Дистанционная идентификация жидкости в закрытой диэлектрической емкости в миллиметровом диапазоне длин волн. 3. Угловое сканирование

Автор(и)

  • Андрей Валериевич Павлюченко Государственный научно-исследовательский центр "Айсберг", Ukraine https://orcid.org/0000-0003-4328-8385
  • Павел Павлович Лошицкий Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Ukraine https://orcid.org/0000-0003-2349-0092
  • А. И. Шеленговский Государственный научно-исследовательский центр "Айсберг", Ukraine
  • В. В. Бабенко Государственный научно-исследовательский центр "Айсберг", Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347019010035

Ключові слова:

микроволновые диапазоны, радиометрия, радиояркостная температура, продукты нефтепереработки, водно-спиртовые растворы, дистанционная идентификация

Анотація

Использование радиометрических и квазиоптических принципов позволило получать дистанционные тепловые портреты (ТП) исследуемых жидкостей в закрытой диэлектрической таре на расстоянии от нескольких сантиметров до нескольких метров. Впервые использовано микроволновое угловое поляризационное радиометрическое сканирование, позволяющее дистанционно получать аутентичные ТП жидкостей, близких по своим физико-химическим свойствам. Экспериментально показано, что объекты, имеющие при линейном сканировании практически не различимые ТП (водно-спиртовые растворы, дизельные топлива), при использовании углового сканирования обнаруживают признаки, которые позволяют легко их идентифицировать, а также различать диэлектрические емкости, в которые помещены эти жидкости. Метод углового радиометрического сканирования позволил в одном цикле измерений получать компоненты прошедшей, поглощенной и отраженной волн для аутентификации жидкостей по тепловым портретам. Используемая широкополосная шумовая электромагнитная волна, формируемая источником подсветки, является переносчиком информации о жидкости и таре. Использование углового сканирования позволило сократить время получения полезной информации до 14 с, или в 4 раза по сравнению с линейным сканированием. Представлены результаты исследования опасных жидкостей на примере горючих жидкостей: продуктов нефтепереработки (растворителей, дизельных топлив) и водно-спиртовых растворов в таре со значениями диэлектрической проницаемости ε = 2–16. Экспериментально показано, что микроволновый радиометрический ТП несет информацию о количестве молекул со слабой водородной связью в водно-спиртовых растворах. Предложенный метод дистанционной идентификации жидкостей в закрытой диэлектрической таре является безопасным и экологически чистым, т.к. необходимый уровень подсвечивающего шумового излучения не превышает 20 дБ/kТ0.

Посилання

Павлюченко, А. В.; Лошицкий, П. П.; Шеленговский, А. И.; Бабенко, В. В. “Дистанционная идентификация жидкости в закрытой диэлектрической емкости в миллиметровом диапазоне длин волн. 1. Принципиальная возможность,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 60, № 10, с. 547–558, 2017. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347017100016.

Павлюченко, А. В.; Лошицкий, П. П.; Шеленговский, А. И.; Бабенко, В. В. “Дистанционная идентификация жидкости в закрытой диэлектрической емкости в миллиметровом диапазоне длин волн. 2. Линейное сканирование,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 61, № 4, с. 157–167, 2018. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347018040039.

Salmon, Neil A. “Outdoor passive millimeter-wave imaging: Phenomenology and scene simulation,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 66, No. 2, p. 897–908, Feb 2018. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2017.2781742.

Lee, Jeffrey S.; Cleaver, Gerald B. “The cosmic microwave background radiation power spectrum as a random bit generator for symmetric- and asymmetric-key cryptography,” Heliyon, Vol. 3, No. 10, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2017.e00422.

Owda, Amani Y.; Salmon, Neil; Rezgui, Nacer-Ddine. “Electromagnetic signatures of human skin in the millimeter wave band 80-100 GHz,” PIER B, Vol. 80, p. 79–99, 2018. DOI: http://doi.org/10.2528/PIERB17120403.

Samavi, S.; Shirani, S.; Karimi, N. “Real-time processing and compression of DNA microarray images,” IEEE Trans. Image Processing, Vol. 15, No. 3, p. 754–766, Mar 2006. DOI: https://doi.org/10.1109/TIP.2005.860618.

Divin, Y.; Lyatti, M.; Poppe, U.; Urban, K. “Identification of liquids by high-Tc Josephson THz detectors,” Phys. Procedia, Vol. 36, p. 29–34, 2012. DOI: https://doi.org/10.1016/j.phpro.2012.06.125.

Alimenti, Federico; Roselli, Luca; Bonafoni, Stefania. “Microwave radiometers for fire detection in trains: Theory and feasibility study,” Sensors, Vol. 16, No. 6, p. 906, 2016. DOI: https://doi.org/10.3390/s16060906.

Физпрактикум. “Цилиндрическая линза,” Наука и жизнь, № 12, С. 24, 1994.

Москалев, В. А.; Нагибина, И. М.; Полушкина, Н. А.; Рудин, В. Л. Прикладная физическая оптика. Учеб. пособие под общ. ред. В. А. Москалева. СПб.: Политехника, 1995. 528 с. ISBN 5-7325-0010-3.

Зелкин, Е. Г.; Петрова, Р. А. Линзовые антенны. М.: Сов. Радио, 1974. 280 с.

Виноградов, А. В.; Ораевский, А. Н. “Волны шепчущей галереи,” Соросовский образовательный журнал, Т. 7, № 2, с. 96–102, 2001. URI: http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/1176.html.

Стрэтт, Дж. (лорд Рэлей). Теория звука. Т. 2. М.: Гостехиздат, 1955. 476 с.

Пацаева, С. В. “Подлинная жизнь водно-спиртовых растворов,” Химия и жизнь, № 5, С. 41–43, 2010.

Харвей, А. Ф. Техника сверхвысоких частот. Т. 1. Пер с англ. под ред. В. И. Сушкевича. М.: Сов. Радио, 1965.

Leffler, W. L. Petroleum Refining for the Non-Technical Person, 2nd ed. Penn Well Pub. Co, 1985. 230 p.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-01-23

Як цитувати

Павлюченко, А. В., Лошицкий, П. П., Шеленговский, А. И., & Бабенко, В. В. (2019). Дистанционная идентификация жидкости в закрытой диэлектрической емкости в миллиметровом диапазоне длин волн. 3. Угловое сканирование. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 62(1), 16–29. https://doi.org/10.20535/S0021347019010035

Номер

Том 62 № 1 (2019)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.