Numele proiectului: Platforma Modulara Aeriana pentru Monitorizare Atmosferica Inteligenta

<< English version

Acronim: MAPIAM

Director de proiect: Marius DUMITRU

Coordonator: National Institute for Lasers, Plasma, and Radiation Physics (INFLPR)
Parteneri: Academia Fortelor Aeriene "Henri Coanda" - Brasov

Autoritatea contractanta: Unitatea Executiva pentru Finantarea Invatamantului Superior, a Cercetarii, Dezvoltarii si Inovarii (UEFISCDI)

Rezumatul proiectului:

Proiectul intitulat "Platforma Modulara Aeriana pentru Monitorizare Atmosferica Inteligenta", acronim MAPIAM, are ca scop demonstrarea unei platforme aeriene mobile pentru detectarea si monitorizarea de gaze combustibile. Aceasta platforma propune o combinatie sinergetica intre robotii aerieni si senzorii de gaze combustibile bazati pe nanostructuri din oxizi metalici semiconductori. Utilizand avantajele nanotehnologiei, precum si pe cele oferite de platformele aeriene robotizate, arhitectura MAPIAM permite utilizarea platformei pentru aplicaţii de supraveghere si control necesare in activitati precum: pierderi de combustibil survenite pe magistralele de transport carburanţi; detectarea de deversări accidentale sau voite de catre agenţi industriali sau casnici, controlul poluanţilor in transporturile rutiere, navale, feroviare etc.
Cele doua echipe, coordonatorul de proiect si partenerul, vor lucra in paralel pentru dezvoltarea celor doua sisteme principale din componenta MAPIAM (Senzorii de gaz din nanoparticule pe baza de SnO2 si vectorii aerieni). In ultima etapa, senzorii de gaze combustibile dezvoltati si testati in laborator vor fi atasati robotilor aerieni. Ansamblul rezultat va fi testat in conditii de laborator specifice pentru ajustarea parametrilor partilor componente astfel incat platforma sa functioneze ca un tot unitar, demonstrand fezabilitatea MAPIAM.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Etapa II: Integrarea celor doua sisteme principale dezvoltate in paralel, testarea si ajustarea parametrilor astfel incat MAPIAM sa functioneze conform criteriilor stabilite in Etapa I.

Termen: 30 Iunie 2018

Obiectivele etapei II:
- Testarea senzorilor de gaze in conditii de laborator
- Testarea vectorilor aerieni in conditii de laborator si zboruri de test in exterior
- Echiparea aripii zburatoare cu senzorii de gaze obtinuti in Etapa I
- Testarea platformei MAPIAM in conditii de laborator.
- Diseminare rezultate

Buget 2018: 166.699,00 lei

Testarea senzorului de gaze obtinut prin MAPLE in conditii de laborator

Raspuns senzor la 100 ppm metan in aer sintetic

 

Raspuns senzor la 1 ppm metan in aer sintetic

 

Montaj experimental senzor

>> Film1 : Testarea montajului experimental in conditii de laborator <<

>> Film2: Zbor in conditii meteo normale <<

Drona tip avion

Dirijabil cu heliu

Diseminare rezultate etapa II:

Articole cotate ISI:
- Hanging colloidal drop: A new photonic crystal synthesis route; Ion Sandu, Marius Dumitru, Claudiu Teodor Fleaca, Florian Dumitrache; Photonics and Nanostructures - Fundamentals and Applications; Volume 29, May 2018, Pages 42-48

Cereri de brevete depuse:
- Diapozitiv de largare a sistemelor aeriene robotizate din heliostat
- Procedeu de obtinere a senzorilor de gaze combustibile cu ajutorul ablatiei laser pulsata asistata de o matrice
- Sistem robotic aerian pentru detectarea gazelor combustibile

Participari la conferinte:
- SnO2 thin films deposited by MAPLE; M. Dumitru, L.N.Dumitrescu, S. Brajnicov, M. Dinescu; 2018 E-MRS Spring Meeting
- Alternative Solutions to Stimulate Aviation Student’s Creativity in Academic Research, Cioaca C., Pop S, INTED2018, Valencia, 5-7 Martie 2018;
- Flight performances analysis of UAV MFD Nimbus, Prisacariu V, Siminonescu L, AFASES 2018, Brașov, 22-25 Mai 2018;
- Considerations regarding open-source systems and equipment for UAV’s, Prisacariu V, Cîrciu I., Luchian A., SeaConf 2018, Constanța, Romania;
- Analysis performances of UAV airships, Prisacariu V., Cioacă C., Boșcoianu M., SeaConf 2018, Constanța, Romania.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Etapa I: Etapa de documentare si pregatire pentru stabilirea preliminara a MAPIAM, dezvoltare in paralel a celor doua sisteme principale din cadrul MAPIAM, vectorii aerieni si senzorii de gaze combustibile

Termen: 31 Decembrie 2017

Obiectivele etapei I:
-    Stabilirea arhitecturii MAPIAM,
-    dezvoltare senzori de gaze combustibile
-    dezvoltare vectori aerieni

Buget 2017: 433.301,00 lei
 

Solutia propusa pentru arhitectura MAPIAM vine sub forma unui suport aerian format din aerostat cu vector aerian ambarcat si nacela pentru echiparea cu senzori.
Dezvoltarea senzorilor de gaze combustibile are loc in doua etape:
- Obtinerea nanomaterialelor necesare pentru structurile cu proprietati senzoriale.
- Obtinerea de structuri active prin tehnici laser.

Obtinerea nanomaterialelor a fost realizata cu ajutorul pirolizei laser. In functie de parametrii folositi, au fost obtinute nanoparticule cu diferite proprietati, oferindu-ne astfel posibilitatea evaluarii acestor proprietati pentru imbunatatirea caracterisiticilor senzorilor finali.

 

Imagine HREM cu structura cristalina interna a catorva nanoparticule obtinute in laborator

si identificarea planelor cristaline prin evaluarea distantei interplanare

 

Difractograme de raze X din setul de probe ce evalueaza influenta puterii laser incidente asupra

structurii cristaline a nanomaterialelor obtinute
 

Experimentele de depunere a filmelor subtiri au fost realizate cu ajutorul tehnicii Matrix Assisted Pulsed Laser Evaporation (MAPLE). Schema principiala pentru sistemul folosit este prezentata in figura urmatoare:
 

Sistemul de depunere MAPLE
 

Teste preliminare privind raspunsul senzorilor de gaze obtinuti prin MAPLE

Vectorul aerian tip aripă gonflabilă selectat pentru proiectul MAPIAM,

configurația aerodinamică și datele tehnice.
 

Testarea vectorului aerian aripă fixă

Data: 12 noiembrie 2017
Zona: localitatea Arin, jud. Brașov
Date meteorologice:
- temperatura 140C
- viteza vant 3m/s
- umiditate relativă 85%
- plafon nori 3000m
Durata traiect zbor: 30 min
 

Explicarea traiectului de zbor
 

Diseminare rezultate etapa I:

Prezentari conferinte:
- Tin Oxide Thin Films Deposited by MAPLE for Sensing Applications; IONS Balvanyos 2017 Conference, 25-28 July 2017
- Tin Oxide Nanoparticles Deposited by MAPLE for Conductometric Gas Sensors; Nanotech Middle East 2017 Conference and Exhibition; 04 Dec - 06 Dec 2017 | Dubai - United Arab Emirates