eng
Technologies and Technology Equipment
Tехнологии и технологическое оборудование
V. P. Biryukov
Influence of Laser Treatment Modes of Cast Iron on the Parameters of Hardening Zones and Their Tribotechnical Properties DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.198.208
The paper considers the results of metallographic and tribotechnical tests of cast iron in friction pairs with 40Kh steel. It is shown that the use of transverse oscillations of the laser beam significantly increases the processing performance, eliminates surface defects that occur when radiation is applied to the surface of cast iron samples with a defocused beam. It is established that laser thermal hardening significantly reduces the coefficients of friction and increases microhardness by 4–6 times and wear resistance of modified cast iron surfaces in 2.5–3.5 times compared to their initial state, depending on the processing modes.
Influence of Laser Treatment Modes of Cast Iron on the Parameters of Hardening Zones and Their Tribotechnical Properties DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.198.208
The paper considers the results of metallographic and tribotechnical tests of cast iron in friction pairs with 40Kh steel. It is shown that the use of transverse oscillations of the laser beam significantly increases the processing performance, eliminates surface defects that occur when radiation is applied to the surface of cast iron samples with a defocused beam. It is established that laser thermal hardening significantly reduces the coefficients of friction and increases microhardness by 4–6 times and wear resistance of modified cast iron surfaces in 2.5–3.5 times compared to their initial state, depending on the processing modes.
В. П. Бирюков
Влияние режимов лазерной обработки чугунов на параметры зон упрочнения и их триботехнические свойства DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.198.208
Представлены результаты металлографических и триботехнических испытаний чугунов в парах трения со сталью 40Х. Показано, что использование поперечных колебаний лазерного луча при обработке значительно повышает ее производительность, исключает возникновение поверхностных дефектов, возникающих при воздействии излучения расфокусированным лучом на поверхность образцов из чугунов. Установлено, что лазерное термическое упрочнение в зависимости от режимов обработки значительно снижает коэффициенты трения и повышает микротвердость в 4–6 раз и износостойкость модифицированных поверхностей чугунов в 2,5–3,5 раза по сравнению с их исходным состоянием.
Влияние режимов лазерной обработки чугунов на параметры зон упрочнения и их триботехнические свойства DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.198.208
Представлены результаты металлографических и триботехнических испытаний чугунов в парах трения со сталью 40Х. Показано, что использование поперечных колебаний лазерного луча при обработке значительно повышает ее производительность, исключает возникновение поверхностных дефектов, возникающих при воздействии излучения расфокусированным лучом на поверхность образцов из чугунов. Установлено, что лазерное термическое упрочнение в зависимости от режимов обработки значительно снижает коэффициенты трения и повышает микротвердость в 4–6 раз и износостойкость модифицированных поверхностей чугунов в 2,5–3,5 раза по сравнению с их исходным состоянием.
Теги: cast iron coefficients of friction microhardness wear resistance износостойкость коэффициенты трения микротвердость термическое упрочнение чугун
Lasers & Laser Systems
Лазеры и лазерные системы
D. O. Chukhlantsev, D. A. Shipikhin, E. S. Shishkin, V. P. Umnov
Diode Lasers and Its Use in the Robotic Systems DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.176.183
The high-power diode lasers required for many laser industrial processes have conventionally been the bulky floor devices. However, the laser manufacturers have responded to the industrial need for compact systems that take full advantage of the miniaturization inherent in the diode lasers. This makes it possible to successfully integrate the diode lasers as the service tools into the actuating systems of multipurpose industrial robots, including the mobile robots for processing the large-dimensioned items. The article presents a laser-robot produced by the ThermoLaser LLC company, designed for processing large parts for energy and transport purposes.
Diode Lasers and Its Use in the Robotic Systems DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.176.183
The high-power diode lasers required for many laser industrial processes have conventionally been the bulky floor devices. However, the laser manufacturers have responded to the industrial need for compact systems that take full advantage of the miniaturization inherent in the diode lasers. This makes it possible to successfully integrate the diode lasers as the service tools into the actuating systems of multipurpose industrial robots, including the mobile robots for processing the large-dimensioned items. The article presents a laser-robot produced by the ThermoLaser LLC company, designed for processing large parts for energy and transport purposes.
Д. О. Чухланцев, Д. А. Шипихин, Е. С. Шишкин, В. П. Умнов
Диодные лазеры и их использование в робототехнических системах DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.176.183
Диодные лазеры большой мощности, необходимые для многих лазерных производственных процессов, традиционно были громоздкими напольными устройствами. Однако производители лазеров отреагировали на потребность промышленности в компактных системах, которые в полной мере используют миниатюризацию, присущую диодным лазерам. Это позволяет успешно встраивать диодные лазеры в качестве рабочих инструментов в исполнительные системы универсальных промышленных роботов, в том числе мобильных роботов для обработки крупногабаритных объектов. В статье представлен лазер–робот производства компании «ТермоЛазер», разработанный для обработки крупных деталей энергетического и транспортного назначения.
Диодные лазеры и их использование в робототехнических системах DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.176.183
Диодные лазеры большой мощности, необходимые для многих лазерных производственных процессов, традиционно были громоздкими напольными устройствами. Однако производители лазеров отреагировали на потребность промышленности в компактных системах, которые в полной мере используют миниатюризацию, присущую диодным лазерам. Это позволяет успешно встраивать диодные лазеры в качестве рабочих инструментов в исполнительные системы универсальных промышленных роботов, в том числе мобильных роботов для обработки крупногабаритных объектов. В статье представлен лазер–робот производства компании «ТермоЛазер», разработанный для обработки крупных деталей энергетического и транспортного назначения.
Теги: beam quality diode lasers robotic systems ultrashort pulses диодные лазеры качество пучка робототехнические системы ультракороткие импульсы
P. A. Itrin, D. I. Sementsov, A. B. Petrov, M. A. Kozlyakov, V. A. Ribenek
High-frequency Ηarmonic Mode Locking in a Frequency-Shifted Fiber Ring Laser With an Acousto-Optic Modulator DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.184.194
The possible development of a soliton ring laser with the hybrid harmonic mode locking that provides the generation of a multi-GHz pulse sequence in combination with a high level of supermode noise suppression and low time jitter, is demonstrated. The mode locking is based on the effect of intracavity frequency shift. The development is based on the assumption that, under certain conditions, an acousto-optic frequency shift, supplemented by the spectral filtration, can lead to stabilization and an increase in the quality of a high-frequency pulse sequence.
High-frequency Ηarmonic Mode Locking in a Frequency-Shifted Fiber Ring Laser With an Acousto-Optic Modulator DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.184.194
The possible development of a soliton ring laser with the hybrid harmonic mode locking that provides the generation of a multi-GHz pulse sequence in combination with a high level of supermode noise suppression and low time jitter, is demonstrated. The mode locking is based on the effect of intracavity frequency shift. The development is based on the assumption that, under certain conditions, an acousto-optic frequency shift, supplemented by the spectral filtration, can lead to stabilization and an increase in the quality of a high-frequency pulse sequence.
П. А. Итрин, Д. И. Семенцов, А. Б. Петров, М. С. Козляков, В. А. Рибенек
Высокочастотная гармоническая синхронизация мод в волоконном кольцевом лазере со сдвигом частоты при помощи акустооптического модулятора DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.184.194
Продемонстрирована возможность создания солитонного кольцевого лазера с гибридной гармонической синхронизацией мод, обеспечивающего генерацию мульти-ГГц импульсной последовательности в сочетании с высоким уровнем подавления межмодового шума и малым временным джиттером. Синхронизация мод осуществлена на основе эффекта внутрирезонаторного сдвига частоты. В основе разработки лежит предположение о том, что в определенных условиях акустооптический сдвиг частоты, дополненный спектральной фильтрацией, может приводить к стабилизации и повышению качества высокочастотной импульсной последовательности.
Высокочастотная гармоническая синхронизация мод в волоконном кольцевом лазере со сдвигом частоты при помощи акустооптического модулятора DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.184.194
Продемонстрирована возможность создания солитонного кольцевого лазера с гибридной гармонической синхронизацией мод, обеспечивающего генерацию мульти-ГГц импульсной последовательности в сочетании с высоким уровнем подавления межмодового шума и малым временным джиттером. Синхронизация мод осуществлена на основе эффекта внутрирезонаторного сдвига частоты. В основе разработки лежит предположение о том, что в определенных условиях акустооптический сдвиг частоты, дополненный спектральной фильтрацией, может приводить к стабилизации и повышению качества высокочастотной импульсной последовательности.
Теги: acousto-optic modulator fiber ring laser mode locking time jitter ultrashort pulse generation акустооптический модулятор волоконный кольцевой лазер временной джиттер генерация ультракоротких импульсов синхронизация мод
Optical Devices & Systems
Оптические устройства и системы
C. M. Bechasnov, V. D. Barmasov, A. I. Popov, M. A. Zavialova
System for Endoscopic Control of Heat-eating Assemblies DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.224.230
The system is described for endoscopic control of the inner surface of the guide channels of the heat-eating assemblies of water-watering energy reactors. The main structural elements of the system are presented, including the optical scheme of the image and processing unit. This block provides an angle of viewing of a video system of at least 90°, discretion of the indications of the vertical positioning system of 1 mm and the duration of a single complete inspection of the guide channels 10 minutes.
System for Endoscopic Control of Heat-eating Assemblies DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.224.230
The system is described for endoscopic control of the inner surface of the guide channels of the heat-eating assemblies of water-watering energy reactors. The main structural elements of the system are presented, including the optical scheme of the image and processing unit. This block provides an angle of viewing of a video system of at least 90°, discretion of the indications of the vertical positioning system of 1 mm and the duration of a single complete inspection of the guide channels 10 minutes.
С. М. Бечаснов, В. Д. Бармасов, А. И. Попов, М. А. Завьялова
Система для эндоскопического контроля тепловыделяющих сборок DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.224.230
Описана система для эндоскопического контроля внутренней поверхности направляющих каналов тепловыделающих сборок водно-водяных энергетических реакторов. Представлены основные структурные элементы системы, в том числе оптическая схема блока приема и обработки изображения. Данный блок обеспечивает угол обзора видеосистемы не менее 90°, дискретность показаний системы вертикального позиционирования 1 мм и длительность однократного полного цикла осмотра направляющих каналов 10 мин.
Система для эндоскопического контроля тепловыделяющих сборок DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.224.230
Описана система для эндоскопического контроля внутренней поверхности направляющих каналов тепловыделающих сборок водно-водяных энергетических реакторов. Представлены основные структурные элементы системы, в том числе оптическая схема блока приема и обработки изображения. Данный блок обеспечивает угол обзора видеосистемы не менее 90°, дискретность показаний системы вертикального позиционирования 1 мм и длительность однократного полного цикла осмотра направляющих каналов 10 мин.
Теги: endoscopic control fuel assemblies (fa) fuel elements (fe) тепловыделяющие сборки (твс) тепловыделяющие элементы (твэл) эндоскопический контроль
Quantum Technologies
Квантовые технологии
Optical Measurements
Оптические измерения
F. G. Agayev, H. H. Asadov, G. V. Alieva
Narrow-band Signature Dual-wavelength Method for Photometric Control and Detection of Well-known Configuration Objects Against the Vegetation Background DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.232.237
The theoretical fundamentals of the proposed dual-wavelength narrow-band method of photometric control and detection of the well-known configuration target against the forest background are outlined. The target is detected by calculating its NIR- and RED- narrowband signatures using the proposed formulas at the wavelength intervals with a width of Δλ, closely adjacent to the “red edge” area in the vegetation reflection spectrum and further comparing these signatures with the relevant vegetation signatures. The proposed method provides for the availability of a priori data on the forest spectral signatures, as well as on the ratio of the forest areas and the target on the generated image.
Narrow-band Signature Dual-wavelength Method for Photometric Control and Detection of Well-known Configuration Objects Against the Vegetation Background DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.232.237
The theoretical fundamentals of the proposed dual-wavelength narrow-band method of photometric control and detection of the well-known configuration target against the forest background are outlined. The target is detected by calculating its NIR- and RED- narrowband signatures using the proposed formulas at the wavelength intervals with a width of Δλ, closely adjacent to the “red edge” area in the vegetation reflection spectrum and further comparing these signatures with the relevant vegetation signatures. The proposed method provides for the availability of a priori data on the forest spectral signatures, as well as on the ratio of the forest areas and the target on the generated image.
Ф. Г. Агаев, Х. Г. Асадов, Г. В. Алиева
Узкодиапазонный сигнатурный двухволновый метод фотометрического контроля и обнаружения объектов известной конфигурации на фоне растительности DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.232.237
Изложены теоретические основы предлагаемого двухдиапазонного узко спектрального метода фотометрического контроля и обнаружения искомых объектов известной конфигурации на фоне леса. Обнаружение искомого объекта осуществляется путем вычисление по предлагаемым формулам его NIR- и RED- узкополосных сигнатур на интервалах длин волн шириной Δλ, плотно прилегающих к зоне «красного перехода» в спектре отражения растительности и дальнейшего сравнения этих сигнатур с соответствующими сигнатурами растительности. Предлагаемый метод предусматривает наличие априорных данных о спектральных сигнатурах леса, а также об отношении площадей леса и искомого объекта в формируемом изображении.
Узкодиапазонный сигнатурный двухволновый метод фотометрического контроля и обнаружения объектов известной конфигурации на фоне растительности DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.232.237
Изложены теоретические основы предлагаемого двухдиапазонного узко спектрального метода фотометрического контроля и обнаружения искомых объектов известной конфигурации на фоне леса. Обнаружение искомого объекта осуществляется путем вычисление по предлагаемым формулам его NIR- и RED- узкополосных сигнатур на интервалах длин волн шириной Δλ, плотно прилегающих к зоне «красного перехода» в спектре отражения растительности и дальнейшего сравнения этих сигнатур с соответствующими сигнатурами растительности. Предлагаемый метод предусматривает наличие априорных данных о спектральных сигнатурах леса, а также об отношении площадей леса и искомого объекта в формируемом изображении.
Теги: detection forests narrow-band method photometric control red edge signature красный переход леса обнаружение сигнатура узкоспектральный метод фотометрический контроль
Biophotonics
Биофотоника
E. A. Sosnin, V. A. Panarin, V. S. Skakun, D. A. Sorokin, E. N. Surnina, I. A. Viktorova, L. V. Lyashcheva
The Influence of the Solar UVB Radiation Simulator on the Sowing Qualities of Seeds and the Productivity of Economically Valuable Plants DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.238.248
The article presents the results of long-term laboratory and field studies of the effect of UVB radiation on germination, growth and yield of economically valuable plants. The objects of research are cucumber, flax, carrot, wheat, buckwheat, eggplant, pine and thuja, potato tubers, apple seedlings and grape cuttings. The performed studies prove the hypothesis that it is necessary to use subdoses of UVB radiation to compensate for the lack of solar ultraviolet radiation when growing plants in greenhouses or northern latitudes of Russia. The place of the obtained results in the total volume of world research is determined. The designs of irradiators based on excilamps are described, which allow for the processing of seed material both in laboratory conditions and in the field. On the example of four-year field studies carried out on wheat, the practical applicability and prospects of the proposed treatment method in solving urgent problems of transition to a highly productive agricultural economy are proved.
The Influence of the Solar UVB Radiation Simulator on the Sowing Qualities of Seeds and the Productivity of Economically Valuable Plants DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.238.248
The article presents the results of long-term laboratory and field studies of the effect of UVB radiation on germination, growth and yield of economically valuable plants. The objects of research are cucumber, flax, carrot, wheat, buckwheat, eggplant, pine and thuja, potato tubers, apple seedlings and grape cuttings. The performed studies prove the hypothesis that it is necessary to use subdoses of UVB radiation to compensate for the lack of solar ultraviolet radiation when growing plants in greenhouses or northern latitudes of Russia. The place of the obtained results in the total volume of world research is determined. The designs of irradiators based on excilamps are described, which allow for the processing of seed material both in laboratory conditions and in the field. On the example of four-year field studies carried out on wheat, the practical applicability and prospects of the proposed treatment method in solving urgent problems of transition to a highly productive agricultural economy are proved.
Э. А. Соснин, В. А. Панарин, В. С. Скакун, Д. А. Сорокин, Е. Н. Сурнина, И. А. Викторова, Л. В. Лящева
Влияние имитатора солнечного УФБ-излучения на посевные качества семян и продуктивность хозяйственно-ценных растений DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.238.248
Представлены результаты многолетних лабораторных и полевых исследований действия УФБ-излучения на прорастание, рост и урожайность хозяйственно-ценных растений. Объекты исследований – семена огурца, льна, моркови, пшеницы, гречихи, баклажана, сосны и туи, клубни картофеля, саженцы яблони и черенки винограда. Выполненные исследования доказывают гипотезу о необходимости применения субдоз УФБ-излучения для компенсации недостатка солнечного ультрафиолетового излучения при выращивании растений в теплицах или северных широтах России. Определено место полученных результатов в общем объеме мировых исследований. Описаны конструкции облучателей на основе эксиламп, позволяющие проводить обработку посевного материала как в лабораторных условиях, так и в полевых. На примере четырехлетних полевых исследований, выполненных на пшенице, доказана практическая применимость и перспективность предложенного метода обработки при решении актуальных задач по переходу к высокопродуктивному агрохозяйству.
Влияние имитатора солнечного УФБ-излучения на посевные качества семян и продуктивность хозяйственно-ценных растений DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.238.248
Представлены результаты многолетних лабораторных и полевых исследований действия УФБ-излучения на прорастание, рост и урожайность хозяйственно-ценных растений. Объекты исследований – семена огурца, льна, моркови, пшеницы, гречихи, баклажана, сосны и туи, клубни картофеля, саженцы яблони и черенки винограда. Выполненные исследования доказывают гипотезу о необходимости применения субдоз УФБ-излучения для компенсации недостатка солнечного ультрафиолетового излучения при выращивании растений в теплицах или северных широтах России. Определено место полученных результатов в общем объеме мировых исследований. Описаны конструкции облучателей на основе эксиламп, позволяющие проводить обработку посевного материала как в лабораторных условиях, так и в полевых. На примере четырехлетних полевых исследований, выполненных на пшенице, доказана практическая применимость и перспективность предложенного метода обработки при решении актуальных задач по переходу к высокопродуктивному агрохозяйству.
Теги: biophotonics economically valuable plants excilamp growth and development hormesis solar ultraviolet uvb radiation биофотоника гормезис рост и развитие солнечный ультрафиолет уфб-излучение хозяйственно-ценные растения эксилампа
Materials & Coatings
Материалы и покрытия
D. Grishin, I. Gusev
Construction Materials to Ensure the Electromagnetic Compatibility of Radio Equipment DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.210.217
Electromagnetic shielding is a widely used method for ensuring the electromagnetic compatibility (EMC) of radio equipment. The screening efficiency and operational reliability of the equipment are largely determined by the shield design, as well as the specifications and properties of the materials used for its manufacture. The article discusses the main construction materials used for electromagnetic shielding, such as the gaskets, contact springs, fabrics, heat shrink tubes, and RF absorbers with an adhesive layer. The method for confirming the specifications of shielding materials in the EMC laboratory of TESTPRIBOR JSC is described.
Construction Materials to Ensure the Electromagnetic Compatibility of Radio Equipment DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.210.217
Electromagnetic shielding is a widely used method for ensuring the electromagnetic compatibility (EMC) of radio equipment. The screening efficiency and operational reliability of the equipment are largely determined by the shield design, as well as the specifications and properties of the materials used for its manufacture. The article discusses the main construction materials used for electromagnetic shielding, such as the gaskets, contact springs, fabrics, heat shrink tubes, and RF absorbers with an adhesive layer. The method for confirming the specifications of shielding materials in the EMC laboratory of TESTPRIBOR JSC is described.
Д. Гришин, И. Гусев
Конструкционные материалы для обеспечения электромагнитной совместимости радиоаппаратуры DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.210.217
Электромагнитное экранирование – широко распространенный метод обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) радиоаппаратуры. Эффективность экранирования и надежность функционирования аппаратуры во многом определяются конструкцией экранов, а также характеристиками и свойствами материалов, используемых для их изготовления. В статье рассмотрены основные конструкционные материалы, применяемые для электромагнитного экранирования, такие как прокладки, контактные пружины, ткани, термоусадочные трубки, поглотители ВЧ-излучения с клеевым слоем. Описана методика подтверждения характеристик экранирующих материалов в лаборатории ЭМС АО «ТЕСТПРИБОР».
Конструкционные материалы для обеспечения электромагнитной совместимости радиоаппаратуры DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2023.17.3.210.217
Электромагнитное экранирование – широко распространенный метод обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) радиоаппаратуры. Эффективность экранирования и надежность функционирования аппаратуры во многом определяются конструкцией экранов, а также характеристиками и свойствами материалов, используемых для их изготовления. В статье рассмотрены основные конструкционные материалы, применяемые для электромагнитного экранирования, такие как прокладки, контактные пружины, ткани, термоусадочные трубки, поглотители ВЧ-излучения с клеевым слоем. Описана методика подтверждения характеристик экранирующих материалов в лаборатории ЭМС АО «ТЕСТПРИБОР».