Ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) разработали компактный датчик для выявления опасных веществ в воздухе с помощью ультразвука. Использовать его можно для обеспечения безопасности вокзалов, метро, аэропортов, на промышленных предприятиях, а также в быту.
Возникновение или утечка взрывоопасных, токсичных или вредных газов или паров — эти и другие чрезвычайные ситуации можно предупредить, если вовремя обнаружить первые признаки опасности. Некоторые летучие вещества не имеют цвета и запаха и могут не восприниматься человеческими органами чувств. Для обнаружения опасных веществ и предупреждения техногенных катастроф и террористических актов, а также для индивидуальной защиты человека используются газоанализаторы.
Исследователи из «ЛЭТИ» разработали компактный высокочувствительный газоанализатор, выявляющий превышение концентрации опасных веществ в воздухе ультразвуковым методом: прибор излучает ультразвуковые волны в контролируемую воздушную среду с их дальнейшей регистрацией и анализом прошедших сигналов.
Судить о концентрации опасных веществ в воздухе можно по распространению ультразвука: скорость изменяется в зависимости от состава среды. При этом разработанный газоанализатор позволяет регистрировать относительное изменение скорости ультразвуковых волн, составляющее 0,1%. Это необходимый и достаточный минимум для обнаружения в воздухе опасных концентраций большинства газов.
«Наш ультразвуковой газоанализатор может применяться для обеспечения безопасности стратегических объектов, таких как аэропорты, вокзалы, метрополитен, таможня. Также его можно использовать на предприятиях, в процессе работы которых происходит попадание в воздух вредных веществ, например, в нефтедобывающей отрасли, лакокрасочной, химической, пищевой промышленности, а также в быту — в газифицированных квартирах и домах», — рассказывает доцент кафедры электроакустики и ультразвуковой техники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Михаил Шевелько.
Для использования прибора пользователю не требуется никаких особых знаний или навыков. Портативное устройство можно носить на ремне или на подвязке на шее. В случае бытового применения его можно положить на стол или закрепить вблизи газовой трубы. Если устройство зафиксирует опасную концентрацию, оно подаст звуковой или световой сигнал.
Разработка питерских ученых имеет целый ряд преимуществ, таких как высокая чувствительность и скорость измерений, возможность реализации в малых размерах (со спичечный коробок), а также низкое энергопотребление. Помимо этого, возможна перенастройка газоанализатора на выявление любого заранее известного вещества без изменения конструкции. Срок работы устройства зависит лишь от срока работы его электронных компонентов, причем авторы подчеркивают, что всю элементную базу устройства можно выполнить из отечественных составляющих.
Сейчас газоанализатор представлен в виде макета, и при запуске в производство данные преимущества будут выгодно отличать его от других современных устройств, которые могут выявлять только ограниченный набор опасных веществ в воздухе, имеют высокое энергопотребление и значительно большее время установления показаний.