Лаборатория океанотехники

Номер
6/1
Название отдела
Технические средства исследования океана
История

Лаборатория океанотехники создана в 2006 г. приказом директора Института Акуличевым В.А. на базе лаборатории инструментальных методов в океанологии, существовавшей в Институте с 1989 г. В свою очередь, лаборатории инструментальных методов в океанологии ранее входила в состав Отдела геохимии и экологии океана, возглавляемого доктором геолого-минералогических наук, профессором Аникеевым В.В.

Заведующим лабораторией инструментальных методов в океанологии в период 1989-2006 гг. был к.ф.-м.н. Варлатый Е.П. Заведующим лабораторией океанотехники с 2006 г. является к.т.н., доцент Тагильцев А.А.

anikeev.jpg

Д.г.-м.н., профессор Аникеев Владимир Васильевич

(с 1974 по 1993 гг. – старший научный сотрудник, заведующий лабораторией, заведующий отделом, заместитель директора Института по науке).

Методы исследований
  • Изучение и анализ источников научно-технической и патентной информации по вопросам разработки и применения новых и перспективных технических средств в океанологии, акустике и гидрофизике.
  • Моделирование работы схем и узлов радиоэлектронных устройств.
  • Разработка, макетирование и изготовление рабочих образцов акустических и гидрофизических датчиков и приемоизлучающих систем.
  • Лабораторные, стендовые и натурные экспериментальные исследования разрабатываемых устройств и оборудования.
  • Разработка методик и технологий выполнения акустических и гидрофизических измерений в лабораторных и натурных условиях эксперимента.
Оборудование

В лаборатории разработаны и находятся в эксплуатации:

  • средства регистрации температурных полей на шельфе (цифровые термогирлянды, термоградиентометр);
  • средства исследования поля температуры ледяного покрова на акваториях (терморама, многоканальный измеритель температуры для кернов льда);
  • акустические датчики и приемные системы (гидрофоны, виброакселерометры, векторные и комбинированные приемники, цифровой гидрофон, цифровые акустические регистраторы);
  • адаптированные к задачам гидроакустических измерений, акустической томографии и дальнометрии комплекты аппаратуры и гидроакустические излучатели.
Участие в программах
  • XXXIV сессии Российского акустического общества. М.: ГЕОС (2022 г.).
  • Всероссийский симпозиум «Физика геосфер». Владивосток (2020 г.).
  • Fluxes and structures in fluids 19 международная конференция (2018 г.).
  • XIV Всероссийская конференция «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики» (2018 г.)
Участие в проектах

Участие сотрудников лаборатории Картавенко В.А., Голова А.А., Лебедева М.С. в выполнении контрактов между ТОИ ДВО РАН и Институтом Науки и Технологий г. Кванджу (Республика Корея, GIST) на базе «Российско-Корейского центра морских и информационных технологий» (MT-IT Center) в рамках которых совершенствовались новые методы акустического мониторинга гидрологических параметров мелководных морских акваторий (2011-2015 гг.).

Участие сотрудника лаборатории Черанева М.Ю. в выполнении Гранта РФФИ №16-05-00083 А (2016-2018 гг.).

Участие сотрудников лаборатории Тагильцева А.А., Лебедева М.С, Черанева М.Ю., Гончарова Р.А. в аванпроекте «Исследование возможности создания технологий высокоточной подводной навигации и связи большой дальности»
шифр «Бора» (2016 г.), и проекте «Разработка технологий высокоточного позиционирования подводных объектов на большой дальности» шифр «Бриз» (2019-2021 гг.) по заказу Фонда перспективных исследований.

Важнейшие результаты
  • Разработана технология и создано оборудование для исследования поля температуры ледяного покрова и температурных полей на морском шельфе.
  • Разработаны гидроакустические датчики, векторные и комбинированные приемники и цифровые акустические регистраторы для исследований в областях гидроакустической томографии, навигации и связи.
  • Разработаны акустические датчики, средства и методы неинвазивного исследования дыхательной системы человека.
  • Разработаны и адаптированы к задачам акустической томографии и дальнометрии комплекты аппаратуры и гидроакустические излучатели.
lab61_diplom.jpg

 

Патенты и технологии
lab61_1.jpg

 

lab61_2.jpg

lab61_3.jpg

Многоканальное устройство для измерения температуры льда:

lab61_3.jpg

lab61_4.jpg

 

lab61_5.jpg

Прибор предназначен для долговременных температурных измерения как непосредственно в ледовой толще, путем «вмораживания» щупов в лед, так и для измерения температуры в подготовленном, извлечённом ледовом керне

Прибор оснащен 10 цифровыми датчиками фирмы Dallas Semiconductor DS18B20 (рис. 1). Измерения температуры выполняются с программируемым интервалом времени и инструментальной погрешностью 0,1ºС. Использование тонкого кабеля с продольной герметизацией и внешней оболочкой из полиуретана, полиуретановых смесей для защиты от морской воды подключаемых датчиков, а также применение морозостойких элементов электропитания, позволило эксплуатировать устройство при значительных отрицательных температурах воздуха и воды [1,2].

lab61_6.jpg

Структурная схема многоканального устройства для измерения температуры льда: 1 – измерительная часть, 2 – регистрирующая часть, 3 – термодатчики, 4 – микроконтроллер, 5 – память, 6 – часы реального времени, 7 – драйвер цифровой линии, 8 – радиомодуль, 9 – блок питания, 10 – последовательный порт компьютера, 11 – приемопередатчик радиоканала.

lab61_7.jpg

 

 

Основные публикации
  1. Безответных В.В., Буренин А.В., Войтенко Е.А., Моргунов Ю.Н., Тагильцев А.А. Мобильный измерительный комплекс для исследований в области акустической навигации удаленных подводных аппаратов // Приборы и техника эксперимента. 2011. № 6. С. 89-94.
  2. Безответных В.В., Буренин А.В., Моргунов Ю.Н., Тагильцев А.А. Аппаратно-программный измерительный комплекс для исследований в области акустической навигации // Акустический журнал. 2011. Т. 57. № 6. С. 804-808.
  3. А.А. Голов, А.А. Азаров, М.С. Лебедев, Ю.Н. Моргунов. Методы акустической томографии в задачах подводной навигации // Подводные исследования и робототехника. 2012. № 1. С. 52-56
  4. Половинка Ю.А., Азаров А.А., Лебедев М.С. Метод и программа для мониторинга параметров водной среды в мелководных акваториях по данным акустического зондирования // Подводные исследования и робототехника. 2012. № 1. С. 57-67.
  5. Акуличев В.А., Моргунов Ю.Н., Голов А.А., Азаров А.А., Лебедев М.С. Экспериментальная апробация метода повышения точности систем позиционирования подводных объектов // ДАН. 2013. Т. 449, № 6. С. 1-4.
  6. Лебедев М.С. Методика и программа для исследования динамики морских вод в мелководных акваториях по данным акустического зондирования // Вестник ДВО. 2013. № 6. С. 231-236.
  7. Моргунов Ю.Н., Безответных В.В., Войтенко Е.А., Лебедев М.С. Измерительный комплекс для исследования и мониторинга изменчивости морской среды в заливах, бухтах и морских гаванях. // Подводные исследования и робототехника. 2014. Т. 17, № 1. С. 68-73.
  8. Моргунов Ю.Н., Безответных В.В., Голов А.А., Лебедев М.С., Kiseon Kim, Ju-Sam Park. Экспериментальная апробация аппаратно-программного комплекса для дистанционного измерения скорости течений и температур в мелководных акваториях // Акустический журнал. 2014. Т. 60, № 6. С. 623-632.
  9. Моргунов Ю.Н., Голов А.А., Лебедев М.С. Исследование влияние вариаций поля температур на точность измерения дистанций до подводных объектов // Акустический журнал. 2014. Т. 60, № 1. С. 56-64.
  10. Акуличев В.А., Голов А.А., Моргунов Ю.Н., Безответных В.В., Лебедев М.С., Кисеон Ким, ДжуСам Пак. Экспериментальные исследования возможности дистанционного измерения скорости и направления течения в мелководной акватории в Корейском проливе // Доклады Академии наук. 2014. Т. 457. № 3. С. 343-346.
  11. Strobykin D., Burenin A., Voitenko E., Lebedev M. Study of flow field acoustic monitoring by the reciprocal sound transmission method in very shallow water conditions // Proceedings of Meetings on Acoustics. 2015. 5. C. 070015.
  12. Morgunov Y.N., Bezotvetnykh V.V., Lebedev M.S., Golov A.A., Kiseon K. Real-time remote current velocity and direction estimation by means of hydroacoustic reciprocal sound transmission method // Proceedings of Meetings on Acoustics. 2015. 5. С. 070022.
  13. Тагильцев А.А., Черанев М.Ю. Средства непрерывного и дистанционного мониторинга профиля температуры и уровня воды в озере // В кн.: Трансграничное озеро Ханка: причины повышения уровня воды и экологические угрозы. Россия, Владивосток: Дальнаука, 2016, 280 с. С. 119-122.
  14. Черанев М.Ю., Тагильцев А.А., Гон­чаров Р.А. Томографический комплекс для исследования динамических процессов в шельфовой зоне моря // В кн.: Трансграничное озеро Ханка: причины повышения уровня воды и экологические угрозы. Россия, Владивосток: Дальнаука, 2016, 280 с. С. 123-126.
  15. Glazova A.Y., Korenbaum V.I., Kostiv A.E., Kabancova O.I., Tagiltsev A.A., Shin S.N. Measurement and estimation of human forced expiratory noise parameters using a microphone with a stethoscope head and a lapel microphone // Physiological Measurement. 2018. Т. 39, 6. С. 065006.
  16. Тагильцев А.А., Черанев М.Ю., Гончаров Р.А., Швецов Г.П. Средства исследования поля температуры ледяного покрова в акваториях залива Петра Великого// Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. 2018. № 1 (197). С. 142-148.
  17. Акуличев В.А., Безответных В.В., Буренин А.В., Войтенко Е.А., Голов А.А., Моргунов Ю.Н., Стробыкин Д.С., Тагильцев А.А. Особенности формирования интерференционной структуры скалярно-векторных звуковых полей на шельфе японского моря // ДАН. 2018. Т. 480, № 5. С. 601-604.
  18. Моргунов Ю.Н., Безответных В.В., Буренин А.В., Войтенко Е.А., Голов А.А., Стробыкин Д.С., Тагильцев А.А. Автономная комбинированная приемная акустическая система на основе трехкомпонентного векторного приемника и гидрофона // Приборы и техника эксперимента. 2019. № 3. С. 116-119.
  19. Тагильцев А.А., Безответных В.В., Моргунов Ю.Н., Стробыкин Д.С. Экспериментальное тестирование распределенной вертикальной автономной приемной системы // Подводные исследования и робототехника. 2019. № 2 (28). С. 47-53.
  20. Буренин А.В., Войтенко Е.А., Голов А.А., Лебедев М.С., Моргунов Ю.Н. Исследование зависимости импульсных характеристик волноводов от параметров излучаемых фазоманипулированных сигналов при дальнем распространении в Японском море // Подводные исследования и робототехника. 2020. № 3 (33). С. 58-62.
  21. Буренин А.В., Войтенко Е.А., Лебедев М.С., Моргунов Ю.Н., Тагильцев А.А. Исследование особенностей формирования импульсных откликов в подводных звуковых каналах при дальнем распространении широкополосных сигналов // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2021. Т. 14, № 3. С. 65-70.
  22. Акуличев В.А., Буренин А.В., Войтенко Е.А., Лебедев М.С., Моргунов Ю.Н., Тагильцев А.А. Особенности формирования импульсных характеристик волноводов при дальнем распространении акустических сигналов в подводных звуковых каналах // ДАН. Науки о Земле. 2021. Т. 498, № 2. С. 171-174.
  23. Моргунов Ю.Н., Безответных В.В., Голов А.А., Буренин А.В., Лебедев М.С., Петров П.С. Экспериментальное исследование импульсной характеристики волновода Японского моря с использованием псевдослучайных последовательностей в приложении к навигации удаленных объектов // Акустический журнал. 2021. Т. 67, № 3. С. 291-297.
  24. Буренин А.В., Шкрамада С.С., Моргунов Ю.Н. Особенности формирования эффекта акустического «оползня» для дальнего распространения звука из шельфа в глубокое море // Подводные исследования и робототехника. 2022. № 1 (39). С. 51-57.
Состав лаборатории
  • Тагильцев Александр Анатольевич – заведующий лабораторией, к.т.н., доцент
  • Лебедев Михаил Сергеевич – научный сотрудник, к.т.н.
  • Черанев Михаил Юрьевич – ведущий инженер
  • Швецов Геннадий Павлович – ведущий инженер-электроник
  • Гончаров Рудольф Альбертович – ведущий инженер-электроник
  • Шкрамада Сергей Сергеевич – старший инженер, аспирант
Направления исследований
  • Формирование тематики и проведение фундаментальных исследований в области технических средств освоения океана, постановка прикладных задач, создание для их решения новых методов, способов и технических средств.
  • Разработка методов, инструментальных средств и технологий исследования гидрофизических параметров морской среды.
  • Разработка микропроцессорных устройств автоматизации измерений на автономном океанологическом оборудовании.
  • Разработка, макетирование и тестирование информационно-измерительных систем.
  • Выполнение и обеспечение экспериментальных исследований и береговых экспедиций средствами измерений. Экспериментальные исследования в области низкочастотного акустического зондирования среды.
  • Разработка методик и обеспечение выполнения гидроакустических измерений, в том числе в натурных условиях.
  • Разработка, изготовление и апробация нестандартного оборудования для проведения экспериментальных исследований.
Сотрудники