Методическое пособие 764

фицированной древесины для выпуска железнодорожных шпал и столбов ЛЭП с улучшенными эксплуатационными показателями».

Литература

1.Хрулев, В.М. Обработка древесины полимерами. - Улан-Уде: Бурят. кн. изд-во,

1984. - 142 с.

2.Хрулев, В.М. Химическая стойкость натуральной и модифицированной древесины

//Лесной журнал, 1988. № 2. - С.56-59.

3.Мельникова, Л.В. Технология композиционных материалов из древесины. - М.: МГУЛ, 1999. - 226 с.

4.Дмитренков, А.И., Бельчинская Л.И., Никулин С.С. Модифицирование древесины расплавом стеариновой кислоты // Лесной журнал, 1992. № 1. - С.74-78.

5.Дмитренков, А.И., Никулин С.С., Фролов Г.А. Пути улучшения свойств древесины при ее обработке в расплавах органических кислот // Научный вестник Воронежской государственной лесотехнической академии. Воронеж, 2009. Вып. 1. - С.70-75.

6.Дмитренков, А.И., Никулина Н.С., Филимонова О.Н., Никулин С.С. Исследование свойств древесины, обработанной раствором малеиновой кислоты, с использованием методов оптимизации эксперимента // Математическое моделирование, компьютерная оптимизации технологий, параметров оборудования и систем управления : межвуз. сб. науч.тр. / под ред. В.С. Петровского. - Воронеж, 2010. Вып. 15. - С.95-98.

7.Кононов, Г.Н. Химия древесины и ее основных компонентов. - М.: МГУЛ, 2002. -

259 с.

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г. Ф. Морозова»

L.I. Belchinskaya, A.I. Dmitrenkov, K.V. Zhuzhukin, L.A. Novikova

DEVELOPMENT OF ECOLOGICALLY SAFE COMPOSITIONS FOR MODIFICATION

OF WOOD

The paper considers properties of wood treated by impregnation compositions based on waste natural oils from corn and sunflower as well as silicone liquid. The proposed technology allows improving water resistance parameters of wood

Keywords: birch wood, spruce wood, impregnation, modification, water absorption, waste food oils, silicone liquid

FSBEI HE «Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov»

УДК 678

В.И. Корчагин1, Л.Н. Студеникина1, М.В. Шелкунова2, Ю.Н. Дочкина1

РАЗРАБОТКА МАТЕРИАЛА-НОСИТЕЛЯ МИКРОФЛОРЫ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

При осуществлении биологической очистки сточных вод иммобилизация микрофлоры на инертной загрузке позволяет добиться интенсификации деструкции загрязнений за счет увеличения концентрации биомассы в реакционной смеси. В данной работе в качестве материала-носителя микрофлоры описаны композиции полиэтилена, наполненного чистой и отработанной микроцеллюлозой (отходом рафинации растительных масел), при содержании наполнителя от 10 до 30 мас.%. Изучены реологические и физико-механические показатели материала, а также проведены предварительные лабораторные исследования эффективности биофильтрации на модельных сточных водах, загрязненных фенолом. Отмечено, что наличие в отработанной микроцеллюлозе влаги и летучих органических примесей способствует порообразованию (вспениванию) материала, а наличие жирных кислот способствует смягчению расплава композиции при переработке в современном высокоскоростном оборудовании

Ключевые слова: материал-носитель микрофлоры, биофильтрация, полиэтилен, микроцеллюлоза

По данным [1], в водные объекты Воронежской области ежегодно сбрасывается не-

151

достаточно очищенных сточных вод более 100 млн. м3, это приводит к поступлению в водные объекты более 40 тыс. тонн загрязняющих веществ, при этом из 52 построенных сооружений искусственной биологической очистки в 2016 году работало только 33 объекта. Среди основных причин ненадлежащей очистки сточных вод на предприятиях Воронежской области выделяют: устаревшие оборудование и технологии; несоблюдение режимов очистки; отсутствие блоков доочистки и т.д.

Одним из наиболее распространенных способов очистки сточных вод является биофильтрация, при этом иммобилизация микрофлоры (деструктора загрязнений) на инертной загрузке позволяет добиться интенсификации биологической очистки за счет увеличения концентрации биомассы в реакционной смеси [2].

Основными требованиями к современным материалам-носителям микрофлоры являются: высокоразвитая поверхность, механическая прочность, высокая иммобилизационная способность, доступность, низкая стоимость, экологичность при утилизации. К основным технологическим приемам получения материалов, способных к иммобилизации микрофлоры при биологической очистке сточных вод, относят: изменение геометрической формы и рельефа поверхности (например, гофрирование), нанесение на поверхность материала компонентов, повышающих адгезионные свойства, введение в состав материала наполнителей, способствующих иммобилизации, создание пористой структуры материала.

Целью данной работы является разработка материала-носителя микрофлоры для биологической очистки сточных вод, обладающего высокой иммобилизационной способностью и приемлемыми технологическими и эксплуатационными показателями.

Объекты исследования представляли собой полученные экструзионным методом гранулы композиционных материалов, основой которых был выбран вторичный полиэтилен (ПЭ), а наполнителем – чистая микроцеллюлоза (МЦчист) и отработанная микроцеллюлоза производства рафинированных растительных масел (МЦотр), содержание наполнителя - 10,

20, 30 мас.%.

Особенность разрабатываемого материала-носителя микрофлоры состоит в том, что он представляет собой композицию двух совершенно отличающихся друг от друга по физи- ко-химическим свойствам полимеров (полиолефина и полисахарида); наличие полиолефина позволяет сохранить прочность и долговечность материала, а также позволяет перерабатывать его по стандартной технологии экструзии и получать любые геометрические формы, а наличие полисахарида обеспечивает иммобилизационные свойства (гидрофильность, пористость, питательная среда).

Основными задачами данной работы являлись:

-изучение реологических свойств композиций для прогнозирования поведения материала при переработке,

-определение физико-механических показателей полученных материалов для оценки их поведения при эксплуатации на объектах локальной очистки сточных вод,

-предварительное изучение эффективности полученных материалов для биологической очистки сточных вод.

Реологические свойства материала исследовали на капиллярном реометре «Smart

RHEO-1000» с программным обеспечением «CeastVIEW 5.94 4D» в диапазоне скоростей сдвига 50 ÷ 250 с-1 . Прочностные показатели оценивали по ГОСТ 4650-80.

На рис.1 показаны стренги и гранулы исследуемых композиционных материалов.

Из рис. 1 видно, что введение в ПЭ микроцеллюлозы способствует вспениванию расплава композиций, при этом диаметр стренг в случае применения отработанной микроцеллюлозы отмечается до 80 % больше, чем в случае использования чистой микроцеллюлозы. Порообразование (вспенивание) материала на выходе из экструдера происходит в результате мгновенного перепада давления и структурно-механических превращений отработанной микроцеллюлозы за счет содержания в ней сорбционной влаги и летучих органических примесей. Также отмечается изменение цвета материала при повышении содержания отработан-

152

ной микроцеллюлозы в композиции, что, видимо, связано с термомеханической деструкцией полисахарида и органических примесей.

Рис. 1. Стренги и гранулы исследуемых материалов:

1 – ПЭ вторичный, 2 – ПЭ : МЦчист, 90 : 10 мас.%,

3 – ПЭ : МЦотр, 90 : 10 мас.%, 4 – ПЭ : МЦотр, 80 : 20 мас.%, 5 – ПЭ : МЦотр, 70 : 30 мас.%

В табл. 1 представлены основные физико-механические характеристики разработанных композиционных материалов.

Из представленной таблицы видно, что с увеличением содержания микроцеллюлозы в композиции снижается прочность и относительное удлинение при разрыве, однако, полученные данные позволяют рекомендовать исследуемые материалы к эксплуатации в качестве носителя микрофлоры при биологической очистке сточных вод.

На рис.2 представлены зависимости давления в капилляре от скорости продавливания расплава композиций, содержащих 10 мас.% чистой и отработанной микроцеллюлозы, при температуре 160 оС через капилляры длиной 5 и 30 мм.

На рис.3 представлены зависимости давления в капилляре от скорости продавливания расплава композиций, содержащих 10, 20, 30 мас.% отработанной микроцеллюлозы, при температуре 180 оС через капилляр длиной 30 мм.

Из рис. 2 и рис. 3 видно, что введение в полиэтилен отработанной микроцеллюлозы, в состав которой входят пластифицирующие компоненты (воска и жирные кислоты), способствует смягчению композиционного материала и реализации вязкого течения расплава при деформировании в капилляре со скоростью сдвига в диапазоне lg γ = 1,7 ÷ 2,4 (с-1), что сопоставимо со скоростями, развиваемыми в современном перерабатывающем оборудовании.

Исследуемый материал-носитель биомассы подвергали испытанию в лабораторной аэрируемой установке биофильтрации в качестве загрузки при очистке модельных сточных

153

вод от фенола (используемая микрофлора – активный ил Левобережных очистных сооружений г.Воронежа).

Рис.2. Зависимость давления в капилляре от скорости продавливания расплава композиций, со-

держащих 10 мас.% микроцеллюлозы (кривые 1,3 – МЦчист, кривые 2,4 - МЦотр), при температуре 160 оС через капилляры длиной 30 мм (кривые 1,2) и 5 мм (кривые 3,4).

Рис.3. Зависимость давления в капилляре от скорости продавливания расплава композиций, содержащих отработанную микроцеллюлозу (1 – 10 мас.%, 2 – 20 мас.%, 3 – 30 мас.%), при температуре 180 оС через капилляр длиной 30 мм.

По результатам исследования установлено увеличение эффективности очистки от фенола на 4,5 % по сравнению с традиционными загрузками (гранулы полиэтилена), что может быть связано с повышенной иммобилизационной способностью композиций, содержащих отработанную микроцеллюлозу, обусловленной пористой структурой и наличием биогенных элементов в составе отхода рафинации растительных масел [3].

Выводы:

-введение в состав полиэтилена отработанной микроцеллюлозы в количестве 10 ÷ 20 мас.% способствует порообразованию (вспениванию), что повышает иммобилизационную способность материала,

-содержание в отработанной микроцеллюлозе пластифицирующих компонентов способствует смягчению композиций и реализации вязкого течения расплава при переработке в экструзионном оборудовании,

154

-прочностные показатели полиэтилена, наполненного микроцеллюлозой до 30 мас.%, позволяют эксплуатировать материал в качестве носителя микрофлоры при биологической очистке сточных вод,

-применение разработанного материала-носителя микрофлоры в качестве загрузки биофильтра повышает эффективность очистки сточных вод.

Литература

1.Доклад о государственном надзоре за использованием природных ресурсов и состоянием окружающей среды воронежской области в 2015 г. / http://36.rpn.gov.ru

2.Яковлев, С.В. Водоотведение и очистка сточных вод [Текст] / С.В. Яковлев, Я.А. Карелин, Ю.М. Ласков, В.И. Калицун. – М.: Стройиздат, 1996. – 591 с.

3.Студеникина, Л.Н. Технологические аспекты получения полимерной композиции

для биофильтра с улучшенными иммобилизационными свойствами [Текст] / Л.Н. Студеникина, А.В. Протасов, В.И. Корчагин, М.В. Шелкунова. – Вестник ВГУИТ. – 2015, №1. – С.

150-153.

1ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» 2 Управление Росприроднадзора по Воронежской области

V.I. Korchagin1, L.N. Studenikina1, M.V. Shelkunova2, J.N. Dochkina1

DEVELOPMENT OF MATERIAL FOR THE IMMOBILIZATION OF MICROFLORA

FOR BIOLOGICAL WASTEWATER TREATMENT

In the implementation of biological wastewater treatment immobilization of microorganisms allows to intensify the degradation of pollutants due to the increase of biomass concentration in the reaction mixture. In this paper, as a material for the immobilization of microflora describes the composition of polyethylene and cellulose (the filler used also a waste of vegetable oil refining - microcellulose), when the filler content from 10 to 30 wt.%. Studied the rheological and physico-mechanical characteristics of the material, and conducted preliminary laboratory studies of the effectiveness of biofiltration for model wastewater contaminated with phenol. It is noted that the presence in the waste cellulose moisture and volatile organic impurities contributes to pore formation (foaming) material, and the presence of fatty acids helps to soften the melt of the composition during processing in a modern highspeed equipment

Key words: material for the immobilization of microflora, biofilters, polyethylene, cellulose

1Voronezh state University of engineering technologies

2Federal Service for Supervision of Natural Resource Usage

УДК 665.637.6:543.06

Ж.Ю. Кочетова, А.А. Кравченко, С.В. Верхов

ПОРТАТИВНОЕ УСТРОЙСТВО НА ОСНОВЕ ПЬЕЗОСЕНСОРА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА МОТОРНЫХ МАСЕЛ

Качество моторных масел оказывает влияние на стабильность работы автомобиля, а также на состав выхлопных газов. Предложен способ тест-определения качества моторных масел в полевых условиях с применением портативного устройства на основе пьезосенсора. В работе представлен макет измерительного устройства, выполненный на базе ООО «Сенсорика – новые технологии» (ВГУИТ); оптимизированы характеристики чувствительного элемента; показаны результаты тестирования всесезонного моторного масла марки Д4 при эксплуатации автомобиля Камаз в течение года

Ключевые слова: качество моторных масел, щелочное число, тест-определение, пьезосенсор, измерительное уст-

ройство

Отработанные моторные масла – один из основных источников загрязнения окружающей среды нефтепродуктами. Объем отработанных моторных масел в России достигает

155

более 0,5 млн т/год, причем более 70% этих отходов попадают в почву и водоемы. Загрязнение окружающей среды отработанными моторными маслами, продуктами сгорания топлив, масел зависит и от качества применяемых ГСМ. Известно, что качество моторного масла изменяет состав выхлопных газов: например, синтетическое моторное масло приводит к снижению токсичности, а минеральное к увеличению; в двухтактных двигателях смазочное масло, как правило, добавляется в топливо и, выполнив свою работу, сгорает в камере сгорания вместе с ним; при неисправном двигателе срабатывание присадок увеличивает выброс загрязняющих веществ в атмосферу [1].

Вопрос о сроках замены моторного масла для многих автовладельцев проблематичен, так как визуально оценить эксплуатационные характеристики масла сложно. Опытные водители определяют его качество по внешнему виду, запаху и цвету, характеризующему загрязненность. Другие ориентируются на рекомендованную периодичность замены, указанную на упаковке масел (от 7 до 15 тыс. км пробега для разных марок и производителей). Однако при этом невозможно учесть условия эксплуатации: количество запусков двигателя при холодной температуре, степень износа двигателя, качество топлива, состояние деталей и механизмов, условия езды, навыки вождения.

Более точно степень отработки моторного масла определяют в специализированных лабораториях по физическим (индексу кинематической вязкости, температуре вспышки и застывания) и химическим (сульфатной зольности, щелочности) показателям [2]. Разработка новых надежных, экономичных и мобильных устройств для определения качества моторных масел в полевых условиях на сегодняшний день остается актуальной задачей аналитического приборостроения.

Цель работы – создание портативного устройства на основе пьезокварцевого резонатора (ПКР) для экспресс-определения качества моторного масла в полевых условиях, позволяющего без пробоподготовки и использования химической аппаратуры и реактивов в течении двух минут принимать решение о замене моторного масла широкому кругу потребителей. Для достижения цели решались следующие задачи: обоснование выбора сенсорного элемента портативного устройства для оценки качества моторных масел; создание макета портативного устройства; оптимизация эксплуатационных характеристик измерительного устройства (интервалы рабочих температур, влажности воздуха, давления; устойчивость детектора к агрессивным средам и механическому воздействию, «время жизни» сенсора до его замены на аналогичный); разработка методики тест-определения степени отработки моторного масла; применение устройства для диагностики качества моторного масла марки «Д4» в процессе эксплуатации автомобиля Камаз в течение года; апробация разработанного макета измерительного устройства в сертифицированной лаборатории и применение его в учебных автомобильных базах МО РФ.

В качестве чувствительного элемента детектора моторных масел выбран пьезокварцевый резонатор. Основные его достоинства: высокая чувствительность (10-9÷10-12 г/см2); низкое ресурсо- и энергопотребление; низкий температурный коэффициент; устойчивость к вибрации, радиации и агрессивным средам; миниатюрность.

Принцип действия ПКР основан на превращении аналитического сигнала, возникающего в результате взаимодействия легколетучих компонентов анализируемой пробы с реагентами на поверхности электродов резонатора, в физический сигнал (изменение частоты колебаний резонатора F, Гц). Электроды ПКР модифицируют сорбентами различной природы, которые обеспечивают чувствительность, устойчивость, «время жизни» сенсора и точность результатов определения [3].

Определяющим степень отработки масла критерием выбрано щелочное число (индекс TBN) – эксплуатационный показатель моющих свойств масел. Общее щелочное число выражается через количество гидроксида калия (мг), эквивалентное всем щелочным компонентам, находящимся в 1 г масла [4]. Щелочность масел определяется титрованием с цветным индикатором или потенциометрическим титрованием соляной кислоты раствором масла в

156

органических растворителях. Чем больше щелочное число, тем больше количество кислот, образовавшихся при окислении масла и сгорании топлива, может быть переведено в нейтральные соединения.

Образующиеся карбоновые кислоты и альдегиды вызывают коррозионный износ деталей двигателя и усиливают процессы образования отложений. При работе масла в двигателе щелочное число снижается, нейтрализующие присадки срабатываются. Снижение TBN имеет допустимые пределы, по достижению которых, масло считается утратившим работоспособность. При уменьшении щелочности на 50% масло рекомендуется заменять. Таким образом, содержание газов-маркеров (карбоновых кислот, альдегидов) над моторными маслами является надежным показателем степени его обработки [5].

Основные эксплуатационные характеристики портативного измерительного устройства на основе пьезосенсора (пределы обнаружения, селективность, скорость регенерации, точность, стабильность, длительность работы без замены чувствительного элемента и др.) обеспечивает природа покрытия электродов резонатора. Для выбора оптимального покрытия было протестировано более 20 стандартных газохроматографических фаз, чувствительных к кислотам и альдегидам [6]. Из них методом многокритериального анализа выбран Родамин- 6-Ж, характеризующийся наибольшей из изученных сорбентов чувствительностью к летучим кислотам и альдегидам моторных масел; высокой устойчивостью к парам масел («время жизни» сенсора 2500-2800 циклов «сорбция-десорбция»); низкой погрешностью измерений

(sr 0,02).

Пьезорезонатор с покрытием электродов (пьезосенсор) закрепляют в держателе измерительного устройства (рис. 1). В закрытый корпус анализатора газа включены: генератор возбуждения колебаний пьезосенсора, частотомер, блоки обработки, хранения и отображения информации, блок сигнализации, аккумулятор. Съемная открытая ячейка детектирования анализатора выполнена из инертного материала, герметично крепится к корпусу анализатора. Модифицированный родамином-6Ж пьезокварцевый резонатор закрепляют в крышке устройства, фиксируют его базовую частоту колебаний без нагрузки сенсора парами моторного масла ( F0, Гц). Специальным шприцем отбирают из прогретого двигателя автомобиля пробу моторного масла (объемом 0,5–1 см3) и помещают в съемную ячейку детектирования таким образом, чтобы сенсор оставался в газовой фазе и не касался жидкого масла. Ячейку детектирования с анализируемой пробой герметично закрепляют в крышке детектора и одновременно включают регистрацию аналитического сигнала.

В результате самопроизвольной диффузии легколетучих карбоновых кислот и альдегидов моторного масла в околосенсорное пространство и их сорбции на пленкемодификаторе ПКР частота колебаний сенсора уменьшается. Скорость уменьшения частоты колебаний сенсора ( F/ , Гц/c) пропорциональна увеличению концентрации кислот и альдегидов в газовой фазе моторного масла. При превышении максимально допустимого значения F/ , установленного ранее для образца нового моторного масла в идентичных условиях, на корпусе детектора загорается сигнальный индикатор-диод, что свидетельствует об отработке масла.

157

ведена в сертифицированной лаборатории ФГБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии № 97 ФМБА России», г. Воронеж. Арбитражным методом оценки щелочного числа моторного масла служил метод потенциометрического титрования соляной кислоты раствором масла в органических растворителях (ГОСТ ISO 3771-2013). Параллельные определения степени отработки моторных масел различных марок предложенным способом и по стандартной методике показали высокую сходимость результатов (96±2 %). При этом предложенный способ имеет следующие преимущества: экспрессность (не требуются стадии пробоподготовки, расчетов результатов анализа и принятия решения; продолжительность анализа, включая отбор пробы, не превышает 5 минут); мобильность, возможность использования «на месте» (миниатюрный анализатор работает от аккумуляторов, его масса составляет 250 г); экономичность (не требует дорогостоящих комплектующих элементов, дополнительных блоков и реактивов; пьезокварцевый резонатор без изменения рабочих характеристик пленочного покрытия Р6Ж возможно использовать для 2800 измерений, после чего чувствительный элемент легко заменяется на аналогичный); простота проведения анализа моторных масел и обслуживания детектора позволяет использовать его широкому кругу лиц.

В настоящее время флэш-детекторы применяются для экспресс-оценки степени отработки моторных масел в учебных автомобильных базах МО РФ в г. Сызрань и пос. Сокол.

Литетраура

1.Чудиновских, А.Л. Экологические проблемы топлив и масел [Текст] / А.Л. Чудиновских, А.Н. Первушин, В.Л. Лашхи // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. – 2013. - №1. – С. 49 – 51.

2.Чудиновских, А.Л. Комплекс методов лабораторной оценки моторных масел – как оперативный способ определения качества [Текст] / А.Л Чудиновских [и др.] // Журн. автомобильных инженеров. – 2012. – № 5 (76). – C. 26–32.

3.Малов, В.В. Пьезорезонансные датчики [Текст] / В.В. Малов. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 272 с.

4.Джексон, Р. Г. Новейшие датчики [Текст] / Р.Г. Джексон. – М.: Техносфера, 2007. –

384 с.

5.Курамшин, Э.М. Термоокислительная стабильность топлив [Текст] / Э.М. Курамшин. – М.: Энергопромиздат, 2001. – 232 с.

6.Король, А.Н. Неподвижная фаза в газожидкостной хроматографии [Текст] / А.Н. Король. – Киев: Наукова думка, 1969. – 147 с.

Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)

Zh.Yu. Kochetova, A.A. Kravchenko, S.V. Verkhov

THE PORTABLE DEVICE ON THE BASE OF PIEZOSENSOR

FOR DETERMINING THE QUALITY OF MOTOR OILS

The quality of motor oils has an impact on the stability of the car, as well as the composition of the exhaust ha-call. The proposed method of test determining the quality of motor oils in field conditions using a portable device based on piezosensor. The paper presents the layout of the measuring device, made on the basis of "Sensing – new technologies" (UGUID); optimized the characteristics of the sensing element; shows the test results of multigrade engine oil brand D4 in the operation of KAMAZ vehicles during the year

Key words: engine lubricant qualitybase number, test definition, piezosensor, measuring device

Аir force «N.E. Zhukovsky and Y.A. Gagarin Air Force Academy», Voronezh

159

УДК 504.064:543

Т.А. Кучменко1, О.В. Тимошинов2, Ж.Ю. Кочетова2, А.В. Чалый2

КОНТРОЛЬ УТЕЧЕК КЕРОСИНА НА СТАНЦИЯХ ПЕРЕКАЧКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПЬЕЗОСЕНСОРОВ

Разработан миниатюрный экономичный датчик для непрерывного контроля утечек топлива на станциях перекачки. Принцип действия датчика основан на методе пьезокварцевого микровзвешивания. Электроды пьезокварцевых резонаторов модифицированы чувствительным и устойчивым к парам нефтепродуктов покрытием на основе углеродных нанотрубок. Благодаря конструкции ячейки детектирования, использованию двух одинаковых пьезосенсоров параллельно, предложенному алгоритму считывания аналитических сигналов удалось снизить вероятность ложноположительных срабатываний датчика

Ключевые слова: утечки топлива, станция перекачки топлива, пьезосенсор, течеискатель

Всовременных условиях и складывающейся военно-политической обстановке в Вооруженных Силах Российской Федерации меняются подходы к подготовке и проверке вооружения и военной специальной техники, в том числе актуален вопрос о разработке отечественных измерительных устройств, повышающих качество и безопасность обслуживания и использования техники. Широкое применение существующих измерительных устройств для непрерывного мониторинга состояния станций перекачки топлива ограничено во многом их высокой стоимостью, громоздкостью, зависимостью результатов мониторинга от погодных условий, типов детектируемых топлив, вибраций, радиационного загрязнения, сложностью проведения измерений, интерпретации результатов анализа и обслуживания устройств.

Внастоящее время на станциях перекачки топлива (керосин, бензин, дизельное топливо) в основном осуществляется периодический контроль утечек, проводимый персоналом визуально. Для учета топлива также применяются уровнемеры, тип и функции которых зависят от физических и химических свойств контролируемой среды. Например, уровнемеры, предназначенные для учета светлых нефтепродуктов, выполняют функции измерителя объема в цистернах хранения, температуры, плотности, вычисления объема и массы, определения наличия подтоварной воды, автоматизируют учет топлива. Наиболее популярными на современном топливном рынке являются уровнемеры марок «Струна», «УЛМ», «Вега», «Siemens», «Титан», «Игла» и др. [1].

Для обнаружения горючих компонентов авиационного топлива применяют термокаталитические детекторы газа, инфракрасные оптические датчики и трассовые газоанализаторы. Так как некоторые добавки в авиационном топливе (противообледенительные, антикоррозийные, антистатические) могут приводить к отравлению термокаталитических сенсоров, то их применение в данной сфере обеспечения безопасности не является оптимальным, несмотря на высокую чувствительность и малое время отклика пеллисторных датчиков. Кроме того, пеллисторные датчики могут быть калиброваны только целевым газом (нонаном), калибровка газом-заменителем не допускается. Трассовые газоанализаторы с открытым измерительным трактом имеют некоторые ограничения к применению – существуют зоны, в которых нельзя устанавливать трассовые детекторы, например, около взлетно-посадочной полосы. Разработка надежных, экономичных, работающих в непрерывном режиме, быстродействующих и мобильных течеискателей остается приоритетной задачей контроля разливов топлива, так как непрерывный контроль утечек топлива на станциях перекачки позволит предотвратить развитие чрезвычайных ситуаций в результате аварий или халатности персонала при перекачке и хранении топлива [2, 3].

Цель исследований – разработка датчика непрерывного контроля утечек топлива для оперативного установления факта и места утечки. В ходе выполнения работы решались следующие задачи: на базе ООО «Сенсорика – новые технологии» (ВГУИТ) оптимизированы свойства пьезосенсора на пары топлива; сконструирован макет датчика; оптимизирован алгоритм считывания и преобразования аналитического сигнала пьезосенсоров.

160