В Новосибирском государственном университете (НГУ) ученые смогли увеличить время стабильной работы оптоакустических газовых сенсоров с нескольких десятков секунд до нескольких часов.
С помощью разработки можно будет искать залежи нефти и газа по концентрации метана в атмосфере. Результаты научной работы опубликованы в журнале Infrared Physics & Technology.
Ученые могут определить концентрацию исследуемого газа по совпадению частоты лазерного импульса и резонансного (отраженного) излучения газа в ячейке сенсора. Применяемые сегодня оптоакустические газовые сенсоры могут работать со стабильной точностью только при кратковременных исследованиях — не более нескольких десятков секунд.
«Мы предложили решение. При этом нами был применен оптимизационный алгоритм, а именно - алгоритм управления поиском экстремума. Он позволяет в реальном времени контролировать частоту следования лазерных импульсов таким образом, чтобы она соответствовала резонансной частоте газовой ячейки в каждый момент времени», - пояснил кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник молодежной лаборатории Анастасия Беднякова.
Долговременная работа оптоакустического газового сенсора нужна для картирования местности при поиске месторождений нефти и газа. Залежи этих полезных ископаемых могут вызывать повышение уровня метана в атмосфере, что можно идентифицировать с помощью сенсоров. Кроме того, устройство могут применять в медицине для анализа выдыхаемого пациентом воздуха и для оценки безопасности воздуха на промышленных предприятиях.
Точность работы созданного прототипа подтвердили сотрудники молодежной лаборатории технологий фотоники и машинного обучения для сенсорных систем физфака НГУ совместно с учеными из Института лазерной физики Сибирского отделения РАН. Во время испытаний концентрация газа в ячейке оставалась постоянной при изменении ее температуры в течение длительного времени.
Источник: ТАСС Наука