Типизация и конструктивные особенности нанодатчиков нефтяной отрасли

Показаны конструктивные особенности нанодатчиков для нефтяной отрасли: нанодатчики обычно включают в себя три основных элемента: рецепторный слой, измерительный преобразователь, а также системы усиления, обработки, передачи и отображения. Дана классификация нанодатчиков по принципу и механизму работы, согласно которой все нанодатчики делят на два больших класса: наноустройства, которые на основе про-явления существующих физических принципов и механизмов преобразуют различные по характеру и степени проявления внешние воздействия в отдельные электрические рабочие сигналы; фотометрические и химические наносенсоры, которые в большинстве случаев непосредственно взаимодействуют с молекулами веществ или с электромагнитными полями. Представлены типы нанодатчиков на основе различных материалов. Даны характерные особенности и принципы действия нанодатчиков на основе углеродных нанотрубок, полимеров, флюидов, металлов и других материалов. Сгруппированы нанодатчики, функционирующие на основе чувствительных полимеров и металлов. Первые делятся на три основные группы: устройства с чувствительными элементами, содержащими покрытие только из одного вида полимера; устройства с чувствительными элементами, содержащими покрытие из полимера одного вида с нанесением на него слоя другого материала; устройства с чувствительными элементами, содержащими покрытие из композиционного материала на основе полимеров. Вторые делятся на три основные группы: чувствительные элементы, которые располагают покрытием только из оксида металла; чувствительные элементы, которые содержат покрытие из слоя оксида металла с нанесением слоя другого материала; чувствительные элементы, которые обладают покрытием из композитного материала на основе оксида металла. Раскрыты конструкции нанодатчиков давления, температуры и химического состава исследуемых флюидов.

The constructive features of nanosensors for the oil industry are shown. Nanosensors usually include three main elements: the receptor layer, the measuring transducer, as well as the systems of amplification, processing, transmission and display. The classification of nanosensors by the principles and mechanisms of operation is given according to which all nanosensors are divided into two large classes: nanodevices, which, on the basis of manifestation of the existing physical principles and mechanisms, transform the external influences of different nature and degree of manifestation into separate electrical operating signals; photometric and chemical nanosensors, which in most cases, directly interact with the substance molecules or electromagnetic fields. Types of nanosensors based on various materials are presented. The characteristic features and principles of action of nanosensors based on carbon nanotubes, polymers, fluids, metals and other materials are introduced. Nanosensors functioning on the basis of sensitive polymers and metals are grouped. The first are divided into three main groups: devices with sensitive elements, containing a coating of only one type of polymer; devices with sensitive elements, containing a coating of a polymer of one type with a layer of another material applied onto it; devices with sensitive elements, containing a coating of a composite material based on polymers. The second are divided into three main groups: sensitive elements which have a coating of metal oxide only; sensitive elements which contain a coating of a layer of metal oxide with a layer of another material; sensitive elements which have a coating of a composite material based on a metal oxide. The structures of nanosensors of pressure, temperature and chemical composition of the studied fluids are revealed.