КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 23-29-10211
НазваниеРазработка системы дистанционного контроля давления в автомобильных шинах
Руководитель Васильев Сергей Анатольевич, Доктор технических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" , Чувашская Республика (Чувашия)
Конкурс №76 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс)
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-601 - Теория, методы проектирования и эффективность функционирования технических систем
Ключевые слова давление, контроль давления, вакуумное напыление, колебательный контур
Код ГРНТИ73.01.05
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
В настоящий момент основные мировые автопроизводители отказались от использования систем TPMS с использованием прямого измерения с передачей днных по радиоканалу из-за их дороговизны, необходимости использования элементов питания датчиков и не надежности (последние разработки этих систем в виде накручивающихся на нипели датчиков не нашли широкого применения из-за их слабой защищенности при случайном столкновении колеса с какими-либо предметами, приводящие к поломкам датчика и сладой антивандальной защиты). автопроизводители на настоящий момент используют более дешевую систему косвенного измерения давления в колесах с использованием сигналов с АБС. Однако такие системы имеют очень низкую точность и ряд ограничений при их использовании. Предлагаеамая реализуемая в нашем проекте система контроля и измерения давления в автомобильных колесах использует принципиально иной принцип работы, обуславливающую её существенную конкурентоспособность. Сам датчик давления имеет крайне простую конструкцию, содержащую только два элемента электроники (индуктивность и переменную емкость), не требует электрического питания и, как следствие, обладающий потенциально высокой выгодной экономической составляющей. Прием сигнала датчика и его идентификация осуществляется с помощью специального электронного блока, располагающегося внутри автомобиля и имеющий интерфейс сопряжения с информационной системой автомобиля.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1. А.В. Смирнов, А.А. Терентьев А.В. Смирнов, А.А. Терентьев. Определение толщины тонких пленок металлов по интереференционному эффекту на пленках селена. // Известия вузов. Физика/ Томский государственный университет (ТГУ)-№1-2024 журнале «Известия вузов. Физика» (год публикации - 2024)
2. А.В. Смирнов, О.П. Чернова, А.А. Терентьев Синтез и исследование электропроводимости пленок меди, полученных методом восстановления оксида меди катодным распылением в атмосфере водорода для создания пленочных электродов переменных емкостей. журнал "Наноиндустрия" (год публикации - 2024)
3. А.А. Терентьев, А.В. Смирнов Исследования возможности создания переменных емкостей на гибкой основе для систем дистанционного измерения давления журнал "Наноиндустрия" (год публикации - 2024)
Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В ходе выполнения проекта были проделаны следующие работы:
1. Разработаны дистанционные системы контроля давления в шинах автотранспортных средств.
2. Предложена новая концепция создания LC-датчика давления с передачей сигнала до 0,6 метра, что превосходит известных аналогов.
3. Разработан гибкий датчик давления системы на основе полимерных материалов.
4. Исследовано влияния различных типов добавок в межобкладочный каучуковый эластомерный материал чувствительного элемента датчика давления (переменной емкости).
5. Исследованы физико-механические, реометрические электрофизические свойства различных межобкладочных диэлектрических материалов для создания переменной емкости.
6. Синтезированы образцы гибкого переменного с широким диапазоном электрической емкости.
7. Получены экспериментальные исследования в зависимости погрешности измерения давления воздуха от температурного фактора.
Проведенные исследования показали, что разработанная система позволяет осуществлять контроль давления в шинах автотранспортных средств не менее, чем 0,1 бара, в широком диапазоне избыточного давления (от 0 до 4 бар). Сам датчик конструктивно простой и дешевый, для его работы не используются дополнительных элементов питания. Благодаря своей гибкости и малых размеров легко монтируется на внутреннюю поверхность.
Публикации
1. Смирнов А.В., Терентьев А.А., Баласанян С.А., Василеьв С.А., Кольцов Н.И. Variable electrical capacitances based on rubber elastomers with differentiation of lining materials: prospects for the development of highly sensitive pressure sensors with a wide measurement range The Beilstein Journal of Nanotechnology, The Beilstein Journal of Nanotechnology (год публикации - 2025)
2.
А.В. Смирнов, А.А. Терентьев, С.А. Васильев, Н.И. Кольцов
Determintation of the thickness of thin metal films by the interference effect on selenium films
SCIREA Journal of Physics, A.V.Smirnov, A.A. Terentyev, S.A. Vasilyev, N.I Koltcov. Determintation of the thickness of thin metal films by the interference effect on selenium films.// SCIREA Journal of Physics. Volume 9, Issue 6, December 2024 (год публикации - 2024)
doi:10.54647/physics140654
3. Смирнов А.В., Терентьев А.А., Баласанян С.А., Егоров Е.Н., Кольцов Н.И., Васильев С.А. Исследование электрических свойств эластомеров на основе бутадиен-нитрильного и бутадиен-метилстирольного каучуков с техническим углеродом для межобкладочного материала гибких переменных емкостей Сборник трудов 16-ой Международной конференции «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология», Смирнов А.В., Терентьев А.А., Баласанян С.А., Егоров Е.Н., Кольцов Н.И., Васильев С.А. Исследование электрических свойств эластомеров на основе бутадиен-нитрильного и бутадиен-метилстирольного каучуков с техническим углеродом для межобкладочного материала гибких переменных емкостей. Сборник трудов 16-ой Международной конференции «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология». С.251-252 (год публикации - 2024)
4. Васильев С.А., Дмитренко Д.Д., Таркивский В.Е., Терентьев А.А., Смирнов А.В. Разработка цифровой системы дистанционного контроля давления в шинах колесного трактора Техника и оборудование для села, Васильев С.А., Дмитренко Д.Д., Таркивский В.Е., Терентьев А.А., Смирнов А.В. Разработка цифровой системы дистанционного контроля давления в шинах колесного трактора // Техника и оборудование для села. 2025. №6 (год публикации - 2025)
5. Смирнов А.В., Терентьев А.А., Васильев С.А. Creation of variable capacities on flexible substrates for remote pressure measurement systems e-Journal of Surface Science and Nanotechnology, A.V. Smirnov, A.A. Terentyev, S.A. Vasilyev. Creation of variable capacities on flexible substrates for remote pressure measurement systems. E-Journal of Surface Science and Nanotechnology. Issue 1. (год публикации - 2025)
Возможность практического использования результатов
Результаты проекта возможно использовать в автотранспортной индустрии (как известно контроль давления в автомобильных колесах является очень актуальной задачей обеспечения безопасности при эксплуатации транспортной техники), а также смежных областях, таких, как сельское хозяйство (контролировать давление воздуха в колёсах автотракторной техники, что очень важно при проведении полевых сельскохозяйственных работ). Разработанная, в ходе реализации проекта, система дистанционного контроля давления в автомобильных колесах является новой, инновационной, выгодно отличающейся от имеющихся зарубежных аналогов — простые, дешевые и надёжные по конструкции датчики давления не требующие, как у аналогов, дополнительных источников питания, позволяющая оперативно контролировать текущее давление воздуха в колёсах.