The object of research, development or design (in Russian) : Когерентные и насыщаемые флуктуационные сигналы лазерного газового сенсора, а также процессы их формирования, передачи и анализа в газовых средах различной концентрации.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Лазерлік газ сенсорының когерентті және қанығатын флуктуациялық сигналдары, сондай-ақ әр түрлі концентрациядағы газ орталарында олардың түзілу, берілу және талдану үдерістері.

Aim of work (in Russian) : Целью настоящего проекта является создание новой теоретической модели определения вида газа и его концентрации насыщения до отключения производства по сигналу лазерного излучения. Проведение физических экспериментов, создание образцов сенсора с цифровой технологией IoT для рекомендации в производство.

Aim of work (in Kazakh) : Бұл жобаның мақсаты лазерлік сәулелену сигналы бойынша өндіріс өшірілгенге дейін газ түрін және оның қанығу концентрациясын анықтаудың жаңа теориялық моделін құру болып табылады. Физикалық эксперименттер жүргізу, өндіріске ұсыныс жасау үшін IoT сандық технологиясымен сенсор үлгілерін жасау.

Методы исследования (на русском) : Методы проекта основаны на Фурье-анализе уравнения Эйнштейна–Смолуховского и определении лоренцевского спектра сенсорного сигнала. Спектр приводится к форме fₗ(2C/C*), что позволяет связать его с концентрацией газа и режимами когерентности и насыщения. Степень упорядоченности сигнала оценивается через условную информацию, а критическая концентрация C* вычисляется из квантово-статистических соотношений. Эти методы обеспечивают точное определение типа газа и перехода между тепловым и когерентным режимами.

Методы исследования (на казахском) : Жоба әдістері Эйнштейн–Смолуховский теңдеуін Фурье-талдау арқылы шешуге және сенсор сигналының Лоренц спектрін анықтауға негізделген. Спектр fₗ(2C/C*) түріне келтіріліп, газ концентрациясы мен когеренттік-қанығу режимдерімен байланысы көрсетіледі. Сигналдың тәртіптілік деңгейі шартты ақпараттық өлшем арқылы бағаланады, ал C* мәні кванттық-статистикалық формуламен есептеледі. Бұл тәсіл газ түрін және режим ауысуын дәл анықтауға мүмкіндік береді.

Obtained results and novelty (in Russian) : В ходе работ получена аналитическая формула спектра мощности Лоренца, выражающая его зависимость от частоты и полуширины спектра, что позволило строго описать флуктуационные характеристики выходного сигнала лазерного сенсора. На основе преобразования спектра в нормированную форму f(С/С*)* впервые установлена связь лоренцевского распределения с отношением концентрации газа к её критическому значению, соответствующему равенству энергии фотона и тепловой энергии колебательного кванта. Получены графики диссипационной функции для режимов С < С* (когерентный режим) и С ≥ С* (режим насыщения), отражающие переход между тепловым и когерентным состояниями газовой среды для различных типов молекулярной симметрии. Научная новизна состоит в том, что лоренцевский спектр впервые интерпретирован через нормированную концентрацию газа и связан с физическими режимами работы сенсора, что обеспечивает новый подход к определению предельной концентрации и характеру сигнала лазерного сенсора.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жұмыс нәтижесінде Лоренц қуат спектрінің жиілікке және спектрдің жартылай еніне тәуелділігін сипаттайтын аналитикалық формула алынды, бұл лазерлік сенсордың шығыс сигналының флуктуациялық қасиеттерін нақты сипаттауға мүмкіндік берді. Спектрді f(С/С*)* түріндегі нормаланған формаға түрлендіру негізінде фотон энергиясы мен тербеліс квантының жылулық энергиясы теңесетін критикалық концентрацияға қатысты газ концентрациясының әсері алғаш рет анықталды. С < С* (когеренттік режим) және С ≥ С* (қанығу режимі) жағдайларына арналған диссипациялық функция графиктері алынып, газ ортасының жылулық және когеренттік күйлері арасындағы ауысу молекулалық симметриясы әртүрлі газдар үшін көрсетілді. Ғылыми жаңалық ретінде Лоренц спектрінің алғаш рет нормаланған концентрация арқылы интерпретациялануы және сенсор режимдерінің физикалық критерийлерімен байланыстырылуы табылады, бұл газдың шекті концентрациясын және сенсор сигналының сипатын жаңа әдіспен анықтауға мүмкіндік береді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Конструктивные показатели: компактный лазерный сенсор с цифровой обработкой сигналов, измерение когерентности и насыщения газа, прототип с полупроводниковым фотодиодом, поддержка беспроводной передачи данных через IoT. Технико-экономические показатели: сниженные вычислительные ресурсы и стоимость за счет отказа от дорогих спектроанализаторов, высокая точность и чувствительность, возможность серийного производства малогабаритных сенсоров.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Конструктивтік көрсеткіштер: сигналдарды цифрлық өңдейтін ықшам лазерлік сенсор, газдың когеренттік және қанығу режимдерін өлшеу, жартылай өткізгіш фотодиодты прототип, IoT арқылы сымсыз деректерді беру. Техникалық-экономикалық көрсеткіштер: қымбат спектроанализаторларды қолданбау арқылы төмендетілген есептеу ресурстары мен құны, жоғары дәлдік пен сезімталдық, шағын сенсорларды сериялы өндіруге мүмкіндік.

Level of implementation (in Russian) : Научные статьи, патенты РК.

Level of implementation (in Kazakh) : Ғылыми мақалалар, ҚР патенттері

Efficiency (in Russian) : Проект обеспечивает высокую точность и надёжность определения концентрации и режима газа (когерентность/насыщение), снижает стоимость и размеры сенсора за счёт цифровой обработки сигналов и отказа от дорогих спектроанализаторов, позволяет серийно производить малогабаритные сенсоры с низким энергопотреблением для промышленного мониторинга.

Efficiency (in Kazakh) : Жоба газдың концентрациясы мен режимін (когеренттік/қанығу) дәл және сенімді анықтауға мүмкіндік береді, сигналдарды цифрлық өңдеу мен қымбат спектроанализаторларды қолданбау арқылы сенсордың құнын және өлшемін төмендетеді, өнеркәсіптік бақылау үшін шағын, энергияны аз тұтынатын сенсорларды сериялы өндіруге мүмкіндік береді.

Field of application (in Russian) : Лазерные сенсоры и методы анализа флуктуационных сигналов применимы для промышленного мониторинга газовых сред, контроля концентрации опасных газов, предупреждения аварийных ситуаций (взрывы, пожары, отравления), а также для научных исследований физических процессов в газовых системах.

Field of application (in Kazakh) : Лазерлік сенсорлар мен флуктуациялық сигналдарды талдау әдістері өнеркәсіптік газ ортасын бақылауда, қауіпті газ концентрациясын анықтауда, апаттық жағдайларды (жарылыстар, өрттер, уланулар) алдын алуда және газ жүйелеріндегі физикалық процестерді ғылыми зерттеулерде қолданылады.