Ученые из Новосибирска продлили время работы сенсоров для поиска нефти и газа.

Оптоакустические сенсоры используются для измерения концентрации метана в атмосфере, а также применяются в медицинских исследованиях и для оценки безопасности на производствах
В Новосибирском государственном университете (НГУ) 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, рассказали в пресс-службе НГУ. Результаты 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 [проблемы стабильной работы сенсоров]. 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", - передает пресс-служба слова кандидата физико-математических наук, старшего научного сотрудника молодежной лаборатории Анастасии Бедняковой.
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.
Исследование поддержано в рамках программы "Приоритет 2030". Молодежная лаборатория технологий фотоники и машинного обучения для сенсорных систем физического факультета НГУ была создана в 2021 году в рамках национального проекта "Наука и университеты".