Козлов Александр Геннадьевич

1. Стационарное и нестационарное распределение температуры в теплофизических микросенсорах эффективно определяется путем разделения двухмерной термически изолированной структуры микросенсора на ряд зон в зависимости от состава слоев и условий тепловыделения, замены каждой зоны эквивалентной зоной с однородными параметрами, нахождения условий теплообмена каждой зоны с окружающей средой и соседними зонами и определения распределения температуры в каждой зоне методом разделения переменных, при этом плотности тепловых потоков между соседними зонами представляются как суммы соответствующих ортогональных функций с неизвестными весовыми коэффициентами, значения которых находятся из граничных условий сопряжения между всеми соседними зонами.
2. Определение стационарного распределения температуры в структуре терморезистивного тонкопленочного сенсора типа «меандр» осуществляется путем использования конструктивных особенностей сенсора (трансляционная симметрия единичной области, состоящей из полоски меандра и примыкающей к ней свободных участков подложки; значительное различие в толщине подложки и резистивного слоя сенсора), введением теплогенерирующей границы между окружающей средой и подложкой на участке подложки, занятом резистивным слоем, и нахождением распределения температуры в единичной области с учетом изменения сопротивления резистивного слоя от температуры.
3. Стационарное распределение температуры в тепловом микроакселерометре с инерционной массой может быть определено путем выделения в его структуре активной области, которая содержит термически изолированную структуру и два воздушных промежутка над и под структурой, где происходит основное изменение температуры от максимального значения до температуры окружающей среды, введением теплогенерирующей границы между воздушной средой и термически изолированной структурой на участке, занятом нагревателем, и нахождением распределения температуры в активной области с учетом изменения сопротивления нагревателя от его температуры.
4. Стационарное распределение температуры в теплофизических микросенсорах с термически изолированными структурами, работающими при высоких температурах, определяется с использованием итерационного процесса, на каждом шаге которого значения параметров материалов пленочных слоев и условий охлаждения в каждой зоне термически изолированной структуры находятся в зависимости от текущей средневзвешенной температуры в зоне.
5. Оптимизация конструкции тепловых приемников излучения с термическими изолированными структурами консольного и мостового типов реализуется методом множителей Ла-гранжа с использованием двухзонной модели для определения распределения температуры в структуре приемника и с учетом параметров всех слоев, из которых сформированы элементы приемника излучения, при этом в качестве целевой функции при оптимизации используется удельная вольт-ваттная чувствительность; в качестве ограничения - уравнение для тепловой постоянной времени; в качестве независимых переменных - длина зоны, занятой поглощающим слоем, и длина зоны, занятой термоэлектрическим преобразователем.
6. Распределение высокочастотного тока в структуре пленочного микроэлектронного электротеплового преобразователя, обусловленное шунтирующим действием батареи термопар, определяется периодичностью изменения погонного сопротивления батареи термопар, погонной емкости и погонной взаимной индуктивности между нагревателем и батареей термопар.
7. Оптимизации конструкции и режима питания термокаталитических газовых сенсоров реализуется на основе алгоритма, использующего уравнения теплового баланса элементов сенсора, включающие температурные зависимости характеристик этих элементов и характеристики мостовой схемы включения сенсора, при этом в качестве целевой функции при оптимизации используется отношение чувствительности сенсора к напряжению питания мостовой схемы его включения; в качестве ограничения - уравнение теплового баланса для элемента сенсора в газовой среде без горючего газа; в качестве независимых переменных - диаметр элемента сенсора и напряжение питания мостовой схемы его включения.

1.Kozlov, A. G. Optimization of thin-film thermoelectric radiation sensor with comb thermoelectric transducer / A. G. Kozlov // Sensors and Actuators A. Physical. – 1999. – Vol. 75. – P. 139–150.

2.Козлов, А. Г. Распределение высокочастотного тока в пленочном термоэлектрическом преобразователе типа "гребенка" с раздельным расположением нагревателя и батареи термопар / А. Г. Козлов // Радиотехника и электроника. – 2000. – Т. 45. – №9. – C. 1129–1138.

3.Kozlov, A. G. Optimization of thin-film thermoelectric radiation sensor with separate disposition of absorbing layer and comb thermoelectric transducer / A. G. Kozlov // Sensors and Actuators A. Physical. – 2000. – Vol. 84. – P. 259–269.

4.Kozlov, A. G. Optimization of structure and power supply conditions of catalytic gas sensor / A. G. Kozlov // Sensors and Actuators B. Chemical. – 2002. – Vol. 82. – P. 24–33.

5.Kozlov, A. G. Analytical modelling of steady-state temperature distribution in thermal mi-crosensors using Fourier method. Part 1. Theory / A. G. Kozlov // Sensors and Actuators A. Physical. – 2002. – Vol. 101. – P. 283–298.

6.Kozlov, A. G. Analytical modelling of steady-state temperature distribution in thermal mi-crosensors using Fourier method. Part 2. Practical application / A. G. Kozlov // Sensors and Actuators A. Physical. – 2002. – Vol. 101. – P. 299–310.

7.Козлов, А. Г. Моделирование стационарного распределения температуры в газовых микросенсорах на термически изолированных структурах / А. Г. Козлов // Микросистемная техника. – 2004. – № 2. – C. 8–13.

8.Козлов, А. Г. Аналитическое моделирование стационарного распределения температуры в двумерных структурах с произвольными прямоугольными границами / А. Г. Козлов // Инженерная физика. – 2004. – № 3. – С. 11–19.

9.Kozlov, A. G. High-frequency current distribution in thin-film comb thermal converter / A. G. Kozlov // Sensors and Actuators A. Physical. – 2005. – Vol. 121. – P. 352–363.

10.Козлов, А. Г. Моделирование распределения температуры в структуре теплового микроакселерометра с инерционной массой / А. Г. Козлов // Нано- и микросистемная техника. – 2005. – № 6. – C. 22–33.

11.Козлов, А. Г. Замена граничных условий при решении двумерных задач стационарной теплопроводности методом разделения переменных / А. Г. Козлов // Инженерная физика, 2005. – № 3. – С. 2–7.

12.Козлов, А. Г. Моделирование нестационарного режима работы микроэлектронного теплового приемника излучения консольного типа / А. Г. Козлов // Нано- и микросистемная техника. – 2005. – № 12. – C. 16–25.

13.Kozlov, A. G. Analytical modelling of temperature distribution in resistive thin-film thermal sensors / A. G. Kozlov // International Journal of Thermal Sciences. – 2006. – Vol. 45. – Р. 41–50.

14.Козлов, А. Г. Сравнительный анализ метрологических характеристик различных типов газовых датчиков на твердых электролитах / А. Г. Козлов, А. Н. Удод // Датчики и системы. – 2006. – № 1. – С. 55–62.

15.Козлов, А. Г. Тепловые микросенсоры: Классификация. Основные типы / А. Г. Козлов // Нано- и микросистемная техника. – 2006. – № 4. – С. 2–13.

16.Козлов, А. Г. Влияние особенностей конструкции и питающего напряжения на погрешность термокаталитических датчиков / А. Г. Козлов, А. А. Щербакова // Датчики и системы. – 2006. – № 10 – С. 9–13.

17.Козлов, А. Г. Высокотемпературные протонпроводящие твердые электролиты для газовых сенсоров / А. Г. Козлов, А. Н. Удод // Перспективные материалы. – 2007. – № 1. – С. 35–45.

18.Козлов, А. Г. Тепловые микросенсоры: Конструктивные особенности / А. Г. Козлов // Нано- и микросистемная техника. – 2008. – № 1. – С. 16–27.

19.Kozlov, A. G. Frequency response model for thermal radiation microsensors / A. G. Koz-lov // Measurement Science and Technology. – 2009. – Vol. 20. – 045204 (11 p).

20.Козлов, А. Г. Математическое моделирование распределения температуры в тепловых микросенсорах / А. Г. Козлов // Проблемы разработки перспективных микро- и нано-электронных систем – 2010. Сборник трудов. – М.: ИППМ РАН, 2010. – С. 76–79.

21.Kozlov, A. G. Frequency response model for thermal converter / A. G. Kozlov // Proceedings of the 2010 IEEE Region 8 International Conference on Computational Technologies in Electrical and Electronics Engineering, SIBIRCON 2010. – Irkutsk/Listvyanka, Russia. – Vol. I. – P. 561–566.

22.Kozlov, A. G. Analytical modeling of transient processes in thermal microsensors / A. G. Kozlov, D. Randjelović, Z. Djurić // Proceedings of the 12th International Conference on Thermal, Mechanical and Multi-Physics Simulation and Experiments in Microelectronics and Micro-Systems, "EuroSimE 2011". – Linz, Austria. – 2011. – P. 493–499.

23.Kozlov, A. G. Modelling of Temperature Distribution in Thermal Microsensors on Sandwich Thermally Isolated Structures / A. G. Kozlov, D. Randjelović // Proceedings of the 13th International Conference on Thermal, Mechanical and Multi-Physics Simulation and Experiments in Microelectronics and Micro-Systems, "EuroSimE 2012". – Cascais, Portugal. – 2012. – P. 433–437.

24.Козлов, А. Г. Моделирование нестационарных режимов работы теплофизических микросенсоров / А. Г. Козлов // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлек-тронных систем – 2012. Сборник трудов. – М.: ИППМ РАН, 2012. – С. 662–667.

25.Kozlov, A. G. Account of the package features in modelling of thermal microsensors / A. G. Kozlov, D. Randjelović // Proceedings of 14th International Conference on Thermal, Mechanical and Multi-Physics Simulation and Experiments in Microelectronics and Microsystems, "EuroSimE 2013". – Wroclaw, Poland. – 2013. – P. 202–209.

26.Kozlov, A. G. Modelling of Non-stationary Processes in Optomechanical Thermal Mi-crosensors / A. G. Kozlov // Proceedings of the 15th International Conference on Thermal, Mechanical and Multi-Physics Simulation and Experiments in Microelectronics and Micro-Systems, "EuroSimE 2014". – Ghent, Belgium. – 2014. – P. 174–180.

27.Kozlov, A. G. Analytical Modeling of Thermal Processes in Gas Microsensors Operating at High Temperature / A. G. Kozlov, A. N. Udod // Proceedings of the 29th International Conference on Microelectronics, "MIEL 2014". – Belgrade, Serbia. – 2014. – P. 167–170.

28.Козлов А.Г. Погрешность и адекватность аналитического моделирования распределения температуры в тепловых микросистемах / А. Г. Козлов // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем – 2014. Сборник трудов.– М.: ИППМ РАН, 2014. – Часть II. – С. 167–172.

Патенты, авторские свидетельства на изобретение, свидетельства на программный продукт:

29.Конденсатор переменной емкости: а. с. 1003163 СССР, МКИ3 H 01 G 7/04 / А. Г. Козлов А.Г., И. И. Миллер, Н. В. Шепелев (СССР) – № 3227356; заявл. 31.12.80; опубл. 07.03.83, Бюл. № 9. – 3 c.: ил.

30.Термоэлектрический преобразователь: а. с. 1126145 СССР, МКИ3 H 01 L 35/28 / А. Г. Козлов, Н. В. Шепелев (СССР). – № 3575630; заявл. 20.03.83; опубл. 23.07.84. – 4 c.: 2 ил.

31.Программный комплекс по проектированию термокаталитических газовых сенсоров (ПКП ТКС): Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2011614253 / А. Г. Козлов (RU). – Заявка № 2011610031; зарегистрировано 30.05.2011.

32.Программа оптимизации конструкции микроэлектронных тепловых приемников излучения (Оптимизация ТПИ): Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2011612927 / А. Г. Козлов (RU). – Заявка № 2011610002; зарегистрировано 13.04.2011.

33.Термохимический датчик: Патент РФ 2483297 С1, МПК G01N 27/16 / А. Г. Козлов, А. Н. Удод. – Бюл. №15, 27.05.2013. – 5 с.: ил.