1561-5405 10.24151/1561-5405 Proceedings of Universities. Electronics Scientifical and technical journal "Proceedings of Universities. Electronics" Научно-технический журнал «Известия высших учебных заведений. Электроника» 1561-5405 2587-9960 National Research University of Electronic Technology Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" 10.24151/1561-5405-2024-29-1-89-97XRDWEG681.586.5Микро- и наносистемная техникаDetermination of the temperature error of the optical electrolyte density sensor for batteriesОпределение температурной погрешности оптического датчика плотности электролита для аккумуляторовБорисов Александр ГригорьевичБорисовАлександр ГригорьевичBorisovAlexander G.Alexander G. BorisovИльяшева Екатерина ВладимировнаИльяшеваЕкатерина ВладимировнаIlyashevaEkaterina V.Ekaterina V. IlyashevaОсипенкова Наталья ГеннадиевнаОсипенковаНаталья ГеннадиевнаOsipenkovaNatalia G.Natalia G. OsipenkovaНациональный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1)11022026Том. 29 №18997http://ivuz-e.ru/issues/..Том 29 №1/opredelenie_temperaturnoy_pogreshnosti_opticheskogo_datchika_plotnosti_elektrolita_dlya_akkumulyator/http://ivuz-e.ru#

Monitoring the capacity and state of charge of the battery is extremely important to ensure the reliable operation of the technical system that includes the battery, and therefore there is a need for constant measurement of these parameters, both during the operation of the system and at rest. One of the methods for estimating the various characteristics of the battery directly in the process of operation is the measurement of the state of charge by the electrolyte density. In this work, an optical refractometric sensor is considered, whose operation is based on the dependence of the amount of light loss in an optical waveguide on the refractive index of the medium in which this waveguide is immersed. The optimal geometric characteristics of the waveguide were selected. It is determined that the use of the differential measurement method does not provide full compensation for the effect of temperature on the signal of the considered sensor. It has been established that sulfuric acid concentration at which the sensor temperature error is minimal, allowing its industrial use, is 31 wt. %.

Для обеспечения надежной работы технической системы, в состав которой входит аккумулятор, важно контролировать емкость и степень заряженности аккумулятора. Поэтому необходимо постоянное измерение этих параметров как в процессе работы системы, так и в состоянии покоя. Один из методов оценки различных характеристик аккумулятора непосредственно в процессе работы - измерение степени заряженности по плотности электролита. В работе рассмотрен оптический рефрактометрический датчик, работа которого основана на зависимости потерь света в оптическом волноводе от показателя преломления среды, в которую этот волновод погружен. Подобраны оптимальные геометрические характеристики волновода. Установлена концентрация раствора серной кислоты в элементе, равная 31 вес. %, при которой наблюдается минимальная температурная погрешность датчика, позволяющая использовать его в промышленности.

датчикволноводстепень заряженностиаккумулятортемпературная погрешностьsensorwaveguidestate of chargebatterytemperature error Pillot C. The worldwide battery market 2012-2025: conference paper for Batteries 2013 (Oct. 14-16, 2013, Nice, France) // Avicenne Energy [Электронный ресурс]. URL: https://www.avicenne.com/pdf/The%20worldwide%20battery%20market%202012-2025%20C%20Pillot%20BATTERIES...%20October%202013.pdf (дата обращения: 13.11.2023).May G. J., Davidson A., Monahov B. Lead batteries for utility energy storage: A review //j. Energy Storage. 2018. Vol. 15. P. 145-157. DOI: 10.1016/j.est.2017.11.008 EDN: YILFRLКулова Т. Л., Николаев И. И., Фатеев В. Н., Алиев А. Ш. Современные электрохимические системы аккумулирования энергии // Kimya Problemləri. 2018. Т. 16. № 1. С. 9-34. EDN: YTXKQGKulova T. L., Nikolaev I. I., Fateev V. N., Aliyev A. Sh. Modern electrochemical systems of energyaccumulation. Kimya Problemləri, 2018, vol. 16, no. 1, pp. 9–34. (In Russian).Degla A., Chikh M., Mzir M., Belabed Y. The state of charge estimating methods for rechargeable lead-acid batteries // 2022 19th International Multi-Conference on Systems, Signals & Devices (SSD). Sétif: IEEE, 2022. P. 496-502. DOI: 10.1109/SSD54932.2022.9955864Ютт В. Е. Электрооборудование автомобилей: учебник для студ. автомобильных специальностей вузов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Горячая линия - Телеком, 2009. 440 с. EDN: QNVPVNYutt V. E. Electrical equipment of cars, textbook for automobile specialties of universities. 4th ed.,rev. and upd. Moscow, Goryachaya liniya – Telekom Publ., 2009. 440 p. (In Russian).Юров Ю. Ю., Постников А. А., Гумелёв В. Ю. Краткая оценка методов диагностирования свинцово-кислотных аккумуляторных батарей // Современная техника и технологии. 2015. № 12 (52). С. 92-102. EDN: VHUBJBYurov Yu. Yu., Postnikov A. A., Gumelev V. Yu. A brief assessment of methods of diagnosing lead-acid batteries. Sovremennaya tekhnika i tekhnologii = Modern technics and technologies, 2015, no. 12 (52), pp. 92–102. (In Russian).A multi-point sensor based on optical fiber for the measurement of electrolyte density in lead-acid batteries / A. M. Cao-Paz, J. Marcos-Acevedo, A. del Río-Vázquez et al. // Sensors. 2010. Vol. 10. Iss. 4. P. 2587-2608. DOI: 10.3390/s100402587Рефрактометрия жидкостей с помощью световода / А. Г. Борисов, Г. В. Волкова, В. А. Ганьшин и др. // Оптический журнал. 2003. Т. 70. № 9. С. 9-13.Borisov A. G., Gan’shin V. A., Volkova G. V., Krutovertsev S. A., Sudakov D. E. Refractometry of liquids using a lightguide. J. Opt. Technol., 2003, vol. 70, iss. 9, pp. 628–632. https://doi.org/10.1364/JOT.70.000628Математическое моделирование распространения света в изогнутых цилиндрических волноводах / В. А. Анисимов, А. Г. Борисов, Г. В. Волкова и др. // Изв. вузов. Электроника. 2005. № 1. С. 35-41. EDN: HZNEKFAnisimov V. A., Borisov A. G., Volkova G. V., Kozlitin I. A., Krutovertsev S. A. Mathematical modeling of light distribution in bent cylindrical waveguides. Izv. vuzov. Elektronika = Proc. Univ. Electronics, 2005, no. 1, pp. 35–41. (In Russian).ГОСТ Р МЭК 62877-1-2019. Электролиты и вода для вентилируемых свинцово-кислотных аккумуляторов. Ч. 1: Требования к электролиту. М.: Стандартинформ, 2019. III, 8 с.GOST R MEK 62877-1–2019. Electrolytes and water for vented lead acid accumulators. Pt. 1. Requirements for electrolyte (IEC 62877-1:2016, IDT). Moscow, Standartinform Publ., 2019. iii, 8 p. (In Russian).ГОСТ 18995.1-73. Продукты химические жидкие. Методы определения плотности. М.: Изд-во стандартов, 1998. 6 с.GOST 18995.1–73. Liquid chemical products. Methods for determination of density. Moscow, Izd-vo standartov Publ., 1998. 6 p. (In Russian).