Лазерный мир

Сотрудники ИрГТУ предлагают контролировать качество воды с помощью лазера в режиме реального времени. Этот инновационный метод позволит более эффективно проводить подготовку бутилированной воды

Директор физико-математического института ИрГТУ Николай Иванов рассказал, что сначала ученые исследовали возможность контроля степени изношенности авиационных двигателей по наличию частиц износа в моторном масле. Традиционные спектральные методы основаны на отборе проб и в последующем лабораторном анализе с большими затратами времени. Между тем, часто бывает, что узел самолета выходит из строя, и необходимо отследить наличие частиц износа в маслах в режиме реального времени. Сотрудники ИрГТУ создали специальную установку для наблюдения частиц износа в моторных маслах. Затем было решено использовать эту методику для исследования воды, так как в ней также могут присутствовать взвешенные частицы и их наличие характеризует качество очистки.

«В ИрГТУ в отделе лазерной физики и нанотехнологий уже проведены эксперименты на воде по расчету концентрацию частиц механических примесей. Если мы посмотрим на воду в микроскоп, то ничего не увидим, так как механические частицы находятся в броуновском движении и их контраст очень мал. Поэтому была использована лазерная подсветка с формированием лазерного луча с помощью цилиндрических линз. Подсветка частиц происходит в очень узком канале, и мы можем наблюдать их с помощью микроскопа, а также регистрировать специальной видиосистемой. Затем с помощью специальной программы сотрудники отдела делают выборки кадров и определяют концентрацию частиц в воде», — пояснил Н. Иванов.

По его информации, подготовка бутилированной воды в настоящее время происходит при помощи фильтров, озона и ультрафиолетового облучения. Однако контроль в режиме реального времени отсутствует. Если произошел технологический сбой, вышли из строя фильтры, то об этом станет известно через несколько дней, так как нужно ждать результатов анализа пробы воды в лаборатории. За это время несколько тысяч литров неочищенной воды может попасть на прилавки магазинов.

«Мы предлагаем предприятиям, выпускающим бутилированную воду, внедрить нашу лазерную систему на этапе контроля качества воды в режиме реального времени. При этом, если будет наблюдаться большая концентрации взвешенных частиц, можно оперативно менять фильтры или проводить другие работы. Кроме того, мы намерены разработать всю систему водоподготовки, которая бы включала комплексный контроль качества воды, отслеживая уровень концентрации не только механических частиц, но и степень бактериального загрязнения. Для этого предлагаем использовать вместо лабораторных биохимических методов ультрафиолетовый лазер, который может определить уровень наличия органических веществ в воде по люминесценции органической составляющей. Сама по себе вода не дает свечения, этому способствуют органические вещества, присутствующие в ней. По уровню сигнала свечения при лазерном ультрафиолетовом возбуждении можно сказать, есть ли в воде органические остатки, нефтепродукты», — рассказал Н. Иванов.

Ученый продемонстрировал снимки наблюдаемых в воде механических частиц. В отфильтрованной бутилированной воде эти частички встречаются значительно реже и представляют собой небольшие вкрапления. Между тем, на кадрах воды из-под крана механические примеси являются крупными, имеют различную конфигурацию. Таким образом, можно буквально глазом отслеживать чистоту воды. В ближайшее время ученые ИрГТУ намерены доработать комплексную систему контроля качества воды и запатентовать ее.

Источник: http://www.istu.edu/news/14639/