучении, проведена оценка применимости классификаторов в задаче распознавания типа газа и его концентрации в смеси. В ходе исследования были сформированы теоретические значения водорода, углеводородов и их смесей в соотношении 20, 50 и 80%, и оценка классификаторов проводилась на экспериментальных данных, полученных с термокаталитического сенсора. Представленные классификаторы позволили определить тип газа с точностью до 87.5%.

 
Кл. сл.: термокаталитический сенсор, метод главных компонент, классификация, определение концентрации, водород, обработка данных

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

 
Материал поступил в редакцию 11.09.2023

Работа посвящена исследованию разработанного спектрофотометрического датчика для колориметрических приборов, использующих оптоэлектронные RGB-компоненты. Зарубежные колориметры, в состав которых входят спектрофотометры, имеют большую стоимость и порой недоступны для отечественного потребителя, поэтому разработка спектрофотометрического датчика для отечественных колориметров, построенных на оптоэлектронных RGB-компонентах, может представлять интерес. В работе определена цель и поставлена задача исследования. Приведены структурная схема, система освещения с фотометрической интегрирующей сферой и внешний вид спектрофотометрического датчика. Получено спектральное распределение сигнала I(λ) в измерительном канале при уровне 0 и при уровне 1. Проведена калибровка датчика шкалы длин волн с применением нормированных линий излучения ртутно-гелиевой лампы и синего стекла марки СС6. Получена результирующая погрешность калибровки шкалы длин волн, которая составила Δλ = 0.5 нм. Исследована линейность шкалы пропускания, и оценена фотометрическая погрешность при сравнении измеренных и рассчитанных значений пропускания Т(λ) для цветных нейтральных стекол. Погрешность измерений была не хуже ΔТ ≤ 0.5%.

 
Кл. сл.: спектрофотометрический датчик, шкала длин волн, коэффициент пропускания, погрешность измерений, стекла, линейная интерполяция, колориметр

Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (ГУАП), Санкт-Петербург (Майоров Е.Е., Арефьев А.В., Гулиев Р.Б., Пушкина В.П.)
Военно-морской политехнический институт (ВУНЦ) ВМФ ВМА, г. Пушкин (Цыганкова Г.А.)
Контакты: Майоров Евгений Евгеньевич, majorov_ee@mail.ru

 
Материал поступил в редакцию 15.07.2023

Масс-спектрометрия является уникальным инструментом для контроля качества и безопасности пищевых продуктов. В настоящей работе объектами исследования стали образцы "свежих" и тех же продуктов искусственно просроченных ("ускоренно ферментированных") промышленно выпускаемых разными производителями йогуртов с различными микробиологическими заквасками, молочным сырьем, функциональными пищевыми добавками и т.п. Качественный и количественный составы этих образцов оценивались с помощью разработанного в ИАП РАН малогабаритного квадрупольного газового масс-спектрометра МС7-200 с ионизацией электронным ударом. Затем производилась "интеллектуальная" математическая обработка получаемых данных (методом "главных компонент" и т.д.). Было подтверждено, что с помощью масс-спектрометрического анализа и последующей математической обработки полученных данных с использованием методов многомерного статистического анализа можно достоверно оценивать состав и качество образцов различной молочной продукции, включая используемые для их упаковки материалы. Кроме того, разработанные нами способы предварительного "ускоренного ферментирования" анализируемых образцов молочной продукции, а также нагрева упаковки этих образцов перед пробоотбором существенно увеличивают чувствительность анализа. Совокупность предложенных подходов позволяет использовать масс-спектрометрию в качестве одного из высокоэффективных методов контроля состава и качества молочной продукции, обладающего такими преимуществами, как доступность для широкого применения, высокая экспрессность и экономичность, невысокие требования к квалификации оператора и т.д.

 
Кл. сл.: масс-спектрометрия, пищевая промышленность, молочная продукция

Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет,
Санкт-Петербург (Сибирцев В.С.)
Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург
(Кузьмин А.Г., Титов Ю.А., Зайцева   А.Ю.)
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, Санкт-Петербург (Заневская М.Ю.)
Контакты: Кузьмин Алексей Георгиевич, agqz55@rambler.ru

 
Материал поступил в редакцию 25.08.2023

Проведен анализ статистических методов оценки криптостойкости кодовых последовательностей, используемых в защищенных беспроводных системах связи, который показал, что в известных работах не предложен универсальный показатель качества (ПК) оценки криптостойкости кодовых последовательностей. Отмечено, что в качестве ПК для оценки криптостойкости кодовых последовательностей с помощью статистических методов целесообразно сформировать комплекс ПК. В указанный комплекс нужно включить ПК, уже описанные в источниках. Сформированный комплекс ПК, по мнению авторов, позволит более точно оценить криптостойкость кодовых последовательностей, используемых в защищенных беспроводных системах связи. Разработанный комплекс ПК сформирован как единый кортеж, описываемый сформулированным выражением, который может служить обобщенным критерием оценки криптостойкости кодовых последовательностей. Отмечено, что в известных работах в явном виде такой кортеж не представлен. Проведена модернизация описываемого кортежа с учетом ПК, отвечающих за надежность. Установлено, что при использовании в защищенных беспроводных системах связи криптостойких кодовых последовательностей необходимо обращать внимание на этот комплекс ПК. Сформированный обобщенный критерий оценки качества позволит повысить точность оценки криптостойкости кодовых последовательностей при их использовании в защищенных беспроводных системах связи.

 
Кл. сл.: показатели оценки качества, защищенные беспроводные системы связи, кодовые последовательности, криптостойкость, статистические методы оценки

НИЯУ МИФИ, Москва, Россия (Гавришев А.А.)
СКФУ, г. Ставрополь, Россия (Осипов Д.Л.)
Контакты: Гавришев Алексей Андреевич, alexxx.2008@inbox.ru

 
Материал поступил в редакцию 18.08.2023

21 октября 2023 года на 90-м году жизни скончалась легенда советской, российской и мировой масс-спектрометрии, доктор физико-математических наук, профессор, академик РАЕН
Лидия Николаевна Галль.

 НОМЕР 1
 НОМЕР 2
 НОМЕР 3
 НОМЕР 4

 NUMBER 1
 NUMBER 2
 NUMBER 3
 NUMBER 4