ЦИФРОВОЙ ДВОЙНИК ДАТЧИКА ФАБРИ-ПЕРО КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ

  • Айрат Жавдатович Сахабутдинов Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ
  • Владимир Иванович Анфиногентов Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ
  • Олег Геннадьевич Морозов Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ
  • Юлия Алексеевна Тунакова Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ
  • Максим Петрович Данилаев Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ
  • Ильнур Ильдарович Нуреев Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ
  • Артем Анатольевич Кузнецов Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ
  • Константин Алексеевич Липатников Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ
  • Артур Рифгатович Шагидуллин Институт проблем экологии и недропользования Академии наук Республики Татарстан
  • S.M.R.H. Hussein Университет Кербела, Кербела, Ирак
  • Тимур Артурович Аглиуллин Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ
Ключевые слова: оптоволоконная сенсорная система; интерферометр Фабри-Перо; анализ концентрации парниковых газов; математическая модель; цифровой двойник

Аннотация

В работе представлена математическая модель оптоволоконного датчика Фабри-Перо, реализованного на торце оптического волокна путем нанесения тонкой полимерной пленки с чувствительностью к концентрации парниковых газов. Проведена верификация математической модели с результатами натурных экспериментов и данными других авторов с целью использования ее в качестве цифрового двойника чувствительного элемента датчика. Проведенные численные и натурные эксперименты позволили сделать вывод о перспективах применения оптоволоконных датчиков Фабри-Перо для контроля и анализа концентрации парниковых газов (углекислый газ, метан и закись азота), в атмосфере при соответствующем выборе поглощающего материала чувствительного элемента. Показано, что реально достижимый предел разрешающей способности позволяет определять изменение диэлектрической проницаемости полимерной пленки в четвертом знаке после запятой.

Биографии авторов

Айрат Жавдатович Сахабутдинов, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ

Доктор технических наук, профессор, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ. 

ORCID: 0000-0002-0713-7806

Автор, ответственный за переписку 

E-mail: kazanboy@yandex.ru; *e-mail: azhsakhabutdinov@kai.ru

Владимир Иванович Анфиногентов, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ

Доктор технических наук, окончил Казанский государственный университет имени В.И. Ульянова-Ленина в 1973 году по специальности «Прикладная математика», квалификация – математик, работает доцентом кафедры специальной математики Казанского национального исследовательского технического университета имени А.Н. Туполев-КАИ.

Область научных интересов: математическое моделирование микроволновых процессов и систем, микроволновая фотоника. Код SPIN: 1957-5220, AuthorID: 653438, WoS ResearcherID P-1741-2015, ScopusID: 14023946900.

E-mail: v.anfinogentov@yandex.ru

Олег Геннадьевич Морозов, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ

Доктор технических наук, профессор, в 1983 году окончил Казанский авиационный институт по специальности «радиотехника». В настоящее время работает заведующим кафедрой СВЧ-фотоники и технологий ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполев-КАИ».

Научные интересы: микроволновая фотоника, волоконно-оптические датчики и системы опроса, информационно-измерительные и телекоммуникационные системы оптического и микроволнового диапазонов. SPIN-код: 4446-4570, AuthorID: 388026, WoS Re-searcherID G-3896-2015, ScopusID 7006896538.

E-mail: microoil@mail.ru

Юлия Алексеевна Тунакова, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ

Доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой Общей химии и экологии Казанского национального исследовательского технического университета им. А. Н. Туполева ‒ КАИ.

Адрес: 420126, Россия, г. Казань, ул. Четаева, 18.

ORCID: 0000-0002-8826-8639

Области научных интересов: экологический мониторинг, методы и приборы контроля, нейросетевые технологии, оценка риска, управление экологической безопасностью территорий.

E-mail: YuATunakova@kai.ru

Максим Петрович Данилаев, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ

Доктор технических наук, профессор, профессор кафедры Радиоэлектронных и квантовых устройств Казанского национального исследовательского технического университета им.А.Н.Туполева–КАИ, заведующий Межвузовской Междисциплинарной лабораторией, 420111, г.Казань, ул.К.Маркса 10.

Область научных интересов: композитные материалы, пьезоэлектрики, оптоакустика.

E-mail: danilaev@mail.ru

Ильнур Ильдарович Нуреев, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ

Доктор технических наук, доцент, профессор кафедры радиофотоники и микроволновых технологий Казанского национального исследовательского технического университета им.А.Н.Туполева - КАИ. 

Области научных интересов: волоконно-оптические измерительные системы.

E-mail: n2i2@mail.ru

Артем Анатольевич Кузнецов, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ

Доктор технических наук, окончил ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева-КАИ» (КНИТУ-КАИ) в 2015 году по специальности «Радиотехника». В настоящее время работает доцентом кафедры радиофотоники и микроволновых  технологий КНИТУ-КАИ.

Области научных интересов: волоконные брэгговские решетки, микроволновая фотоника и электроника.

SPIN-код: 9172-6990, AuthorID: 842005, WoS ResearcherID A-9176-2018, ScopusID: 57190840037. Адрес: 420111, Российская Федерация, г. Казань, ул. Карла Маркса, д. 10. 

E-mail: aakuznetsov@ kai.ru

Константин Алексеевич Липатников, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ

Ассистент кафедры радиофотоники и микроволновых технологий Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполев-КАИ.

420111 г. Казань, ул. К. Маркса, д. 10. Республика Татарстан, Российская Федерация.

ORCID: 0000-0003-0839-2259,

Автор, ответственный за переписку: телефон: +7(937)623-83-79, e-mail: KALipatnikov@kai.ru.

Артур Рифгатович Шагидуллин, Институт проблем экологии и недропользования Академии наук Республики Татарстан

Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, Институт проблем экологии и недропользования Академии наук Республики Татарстан,Казань, Российская Федерация.

ScopusID: 57200447208, ORCID 0000-0003-3837-6110, SPIN-код: 9628-7531, AuthorID: 902734.

Автор для переписки: e-mail: artur.shagidullin@tatar.ru

S.M.R.H. Hussein, Университет Кербела, Кербела, Ирак

Работает в Университете г.Кербела / Педагогический колледж чистых наук / Факультет физики

ORCID: 0000-0001-6022-0548

E-mail: safaa.mohammed@uokerbala.edu.iq

Тимур Артурович Аглиуллин, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ

Кандидат технических наук, ассистент кафедры радиофотоники и микроволновых технологий ФГБОУ ВО "КНИТУ-КАИ"

ORCID: 0000-0003-1043-7487

Scopus Author ID: 57190067102, SPIN-код: 4604-8592 ,Elibrary AuthorID: 1016041

E-mail: taagliullin@mail.ru

Опубликован
2022-04-18
Как цитировать
Сахабутдинов, Айрат, Анфиногентов, Владимир, Морозов, Олег, Тунакова, Юлия, Данилаев, Максим, Нуреев, Ильнур, Кузнецов, Артем, Липатников, Константин, Шагидуллин, Артур, Hussein, S., & Аглиуллин, Тимур. (2022, апрель 18). ЦИФРОВОЙ ДВОЙНИК ДАТЧИКА ФАБРИ-ПЕРО КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ. Электроника, фотоника и киберфизические системы, 2(1), 54-66. извлечено от https://elphoto.kai.ru/article/view/385
Выпуск
Том 2 № 1 (2022): 70 лет Институту радиоэлектроники, фотоники и цифровых технологий (ИРЭФ-ЦТ)
Раздел
Фотоника
Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.