##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Анотація
В останні роки волоконно-оптичні датчик знайшли широке застосування як пристрої контролю газового середовища. Завдяки доведеним перевагам, таким як стійкість до електромагнітних перешкод, висока роздільна здатність, невеликі розміри та структурна міцність, волоконні датчики добре зарекомендували себе при вимірах з високою точністю на об`єктах атомної енергетики аерокосмічної та морської галузі. Використання одномодового волокна для виготовлення датчика є простим та економічним. Однак можливості традиційних волоконних датчиків з покриттям з люмінофорних матеріалів суттєво обмежено їх фізико-механічними властивостями. Для рішення науково-технічного завдання вдосконалення волоконних датчиків кисню обґрунтовано схемотехнічне рішення датчику на основі сполучення волокон зі штучного діаманту та оксиду телуру. У пропонованому датчику відсутня необхідність застосування коштовних елементів на основі благородних металів та дій з підтримки оптичних властивостей чутливого елементу під впливом експлуатаційних факторів та розширений діапазон режимів роботи. Обґрунтовано застосування оксиду телуру для виготовлення чутливого елементу револьверного типу. Крім того визначено, що раціональним є використання альтернативних типів скломатеріалів виготовлення сенсорних елементів.
Ключові слова:
револьверні оптичні волокна, датчик кисню, оксид телуру, скломатеріал
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Як цитувати
Сандлер, А. (2026). ОПТИЧНИЙ ДАТЧИК КИСНЮ ДЛЯ ПІДВОДНИХ АПАРАТІВ З ЕКІПАЖЕМ. Automation of Technological and Business Processes, 18(2), 9-18. https://doi.org/10.15673/atbp.v18i2.3346
Номер
Розділ
ТЕХНІЧНІ ЗАСОБИ І ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ У СИСТЕМАХ УПРАВЛІННЯ
Посилання
1. Klyushenkova, M. I., Nazarov, V. I., Popov, A. P. Tekhnika i tekhnologiya podderzhaniya zhizni v zamknutom prostranstve. URL: https://cyberleninka.ru /article/n/tehnika-i-tehnologiya-podderzhaniya-zhizni-v-zamknutom-prostranstve.
2. Tingle, C. Submarine Accidents // Professional Safety. 2009. V. 54. № 9. pp. 31-39.
3. Pen'kov, M. N. Opticheskiye datchiki kisloroda. URL: https://masters. donntu.ru/2011/ fkita/ moschenskiy/library/article_2.pdf.
4. Vlasov, V. L., Konovalov, B. V. Laboratornyye i okeanograficheskiye issledovaniya fotolyuminestsentnykh sensorov rastvorennogo v morskoy vode kisloroda // Okeanologiya. 2010. T. 50. № 1. – S. 130 -140.
5. Yegorov, A. A. Sistematika, printsipy raboty i oblasti primeneniya datchikov // Radioelektronika. 2009. №3. S. 1 - 22.
6. Egorov. A. A., Egorov. M. A., Tsareva. Yu. I., Chekhlova. T. K. Study of the integratedoptical concentration sensor for gaseous substances // Laser Physics. 2007. V. 17. pp. 50 - 53.
7. C. Elosua, N. de Acha, D. Lopez-Torres, I.R. Matias, F. J. Arregui. Luminescent Optical Fiber Oxygen Sensor following Layer-by Layer method // Procedia Engineering. 2014. V. 87. pp. 987-990.
8. E. Udd, W. B. Spillman Jr. Fiber Optic Sensors: An Introduction for Engineers and Scientists. London: John Wiley & Sons, Inc., 2011. 520 р.
9. Shizhuo Yin, Paul B. Ruffin, Francis T.S. Yu. Fiber Optic Sensors. London: CRC Press, 2017. 492 р.
10. Willis, J.; Scanlon, D. O. Latest directions in p-type transparent conductor design // Journal of Materials Chemistr. 2021. № 9. рр. 11995 -12009.
11. R. Ponte, E. Rauwel, P. Rauwel. Тailoring SnO2. Defect States and Structure: Reviewing Bottom-Up Approaches to Control Size, Morphology, Electronic and Electrochemical Properties for Application in Batteries. URL: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10303380.
12. Amna Sirelkhatim, Shahrom Mahmud, Azman Seeni, Noor Haida Mohamad Kaus, Ling Chuo Ann, Siti Khadijah Mohd Bakhori, Habsah Hasan, Dasmawati Mohamad. Review on Zinc Oxide Nanoparticles: Antibacterial Activity and Toxicity Mechanism // Nanomicro Lett. 2015. №7(3). рр. 219 - 242.
13. Vu Thi Ngoc Huyen, Soungmin Bae, Rafael Costa-Amaral, Yu Kumagai. Native defects and p-type dopability in transparent β-TeO2: A first-principles study. URL: https://arxiv.org/html/2408.01939v1.
14. N. Uchida. Optical Properties of Single Crystal Paratellurite (TeO₂) // Physical Review. 1971. Vol. 4. Iss. 10. рр. 3736 - 3745.
15. Ao Liu, Yong-Sung Kim, Min Gyu Kim, Youjin Reo, Taoyu Zou, Taesu Choi, Sai Bai, Huihui Zhu, Yong-Young Noh. Selenium alloyed tellurium oxide for amorphous p-channel transistors // Nature. 2024. рр. 798 - 802.
16. E. D. Palik (Ed.), Handbook of Optical Constants of Solids. San Diego: Academic Press, 1997. 337 p.
17. Sandler, A. K. Metod pidvyshchennya efektyvnosti diahnostuvannya tekhnichnoho stanu sudnovykh hazoturbinnykh ustanovok na osnovi volokonno-optychnykh tekhnolohiy: avtoref. dys. ... kand. tekhn. nauk: 05.22.20 / Kyyivsʹkyy universytet infrastruktury ta tekhnolohiy. – K., 2021. – 20 s.
18. Sandler, A. K. Informatsiyno-vymiryuvalʹni prystroyi na osnovi volokonno-optychnykh tekhnolohiy: navchalʹnyy posibnyk. – Odesa: Vydatinform NU "OMA", 2018. – 165 s.
19. Sandler, A. K., Omelʹchenko, T. YU. Zastosuvannya novitnikh typiv optychnoho volokna u navihatsiynykh pidvodnykh bezpilotnykh aparatakh // Débats scientifiques et orientations prospectives du développement scientifique: c avec des matériaux de la VIII conférence scientifique et pratique internationale, Paris, 4 avril 2025. Paris-Vinnytsia: La Fedeltà & UKRLOGOS Group LLC, 2025. S. 214 - 221.
20. Sandler, A. K. Zastosuvannya alʹternatyvnykh sklomaterialiv dlya datchykiv deformatsiyi ta vibratsiyi elementiv propulʹsyvnoho kompleksu // Avtomatyzatsiya sudnovykh tekhnichnykh zasobiv. – 2023. – Vyp. 28. – Odessa: NU OMA. – S. 79 - 89. DOI: 10.31653/1819-3293-2023-1-28-79-89.
21. Sandler, A. K. Chuvstvytelʹnyy élement volokonno-optycheskoho akselerometra na osnove sapfyrovoho stekla // IKH mizhnarodna naukovo-metodychna konferentsiya "Sudnova elektroinzheneriya, elektronika i avtomatyka", 05-06 lystopada 2019 r.: materialy konferentsiyi. – Odesa: NU"OMA". – 2019. – S. 27 - 33.
22. M. Wang, P. S. Salter, F. P. Payne, A. Shipley, S. M. Morris, M. J. Booth, and J. A. J. Fells. Single-mode sapphire fiber Bragg grating // Optics Express. 2022. Vol. 30. Issue 9. pp. 15482-15494
23. Snyder, A. W., Love, J. D. Optical Waveguide Theory. London: Chapman and Hall, 1991. 734 p.
24. Sandler, A. K., Opryshko, M. O. Volokonno-optycheskyy datchyk kontrolya sostoyanyya tekhnycheskykh zhydkostey y hazov // KH mizhnarodna naukovo-metodychna konferentsiya "Sudnova elektroinzheneriya, elektronika i avtomatyka", 24.11.2020 - 25.11.2020 r.: materialy konferentsiyi. – Odesa: NU "OMA". – 2020. – S. 63 - 68.
25. Sandler, A. K., Danchuk, D. P. Zasib pidvyshchennya efektyvnosti monitorynhu stanu vantazhu na sudnakh-hazovozakh na osnovi volokonno-optychnykh tekhnolohiy // Avtomatyzatsiya tekhnolohichnykh i biznes-protsesiv. – 2021. – T. 13. – №. 4. – Odesa: ONAKHT. – S. 18 - 26.
26. Zhuravlʹov, YU. I., Sandler, A. K., Karpilov, O. YU., Khnyunin, S. H. Vdoskonalennya zasobu kontrolyu povitryanoho seredovyshcha u mashynnomu prymishcheni pry roboti z vuhlevodnevymy rechovynamy // Avtomatyzatsiya sudnovykh tekhnichnykh zasobiv: nauk.-tekhn. zb. – 2024. – Vyp. 29. – Odesa: NU OMA. – S. 37 - 48.
27. Sandler, A. K., Tsyupko, YU. M. Novoe skhemotekhnycheskoe reshenye volokonnoho hazoanalyzatora // Avtomatyzatsyya sudovykh tekhnycheskykh sredstv. – 2012. – Vyp. 18. – Odessa: ONMA. – S. 93 - 96.
28. Sandler, A. K., Tsyupko, YU. M., Sandler, O. A., Tsyupko, K. YU. Skhemotekhnichne rishennya kombinovanoho datchyka klimat-kontrolyu // Avtomatyzatsyya sudovykh tekhnycheskykh sredstv. – 2014. – Vyp. 19. – Odessa: ONMA. – S. 69 - 73.
29. Sandler, A. K., Tsyupko, YU. M., Sandler, A. A., Tsyupko, K. YU. Skhemotekhnicheskoye resheniye invariantnogo datchika vlazhnosti // Avtomatizatsiya sudovykh tekhnicheskikh sredstv. – 2012. – Vyp. 18. – Odessa: ONMA. – S. 97 - 102.
30. Sandler, A., Budashko, V., Khniunin, S., Bogach, V. Improving the mathematical model of a fiber-optic inclinometer for vibration diagnostics of elements in the propulsion system with sliding bearings // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. Applied physics. 2023. Vol. 5. №. 5(125). P. 24 – 31.
31. Sandler, A., Romanovska, O., Palagin, O., Tymchynskyi, N. Fiber optic pH meter for ballast water control // Innovatsiyi ta naukovyy potentsial svitu: zbirnyk naukovykh pratsʹ z materialamy VII Mizhnarodnoyi naukovoyi konferentsiyi, m. Sumy, 10 zhovtnya, 2025 r. / Mizhnarodnyy tsentr naukovykh doslidzhenʹ. Vinnytsya: TOV "UKRLOHOS Hrup", 2025. S. 228 - 236.
32. Mezina, L. V. Umovy stiykoho rozvytku pidpryyemstv vodnoho transportu // Materialy II Mizhnarodnoyi naukovo-praktychnoyi konferentsiyi "Sotsialʹno-ekonomichni vyklyky ta mozhlyvosti hlobalizatsiyi"/ Skhidnoyevropeysʹkyy tsentr naukovykh doslidzhenʹ, 2025. S. 125 - 128.
33. Mezina, L. Developing the export potential of port infrastucture in the face of uncertain position // Economic innovations. 2024. Vol. 26. Issue 1 (90). pp. 130 - 138.
34. Babachenko, M. V., Sandler, A. K. Pidvyshchennya efektyvnosti vzayemodiyi steykkholderiv ta morsʹkykh zakladiv vyshchoyi osvity // Education and science of today: intersectoral issues and development of sciences: Collection of scientific papers "LÓHOS" with Proceedings of the VI International Scientific and Practical Conference, Cambridge, March 29, 2024. Cambridge-Vinnytsia: P.C. Publishing House & UKRLOGOS Group LLC. 2024. R. 82 - 84.
2. Tingle, C. Submarine Accidents // Professional Safety. 2009. V. 54. № 9. pp. 31-39.
3. Pen'kov, M. N. Opticheskiye datchiki kisloroda. URL: https://masters. donntu.ru/2011/ fkita/ moschenskiy/library/article_2.pdf.
4. Vlasov, V. L., Konovalov, B. V. Laboratornyye i okeanograficheskiye issledovaniya fotolyuminestsentnykh sensorov rastvorennogo v morskoy vode kisloroda // Okeanologiya. 2010. T. 50. № 1. – S. 130 -140.
5. Yegorov, A. A. Sistematika, printsipy raboty i oblasti primeneniya datchikov // Radioelektronika. 2009. №3. S. 1 - 22.
6. Egorov. A. A., Egorov. M. A., Tsareva. Yu. I., Chekhlova. T. K. Study of the integratedoptical concentration sensor for gaseous substances // Laser Physics. 2007. V. 17. pp. 50 - 53.
7. C. Elosua, N. de Acha, D. Lopez-Torres, I.R. Matias, F. J. Arregui. Luminescent Optical Fiber Oxygen Sensor following Layer-by Layer method // Procedia Engineering. 2014. V. 87. pp. 987-990.
8. E. Udd, W. B. Spillman Jr. Fiber Optic Sensors: An Introduction for Engineers and Scientists. London: John Wiley & Sons, Inc., 2011. 520 р.
9. Shizhuo Yin, Paul B. Ruffin, Francis T.S. Yu. Fiber Optic Sensors. London: CRC Press, 2017. 492 р.
10. Willis, J.; Scanlon, D. O. Latest directions in p-type transparent conductor design // Journal of Materials Chemistr. 2021. № 9. рр. 11995 -12009.
11. R. Ponte, E. Rauwel, P. Rauwel. Тailoring SnO2. Defect States and Structure: Reviewing Bottom-Up Approaches to Control Size, Morphology, Electronic and Electrochemical Properties for Application in Batteries. URL: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10303380.
12. Amna Sirelkhatim, Shahrom Mahmud, Azman Seeni, Noor Haida Mohamad Kaus, Ling Chuo Ann, Siti Khadijah Mohd Bakhori, Habsah Hasan, Dasmawati Mohamad. Review on Zinc Oxide Nanoparticles: Antibacterial Activity and Toxicity Mechanism // Nanomicro Lett. 2015. №7(3). рр. 219 - 242.
13. Vu Thi Ngoc Huyen, Soungmin Bae, Rafael Costa-Amaral, Yu Kumagai. Native defects and p-type dopability in transparent β-TeO2: A first-principles study. URL: https://arxiv.org/html/2408.01939v1.
14. N. Uchida. Optical Properties of Single Crystal Paratellurite (TeO₂) // Physical Review. 1971. Vol. 4. Iss. 10. рр. 3736 - 3745.
15. Ao Liu, Yong-Sung Kim, Min Gyu Kim, Youjin Reo, Taoyu Zou, Taesu Choi, Sai Bai, Huihui Zhu, Yong-Young Noh. Selenium alloyed tellurium oxide for amorphous p-channel transistors // Nature. 2024. рр. 798 - 802.
16. E. D. Palik (Ed.), Handbook of Optical Constants of Solids. San Diego: Academic Press, 1997. 337 p.
17. Sandler, A. K. Metod pidvyshchennya efektyvnosti diahnostuvannya tekhnichnoho stanu sudnovykh hazoturbinnykh ustanovok na osnovi volokonno-optychnykh tekhnolohiy: avtoref. dys. ... kand. tekhn. nauk: 05.22.20 / Kyyivsʹkyy universytet infrastruktury ta tekhnolohiy. – K., 2021. – 20 s.
18. Sandler, A. K. Informatsiyno-vymiryuvalʹni prystroyi na osnovi volokonno-optychnykh tekhnolohiy: navchalʹnyy posibnyk. – Odesa: Vydatinform NU "OMA", 2018. – 165 s.
19. Sandler, A. K., Omelʹchenko, T. YU. Zastosuvannya novitnikh typiv optychnoho volokna u navihatsiynykh pidvodnykh bezpilotnykh aparatakh // Débats scientifiques et orientations prospectives du développement scientifique: c avec des matériaux de la VIII conférence scientifique et pratique internationale, Paris, 4 avril 2025. Paris-Vinnytsia: La Fedeltà & UKRLOGOS Group LLC, 2025. S. 214 - 221.
20. Sandler, A. K. Zastosuvannya alʹternatyvnykh sklomaterialiv dlya datchykiv deformatsiyi ta vibratsiyi elementiv propulʹsyvnoho kompleksu // Avtomatyzatsiya sudnovykh tekhnichnykh zasobiv. – 2023. – Vyp. 28. – Odessa: NU OMA. – S. 79 - 89. DOI: 10.31653/1819-3293-2023-1-28-79-89.
21. Sandler, A. K. Chuvstvytelʹnyy élement volokonno-optycheskoho akselerometra na osnove sapfyrovoho stekla // IKH mizhnarodna naukovo-metodychna konferentsiya "Sudnova elektroinzheneriya, elektronika i avtomatyka", 05-06 lystopada 2019 r.: materialy konferentsiyi. – Odesa: NU"OMA". – 2019. – S. 27 - 33.
22. M. Wang, P. S. Salter, F. P. Payne, A. Shipley, S. M. Morris, M. J. Booth, and J. A. J. Fells. Single-mode sapphire fiber Bragg grating // Optics Express. 2022. Vol. 30. Issue 9. pp. 15482-15494
23. Snyder, A. W., Love, J. D. Optical Waveguide Theory. London: Chapman and Hall, 1991. 734 p.
24. Sandler, A. K., Opryshko, M. O. Volokonno-optycheskyy datchyk kontrolya sostoyanyya tekhnycheskykh zhydkostey y hazov // KH mizhnarodna naukovo-metodychna konferentsiya "Sudnova elektroinzheneriya, elektronika i avtomatyka", 24.11.2020 - 25.11.2020 r.: materialy konferentsiyi. – Odesa: NU "OMA". – 2020. – S. 63 - 68.
25. Sandler, A. K., Danchuk, D. P. Zasib pidvyshchennya efektyvnosti monitorynhu stanu vantazhu na sudnakh-hazovozakh na osnovi volokonno-optychnykh tekhnolohiy // Avtomatyzatsiya tekhnolohichnykh i biznes-protsesiv. – 2021. – T. 13. – №. 4. – Odesa: ONAKHT. – S. 18 - 26.
26. Zhuravlʹov, YU. I., Sandler, A. K., Karpilov, O. YU., Khnyunin, S. H. Vdoskonalennya zasobu kontrolyu povitryanoho seredovyshcha u mashynnomu prymishcheni pry roboti z vuhlevodnevymy rechovynamy // Avtomatyzatsiya sudnovykh tekhnichnykh zasobiv: nauk.-tekhn. zb. – 2024. – Vyp. 29. – Odesa: NU OMA. – S. 37 - 48.
27. Sandler, A. K., Tsyupko, YU. M. Novoe skhemotekhnycheskoe reshenye volokonnoho hazoanalyzatora // Avtomatyzatsyya sudovykh tekhnycheskykh sredstv. – 2012. – Vyp. 18. – Odessa: ONMA. – S. 93 - 96.
28. Sandler, A. K., Tsyupko, YU. M., Sandler, O. A., Tsyupko, K. YU. Skhemotekhnichne rishennya kombinovanoho datchyka klimat-kontrolyu // Avtomatyzatsyya sudovykh tekhnycheskykh sredstv. – 2014. – Vyp. 19. – Odessa: ONMA. – S. 69 - 73.
29. Sandler, A. K., Tsyupko, YU. M., Sandler, A. A., Tsyupko, K. YU. Skhemotekhnicheskoye resheniye invariantnogo datchika vlazhnosti // Avtomatizatsiya sudovykh tekhnicheskikh sredstv. – 2012. – Vyp. 18. – Odessa: ONMA. – S. 97 - 102.
30. Sandler, A., Budashko, V., Khniunin, S., Bogach, V. Improving the mathematical model of a fiber-optic inclinometer for vibration diagnostics of elements in the propulsion system with sliding bearings // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. Applied physics. 2023. Vol. 5. №. 5(125). P. 24 – 31.
31. Sandler, A., Romanovska, O., Palagin, O., Tymchynskyi, N. Fiber optic pH meter for ballast water control // Innovatsiyi ta naukovyy potentsial svitu: zbirnyk naukovykh pratsʹ z materialamy VII Mizhnarodnoyi naukovoyi konferentsiyi, m. Sumy, 10 zhovtnya, 2025 r. / Mizhnarodnyy tsentr naukovykh doslidzhenʹ. Vinnytsya: TOV "UKRLOHOS Hrup", 2025. S. 228 - 236.
32. Mezina, L. V. Umovy stiykoho rozvytku pidpryyemstv vodnoho transportu // Materialy II Mizhnarodnoyi naukovo-praktychnoyi konferentsiyi "Sotsialʹno-ekonomichni vyklyky ta mozhlyvosti hlobalizatsiyi"/ Skhidnoyevropeysʹkyy tsentr naukovykh doslidzhenʹ, 2025. S. 125 - 128.
33. Mezina, L. Developing the export potential of port infrastucture in the face of uncertain position // Economic innovations. 2024. Vol. 26. Issue 1 (90). pp. 130 - 138.
34. Babachenko, M. V., Sandler, A. K. Pidvyshchennya efektyvnosti vzayemodiyi steykkholderiv ta morsʹkykh zakladiv vyshchoyi osvity // Education and science of today: intersectoral issues and development of sciences: Collection of scientific papers "LÓHOS" with Proceedings of the VI International Scientific and Practical Conference, Cambridge, March 29, 2024. Cambridge-Vinnytsia: P.C. Publishing House & UKRLOGOS Group LLC. 2024. R. 82 - 84.