WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Принцип контроля размеров мелкодисперсных частиц гидрозоля позволил также разработать экспресс-метод контроля мелкодисперсных частиц, применение которого возможно на производстве. Метод позволяет практически мгновенно получать данные о соответствии размеров частиц исследуемого образца эталонным частицам.

Суть экспресс-метода контроля размеров мелкодисперсных частиц в жидкой среде состоит в получении величины десятичного логарифма максимума сигнала и десятичного логарифма оптического контраста в изображении тест-объекта и сравнении ее с заданными значениями, полученными с помощью эталонных образцов.

Для того чтобы образец был признан удовлетворяющим установленным требованиям, необходимо, чтобы значения логарифма максимума сигнала и логарифма оптического контраста лежали в пределах установленных допусков.

Таким образом, описанный экспресс-метод и его реализация позволяют осуществлять контроль размеров мелкодисперсных частиц и могут быть использованы в условиях производства мелкодисперсных частиц.

Методическая погрешность метода составила 5,1%. Реальная погрешность определена путем сравнения экспериментальных значений для частиц одного размера, но разных производителей. Значение погрешности составило 2,9%.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 1. Разработаны методы и средство контроля размеров мелкодисперсных частиц в жидкой среде диаметрами от 50 нм до 1000 нм с использованием тестобъекта в виде параллельных штрихов и ПЗС-видеокамеры. Лабораторный метод состоит в определении тангенса угла наклона зависимости логарифма контраста изображения тест-объекта от логарифма максимума сигнала при изменении концентрации вещества в жидкой среде. Экспресс-метод заключается в сравнении полученных значений оптического контраста и максимума сигнала с эталонными значениями.

2. Разработана графоаналитическая модель контроля размеров мелкодисперсных частиц по контрасту изображения тест-объекта, основанная на законе Бугера – Ламберта - Бера. Модель позволяет теоретически оценить влияние размеров мелкодисперсных частиц на тангенс угла наклона графика зависимости десятичного логарифма контраста от десятичного логарифма максимума сигнала в изображении тест-объекта, которая подтверждена экспериментально.

3. Разработан тест-объект в виде пары параллельных светлых штрихов, который обеспечивает контроль размеров мелкодисперсных частиц в широком диапазоне и высокую чувствительность. Тест-объект выполнен на прозрачном материале.

Первая пара имеет коэффициент заполнения 0,84 и размеры светлых штрихов 0, мм, вторая пара имеет коэффициент заполнения 0,86 и размеры светлых штрихов 1,мм, третья пара имеет коэффициент заполнения 0,46 и размеры светлых штрихов 0,мм. Установлено, что только третья пара штрихов обеспечивает контроль размеров мелкодисперсных частиц в широком диапазоне и с наименьшей погрешностью.

4. Разработан программно-аппаратный комплекс, позволяющий контролировать размеры мелкодисперсных частиц в жидкой среде. На основе разработанной графоаналитической модели исследованы изменения контраста изображения тестобъекта в зависимости от размеров и концентрации частиц. Для исследований были использованы стандартные образцы частиц монодисперсного полистирольного латекса диаметрами 51,4±0,6 нм, 95,6±1,2 нм и 504,5±6,4 нм производства компании Polysciences Inc., калиброванные по стандартным образцам Национального института стандартов и технологий США (NIST), и государственные стандартные образцы гранулометрического состава (монодисперсный полистирольный латекс) Д050 и Д100 содержащие частицы среднего диаметра 520 нм и 1130 нм соответственно производства ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» (г. Санкт-Петербург). На основе эталонных образцов мелкодисперсных частиц получена погрешность 3%. Зависимость носит линейный характер, коэффициент детерминации при аппроксимации экспериментальных данных составил более 0,99. Экспериментально установлено, что при изменении диаметра частиц на 3%, тангенс угла наклона изменяется на 6%, что соответствует реальной погрешности 3%.

5. Проведены исследования зависимости контраста изображения тестобъекта от размеров мелкодисперсных частиц алмазного гидрозоля диаметрами нм производства ОАО «Федеральный научно-производственный центр «Алтай».

Установлено, что при изменении показателя преломления мелкодисперсных частиц сохраняется линейная зависимость десятичного логарифма контраста от логарифма максимума сигнала. При увеличении показателя преломления тангенс угла наклона уменьшается. Для мелкодисперсных частиц алмазного гидрозоля диаметром 180 нм тангенс угла наклона составил 1,03.

6. Разработанный метод контроля размеров мелкодисперсных частиц внедрен в учебный процесс в Алтайском государственном техническом университете на кафедре физики и технологии композиционных материалов и в ОАО ПО «Алтайский шинный комбинат».

7. Экспериментально установлено, что метод способен обеспечить контроль мутных сред по оптическому контрасту. При этом получена более высокая чувствительность, чем при использовании прибора-фотоколориметра КФК-3, который рекомендован по ГОСТ 3351-74.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для представления основных научных результатов кандидатской диссертации 1. Кальной Д.Г., Пронин С.П. Сравнение метода контроля мутности по оптическому контрасту с турбидиметрическим методом // Естественные и технические науки. - № 2(46) 2010 г. – С. 341 – 346.

2. Кальной Д.Г., Пронин С.П. Моделирование процесса контроля размеров и концентрации мелкодисперсных частиц по оптическому изображению тестобъекта // Ползуновский вестник. - № 2 / 2010. – С. 134 – 138.

Статьи в других изданиях 3. Кальной Д.Г., Пронин С.П. Исследование зависимости контраста, максимального и минимального сигналов в изображении тест-объекта от оптической плотности жидкости // Ползуновский альманах. - № 2 / 2009. – С. 132-134.

4. Кальной Д.Г., Пронин С.П. Метод контроля размеров частиц по изменению контраста в изображении штрихов тест-объекта // Прикладные аспекты химической технологии полимерных материалов и наносистем («Полимер-2010»): тезисы и доклады IV Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых 17-19 июня 2010 / Алт. гос. техн. у-нт, БТИ. – Бийск: Издво Алт. гос. техн. ун-та, 2010. – 160 с. – С. 62-64.

5. Кальной Д.Г., Пронин С.П. Оценка применимости функции Бесселя при измерении размеров малых частиц // XV Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии» / Сборник трудов в 3-х томах. Т. 3. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. – 604с. – С. 495–496.

6. Кальной Д.Г., Пронин С.П. Моделирование процесса измерения наночастиц с использованием штриховой пирамидальной миры // II ВСЕРОССИЙСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «Многомасштабное моделирование процессов и структур в нанотехнологиях». Сборник тезисов докладов. М.: МИФИ, 2009. – 492 с. – С. 191-192.

7. Пронин С.П., Кальной Д.Г. Теоретическая оценка изменения оптического сигнала в плоскости изображения объектива от геометрических размеров тестобъекта и радиуса мелкодисперсной частицы // Измерение, контроль, информатизация: Материалы десятой международной научно-технической конференции. Под.

ред. Л.И. Сучковой. – Барнаул: АлтГТУ, 2009. – 85 – 89 с.

8. Кальной Д.Г., Пронин С.П. Математическая модель измерения показателя рассеяния по контрасту в изображении тест-объекта в виде парных штрихов // Компьютерная интеграция производства и ИПИ-технологии. / Сборник материалов четвертой Всероссийской научно-практической конференции. – Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2009. – 576 с. – С. 208-209.

9. Кальной Д.Г., Пронин С.П. Контроль концентрации аэрозоля по контрасту в изображении пирамидальной миры // Измерение, контроль, информатизация: Материалы девятой международной научно-технической конференции. Под.

ред. Л.И. Сучковой. – Барнаул: АлтГТУ, 2008. –300 с. – С. 39 – 42.

10. Кальной Д.Г., Пронин С.П. Исследование факторов изменения контраста в изображении пирамидальной миры при контроле запыленности воздушной среды // Ползуновский альманах. - № 2 / 2008. – С. 107.

Pages:     | 1 | 2 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.