Все науки. №5, 2023
Международный научный журнал

Авторы: Алиев Ибратжон Хатамович, Каримов Боходир Хошимович, Кулдашов Оббозжон Хокимович, Комилов Абдуллажон Одилжонович, Жумаев Жавохир Абдурасулович, Кучкоров Ахлиддин Мирзохидович, Хайитов Саиджон Бахтиёржонович, Хайитова Мафтуна Рахматиллаевна, Хайитов Саиджон Бахтиёрович, Обидов Фозилжон Орипович, Усмонова Шахло Норкозиевна

Главный редактор Ибратжон Хатамович Алиев

Иллюстратор Ибратжон Хатамович Алиев

Иллюстратор Оббозжон Хокимович Кулдашов

Иллюстратор Султонали Мукарамович Абдурахмонов

Дизайнер обложки Ибратжон Хатамович Алиев

Дизайнер обложки Раънохон Мукарамовна Алиева

И. О. Научного руководителя Султонали Мукарамович Абдурахмонов

Экономический руководитель Фаррух Муроджонович Шарофутдинов

Экономический консультант Ботирали Рустамович Жалолов

Корректор Гульноза Мухтаровна Собирова

Корректор Абдурасул Абдусолиевич Эргашев

Корректор Екатерина Александровна Вавилова

© Ибратжон Хатамович Алиев, 2023

© Боходир Хошимович Каримов, 2023

© Оббозжон Хокимович Кулдашов, 2023

© Абдуллажон Одилжонович Комилов, 2023

© Жавохир Абдурасулович Жумаев, 2023

© Ахлиддин Мирзохидович Кучкоров, 2023

© Саиджон Бахтиёржонович Хайитов, 2023

© Мафтуна Рахматиллаевна Хайитова, 2023

© Саиджон Бахтиёрович Хайитов, 2023

© Фозилжон Орипович Обидов, 2023

© Шахло Норкозиевна Усмонова, 2023

© Ибратжон Хатамович Алиев, иллюстрации, 2023

© Оббозжон Хокимович Кулдашов, иллюстрации, 2023

© Султонали Мукарамович Абдурахмонов, иллюстрации, 2023

ISBN 978-5-0060-4677-1 (т. 5)

ISBN 978-5-0059-5898-3

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ

КОНСТРУКЦИЯ И ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА СОЗДАНИЯ ГЕЛИЕВОГО ЛАЗЕРА

УДК 621.373.8

Алиев Ибратжон Хатамович

Студент 3 курса факультета математики-информатики Ферганского государственного университета

Ферганский государственный университет, Фергана, Узбекистан

Аннотация. Изготовление большого количества устройств самого различного характера сводиться к возможности взаимодействия современной техники с самыми различными типами материалов, в том числе и тугоплавкими. По этой причине, с целью создания устройства трёхмерного принтера способного воздействовать на вольфрам, кварц и некоторые другие материалы, путём регулирования силы плавящего элемента и была разработана конструкция гелиевого ультрафиолетового лазера.

Ключевые слова: лазер, гелий, ультрафиолет, вольфрам, трёхмерных принтер, конструкция, устройство.

Annotation. The manufacture of a large number of devices of a very different nature is reduced to the possibility of interaction of modern technology with a variety of types of materials, including refractory ones. For this reason, in order to create a three-dimensional printer device capable of acting on tungsten, quartz and some other materials, by regulating the strength of the melting element, the design of a helium ultraviolet laser was developed.

Keywords: laser, helium, ultraviolet, tungsten, three-dimensional printer, design, device.

Устройство лазера представляет собой стеклянную колбу цилиндрической формы с установленным диаметром и внутренним подобным относительно радиуса делением. Толщина такой колбы выбрана специально, для решения проблемы разгерметизации конструкции. В такой колбе, во внешней части введён гелий, а также по обе стороны установлены катушки, одна из коих представляет катод прямого накала, а вторая – анод. Благодаря тому, что катод начинает нагреваться, то между ним и анодом начинает возникать плотность тока, определяемая по (1) и из которой можно вычислить от значения температуры кинетическую энергию молекул катода (2), а уже после и скорость молекул (3), откуда в свою очередь вычисляется из значения определённой плотности тока заряд (4).

Далее из, приведённых вычислений, можно определить и напряжение, то есть кинетическую энергию долетающих до анода зарядов, откуда проявляется их напряжение (5), а поскольку известно значение плотности тока в самом катоде (6), то в зависимости от соотношения этой плотности тока и плотности вылетающего заряда можно найти процент выхода зарядов из катода (7) или своего рода катодную эффективность.

После того, как заряды с установленной энергией, при заданном напряжении вылетают из катода, они начинают воздействовать на находящийся между электродами гелий, который начинает возбуждаться и переходить на следующий энергетический уровень и после спуска с него, что занимает микросекунды, начинает испускать фотоны ультрафиолетового света. Вокруг внешней части колбы находиться отражающая фольга, которая отражает все эти разнонаправленные лучи и сводит их к единой точке. К тому же зеркала или та же фольга находиться на концах сторон этой трубки, что ещё более увеличивает эффект.

Затем отражённые ультрафиолетовые лучи начинают двигаться в сторону центральной части, но эта центральная часть должна быть изготовлена из кварцевого стекла, который в отличие от обычного проводит ультрафиолет. А в центральной колбе также присутствует гелий с той же энергией возбуждения, что приводит к тому, что гелий поглощает налетевшие на него фотоны и выпускает в удвоенном количестве.

С одной стороны центральной части конструкции находиться также отражающее зеркало, а с другой – кварцевое стекло, которое и выпускает поток концентрированных ультрафиолетовых фотонов с большой энергией. Таким образов генерируя поток с энергией не менее 28—30 Вт, которую можно концентрировать в достаточно малых площадях используя для этого мощные линзы и воздействуя на необходимый объект. Для сравнения, при использовании линзы с возможностью увеличения в 5,5—6 тысяч раз и уменьшении площади пучка до 1 мкм, температура вольфрама достигает 4,5 тысяч градусов, что в разы больше температуры его плавления. Благодаря этому можно создать конструкцию подобного рода трёхмерного принтера, который с большой точностью будет воздействовать на материал, вызывая его плавление в определённой точке с точностью до микрометра и послойно вызывая формирование необходимой детали любого масштаба с достаточно большой прочностью!

Использованная литература

1. Баграмов, Р. Лазеры в стоматологии, челюстно-лицевой и реконструктивно-пластической хирургии / Р. Баграмов, М. Александров, Ю. Сергеев. – М.: Техносфера, 2010. – 608 c.

2. Бертолотти, М. История лазера. Научное издание / М. Бертолотти. – М.: Интеллект, 2015. – 336 c.

3. Богданов, А. Д. Гироскопы на лазерах / А. Д. Богданов. – М.: Воениздат, 1975. – 731 c.

4. Васильев, Г. М. Кинетические и транспортные процессы в молекулярных газовых лазерах / Г. М. Васильев, С. А. Жданок. – М.: Беларуская Навука, 2010. – 206 c.

5. Гамалея, Н. Ф. Лазеры в эксперименте и клинике / Н. Ф. Гамалея. – Л.: Медицина, 2013. – 232 c.

6. Застрогин, Ю. Ф. Контроль параметров движения с использованием лазеров. Методы и средства: моногр. / Ю. Ф. Застрогин. – Л.: Машиностроение, 1981. – 176 c.

7. Зуев, В. Е. Лазер-метеоролог / В. Е. Зуев. – М.: Гидрометеоиздат, 2001. – 180 c.

8. Индуцируемые лазером химические процессы. – М.: Мир, 1984. – 312 c.

9. Лазеро- и светолечение. Том 1. Сосудистые нарушения. Гиперпигментация. Рубцы. Кожные болезни. Эпиляция (+ DVD-ROM). – М.: Рид Элсивер, 2010. – 188 c.

10. Лазеро- и светолечение. Том 2. Омоложение кожи. Лазерная шлифовка. Лазерная терапия у пациентов с темной кожей. Лечение целлюлита (+ DVD-ROM). – М.: Рид Элсивер, 2010. – 152 c.

11. Лазеры в авиации. – М.: Воениздат, 1982. – 160 c.

12. Лазеры в эндоскопии / Н. Е. Чернеховская и др. – М.: МЕДпресс-информ, 2011. – 144 c.

13. Лазеры. – М.: Издательство иностранной литературы, 1996. – 472 c.

14. Мэйтленд, А. Введение в физику лазеров / А. Мэйтленд, М. Данн. – Москва: Мир, 1978. – 598 c.

15. Насретдинов, Алексей Вуайеризм и боевые лазеры / Алексей Насретдинов. – М.: Бослен, 2007. – 128 c.

16. Очкин, В. Н. Волноводные газовые лазеры / В. Н. Очкин. – М.: Знание, 1988. – 282 c.

ТЕХНОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ ДОЗИМЕТРА ПРИ ПОМОЩИ ARDUINO

УДК 551.521

Каримов Боходир Хошимович

Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Технологического образования» физико-технического факультета Ферганского государственного университета

Ферганский государственный университет, Фергана, Узбекистан

Аннотация. Радиация во всех её проявлениях является неотъемлемой частью всей ядерной промышленности, наряду с прочими её действиями на ускорителях заряженных частиц, а также в повседневной жизни, при учёте общей фоновой радиации, либо при поиске радиоактивных ископаемых, коих достаточно много. И при этом важно масштабирование этого процесса с использованием большего количества оборудований, однако, для достижения поставленных целей, необходимо организовывать благоприятную почву в лице более доступных дозиметров, как примера одного из типов оборудования на основе плат Arduino.

Ключевые слова: радиация, дозиметр, Arduino, определение, радиоактивный фон, определение и констатация данных измерительных приборов, измерительные приборы.

Annotation. Radiation in all its manifestations is an integral part of the entire nuclear industry, along with its other actions on charged particle accelerators, as well as in everyday life, when taking into account the general background radiation, or when searching for radioactive fossils, of which there are quite a lot. And at the same time, it is important to scale this process using more equipment, however, in order to achieve these goals, it is necessary to organize a favorable ground in the face of more affordable dosimeters, as an example of one of the types of equipment based on Arduino boards.

Keywords: radiation, dosimeter, Arduino, determination, radioactive background, determination and statement of measuring instrument data, measuring instruments.

Как известно, существует несколько типов излучения: альфа, бета и гамма, которые в природе почти всегда встречаются вместе. И можно создавать конструкции счётчиков для каждого типа излучения, по сему в настоящей модели будет рассмотрен тип дозиметра на определение бета-излучения. Для этого будет использован малый бета-счётчик Гейгера со слюдяным окном, откуда проходят все типы радиоактивного излучения. После этого, создаётся специальная печатная плата на основе Arduino Pro Mini и OLED-дисплея 128 на 32 пикселя, а также под модулем установлен аккумулятор заряда TP4056. Под самой же платой расположен повышающий модуль MT3608, для повышения напряжения от аккумулятора до 5 В. После печати платы настало время использования специальной библиотеки, типов коих было достаточно.

У одного из протестированных библиотек можно было наблюдать заторможенность в работе, у прочих невнятные показатели на малом дисплее и т.д., в результате такой выборки был определён результирующий тип библиотеки GyverOLED и GyverButton, работающие на частоте 80 кГц. Когда схема была собрана были произведены экспериментальные запуски, однако, они показали, что повышающий модуль привёл к быстрому перегоранию большого количества деталей, в том числе и самой платы Arduino, из-за чего пришлось его заменить на автогенератор со стабильным напряжением с дросселем и двумя обмотками – поверхностной на 3 витка и понижающий на 5 витков. Также для заземления применён транзистор МПМ типа 13003 или КТ815.

Рис. 1. Схема устройства дозиметра на Arduino Pro Mini

В результате схема устройства выглядела как на Рис. 1., при этом данные резистора (отмечен звёздочкой) пришлось подбирать для увеличения точности устройства, что можно было видеть при подключении к осциллографу, для малой точности достаточно использование резистора на 100 кОм. А диод (также отмеченный звёздочкой) необходим для падения входного напряжения для автотрансформатора, поскольку в зависимости от входного напряжения получается и выходящее, значение коего должно составлять повышение порядка 350—400 В.

Далее был создан корпус, подходящий под все необходимые детали на 3D-принтере с отсеками для аккумулятора, бузер или динамик, выходящий на лицевую панель, сама лицевая панель, кнопки, сама плата и прочее. Наконец, устройство было включено и протестировано.

На дисплее выходили данные о загрузки значений (слева о достижении предельной точности), само значение радиации, под ним единица измерения – мкР/ч, далее рядом режим – альфа, бета, гамма, альфа + бета, бета + гамма, альфа + гамма или альфа + бета + гамма. Также рядом был значок радиации, говорящий о прилёте заряженной частицы того или иного типа и рядом – уровень заряда аккумулятора.

Для управления организованы 2 кнопки. Нажатие первого из них приводит к выведение на дисплей значения дозы полученной радиации с момента включения дозиметра. Повторное нажатие возвращает на главный экран. Долгое нажатие первой кнопки приводит к сбросу показаний и повтору анализа, что приводит к обнулению «индикатора готовности», что был слева на главной панели. Двойное нажатие меняет единицу измерения на мкЗв/ч, также при этом показание дозы тоже будет в этих единицах.

Нижняя же кнопка при единичном нажатии показывает максимальную дозу полученной радиации. При двойном же нажатии, начинается режим ежесекундного поиска, однако, эти значения обладают малой точностью, однако, этот режим хорошо сигнализирует о наличии каких-либо источников радиации, даже с сравнительно малым излучением. Кроме того, стоит сказать, что при повышенном радиационном фоне точность может упасть, однако скорость подсчёта резко возрастает для более быстрой сигнализации для пользователя.

Тестирование устройство было также протестировано с использованием уранового стекла и профессиональными датчиками, данные коих при измерениях практически совпали и разность в значениях были не больше сотых долях мР/ч. Также были использованы некоторые прочие источники, при тестировании коих, данные вновь совпадали.

В результате, было создано устройство, позволяющее определять с достаточной для практического использования точностью уровень радиационного фона с использованием Arduino.

Использованная литература

1. Гисто-гематические барьеры и ионизирующая радиация: моногр.. – М.: Издательство Академии Наук СССР, 2013. – 216 c.

2. Диэлектрики и радиация. В 4 книгах. Книга 1. Радиационная электропроводность / Н. С. Костюков и др. – Л.: Наука, 2012. – 256 c.

3. Диэлектрики и радиация. В 4 книгах. Книга 3. Механическая и электрическая прочность и изменение структуры при облучении / Н. С. Костюков и др. – Л.: Наука, 2015. – 256 c.

4. Диэлектрики и радиация. В 8 книгах. Книга 7. Влияние трансмутантов на свойства керамических диэлектриков: моногр. / Н. С. Костюков и др. – Л.: Наука, 2015. – 280 c.

5. Егоров, А. П. Кроветворение и ионизирующая радиация: моногр. / А. П. Егоров, В. В. Бочкарев. – М.: Государственное издательство медицинской литературы, 2012. – 256 c.

6. Ли, Д. Е. Действие радиации на живые клетки / Д. Е. Ли. – М.: Государственное издательство литературы по атомной науке и технике Государственного комитета Совета Министров СССР по использованию атомной энергии, 2014. – 288 c.

7. Ливанов, М. Н. Некоторые проблемы действия ионизирующей радиации на нервную систему: моногр. / М. Н. Ливанов. – М.: Государственное издательство медицинской литературы, 2013. – 196 c.

8. Надарейшвили, К. Ш. Вопросы влияния ионизирующей радиации на сердечно-сосудистую систему / К. Ш. Надарейшвили. – М.: Мецниереба, 2011. – 300 c.

9. Николай, Дайнеко und Сергей Тимофеев Радиация и лекарственные растения / Николай Дайнеко und Сергей Тимофеев. – М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2014. – 156 c.

10. Побединский, М. Н. Методика обследования функции половых желез у женщин, работающих с источниками ионизирующей радиации / М. Н. Побединский. – М.: Государственное издательство медицинской литературы, 2014. – 28 c.

11. Смирнова, О. А. Радиация и организм млекопитающих. Модельный подход: моногр. / О. А. Смирнова. – М.: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Институт компьютерных исследований, 2010. – 224 c.

12. Тельдеши, Ю. Радиация – угроза или надежда / Ю. Тельдеши, М. Кенда. – М.: Мир, 2011. – 415 c.

13. Холл, Дж. Радиация и жизнь / Дж. Холл. – Л.: Медицина, 2014. – 256 c.

14. Шляхов, В. Исследование баланса длинноволновой радиации в тропосфере: моногр. / В. Шляхов. – М.: Гидрометеорологическое издательство, 2014. – 82 c.

15. Шубик, В. М. Жизнь с радиацией. Книга 1. Мирный атом: польза – вред: моногр. / В. М. Шубик. – М.: СИНТЕГ, 2011. – 212 c.

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

ДАТЧИК АВАРИЙНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ДЛЯ ОБЪЕКТОВ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

УДК 620.97

Кулдашов Оббозжон Хокимович

Доктор физико-математических наук, профессор Научно-исследовательского института «Физики полупроводников и микроэлектроники» при Национальном Университете Узбекистана
Научно-исследовательский институт «Физики полупроводников и микроэлектроники» при Национальном Университете Узбекистана
Комилов Абдуллажон Одилжонович
Ассистент Ферганского филиала Ташкентского Университета Информационных Технологий
Ферганский филиал Ташкентского Университета Информационных Технологий
Жумаев Жавохир Абдурасулович
Студент 2 курса напряления 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» Ташкентского филиала Московского Энергетического Института

Ташкентский филиал Московского Энергетического Института

Аннотация. За последние десятилетия в мире возрос интерес к альтернативным источникам возобновляемой в природе энергии: солнечной, геотермальной, ветровой и др. Надо отметить, что этот интерес вызван не только из-за ежегодного роста цен на традиционные виды топлива (нефть, уголь, газ) и прогнозных данных по истощению в обозримом будущем их запасов. Он вызван также необходимостью решения вопросов защиты окружающей среды от загрязнения и возможных техногенных катастроф. По этим причинам во многих странах мира ориентируются на рациональное сочетание традиционных источников энергии с возобновляемыми. При этом среди возобновляемых источников энергии глубинное тепло Земли занимает не последнее место. Достаточно назвать такие страны, как Исландия, Филиппины, Новая Зеландия, Индонезия, США, Италия и др., где имеются колоссальные тепловые ресурсы, залегающие в сравнительно неглубоких пластах земной коры.

Ключевые слова: датчики, аварийная сигнализация, геотермальная энергетика, альтернативные источники возобновляемой и природной энергии.

Annotation. Over the past decades, there has been an increased interest in alternative sources of renewable energy in nature: solar, geothermal, wind, etc. It should be noted that this interest is caused not only because of the annual increase in prices for traditional fuels (oil, coal, gas) and forecast data on the depletion of their reserves in the foreseeable future. It is also caused by the need to address issues of environmental protection from pollution and possible man-made disasters. For these reasons, many countries around the world are focused on a rational combination of traditional energy sources with renewable ones. At the same time, among renewable energy sources, the deep heat of the Earth occupies not the last place. It is enough to name countries such as Iceland, the Philippines, New Zealand, Indonesia, the USA, Italy, etc., where there are enormous thermal resources lying in relatively shallow layers of the earth’s crust.

Keywords: sensors, alarm system, geothermal energy, alternative sources of renewable and natural energy.

На сегодняшний день в Узбекистане активно развивается геотермальная энергетика. На территории Узбекистана прогнозные геотермальные ресурсы на доступных глубинах (до 5—6 км) в 4—6 раз превышают ресурсы углеводородов. Главными потребителями геотермальные ресурсы на ближайшую и отдаленную перспективу в Узбекистане, несомненно, будут теплоснабжение и, в значительно меньшей мере, выработка электроэнергии.

Однако геотермальная энергия не лишена недостатков, как известно на геотермальных скважинах выделяются опасные газы, в связи с этим контроль этих газов, актуален для освоения и поиска новых источников геотермальных вод. При использовании этих вод в оборудовании геотермальных систем наблюдаются отложения, в основном, малорастворимой соли СаСО3, в связи с этим контроль газового состава, актуален для их освоения и поиска новых источников геотермальных вод [6—7].

В зависимости от условий формирования, а также химического и газового состава геотермальные воды разделяют на углекислые, сероводородные, азотные, сероводородно-углекислые, азотно-углекислые, метановые и азотно-метановые. Геотермальные воды Ферганской долины относят к метановым.

Наличие на территории Узбекистана большого потенциала ресурсов гидротермальных месторождений с газовым фактором требует разработки новых технических и технологических решений для их эффективного использования.

Воздействие геотермальных газов, главным образом, метана, может происходить на рабочих местах во время аварийных выбросов геотермальной жидкости и работ по техническому обслуживанию в замкнутом пространстве, например, внутри трубопроводов, турбин и конденсаторов. Серьёзность риска воздействия метана может варьироваться в зависимости от местоположения объекта и свойств разрабатываемого пласта.

Если существует возможность того, что работники подвергнутся воздействию метана в опасной концентрации, следует установка систем контроля концентрации метана и аварийной сигнализации на объектах геотермальной энергетики.

В газовом составе геотермальных вод преобладает метан СН₄, СО₂, N₂ и Н₂S. Расчет коэффициентов поглощения газов, попадающих в область ИК- излучения, проводился на основе спектроскопической информации базы HITRAN—2008, длина волны при максимальном поглощении инфракрасного излучения метаном составляла 3.4 мкм [10—11].

Принцип действия датчика аварийной сигнализации для объектов геотермальной энергетики заключается в следующим: газовую камеру облучают с помощью двух инфракрасных светодиодов, излучающих две разные длины волн, одна из которых соответствует максимальному поглощению метана (F0λ1 = 3,4 мкм), а другая слабой (F0λ2 = 3,2 мкм).

Газовую камеру облучают двумя потоками излучения F0λ1 и F0λ2 на опорной и измерительной λ₂ длинах волн соответственно. Прошедшие через газовую камеру потоки излучения будут равны соответственно:

где: F0λ1 и F0λ2 – падающие на газовую камеру потоки излучения на длинах волн и соответственно.

где: F0λ1 и F0λ2 – потоки излучения после прохождения через газовую камеру на длинах волн и соответственно: с₁ – концентрация смеси газообразных веществ; L – длина оптического пути, т.е. длина газовой камеры; c₂ – концентрация определяемого газообразного вещества;

K₁ – коэффициент рассеяния смеси газообразных веществ;

K2 – коэффициент поглощения определяемого газообразного вещества.

Поток излучения изменяется по времени (t) по экспоненциальному закону:

где: A– постоянный коэффициент, соответствующий начальному значению амплитуды экспоненциального импульса, N – число импульсов от начала экспоненты до момента перемены фотоэлектрического сигнала.

В момент равенства потоков излучения и получаем, что

откуда следует, что:

где: τэ – постоянная времени экспоненты.

В датчике аварийной сигнализации для объектов геотермальной энергетики использованы, светодиоды со спектрами излучения 3.2 мкм (опорный) и светодиоды со спектрами излучения 3.4 мкм (рабочий).

На рис. 1 изображена блок-схема датчика аварийной сигнализации для объектов геотермальной энергетики, которые состоят из блока питания – 1, генератора – 2, делителя частоты – 3, одновибратора – 4, модулятора экспоненциальной функции – 5, эмиттерного повторителя – 6, электронных ключей 7 и 8, светоизлучающих диодов (9 и 10), газовой камеры – 11, фотодиода – 12, первого дифференцирующего устройства – 13, порогового устройства – 14, схемы совпадения – 15, второго дифференцирующего устройства – 16, счетчика – 17.

Датчик аварийной сигнализации для объектов геотермальной энергетики работает следующим образом:

Генератор прямоугольных импульсов – 2 вырабатывает импульсы с необходимой частотой повторения. Эти импульсы с противофазных выходов поступают на вход делителя – 3 частоты и на управляющие входы ключей – 7 и 8. Прямоугольные импульсы с выхода делителя – 3 частоты поступают на вход одновибратора – 4. Прямоугольные импульсы с необходимой длительностью с выхода одновибратора – 4 поступают на вход модулятора – 5 экспоненты, выход которого соединен через эмиттерный повторитель – 6 с входом электронного ключа – 8, где формируется дискретный экспоненциальный импульс тока, который протекает через излучающий диод 9, вызывая поток излучения по такому же закону. Противофазно заполняющим экспоненту импульсам переключается электронный ключ – 7.

На рис. 3 представлено передаточная функция датчика аварийной сигнализации для объектов геотермальной энергетики.

Протекающий через светоизлучающий диод 10 импульс тока вызывает световой поток, амплитуда которого постоянна. Прошедшие через газовую камеру – 11 потоки излучения светодиодов принимаются фотодиодом – 12. Этот сигнал подается на вход первого дифференцирующего устройства – 13, с выхода которого продифференцированный фотоэлектрический сигнал поступает на вход порогового устройства – 14.

Далее сигнал с выхода порогового устройства – 14 подается на один из входов схемы совпадения – 15. На другой вход схемы совпадений – 15 подается сигнал с выхода второго дифференцирующего устройства – 16. С момента сравнения на выходе схемы совпадений – 15 появляется ряд импульсов, которые поступают на счетный вход счетчика – 17. В начале следующей экспоненты на вход «Установка нуля» счетчик – 17 поступают прямоугольные импульсы с выхода одновибратора – 4 и счетчика – 17 подготавливается к следующему циклу.

Сравнение амплитуд опорного и измерительного потоков излучения с применением порогового устройства обеспечивает точность измерения устройства контроля геотермальных газов на основе полупроводниковых излучателей.

Литература

1. Ахмедов Г. Я. Защита геотермальных систем от карбонатных отложений. М.: Научный мир, 2012.

2. Kiseleva S. V., Kolomiets Y. G., and O. S. Popel’, «Assessment of solar energy resources in Central Asia,» Appl. Sol. Energy (English Transl. Geliotekhnika), 2015, doi: 10.3103/S0003701X15030056.

ФОТОВОЛЬТАИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ В a- КВАРЦЕ

УДК 548.1.024.5

Каримов Боходир Хошимович

Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Технологического образования» физико-технического факультета Ферганского государственного университета

Ферганский Государственный университет, Фергана, Узбекистан

Аннотация. Аномальный фотовольтаический эффект, наблюдавшийся ранее для сегнетоэлектриков Li bO3:Fe SbSJ, является частным случаем более общего ФЭ существующего в кристаллах без центра симметрии и описываемого тензорам третьего ai j k.

Ключевые слова: фотовольтаический эффект, сегнетоэлектрики, тензор, компоненты тензора.

Annotation. The anomalous photovoltaic effect observed earlier for LibO 3:Fes ferroelectrics is a special case of a more general FE existing in crystals without a center of symmetry and described by the third ai j k tensors.

Keywords: photovoltaic effect, ferroelectrics, tensor, tensor components.

Компоненты тензора aijk отличны от нуля для 20 ацентричных точечных групп симметрии. При равномерном освещении линейно поляризованным светом однородного кристалла пьезо и сегнетоэлектриков в нем возникает фотовольтаический ток. Знак и величина фотовольтаического тока зависит от ориентации вектора поляризации света с компонентами Еj и Ek*, направлением его распространения и симметрией кристалла.

В соответствии (I) и симетрией точечной группы можно написать выражение для фотовольтаического тока. Сравнение экспериментальной уголовной зависимости с (β) позволяет определять фотовольтаического тензора aajk или фотовольтаических коэффициентов

(a*– коэффициент поглощения света).

Если электроды кристалла разомкнуть, фотовольтаический ток генерирует фотонапряжение 10³—10⁵ B. величина которое может на несколько порядок превышать ширину запрещенной зоны пьезо или сегнетоэлектриков. В центросимметричных кристаллах ФЭ отсутствует.

Нами иследовались a-кварц одно из более распространенных кристаллических форм кремнезема (SiO₂). При темпратурах до 573о существует так называемый «низкотемпратурный» a-кварц. Кристаллы a-кварц принадлежат к тригонально трапецоэдрическому классу тригональной системы (точечная группа симметрии 32) и встречаются однаково часто в двух знантиоморфных формах: правые и левые кристалли. При нормальном давлении и темпратуре 573о С a – кварц превращается в гексагонально —трапецоэдрический класс гексагональной системы (точечкая группа симметрии 622).

Ось третьего порядка в – кварце являетя оптической осью кристалла. Одна из осей второго порядка являетя электрической осью и нормаль к обоим указаным осям являетя механической осью.

Симметрия структуры кварца определяет и симметрию свойств этого кристалла.

Кварц обладает спасобностью вращения плоскости поляизадив не только вдоль оптический осы, и в перпендикулярном к ней направление. Опытном путем установлено, что отношение остается постоянным для длин волн от 545 до 565 Нм и равном 0 54, т.е. врашение плоскости в напралениях перпендикулярной к оптический осы премерно в два раза меншь чем по оптической осы. Несмотря на все «популярность» кварца, как обеъкта ислодование свойства его детально до сих пор не изучены.

В настоящей работе предавствалены результаты, вляние поляризации света на

Аф эффект в природном кристала -кварца с естественней окраской.

На рис 1 предоетавлена угловая завясимость фотовольтаического тока в прородном кристала a -кварца с естественней окраской. Кристаллы освешались в примесной свектральной область (l- 300—500 нм, a2 = 2см ⁻¹) при комнатнойтемпература. Рис 1 указовает два ориентационную угловой зависимости Jx (b) при освещении в направление оси а z для при этом для a-кварца K₁₁ = (1—3). 10—13 A. см (Вт) ⁻¹.

Освещение в Z – напралении обнаруживает заметное отклонения Jx (b) от теории. Возможно это связано с разницей значениях коэффициента оптической активности кварца для Z – и У – направлений. Обращает внимение очень низкое значение фотовольтаического коэффициента К₁₁ в a- кварце. Оно характеризует примесные центры, ответственое за естественную окраску природных кристаллов и не отражает асимметрия собственных переходов. К сожалению, a- кварце примесни центры специально не иследована; это предоставляет самостоятальную задачу.

Методом компенсации измерялиеь поле

соответствующее фотонапрежение V=El, генерируемое в кварце в направлении осы х. При комнатной темпатуре были получени следущие значения:

Из за температурной зависимости проводимости кварца поле и фотонапряжение V растут с понижением температуры.

ЛИТЕРАТУРА

1. Рывкин С. М. Фотоэлектрические явления в полупроводниках Физматгиз.1963,494с.

2. Фридкин В. М. Сегнетоэлектрики-полупроводники. М.,Наука 1976.

О СПОСОБНОСТЯХ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ РОБОТИЗИРОВАННЫХ УСТРОЙСТВ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НОВЫХ ИДЕОЛОГО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ ПРИ ИХ СОЗДАНИИ

УДК 004.896

Каримов Боходир Хошимович

Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Технологического образования» физико-технического факультета Ферганского государственного университета
Кучкоров Ахлиддин Мирзохидович
Преподаватель «Технологического образования» физико-технического факультета Ферганского государственного университета

Ферганский государственный университет, Фергана, Узбекистан

Аннотация. Выполнение большого количества самой различного типа работ и операций в сегодняшний день сводиться также и к возможности его перемещение и совершения движения. Разумеется, существуют прочие типы роботов, исполняющие свои функции и в одном местоположении, однако, большое количество роботов используют именно различные способы передвижения, что описано в настоящей работе.

Ключевые слова: робот, движение, способы передвижения, оказание различного рода услуг, демонстрация, электрическая энергия.

Annotation. The performance of a large number of various types of work and operations today is also reduced to the possibility of moving it and making movement. Of course, there are other types of robots that perform their functions in the same location, however, a large number of robots use different ways of movement, which is described in this paper.

Keywords: robot, movement, methods of movement, provision of various kinds of services, demonstration, electric energy.

Само понятие «робота» было создано достаточно рано, ещё в 1920-м году чешским писателем Карелом Чапеком и его братом Йозефом для научно-фантастической пьесы мистера Чапека «Р. У. Р.», которая была поставлена в 1921 году, после чего пользовалась успехом и затем стала популярной. Такие же термины как «робототехника» или точнее «роботика» была более популяризирована со стороны известного писателя Айзека Азимова в научно-фантастическом рассказе «Лжец» 1941 года.

На сегодняшний день существует огромное количество самых различных роботов, однако, проблема совершения человекоподобного передвижения среди большинства из них на двух или более конечностях пока остаётся и поэтому самыми распространёнными среди них остаётся именно колёсные или гусеничные роботы, при этом чаще всего используются именно четырёхколёсные, но разумеется есть роботы, которые используют и большее их количество, либо меньшее, в пользу упрощения конструкции. Яркий тому пример двухколёсные роботы, использующие для своего точного удержания гироскопические системы и сохранения равновесия, с использованием динамики обратного маятника.

Более популярный в народе пример такого устройства – сегвей, которые для сравнения, был использован как транспортная платформа в разработанном НАСА роботе Робонавт. Может показаться удивительным, но существует также и одноколёсные моноцикла-подобные роботы, которые удерживают равновение, но они крайне редки. Более активно вместо их используют шароботы, которые используют уже, как видно из наименования сферы, приводимые в движение посредством нескольких систем электродвигателей с общим контролем их удержания и сохранения равновесия. Ещё одним интересным решением может выступать такой шаробот, система управления и прочие детали вместе с мозговой системой коего не выведена за пределы самого корпуса робота, но расположена именно внутри него. Популярными стали роботы, разработанные Швейцарской высшей технической школой, университетом Тохоку Гакуин и прочими.

Есть, разумеется, и типы, использующие большее количество колёс или гусеничный тип передвижения, при этом такие роботы обладают способностью передвижения в самых различных поверхностях, чаще всего неровных, что позволяет способность движения удерживающих систем колёс по различным осям. Такая конструкция ещё называется «всенаправленными колёсами».

Когда же технология использования колёс и гусениц была описана, стоит ещё и описать способ движения на конечностях или точнее, шагающие роботы, публикации о коих началась ещё в 1970-1980-х годах, хотя упоминания о таких устройствах и машинах были ещё в мифах Древней Греции, где речь шла о слугах бога Гефеста, которые он создал и дал разум, а популяризация была уже в последующих научно-фантастических романах известных писателей.

Конечно, при этом действуют многочисленные двигательные передачи и как бы удивительно не было, подобные конструкции более легки для проектировки, к тому же они могут использовать больше конечностей, как и говорилось, либо во время ходьбы использовать только руки, а при беге руки и ноги. Однако, самой масштабной проблемой, среди создания таких роботов является их плохое удержание и способность держать равновесие, подобно человеческому организму.

И хотя, исследования по этому направлению всё ещё продолжают вестись, существует огромное количество самых различных способов по решению этих проблем. Примером этих технологий является метод использования сервопривода и гидромеханического привода, ZMP-технологии и прочих. Если для роботов сама ходьба является сложной, использование для них более сложных движений, может показаться абсурдом, но на удивление, есть и только прыгающие роботы, прекрасно справляющиеся непосредственно только с этой своей функцией. И конечно, более прогрессивными являются методы по адаптивным алгоритмов поддержания равновесия, коих не только огромное количество, но во время реального тестирования, приходиться создавать может быть совершенно новые, ранее не существовавшие алгоритмы.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.