авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
-- [ Страница 1 ] --

Научно-издательский центр Априори

СОВРЕМЕННАЯ НАУКА:

ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ

Материалы II Международной научно-практической конференции

(30 июля 2012

г.)

ТОМ III

Сборник научных статей

Краснодар

2012

1

УДК 082

ББК 72я431

С 56

Редакционная коллегия:

Бисалиев Р.В., доктор медицинских наук

, Астраханский государственный технический университет Сентябрев Н.Н., доктор биологических наук, Волгоградская государ ственная академия физической культуры Церцвадзе М.Г., кандидат филологических наук, Кутаисский государ ственный университет им. А. Церетели Магсумов Т.А., кандидат исторических наук, Набережночелнинский ин ститут социально-педагогических технологий и ресурсов Бекузарова Н.В., кандидат педагогических наук, Сибирский федеральный университет Рыбанов А.А., кандидат технических наук, Волгоградский государственный технический университет Современная наука: тенденции развития :

С 56 Материалы II Международной научно-практической конференции.

30 июля 2012 г. : Сборник научных трудов. – Краснодар, 2012. – В 3-х томах. Т. III. – 206 с.

ISBN 978-5-905897-09-2 (т. 3) ISBN 978-5-905897-06- В сборник включены материалы II Международной научно практической конференции «Современная наука: тенденции развития», ор ганизованной «Научно-издательским центром Априори» 30 июля 2012 года.

Сборник адресован преподавателям, аспирантам, студентам, а также всем интересующимся современными научными исследованиями.

ББК 72я УДК ISBN 978-5-905897-09-2 (т. 3) © Коллектив авторов, ISBN 978-5-905897-06- СОДЕРЖАНИЕ I ТОМ СЕКЦИЯ 1. ФИЛОЛОГИЯ, ЯЗЫКОЗНАНИЕ И ЛИТЕРАТУРОВЕДЕНИЕ................................................................. СЕКЦИЯ 2. ФИЛОСОФИЯ И КУЛЬТУРОЛОГИЯ............................................... СЕКЦИЯ 3. ПСИХОЛОГИЯ И СОЦИОЛОГИЯ.................................................... СЕКЦИЯ 4. ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ......................................................... II ТОМ СЕКЦИЯ 1. ИСТОРИЧЕСКИЕ И ЮРИДИЧЕСКИЕ НАУКИ................................ СЕКЦИЯ 2. ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ...................................................... III ТОМ СЕКЦИЯ 1. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ..................................................................... СЕКЦИЯ 2. ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ.............................................................. СЕКЦИЯ 3. НАУКИ О ЗЕМЛЕ, СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА.......... СЕКЦИЯ 4. БИОЛОГИЧЕСКИЕ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ..................................... СЕКЦИЯ 5. МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ............................................................... ТОМ III СЕКЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ Артемьев В.Г., Барышов А.О.



Физические свойства бактериального удобрения.................................... Байнева И.И., Байнев В.В.

Моделирование структуры вольфрамо-галогенного цикла в галогенных лампах накаливания................................................ Балданова Д.М., Балданова Р.М.

К проблеме получения «топливного газа».............................................. Балданова Д.М., Танганов Б.Б.

К теории растворов электролитов........................................................... Башвеев Ю.А.

К вопросу о выборе модели микроконтроллера..................................... Вавилов В.Е., Дуракова В.С.

Имитационная модель системы управления гибридными магнитными подшипниками.............................................. Вавилов В.Е., Дуракова В.С., Зюков М.М.

Стенд для исследований и испытаний гибридных магнитных подшипников...................................................... Вавилов В.Е., Дуракова В.С., Якупов А.М.

Разработка замкнутой САПР для систем магнитной левитации........... Власова Е.В., Потлов А.Ю.

Электронная медицинская термометрия................................................. Григорьев М.Г. Вавилова Г.В. Пустовойт А.В.

Абсолютный датчик на основе качера.................................................... Дарвин В.Ю.

Перспективный материал для создания чувствительных элементов датчиков давления...................................... Дубинин М.В.

Резервирование собственных нужд подстанции с применением систем накопления энергии на основе Li-ion аккумуляторных батарей............................................. Ильяшик А.В., Соловьева Е.В., Гринь М.А.

Компоненты животного происхождения в комбикормах для плотоядных животных............................................. Кандашкина И.Г., Белякова З.П., Дьячкин И.И.

Снижение токсичности сигарет методом использования низконикотинного табачного сырья.............................. Кирилина О.И., Козлов П.М., Массов А.А.

Использование процесса классификации состояний ЭСПП в алгоритме управления параметрами ее режима....................... Кирсанова Е.А., Махарашвили Г.Э., Державин Э.В.

Оценка свойств текстильных материалов, влияющих на технологию изготовления одежды................................... Кирсанова Е.А., Махарашвили Г.Э., Советников Д.А.

К оценке стойкости окраски текстильных материалов.......................... Коваленко В.В., Н.Ф. Булгаков, С.Н. Шалимов Модели и методы совершенствования системы профилактики АТС.... Колпакова Д.В., Черевач Е.И., Юферова А.А.

Технологические аспекты получения многокомпонентных пищевых систем на основе экстрактов растительного сырья................ Кротов С.В.





Прогнозирование несущей способности соединения колеса и оси колесной пары вагона..................................... Кротов С.В.

Характеристика повреждаемости прессового соединения колеса и оси колесной пары вагона..................................... Мануйлова Н.Б., Мессинева Е.М.

Экология материалов................................................................................ Мессинева Е.М., Мануйлова Н.Б.

Автотранспорт, как источник канцерогенных веществ в биосфере...... Михайлов М.М., Джабиев С.А.

Влияние модифицирования наночастицами SiO на спектры диффузного отражения и радиационную стойкость покрытий на основе порошков ZnO..................................... Павлов Е.В., Алтухов А.Ю., Лунин Д.Ю.

Инструментальное обеспечение обработки упрочненных и восстановленных деталей.............................................. Пашали В.М.

Электромеханический блок геосовместимых систем вспомогательного кровообращения имплантируемого подключения.... Полуянович Н.К., Голда О.И, Дубяго М.Н Анализ статической устойчивости нагрузки........................................ Саванин А.С.

Стандартизация требований к системам измерений количества и показателей качества нефтепродуктов........................... Семёнов А.С.

Моделирование режимов работы электродвигателей насосов малой и средней мощности водоотливных установок применительно к подземным рудникам.............................. Юферова А.А., Черевач Е.И., Колпакова Д.В.

Исследование антиоксидантной активности дикорастущих растений дальневосточного региона и их композиций для производства безалкогольных напитков направленного действия.. СЕКЦИЯ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ Аскарова А.С., Болегенова С.А., Березовская И.Э., Максимов В.Ю., Оспанова Ш.С.

Оптимизация процесса горения октана при высоком давлении применительно к его впрыскиваемой массе......................... Гаранина В.А., Синельников Б.М.

Заполненные и незаполненные поверхностные состояния в фотолюминесцентных [ZnS:Cu,O]-структурах................ Заева А. С., Иванов А. В., Филиппова Т. С.

Сольватированная хлороформом форма ди-изо-бутилдитиокарбаматного комплекса кадмия:

получение, мультиядерный (13С, 15N, 113Сd) MAS ЯМР и термическое поведение....................................................................... Михайлов М.М., Утебеков Т.А., Поморцева Э.О., Шавлюк В.В.

Зависимость интенсивности полос видимой люминесценции и спектров диффузного отражения от толщины покрытия на основе фотолюминофора ФЛЖ 7-11.......... Михайлов М.М., Веревкин А.С.,Утебеков Т.А., Поморцева Э.О.

Сравнительный анализ спектров люминесценции, диффузного отражения и поглощения фотолюминофора ФЛЖ-7-11 для светодиодов..................................... СЕКЦИЯ НАУКИ О ЗЕМЛЕ, СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА Игнатов С.В.

Существующие решения о напряженно-деформированном состоянии опрессованных оснований буроинъекционных анкеров и свай........... Наумов В.А., Гусак С.А., Наумов А.В.

Безопасное хранение отработавшего ядерного топлива в подземных условиях.............................................. Садыкова С.У.

Архитектурные объекты на основе концепций «чистых» технологий......................................... СЕКЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКИЕ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ Какимжанова А.А., Каржауов М.Р., Каримова В.К.

Генотипирование сортов картофеля при использовании SSR-маркеров......................................................... Пашков А.Н., Мелихова А.И., Егоров А.О.

Влияние воды с модифицированным химическим составом на показатели инкубирования икры стерляди (предварительное сообщение)............ Турганбаева А.К., Какимжанова А.А.

Детекция генетически модифицированных источников методом ПЦР в реальном времени........................................................ Хапилина О.Н., Шек Г.О., Райзер О.Б., Штефан Г.И., Какимжанова А.А.

Индуцирование устойчивости пшеницы к грибным болезням методами биотехнологии.................................... Шек Г.О., Хапилина О.Н., Турганбаева А.К., Орозалиева Ж.Б., Райзер О.Б., Какимжанова А.А., Бабкенов А.Т., Штефан Г.И., Шелаева Т.В.

Результаты селекции толерантных форм пшеницы с использованием культуральных фильтратов фитопатогенных грибов........................... Шульгина Т.А.

Сравнительный анализ действия водных дисперсий серебра и меди на клинические штаммы Staphylococcus aureus.......... СЕКЦИЯ МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ Джабиев А.В., Джабиева А.А., Ордиянц И.М.

Ранняя диагностика нарушений венозного кровотока в динамике беременности..................................................... Джабиева А.А., Джабиев А.В., Ордиянц И.М.

Особенности течения родов, послеродового периода и состояния новорожденных у женщин с угрозой прерывания в I триместре........ Мащук В.Н., Хохлов М.П.

Влияние аурикулярной компьютерной электроакупунктуры на показатели клинического состояния и функции внешнего дыхания у больных хроническими обструктивными заболеваниями легких.... Сабиржан Р.Р., Абдулгалимова З.Б., Егорова С.Н.

Исследование ассортимента инъекционных растворов глюкозы промышленного производства.............................. Сашко М.И.

Показатели субъективного состояния больных бронхиальной астмой и хронической обструктивной болезнью легких при применении компьютерной электроакупунктуры в терапии бронхообструктивного синдрома...... Ульянов В.Ю.

Прогнозирование поражения слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки в остром и раннем периодах травмы шейного отдела позвоночника................. СЕКЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БАКТЕРИАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ Артемьев Владимир Григорьевич д-р тех. наук Барышов Александр Олегович аспирант Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия, Ульяновск Модификатор минеральных удобре ний, бактериальное удобрение «Бисолби фит» предназначен для биологической мо дификации всех видов минеральных удоб рений с целью повышения их коэффици ента полезного действия.

«Бисолбифит» по внешнему виду представляет собой порошок от светло серого до кремового цвета. Действующим веществом является «Бисолбифита»

штамм ризосферных бактерий Basillus Рис. 1. Прибор для опреде- subtillus Ч-13 и их метаболиты. Количество ления насыпной плотности биоагента – не менее 100 млн КОЕ в сыпучего материала 1 г. препарата [3].

Данное бактериальное удобрение от носится к насыпным материалам, имеющее определенные физические свойства. Насыпные материалы характеризуются размером типичного кус ка, данный вид бактериального удобрения относится к пылевидным мате риалам, где размер типичного куска менее 0,05 мм.

Насыпной плотностью материала, называется масса вещества, со держащегося в единице объёма, занимающего этим материалом. Насып ную плотность определим в помощью прибора (рисунок 1).

Мерный сосуд 1 со штырем 2, вокруг которого поворачивается рамка 3.

Высота сосуда равна двум его внутренним диаметрам, а высота рамки – 1/ высоты сосуда. При определении насыпной плотности диаметр сосуда дол жен быть не менее 10 раз превышать размер типичных кусков материала.

Поворотную рамку устанавливают так, чтобы её стенки являлись про должением стенок сосуда, после засыпают в сосуд материал до верха рамки, далее поворачивают рамку вокруг штыря, которая срезает излишек насып ного материала. Оставшийся в сосуде материал взвешивают и определяют насыпную плотность, среднее значение данных заносим в формулу:

M 1 0, m = = = 360 кг/м3 (1) V1 0, где M1 – масса материала в сосуде, кг;

V1 – объём сосуда, м3.

По показателям насыпной плотности различают сыпучие материалы:

легкие (до 600 кг/м3), средние (600…1100 кг/м3), тяжелые (1100…2000 кг/м3), весьма тяжелые (более 2000 кг/м3). Данный вид бактериального удобрения относится к легким сыпучим материалам.

Начальное сопротивление сдвигу 0может быть найдено при помощи прибора, определяющего максимальную высоту свободно стоящей стенки (рисунок 2). Такой прибор состоит из сосуда 1 с откидной стенкой 2. В начале опыта эта стенка находится в вертикальном положении. Сосуд наполняют насыпным материалом так, чтобы поверхность груза бы ла горизонтальной. После откид ную стенку отклоняют в направ лении стрелки. Если материал не осыпается и сохраняет вертикаль ный откос, то опыт повторяют при увеличенной высоте насыпи Рис. 2. Прибор для определения макси до тех пор, пока не будет найдена мальной высоты свободно стоящей максимальная высота h0, при пре стенки вышении которой материал начи нает обрушаться, среднее значение данных заносится в формулу:

0 = h0 / 4 = 360 0,2 / 4 = 18 Па (2) где – насыпная плотность материала, кг/м ;

h0 – высота стенки, м.

Сыпучесть материала характеризуется зависимостями предельных касательных напряжений от давления в толще насыпного материала. Гра фик предельных касательных напряжений (рисунок 3) строят по результа там испытаний.

Рис. 3. График предельных касательных напряжений Желоб 1 и раму 2 (рисунок 4) заполняют насыпным материалом, порция материала, лежащая в рамке 2, прижимают к материалу в желобе прижимными пластинами 3. Рамка имеет катки 5, которыми опирается на направляющие 6. Рамка 2 соединена с грузовой чашкой 4 шнуром. На гру зовую чашку устанавливают гири, под их тяжестью рамка движется, и происходит срез материала.

Напряжения и, для построения графика, вычисляют по формулам:

T Tp 6,9 0, G 19, = = = = 1170 Н/м2 ;

= = 353 Н/м2 (3) F 0,017 F 0, где G – суммарный вес прижимных пластин и материала в рамке, Н;

T – сила сдвига, Н;

F – площадь среза, м ;

Tp – сопротивление подвижной рамки, Н.

Рис. 4. Трибометр Угол называется углом внутреннего трения, а тангенс этого уг ла – коэффициент внутреннего трения f, который определяется:

tg = tg16,5° 0,3 (4) Коэффициент внутреннего сдвига определяется:

f = tg = tg17° 0,3 (5) Угол естественного откоса 0, который может быть определен спо собом, описанный ниже (рисунок 5). Цилиндр 1 установлен на плоскость и наполнен насыпным материалом доверху. Затем цилиндр медленно под нимают, при этом в нем материал вытекает и располагается под углом естественного откоса 0.

Рис. 5. Определение угла естественного откоса Исходя из опытных данных 0450 [2, с. 6-8]. Сыпучесть количе ственно оценивают коэффициентом сыпучести (подвижности) m, который характеризует способность частиц материала к относительной подвижно сти, определяется по формуле:

m = (1 sin ) / (1 + sin ) = (1 sin16,5°) / (1 + sin16,5°) = 0,56 (6) где – угол внутреннего трения [1, с. 14-16].

Таким образом, мы определили основные физические свойства бак териального удобрения «Бисолбифит».

Литература Горюшинский И.В., Кононов И.И., Денисов В.В., Горюшинская Е.В., Петрушин Н.В.

1.

Емкости для сыпучих грузов в транспортно-грузовых системах. 2003. 232 с.

Зенков Р.Л., Гриневич Г.П., Исаев В.С. Бункерные устройства. М., 1977. 224 с.

2.

Модификатор минеральных удобрений «Бисолбифит». URL:http://www.bisolbi.ru/ 3.

index.php?option=com_content&view=article&id=51&Itemid= МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ВОЛЬФРАМО-ГАЛОГЕННОГО ЦИКЛА В ГАЛОГЕННЫХ ЛАМПАХ НАКАЛИВАНИЯ Байнева Ирина Ивановна канд. тех. наук Байнев Виталий Валерьевич студент Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва, Саранск Статья посвящена вопросу исследования влияния рода и давления га логенной добавки и наполняющего инертного газа на организацию эффек тивного вольфрамо-галогенного цикла в галогенных лампах накаливания.

На сегодняшний день лидерами светотехнического рынка по производ ству источников света являются такие известные фирмы как OSRAM, PHILIPS, GENERAL ELECTRIC, SYLVANIA, NAVIGATOR, HELVAR, ERA, NARVA. И здесь все больший объем занимают галогенные лампы накалива ния (ГЛН), переживающие свое второе рождение. Во многом это связано с запретом Евросоюза на использование и реализацию ламп накаливания мощ ностью более 100 Вт. Ведь применение ГЛН позволяет существенно умень шить потребление электроэнергии, поскольку, оставаясь, по сути, той же лампой накаливания, галогенная лампа на 20-50 % эффективнее.

Задачи совершенствования характеристик ГЛН, обеспечение каче ства продукции при изготовлении и эксплуатации продолжают оставаться актуальными.

Природа галогена оказывает существенное влияние на работу ГЛН.

В зависимости от типа галогена, количества галогеносодержащей добавки и примесных соединений в лампе возникают различные циклы транспорта вольфрама, которые имеют порой противоположные направления переноса вольфрама по температурному градиенту, в сторону, как увеличения, так и уменьшения температуры.

Отметим также, что физико-химические процессы, происходящие в ГЛН, очень сложны, связаны с условиями термодинамического и термо химического равновесия, и на сегодняшний день нет общепризнанного обобщающего изложения теории галогенных циклов, которые осложняют ся многочисленными газовыми выделениями из кварца, вольфрама и мате риалов других деталей ламп. Поэтому выбор состава и давления наполня ющей газовой смеси в ГЛН – задача многофакторная и сложная.

В связи с этим целью данной работы явилось термодинамическое ис следование химических процессов в ГЛН с различными галогеносодержа щими добавками, а также поиск новых галогеносодержащих веществ с це лью повышения эффективности работы ГЛН.

Обязательным атрибутом любой ГЛН является наличие вольфрамо галогенного цикла, под которым понимают комплекс химических реакций (процессов), в результате которых частицы вольфрама, испарившиеся с нагретой до высокой температуры поверхности тела накала, перемещаются с помощью галогенов в обратном направлении – из области более низких в область более высоких температур. Назначение таких циклов – предотвра щать почернение оболочки испарившимся с тела накала вольфрамом, со хранять ее чистой и прозрачной на протяжении всего срока службы лампы.

Вольфрамо-галогенные циклы возможны при использовании в каче стве транспортирующего средства (переносчика) любого из четырех гало генов – йода, брома, хлора, фтора. В первую очередь образуются две си стемы реакций: вольфрам-кислород и вольфрам-галоген. Далее могут об разоваться системы вольфрам-кислород-галоген, в которые может проник нуть водород с образованием галогеноводородного соединения и воды.

Одновременно в реакцию может вступить и углерод с образованием гало геноуглеводородных соединений, окиси углерода и углеводородов.

Галогенные циклы из-за высокой температуры внутри лампы и вы сокой реактивности галогенов обладают чрезвычайной чувствительностью к посторонним примесям. При этом важную роль играет информация о влиянии количества добавки, соотношения ее с инертным газом, содержа нии кислорода и окисей углерода на возможность осуществления «регене ративного» галогенного цикла.

Для решения поставленных задач был использован метод термоди намического моделирования, который позволяет получить ценную инфор мацию о возможности направленности процессов в ГЛН, об оптимальном соотношении галогеносодержащей добавки и наполняющего газа. Проана лизировать и дать прогноз работы лампы можно с помощью химической термодинамики, основной задачей которой является расчет химических равновесий с помощью математического аппарата. Эти равновесия опре деляются соотношением концентраций или парциальных давлений исход ных веществ и продуктов реакции. Заключение о направленности переноса может быть сделано на основании сопоставления величин парциальных давлений вольфрама и его соединений у стенок колб и тела накала.

Применение термодинамических методов исследования процессов, происходящих в ГЛН, позволяет устанавливать, какие реакции могут проте кать самопроизвольно при заданных температуре, давлении, концентрации реагентов и как их нужно изменить, чтобы процесс переноса вольфрама в объеме лампы происходил в нужном направлении, исходя из расчетов рас пределения парциального давления паров вольфрама и его соединений.

Наиболее общим параметром, определяющим состояние термодинамическо го равновесия, является максимум энтропии изолированной системы, кото рый положен в основу расчета парциальных давлений компонентов [1, с. 9].

Практическая реализация общего метода в данной конкретной задаче приводит к сложным нелинейным системам уравнений высокого порядка, для решения которых используются численные методы. Разработанный ал горитм позволяет выполнять расчет равновесных парциальных давлений при произвольном наборе химических элементов и компонентов, образую щих рабочую систему. Известна программа расчета параметров равновес ных состояний многокомпонентных термодинамических систем [1, с. 44], написанная на алгоритмическом языке ФОРТРАН IV применительно к ЕС ЭВМ. Однако, программные технологии не стоят на месте, появилось мно жество других более совершенных языков и программных систем, которые позволяют создавать рабочие окна в более доступном диалоговом режиме при работе на ПК, чем в случае с ЕС ЭВМ. Используя программу, написан ную на данном математическом обосновании в среде объектно ориентированного программирования Delphi, проведены расчёты для рабо чей системы, состоящей из 16 элементов в широком диапазоне давлений и температур.

Были проведены исследования влияния природы и числа атомов га логена в составе моногалогенной добавки на эффективность транспортных реакций в ГЛН.

Изменение соотношения водорода и галогена непосредственно в со единении галогенной добавки в некоторой степени равносильно измене нию соотношения между наполняющим газом и галогенной добавкой, фактически увеличивается доля того или иного реагента. Поэтому было проведено исследование систем W-Xe-CHnXm при изменении числа атомов галогена от единицы до четырех при различном соотношении наполняю щего газа и галогенной добавки в температурном диапазоне 2984000 К.

Давление в рабочем объеме лампы накаливания варьировалось в интервале от 2 до 14 атм. Анализ полученных результатов позволяет заключить, что изменение давления внутри лампы не оказывает существенного влияния на состав реакционной смеси. Увеличение общего давления приводит лишь к возрастанию парциальных давлений компонентов системы с сохранением всех температурных зависимостей.

В связи с этим, все последующие расчеты проведены при давлении 14 атм, что соответствует среднему рабочему давлению в лампе. Для этого были рассчитаны парциальные давления компонентов газовой фазы и со став конденсированной фазы при соотношении ксенона (наполняющий инертный газ) и бромистого метилена 2000:4,5;

9;

18;

36.

Была исследована зависимость суммарного парциального давления РW галогенидов вольфрама от температуры. При подсчете РW учитыва лось давление всех галогенидов вольфрама и газообразного вольфрама (рисунок 1).

Изменение относительного содержания галогенной добавки и ксенона оказывает влияние как на характер изучаемых зависимостей, так и на значе ние температуры, отвечающее минимуму этой зависимости. Увеличение от носительного количества галогенной добавки способствует переносу воль фрама от стенок колбы, при этом точки минимума на кривых PW = f(T) смещаются в область более высоких температур. Эта особенность отмечена также другими авторами при экспериментальном исследовании галогенных ламп с различным давлением инертного газа и СН2Вr2 [2].

Было изучено влияние кислорода, содержание которого варьирова лось по отношению к СН2Вr2 0.1:1;

1:1;

10:1.

Таким образом, введение кислорода в систему W-Xe-СН2Вr2 оказы вает существенное влияние на перенос вольфрама, поэтому допустимым является присутствие лишь его незначительного количества.

Рис. 1. Зависимость суммарного парциального давления соединений вольфрама РW от температуры в системе W-Xe-CH2Br2;

[Xe]:[CH2Br2] = 2000:Х;

Х = 0,9 (1), Х = 4,5 (2), Х= 9 (3), Х=18 (4), Х=36 (5), Х= 90 (6);

р = 14 атм.

Подтверждением адекватности разработанного программного обес печения и выбора исходных величин явились результаты сопоставления расчетных и экспериментальных данных, для чего были изготовлены гало генные лампы типа АКГ12-55-1 с добавкой СВr4. Испытания проводились на обеспечение чистоты внутренней поверхности колбы и продолжитель ность горения. Все лампы выдержали испытания согласно требованиям ТУ на лампы на продолжительность горения. Отказов по причине почер нения колб не наблюдалось. У большинства ламп (более 90 %) спад свето вого потока был меньше, чем у серийных ламп с СН2Вr2.

Описанная модель и ее программное обеспечение позволяет выбрать оптимальный состав газового наполнения ГЛН, температурный режим, при котором обеспечивается получение эффективного вольфрамо галогенного цикла. Это позволяет с высокой степенью вероятности пред сказывать поведение галогенных добавок, в том числе и полигалогенных, которые ранее практически не исследовались, в ГЛН с минимальными за тратами времени и средств на проведение экспериментов.

Литература Синярев Г.Б., Ватолин В.А., Трусов В.Т., Моисеев Г.К. Применение ЭВМ для тер 1.

модинамических расчетов металлургических процессов. М., 1982. 262 с.

2. Yannopoulos L.N. On the Role of Oxygen, Hydrogen, and Carbon in a Tungsten Bromine Lamp // Illuminating Engineering Society. 1971. V.1. № 1. P. 21-24.

К ПРОБЛЕМЕ ПОЛУЧЕНИЯ «ТОПЛИВНОГО ГАЗА»

Балданова Дарима Мункоевна канд. тех. наук Балданова Рыгзыдма Мункоевна канд. биол. наук Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, Улан-Удэ Из большого числа работ, посвященных использованию воды в дви гателе внутреннего сгорания в качестве источника энергии, особое внима ние заслуживают работы Мейера и Казакова [4], в которых указано, что при электролизе воды на пластинки конденсатора необходимо подавать напряжение от внешнего источника тока в ~2В, при этом частота внешнего переменного тока лежит в области 1-14 Гц. К сожалению, нет обоснования к использованию данных параметров.

На кафедре неорганической и аналитической химии ВСГУТУ под руководством проф. М.М. Балданова было предложено для решения дан ной проблемы исходить из собственных характеристик воды.

Рассмотрим равновесный процесс электролитической диссоциации молекулы воды:

k Н О H + + OH, (1) 2k где k1 и k2 – константы скоростей прямой и обратной реакций. Концентра ции ионов водорода и гидроксила составляют [Н + ] = [OH ] = 10 7 моль/л, а концентрация воды равна С 0 = = 55,56 моль/л, где 1000 г – масса 1 л во ды, 18 г/моль – ее молярная масса.

Смещение равновесия в уравнении (1) происходит в режиме Лотка Вольтеровских колебаний с частотой = k1k 2 2 C0 [1]. При подстановке значений констант скоростей прямой и обратной реакций k1=2,6·10-5 сек-1 и k2=1,3·10-11 моль/л из [3] и концентрации воды C0=55,56 моль/л получим частоту =19,38 КГц, соответствующую порогу слышимости звука в фи зиологии человека. Если же вместо концентрации C0 подставить концен трации ионов [Н + ] и [OH ], равные 10-7 моль/л, то получим частоту =0,822 Гц, приблизительно соответствующую нижнему пределу интерва ла частот инфразвука.

С другой стороны, известно, что образование «топливного газа»

определяется уравнением:

2Н + О 2Н О Н 22 2;

, (2) где H – теплота образования Н2О. Данная реакция является окислитель но-восстановительной, реализуемой с помощью полуреакций, обеспечи вающих законы сохранения массы зарядов и энергий в виде стандартных электродных потенциалов Е0 и энергий H0 [5]:

О + 2 H + + 2e H O Е0 = 0,682В 2 2 2, (3) Н О + 2 H + + 2e 2 H O Е0 = 1,776В 22 2, (4) О + 4 H + + 4e 2 H O Е0 = 1,228В 2 2, (5) Складывая левые и правые части полуреакций (3) и (4) получим вы ражение в виде:

О + 2 H + + 2e + H O + 2 H + + 2e H O + 2H O Е0 = 2,458В 2 22 22 2, (6) О + 2H + 4e 2H O или 2 2 2.

Таким образом, мы получили уравнение (2), в котором значение электродного потенциала Е0=2,458В в (6) приблизительно соответствует прогнозу Казакова в 2 В.

Данное значение электродного потенциала можно сравнить с тепло той образования воды H0Н2О=57,798 ккал/моль. Согласно [2] одному эк 57, виваленту энергии соответствует 1В=23,11 ккал/моль. Тогда = 2,5В.

23, Таким образом, проведенные рассуждения показывают, что 2,5 В и 1 Гц являются собственными свойствами чистой воды. А в работах Мейера и Казакова утверждается, что если внешние возмущения становятся рав ными 2,5 В и 1 Гц, то наступает резонанс, приводящий к образованию «топливного газа» в виде (3).

Для определения таких резонансов в теоретической физике исполь зуется функция П.А.М. Дирака (x) [3], определяемая следующим образом:

1) если x0, то (x)=0;

2) если x=0, то (0)=, т.е. наступает резонанс.

Отсюда следует, что если f(x) любая непрерывная функция, то + f ( x) ( x a)dx = f (a). (7) + f ( x) ( x)dx = f (0) В частном случае.

Данная функция (x) позволила Дираку доказать фундаментальные перестановочные соотношения Иордана, Борна в квантовой механике. В нашем случае, при x=E0, a=2,5 В и x=, a=0?822 Гц в определении функ ции (x) по уравнению (7) и наступает резонанс для (x)= [5].

Литература Гленсдорф П., Пригожин И. Термодинамическая теория структуры, устойчиво 1.

сти и флуктуаций. М., 1973. 208 с.

Краснов К.С. и др. Молекулярные постоянные неорганических веществ. Л., 1979.

2.

448 с.

Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. М., 1988. 512 с.

3.

Мейер С. Метод для производства топливного газа. P.936, 961.

4.

Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. Л., 1991. 432 с.

5.

К ТЕОРИИ РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ Балданова Дарима Мункоевна канд. тех. наук Танганов Борис Бадмаевич д-р хим. наук Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, Улан-Удэ В основе современной теории растворов электролитов и различных ее модификаций лежат представления классической теории Дебая и Хюк келя об ионной атмосфере и электрохимических подвижностях ионов.

Данная теория является теорией предельного разбавления. В более кон центрированных растворах наступает заметное отклонение свойств от тех, которые предсказываются данной теорией.

На наш взгляд, это связано с тем, что, во-первых, основное уравне ние Дебая-Хюккеля в виде [5]:

= 2 (1) было получено в предположении, что ekБТ в функции распреде ления Больцмана для плотности заряда:

z e i i kT ni = n e Б i0. (2) Данное условие в свою очередь предполагает малые концентрации электролита, поскольку только в этом случае возможна кулоновская ап z e проксимация потенциала при разложении экспоненты exp i i в рядkТ Б Маклорена:

z e i i = 1 zi ei + ziei +...

exp k T k T k T Б ББ Таким образом, теория Дебая-Хюккеля, по определению, является теорией разбавленных растворов.

Также, можно отметить противоречие электростатической теории растворов Дебая-Хюккеля с фундаментальной теоремой Ирншоу [9]. Со гласно данной теореме, «…любое статическое распределение зарядов не имеет устойчивых состояний… Устойчивость электростатической модели можно обеспечить введением неэлектростатических сил». Следовательно, распределение вещества и зарядов в растворах электролитов, по Дебаю Хюккелю, является неподвижным и статическим, т.е. растворы электроли тов тем самым не имеют устойчивых состояний. Но, молекулы раствори теля в сольватном комплексе совершают регулярные колебания от своих равновесных координат, что порождает локальные изменения плотности зарядов.

Наглядную картину таких колебаний можно установить в виде сме щения равновесия диссоциации некоторого электролита КА в произволь ном растворителе k + KA K s + As k 2, (3) + где К s, As – сольватированные ионы;

k1, k2 – кинетические константы скоростей прямой и обратной реакций. При смещении равновесия систе + мы (3) вправо ( 1 2 ) плотность зарядов К s и As увеличивается. При смещении же равновесия влево ( 1 2 ) плотность зарядов уменьшается.

При фиксированной концентрации вещества КА средняя длина свободного + пробега ионов К s и As конечна, а согласно общим положениям механи ки, любое одномерное конечное движение есть колебательное [6].

Проведем кинетический анализ диссоциации процесса равновесия (3).

Данный процесс (3) характеризует система уравнений [8]:

(4 а) d 1 = dt (C 0 C ) = k1 (C 0 C ) (4 б) = dC = k C 2 dt где С0 – начальная концентрация электролита;

С – концентрация диссоци ированных молекул электролита;

С0 – С = – концентрация недиссоцииро ванных молекул.

Структура уравнения диссоциации (3) предполагает использование критерия устойчивости по Ляпунову, что позволяет привлечь методы фор мальной кинетики в виде уравнений (4 а) и (4 б) при кинетическом анализе равновесия диссоциации некоторого электролита. Согласно данному кри терию, некоторая произвольная функция V(y) непрерывно дифференциру ема при следующих условиях: V(y)0 при y0, V(0)=0 при y= d V ( y) = n V dyk = n V f k =1 yk dt k =1 yk k dt. (5) Для исследуемой системы уравнений (4), параметру y соответствует концентрация C:

d (С ) = n V (С ) dСk k =1 Сk dt dt. (6) Нам представляется интересным вариант условия (6), когда возмож ны асимптотические устойчивости и вероятны предельные циклы на фазо вой плоскости.

Так для прямой реакции, обеспечивающей генерацию ионов условие (6) приобретает вид:

d d 2С = k1 dС 1= dt dt dt. (7) Поскольку скорости 1 и 2 в (4 а) и (4 б) являются сопряженными dC величинами, то в уравнении (7) вместо можно взять его значение для dt 2 из выражения (4 б). Тогда:

d d 2С = k1 dС = k1k2С 1= dt dt dt. (8) Так как C=C0–, возможно представить выражение (7) в виде:

d 2С = k k С (С ) (С ) 1 2 0 0 dt 2. (9) Для сильных электролитов, можно пренебречь вторым слагаемым в правой части. Тогда имеет место:

d 2С = k k С С 12 dt 2. (10) А это есть уравнение гармонических колебаний с решением = (k1k2С0 )1. (11) По существу уравнение (11) является частотой популяционных коле баний Лотка-Вольтерра [4].

Следующим моментом, который необходимо отметить, является то, что в уравнении (1) величина 2 = 4 e Zi2n kБ T, (12) есть не что иное, как дебаевский радиус экранирования, рассматри ваемый в современной теории плазмы (газовой плазме, твердотельной плазме и плазме в растворах электролитов) в виде [1]:

rD = 1/. (13) По определению, дебаевский радиус представляет собой расстояние, на которое заряды в плазме собираются вокруг рассматриваемого заряда и экра нируют его поле [3]. Данное определение является более точным для физики плазмы, поскольку дебаевский радиус, по порядку величины, равен расстоя k Т нию, которое заряд с тепловой скоростью = Б проходит за один пе µ 0 риод колебаний, отвечающей частоте плазменных колебаний [10]:

4 Z e C N A 22 L = 1000 µs. (15) Плазменная частота характеризует малое изменение плотности заря да относительно его среднего значения в режиме малых гармонических колебаний [3, 7], что и было показано уравнением (11).

Очевидно, что эти плазменные колебания обеспечивают устойчи вость систем зарядов в соответствии с теоремой Ирншоу и формализуют энергию коллективных многочастичных взаимодействий ионов в форме:

h = 4 e h n m.

Таким образом, электростатическая теория Дебая-Хюккеля, пра вильно формализующая один из основных параметров плазменного состо яния вещества – дебаевский радиус rD, не учитывает, что это понятие явля ется сопряженным с плазменной частотой, т.е. наличию в растворах элек тролитов продольных акустических колебаний совокупности ионов с ча стотой 0. Данный вывод позволил нам для описания состояния ионов в растворах развить концепцию плазменно-гидродинамического состояния частиц в растворах электролитов [2].

Литература Александров А.Ф., Богданкевич Л.С., Рухадзе А.А. Основы электродинамики. М., 1.

1988. С. 6.

2. Балданов М.М., Балданова Д.М., Жигжитова С.Б., Танганов Б.Б. Плазменно гидродинамическая теория растворов электролитов и электропроводность // До клады АН ВШ РФ. 2006. № 1 (6). С. 25-33.

3. Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. М., 1967. 683 с.

4. Гленсдорф П., Пригожин И. Термодинамическая теория структуры, устойчиво сти и флуктуации. М., 1973. 324 с.

5. Дебай П. Избранные труды. Л., 1987. 559 с.

6. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика. М., 1973. 208 с.

7. Платцман Ф., Вольф П. Волны и взаимодействия в плазме твердого тела. М., 1975.

436 с.

8. Робинсон Р., Стокс Р. Растворы электролитов. М., 1963. 646 с.

9. Тамм И.Е. Основы теории электричества. М., 1989. 504 с.

10. Langmur J., Tonks A. // J. Phys. Rev. 1927. V. 33. P. 195.

К ВОПРОСУ О ВЫБОРЕ МОДЕЛИ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА Башвеев Юрий Александрович аспирант Пензенская государственная технологическая академия, Пенза Сегодня существует большое количество различных микроконтрол леров. Задача выбора состоит в нахождении модели, удовлетворяющей техническим требованиям, и в тоже время позволяющей снизить общую стоимость изделия. При этом разработчик к задаче выбора часто подходит субъективно, руководствуясь накопленным опытом работы с определен ным типом микроконтроллеров. В связи с этим представляется актуальным разработка метода, позволяющего применить математический аппарат тео рии принятия решений и осуществить оптимальный выбор микроконтрол лера, как средства реализации разрабатываемого специализируемого устройства.

Специализированные вычислительные устройства используются для решения узкого круга задач и реализации строго определенной группы функций. В процессе эксплуатации эти функции не изменяются. К специа лизированным устройствам относятся, например, устройства обработки видеосигнала, бортовые компьютеры автомобилей, судов, космических аппаратов, различные встраиваемые системы управления.

Микроконтроллеры разделяются на следующие основные типы:

– встраиваемые 8-разрядные микроконтроллеры;

– 16-и 32-разрядные микроконтроллеры;

цифровые сигнальные процессоры (DSP).

– Основное назначение встраиваемых микроконтроллеров – обеспе чить с помощью недорогих средств гибкое (программируемое) управление объектами и связь с внешними устройствами. Как правило, данный тип микроконтроллеров не предназначен для выполнения сложных функций.

За счет низкого энергопотребления они могут найти применение в не сложных автономных приборах.

Иную область применения имеют 16-и 32-разрядные микроконтрол леры. В отличие от встраиваемых они, как правило, применяются в прило жениях, где критическим ресурсом является помять, а не число логических вводов-выводов. Типичным примером применения для микроконтроллера с внешней памятью является контроллер жесткого диска с буферной кэш памятью, который обеспечивает промежуточное хранение и распределение больших объемов данных (обычно измеряемых в мегабайтах). Внешняя память дает возможность такому микроконтроллеру работать с более вы сокой скоростью, чем встраиваемый микроконтроллер.

Критерии, учитывающиеся при выборе микроконтроллера как сред ства реализации специализированного устройства можно разделить на три группы:

– параметры микроконтроллера;

– параметры алгоритма;

– параметры сигналов.

В свою очередь параметры микроконтроллера можно разделить на следующие подгруппы:

1) технические параметры – производительность (время выполнения одной команды);

– разрядность (АЛУ, внутренней шины данных и адреса);

– наличие и типы прерываний;

– размер и типы памяти программ и данных;

– количество и электрические характеристики линий ввода-вывода;

– наличие встроенной периферии;

2) эксплуатационные параметры – диапазон рабочих температур;

– энергопотребление (режимы энергопотребления).

– устойчивость к ЭМИ;

– размеры и тип корпуса;

3) потребительские критерии – поддержка языков программирования;

– надежность – проходят ли данные МК выходной контроль на фир ме производителе, отзывы о работе других разработчиков;

– жизненный цикл выбранного семейства.

– доступность продукции;

– наличие технической и информационной поддержки;

4) стоимость микроконтроллера.

При выборе микроконтроллеров учитываются следующие параметры алгоритма:

– временная сложность алгоритма;

– емкостная сложность;

Часто время выполнения алгоритма нельзя определить, точно, т.к. оно зависит от входных данных. Применительно к проблеме, временная слож ность алгоритма – это асимптотическая оценка в классах функций, опреде ляемых обозначениями O или, функции трудоемкости алгоритма. Анали зируя алгоритм необходимо учитывать наихудший случай т.к. время работы алгоритма в наихудшем случае – это верхний предел для любых входных данных. Располагая этим значением, можно точно определить, что для вы полнения алгоритма не потребуется большее количество времени. Не нужно делать сложных предположений о времени работы. Кроме того, в некото рых алгоритмах наихудший случай встречается достаточно часто.

Емкостная сложность алгоритма определяет объем внутренней и внешней памяти, необходимой для выполнения алгоритма.

Также могут учитываться параметры сигналов:

– частота сигнала;

– динамический диапазон.

В процессе принятия решения по выбору средства реализации алго ритмов обработки информации необходимо выбрать микроконтроллер, удовлетворяющий требованиям разрабатываемой системы: по быстродей ствию, надежности, условиям применения.

В задаче выбора микроконтроллера один критерий может быть вы делен в качестве главного (например, быстродействие), а на остальные наложены ограничения.

Анализ алгоритма и параметры сигналов позволяют наложить неко торые ограничения на технические параметры микроконтроллера. Напри мер, определив вычислительную и ёмкостную сложность алгоритма, мож но уменьшить область допустимых альтернатив, задав ограничения по быстродействию и размеру памяти программ и данных микроконтроллера.

Ограничения на эксплуатационные характеристики задаются в зависи мости от предполагаемой области применения разрабатываемого устройства.

Например, с учетом климатических условий, может быть выбран либо ком мерческий вариант исполнения микроконтроллера с рабочим диапазоном температур от 0 °С до + 70 °С, либо промышленный – от – 40 °С до + 85 °С.

Важным критерием является стоимость микроконтроллера. Если це на не удовлетворяет требованиям проекта, то остальные критерии стано вятся незначащими.

Литература Бойко В.И. Схемотехника электронных систем. Микропроцессоры и микро 1.

контроллеры. СПб., 2004. 455 с.

Петров Д. Проектирование устройств с автономным питанием: выбор микро 2.

контроллера // Компоненты и технологии. 2007. № 3.

Кормен Томас X. Алгоритмы: построение и анализ. М., 2005. 1296 с.

3.

ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ГИБРИДНЫМИ МАГНИТНЫМИ ПОДШИПНИКАМИ Вавилов Вячеслав Евгеньевич аспирант Дуракова Виктория Сергеевна студент Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа Задачи снижения экономических убытков при эксплуатации элек тромеханических преобразователей энергии (ЭМПЭ) связанные с простоем оборудования, затратами на ремонт и техническое обслуживание, потеря ми энергии на трение диктуют повышенные требования к подшипниковым опорам ЭМПЭ. К этим требованиям относятся: температуростойкость, снижение потерь энергии на трение, продолжительность и стабильность работы, сниженное энергопотребление и экологичность.

При эксплуатации ЭМПЭ на ГМП центробежные силы стремятся сместить ось ротора относительно статора, тем самым возникает эксцен триситет. Эксцентриситет является причиной дисбаланса электромагнит ных сил ГМП, который приводит к нестабильности и колебаниям колец ГМП. Ввиду этого необходимо контролировать и управлять смещением колец ГМП.

Управление смещением колец ГМП и контроль эксцентриситета осу ществляется посредством, системы автоматического управления ГМП. Ввиду этого важно произвести математическое моделлирование динамических про цессов системы автоматического управления ГМП и разработать компьютер ную модель позволяющую исследовать динамические процессы системы ав томатического управления ГМП в реальных условиях эксплуатации.

При исследованиях динамических процессов роторов на ГМП ос новной задачей является адекватное многодисциплинарное моделирование системы ротор–управляемые ГМП и взаимосвязанных магнитомеханиче ских процессов.

В литературе [1, с. 11;

2, с. 25;

4, с. 55] достаточно полно исследова ны математические модели динамических процессов роторов в активных магнитных подшипниках (АМП). Конструктивное отличие ГМП от АМП, такое как постоянные магниты, ограничивает применение моделей роторов на АМП для исследования и проектирования ГМП.

Таким образом, разработка и исследование компьютерной имитаци онной модели динамических процессов роторов ГМП является актуальной научно-технической задачей.

В основу расчетной модели принимается общий вариант конструк тивного исполнения системы управления ГМП состоящей из 4 электро магнитов (рисунок 1).

Рис.1. Расчетная модель системы управления ГМП В работе, ввиду сложности расчетов, используются обычные при решении такого класса задач допущения:

1. В направлении оси z перемещения отсутствуют;

2. Магнитная цепь не насыщенна;

3. Конструкционное допущение: электромагнит 1 срабатывает толь ко при положительном смещении в направлении оси y, электромагнит только при отрицательном смещении в направлении оси y, электромагнит 3 только при положительном смещении в направлении оси x, электромаг нит 4 только при отрицательном смещении в направлении оси x.

4. Угловые перемещения системы отсутствуют 5. Радиусы кривизны колец значительно больше зазора.

6. Магнитная проницаемость немагнитного зазора равна проницаемо сти вакуума µ0, магнитная проницаемость стали сердечника равна беско нечности µ0=, магнитная проницаемость постоянных магнитов постоянна.

Система нелинейных дифференциальных уравнений динамических процессов ротора на ГМП определяется в виде:

dy 2 CL m 2= (2k p1 y (i12 i2 ) k p 2 yi12 + k p3 y i2 ) + Qy + Fpmy 2 dt 20, (1) kL1 y 1 = U L 1 ( k p1 y k p 2 y ) ri CL di Ci dy 0 dt dt, (2) = U L 2 ( k p 3 y k p1 y ) ri CL di2 Ci dy 4 kL 2 y 0 dt 20 dt, (3) dx C = L2 (2k p1x (i3 i4 ) k p 2 xi32 + k p3 xi4 ) + Qx + Fpmx 2 2 m dt 2 0, (4) kL1x 3 = U L 3 ( k p1x k p 2 x ) ri CL di Ci dx 0 20 dt dt, (5) k L 2 x 4 = U L 4 ( k p 3 x k p1x ) ri CL di Ci dx 0 dt 20 dt, (6) c (1 + ) 2 2B L 2 b )) Fpmx = r ( + (( arctg µ 0 c c c 1 2 1 b b с ( 1) arctg b ( )) 2 c c 1 2 1 b b, (7) c (1 + 1 ) 2 2B L 2 b )) Fpmy = r ( (( arctg µ 0 c1 c c 1 2 1 b b с ( 1 1) arctg b ( )) 2 c c 1 12 1 b b. (8) d При введении оператора Лапласа p =, выражения для канала dt управления по оси y принимаются:

mp2 y = Fmy + Qy + Fpmy, (9) ( k p1 y k p 2 y ) py ri CL CLi k L1 y pi1 = U 0 2 0 2, (10) kL 2 y pi2 = U L 2 ( k p 3 y k p1 y ) py ri CL Ci 0 20 2, (11) c (1 + ) 2 2 Br L ( (( b )) Fpmy = arctg µ 0 c1 c12 c 1 2 1 b b с ( 1 1) arctg b ( )) c12 c 1 2 1 b b. (12) 4 L kL 2 y pi2 = U L 2 ( k p 3 y k p1 y ) py ri C Ci 0 20 2, (13) Ввиду сложности аналитического моделирования по представлен ным выражениям (9)-(13) разработана имитационная модель, позволяющая исследовать динамические характеристики ГМП. На рисунке 2 представ лена компьютерная модель канала системы управления силой в рабочем зазоре ГМП.

На представленной компьютерной модели, рисунок 2 входными сиг налами являются: перемещение (y), поступающий с датчика положения ротора и напряжение 1 и 2 электромагнита. Выходными значениями пред ставленной математической модели являются значения электромагнитной силы по оси y и токов I1 и I2, протекающих соответственно в первом и втором электромагните.

В представленной математической модели внешние силы принима ются постоянными и не зависят от смещения ротора относительно статора.

Т1s + Звенья Transfer Function 1 реализуют передаточную функцию, s + знаменатель которой содержит постоянную времени электромагнита, определяемую:

L T= r, (14) Полученная имитационная модель динамических процессов роторов на ГМП позволяет исследовать зависимость электромагнитных характери стик ГМП от механических характеристик системы.

К достоинствам разработанной имитационной модели относиться возможность ее технической реализации посредством модуля Real-Time, входящего в состав Matlab Simulink [3, с. 74], упрощая тем самым экспе риментальные исследования ГМП и внедрение ГМП в технологический процесс.

Рис. 2. Имитационная модель системы управления ГМП Литература Верещагин В.П., Клабуков В.А. Математическая модель магнитного подшипника // 1.

Вопр. электромехан. Т. 112. 2009.

Вышков Ю.Д. Иванов В.И. Магнитные опоры в автоматике. М., 1978. 160 с.

2.

Герман-Галкин С.Г. Matlab & Simulink. Проектирование мехатроных систем на 3.

ПК. СПб., 2008. 368 с.

Журавлев Ю.Н. Активные магнитные подшипники: Теория, расчет, применение.

4.

СПб., 2003. 206 с.

СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИСПЫТАНИЙ ГИБРИДНЫХ МАГНИТНЫХ ПОДШИПНИКОВ Вавилов Вячеслав Евгеньевич аспирант Дуракова Виктория Сергеевна студент Зюков Максим Михайлович аспирант Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа К современным высокоточным станкам, например расточной и шлифовальной групп, предъявляются особые требования по точности формы рабочих поверхностей до десятых долей микрона и чистоте по верхности Ra 0,08 мкм. Обеспечение таких требований во многом зависит от частоты вращения шпиндельных узлов металлорежущих станков [3, с. 8].

Основным препятствием для повышения быстроходности шпин дельных узлов является проблема трения в подшипниковых опорах. Реше нием проблемы трения подшипниковых опор является применение маг нитных подшипников [2, с. 3].

Среди разнообразия конструкций магнитных подшипников наиболее перспективными для применения в высокоскоростных шпиндельных узлах (ВШУ) являются гибридные магнитные подшипники (ГМП), состоящие из магнитного подшипника на постоянных магнитах (МППМ) и электромаг нитной системы управления [4, с. 85].

Ввиду того, что ГМП в системе ВШУ являются ответственным уз лом, отвечающим за работоспособность ВШУ в частности и за весь техно логический процесс в целом, к ним предъявляются особые требования по надежности, совместимости с параметрами ВШУ и соответствию с заяв ленными на проектном этапе характеристиками. Для определения соответ ствия ГМП обозначенным выше требованиям необходимо испытательное оборудование.

В работе [5, с. 4] представлен испытательный стенд для испытаний и исследований МППМ с осевым направлением намагниченности. Отсут ствия системы управления и возможность испытаний на радиальные нагрузки ограничивает применение данного стенда на практике. В [3, с. 3] представлена конструкция стенда для испытаний активных магнитных подшипников. К недостаткам данной конструкции относиться невозмож ность испытаний МППМ.

Таким образом, разработка испытательного стенда ГМП является ак туальной научно-технической задачей.

Обзор научно-технической документации позволяет определить ос новные задачи испытаний, которые должна обеспечивать разрабатываемая конструкция:

– выбор оптимальных конструктивно-технологических решений при создании ГМП;

– доводку изделий до необходимого уровня качества;

–объективную оценку качества ГМП при их постановке на производ ство и в процессе производства.

Исходя из обозначенных выше задач, на кафедре электромеханики Уфимского государственного авиационного технического университета при непосредственном участии авторов была разработана конструкция ис пытательного стенда ГМП, рисунок 1, рисунок 2.

Рис. 1. Испытательный стенд ГМП Рис. 2. Конструкция ГМП, установленного на испытательном стенде Испытательный стенд содержит: вал – 1, с установленными на нем магнитными подшипниками, рисунок 2, состоящими из внутреннего набо ра магнитных колец – 3 и внешнего – 4, насаженных на немагнитных втул ках. Втулки жестко закреплены на валу посредством штифта – 5 с пружин ной – 6 с одной стороны и винтовой втулки – 7 с другой стороны жестко закрепленной с ферромагнитным диском – 9 посредством винта 8.

Электромагнитная система управления включает в себя ферромаг нитный диск – 8 и электромагнит – 9 установленный на станине. Немаг нитна втулка внешнего набора магнитных колец выполнена с внешней резьбой, а станина – 15 с внутренней резьбой, таким образом достигается возможность смещения внешнего и внутреннего набора колец друг отно сительно друга.

Измерительное оборудование установленное на испытательном стенде включает в себя: цифровой индикатор часового типа – 12, ИЧЦ – заводской № 5094,свидетельство о поверки № 42499–09 от 01.2012, предел измерений 0,01 мм. и линейка со стрелкой;

динамометра PCE–FG 500 за водской № 221–14, предел измерения 0,1 Н;

мультиметр и тахометр для упрощения не показаны. Измерительные приборы подключены к персо нальному компьютеру с возможностью вывода данных на монитор.

Предусмотрено два испытательных режима работы стенда: динами ческий и статический.

Таблица Основные технические характеристики испытательного стенда ГМП Технические характеристики Испытательный стенд ГМП Предел измерения силы, Н Предел измерения смещения, мм:

– в радиальном направлении;

– в осевом направлении;

– смещение между внешним и внутренним набором колец;

Максимальная тяговое усилие системы управления, Н Максимальный момент приводного двигателя, Н/м Габаритный размер, мм не более Режим работы S Связь с ПК Порт RS Испытательный стенд ГМП в динамическом режиме работает следую щим образом: на приводной электродвигатель (не показан на рисунке 1) по дается напряжение. Электродвигатель и вал на ГМП, соединенные посред ством электромагнитной муфты начинают вращаться. За счет взаимодей ствия магнитного поля внешние и внутренние наборы магнитов отталкива ются и тем самым обеспечивается бесконтактное вращение вала. Осевое смещение контролируется посредством электромагнитной системы управле ния ГМП. Динамометр и индикатор часового типа ИЧЦ–10 соединены с ПК посредством порта RS232. На экране монитора отображается изменение силы во времени и смещения во времени. Посредством оригинального программ ного обеспечения графики данных изменений накладываются друг на друга позволяя тем самым получение зависимости силы от смещения.

Таблица Перечень экспериментальных исследований выполняемых на испытательном стенде ГМП Экспериментальные исследования Измеряемые величины Исследования статических характеристик ГМП 1. Определение изменения силы ГМП и МППМ с максимальная воз кольцами намагниченными в осевом и в ради- можная величина сил альном направлениях установленными без сме- отталкивания ГМП и щения друг относительно друга при эксцентри- МППМ, максималь ситете и определение жесткости ный статический дис баланс сил отталки вания ГМП и МППМ;

жесткость ГМП и МППМ.

2. Определение изменения силы ГМП и МППМ с максимальная воз кольцами намагниченными в радиальном и в можная величина си осевом направлениях установленными без сме- лы способная выве щения друг относительно друга при резком сти ГМП из строя;

набросе и сбросе нагрузки величина восстанав ливающей силы 3. Определение изменения силы ГМП и МППМ с осевая составляющая кольцами намагниченными в осевом и в ради- силы отталкивания альном направлениях установленными со сме- ГМП с кольцами щением друг относительно друга при эксцентри- установленными со ситете смещением друг от носительно друга Исследования динамических характеристик ГМП 4. Определение эксцентриситета и дисбаланса эксцентриситет при электромагнитных сил ГМП с кольцами намаг- вращении ротора;

ниченными в осевом и в радиальном направле- дисбаланса электро ниях установленными со смещением друг отно- магнитных сил при сительно друга и без смещения вращении ротора;

5. Определение реакции системы управления ГМП зависимость силы то с кольцами намагниченными в осевом и в ради- ка системы управле альном направлениях установленными со смеще- ния от дисбаланса нием друг относительно друга и без смещения электромагнитных сил ГМП.

Испытательный стенд ГМП в статическом режиме работает следую щим образом: за счет взаимодействия магнитного поля внешние и внут ренние наборы магнитов отталкиваются и тем самым обеспечивается бес контактный подвес вала. Создание эксцентриситета осуществляется по средством ручного перемещения вала или нагрузки вала тарированными грузами.

Динамометр и индикатор часового типа ИЧЦ–10 также соединены с ПК посредством порта RS232. На экране монитора отображается изменение силы во времени и смещения во времени. Посредством оригинального про граммного обеспечения графики данных изменений накладываются друг на друга позволяя тем самым получение зависимости силы от смещения.

Технические характеристики и перечень экспериментальных иссле дований выполняемых на разработанном испытательном стенде ГМП представлен в таблице 1 и таблице 2 соответственно.

Таким образом, в работе разработана конструкция испытательного стенда позволяющая осуществлять как проектные исследования, так и приемосдаточные испытания ГМП. К достоинствам разработанной кон струкции относиться ее универсальность, то есть возможность исследова ния как МППМ и ГМП с радиально намагниченными кольцами, так и с ак сиально намагниченными кольцами.

Полученные результаты могут быть использованы на практике при производстве ВШУ на ГМП.

Литература Евдокимов Ю.К., Тогузов С.А. Математическая модель осевого магнитногопод 1.

шипника. URL:http://fetmag.mrsu.ru/20092/pdf/axial_active_magnetic_bearing.pdf Журавлев Ю.Н. Активные магнитные подшипники: Теория, расчет, применение.

2.

СПб.,2003. 206 с.

Щетинин В.С. Научное обоснование создания и разработка высокоскоростных 3.

шпиндельных узлов на газомагнитных опорах металлорежущих станков. Автореф.


дис. … д-ра тех. наук. Комсомольск-на-Амуре. 2011.

4. Petzold O. Hybridmagnete fr einen magnetisch gelagerten Rundtisch // TECHNISCHE MECHANIK. 2006. Band 26. Heft 2. P. 85-91.

5. Siebert M., Ebihara B. A Passive Magnetic Bearing Flywheel // NASA|TM–2002. 211159.

February.

РАЗРАБОТКА ЗАМКНУТОЙ САПР ДЛЯ СИСТЕМ МАГНИТНОЙ ЛЕВИТАЦИИ Вавилов Вячеслав Евгеньевич аспирант Дуракова Виктория Сергеевна студент Якупов Айнур Маратович студент Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа Проектирование систем магнитной левитации (СМЛ) требует боль шого объема и точности вычислений, реализовать которые возможно лишь с применением современных компьютерных технологий [2, с. 82].

Зачастую при проектировании СМЛ необходимо взаимодействие не скольких программных продуктов для решения разносторонних задач: про граммы аналитического расчета, компьютерного имитационного моделиро вания, конструкторские программы. Сложность каждого отдельного пакета диктует наличие специалистов по каждому из них, что в свою очередь свя занно с существенными экономическими и временными затратами.

Ввиду этого важно разработать оригинальное программное обеспече ние позволяющее производить математические расчеты с возможностью ав томатической передачи в систему автоматизированного проектирования (САПР) более сложного уровня, и работой в них без участия человека, то есть разработка замкнутой системы автоматизированного проектирования СМЛ.

Данное программное обеспечение позволит сократить временные за траты, свести к минимуму ошибки связанные с человеческим фактором и экономические затраты, так как в данном случае, требуется лишь один специалист.

Таким образом, основной задачей данной работы является создание и разработка замкнутой системы автоматизированного проектирования СМЛ.

Для решения поставленной задачи авторами разрабатывается про граммное обеспечение, включающее в себя автоматизированное взаимо действие нескольких систем САПР, рисунок 1:

– Расчетный модуль – подпрограмма, реализованная на высокоуровне вом языке программирования Microsoft Visual Basic for Applications (VBA) 2011. Данный модуль разработан на основе оригинальной методики расче та СМЛ.

– Модуль твердотельного моделирования – представляет собой взаимо действие расчетного модуля и программного пакета SolidWorks. По данным полученным из расчетного модуля в программном пакете SolidWorksавто матически разрабатывается твердотельная модель СМЛ. При этом возможна автоматическая разработка конструкторской документации.

– Модуль моделирования задач электромагнитного поля и силовых ха рактеристик – представляет собой взаимодействие расчетного модуля и программного пакета AnsysWB. Данный модуль на разработанной твердо тельной модели строит сетку конечных элементов и с учет данных расчет ного модуля (электромагнитных нагрузок, материалов) автоматически рас считывает трехмерное электромагнитное поле и силовые характеристики СМЛ.

Рис. 1.Структурная схема замкнутой системы автоматизированного проектирования СМЛ На представленной схеме показано взаимодействие отдельных модулей программного обеспечения. Связь между отдельными модулями осуществля ется посредством высокоуровневого языка программирования VBA.

Ниже представлено главное диалоговое окно программы, на котором осуществляется ввод и расчет начальных данных.

Рис. 2. Главное диалоговое окно программы После расчета основных геометрических параметров СМЛ, данные автоматически передаются в Solid Works, где формируется твердотельная модель, рисунок 3. Полученная твердотельная модель позволяет визуально представить общий вид конструкции СМЛ, оценить габаритные парамет ры, а также автоматически разработать конструкторскую документацию с литерой «Э» [1, с. 8]. Кроме того, с учетом расчетных данных, Solid Works производиться компьютерное моделирование механической прочности СМЛ при вращении, рисунок 3. На основе, которого определяются допу стимые нагрузки от центробежных сил и предельно допустимая скорость вращения, после чего производиться оптимизация модели исходя из меха нических, геометрических и конструкционных параметров.

Рис. 3. Твердотельная модель СМЛ (справа);

результаты анализа прочности СМЛ (слева) Оптимизированная модель посредством макроса передается в про граммный комплекс Ansys. Где автоматически рассчитываются параметры электромагнитного поля и силовых характеристик СМЛ [3, с. 7;

2, с. 22], рисунок 4. После чего происходит сравнительный анализ с аналитически определенными значениями данных величин в главном диалоговом окне. В случае если расхождение превышает 10 %, то запускается модуль повтор ного расчета с использованием данных Ansys.

Рис. 4. Результаты моделирования электромагнитного поля СМЛ (слева) и силовых характеристик (справа) В случае если расхождение менее 10 % формируется отчет в тексто вом редакторе Microsoft Word. В отчете содержаться данные аналитическо го расчета, результаты компьютерных анализов в Solid Works и Ansys, а также конструкторская документация с литерой «Э».

Разработанная замкнутая система автоматизированного проектиро вания систем магнитной левитации может быть применена на практике при проектировании систем магнитной левитации.

Литература Алямовский А.А. Solid Works Simulation. Как решать практические задачи. СПб., 1.

2012. 448 с.

Буль О.Б. Методы расчета магнитных систем электрических аппаратов. М., 2.

285 c.

Рымша В.В. Технология расчета трехмерного стационарного магнитного поля в 3.

вентильно-реактивных электродвигателях на платформе ansys workbench.

URL:html:ukrainemotors.com›articles/SRM_AnsysWb.pdf Хайруллин И.Х., Исмагилов Ф.Р., Вавилов В.Е. Определение влияния статического 4.

эксцентриситета на устойчивость гибридного магнитного подшипника // Вест.

УГАТУ. 2012. Т. 16.

ЭЛЕКТРОННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ ТЕРМОМЕТРИЯ Власова Елена Викторовна магистрант Потлов Антон Юрьевич магистрант Тамбовский государственный технический университет, Тамбов Измерение температуры в медицине – важная техническая задача, которую необходимо решать, обязательно принимая во внимание биологи ческие особенности человеческого организма и область медицинской практики, в которой должны проводиться такие измерения.

Большинство измерений в медицине являются физическими. С одной стороны, измерения температуры органов вполне можно рассматривать как физические измерения, т.к. температура есть мера средней кинетиче ской скорости движения молекул. С другой стороны, в медицине темпера тура – ещё и важный физиологический параметр, тесно связанный с фи зиологическими процессами, протекающими в организме.

Измерения температуры широко применяются в хирургии в качестве средства контроля, в медицинской диагностике и в терапии. В частности, температура является регулирующим терапевтическую процедуру показа телем, своего рода обратной связью с биологическим объектом.

Измерения температуры в медицинских целях применительно к че ловеку имеют определённую специфику. Во-первых, диапазон измеряемых температур ограничивается температурами, при которых не разрушаются белковые молекулы: + 5…+ 50оС. (Следует отметить, что для научных ме дицинских исследований может требоваться намного больший диапазон температурных измерений.) Во-вторых, организм теплокровных животных, к которым относится и человек, старается поддерживать температуру внутренней среды постоян ной. В условиях стабильной саморегуляции организма значимые с меди цинской точки зрения изменения температуры могут быть небольшими и составлять доли градуса. К тому же у разных организмов, даже находящих ся в схожих физиологических состояниях, может наблюдаться некий раз брос значений температуры, поэтому в медицине часто помимо абсолютных измерений используются и относительные измерения температуры.

В-третьих, в медицине значимой информацией является также зави симость изменения температуры исследуемой области от времени. Ско рость изменения температуры в живом организме незначительна, однако при поиске участка с максимальным или минимальным значением темпе ратуры инертность измеряющей температуру технической системы будет определять время поиска, которое может превысить скорость изменения температуры отдельного участка организма, а также увеличит инерцион ность всего процесса измерения. При построении графика изменения тем пературы инерционность технической системы должна вносить как можно меньше заметных искажений, кроме того, для выявления температурных трендов важно иметь высокое разрешение по температуре.

Под термином «медицинский» мы привыкли подразумевать ставший традиционным ртутный термометр. Однако, электронный термометр вы теснил таковой ртутный, который был связан с немалым риском нозоко микальных инфекций, ульцераций или перфораций прямой кишки, ртут ным перитонитом и, прежде всего, ртутной поллюцией и потенциальными ее осложнениями для человека. Электронный термометр устраняет этот последний риск. Применение профилактики путем использования индиви дуального зонда делает ничтожным риск нозокомикальной инфекции, но не исключает рисков термометрической ульцерации. Этот прибор позволя ет определять температуру в пределах 32…43,9оС с точностью до 0,1оС.

Результат получают или путем непрерывного измерения до эквилибровки (непрерывный тип), или путем экстраполяции по наклону кривой термиче ского роста (предиктивный тип), что позволяет сократить время измерения с трех минут до 30 секунд. В то же время измерения по непрерывному ти пу более надежны, чем таковые экстраполятивные, которые дают значения выше на 0,2-0,3оС. Это несоответствие не представляет проблемы клини ческой практики.

Необходимо развеять несколько мифов о современных электронных термометрах. Заблуждением является то, что электронные градусники из меряют температуру тела очень быстро – буквально за минуту. Это утвер ждают в своих инструкциях и производители большинства протестирован ных моделей. Так, авторы руководства к термометрам заявляют, что одни приборы способны выдавать окончательный результат 10-15 секунд, а дру гие за 60–90 секунд. Однако испытания показали, что молниеносная работа электронных термометров не более чем легенда. Даже самым оперативным термометрам для измерений потребовалось от 1,5 до 2 минут, а другим и того больше – от 4 до 5 минут. И это минимальное время, необходимое для измерения температуры с плотно прижатым градусником.

Второе заблуждение, связанное с электронными градусниками: их нужно вынимать по звуковому сигналу. Так думают большинство пользо вателей, и так, кстати, написано в инструкциях ко многим моделям. Одна ко, если следовать этому правилу, можно недосчитаться от 0,3 до 0,7 гра дусов Цельсия! Потому что и после «финального свистка» измерение про должается, только медленнее. Зачем звучит сигнал так и осталось загадкой.

Особенности температурных измерений в медицине определяют неко торые принципиальные технические требования к измерительной технике.

Как было отмечено, применительно к человеческому организму тре буемый температурный диапазон измерений невелик: + 5…+ 50 оС. Точ ность измерения температуры должна соответствовать разбросу темпера тур в диапазонах норм соответствующих медицинских показателей. При менительно к исследованиям человека точности в пределах ± 0,05...± 0,1 оС вполне достаточно. Для качественного визуального представления измере ний температуры, для процедур сравнения и при относительных измерени ях, а также для графического отображения изменения температуры важно иметь высокую линейность и разрешение измерительной технической си стемы. Разрешение по температуре не должно превышать 0,01 оС.

Качественную регистрацию процесса изменения температуры в ор ганизме может обеспечить только малоинерционная система, т.е. та, инертность которой как минимум на порядок меньше температурной инертности измеряемой области организма. Из этого следует, что темпера турный датчик должен иметь как можно меньшие габаритные размеры и тепловую инерцию.

Термодатчики по методу измерения делятся на два типа:

термоэлектрические преобразователи (термопары), действие которых основано на измерении термоэлектродвижущей силы (термо-э.д.с.), развиваемой термопарой (спаем) из двух разнородных проводников;

термосопротивления, использующие зависимость электрического сопротивления вещества от его температуры.

В качестве датчиков, позволяющих регистрировать температуру с точностью ± 0,1 оС и имеющих наименьшие габаритные размеры при наивысшей температурной чувствительности в диапазоне + 5…+ 50 оС, в медицине наиболее широко применяются термисторы.

Общим техническим требованиям, предъявляемым к медицинским термометрам, полностью удовлетворяет следующий цифровой термометр:

• диапазон измеряемой температуры + 5…+ 50 оС;

• относительная погрешность прибора при измерении температуры 0,1 %;

• разрешение при измерении температуры 0,1 оС;

• тип используемого температурного сенсора – термистор;

• абсолютная погрешность измерения температуры некалиброванным термистором в диапазоне - 20…+ 100оС составляет ± 0,5 оС (возможна дополнительная калибровка до 0,0625 оС);

• темп измерения – 15 значений в секунду.

Описанный цифровой термометр позволяет решать важную меди цинскую задачу – измерение температуры биологических объектов с учё том специфики области применения. Благодаря центральному звену при бора – измерительной ячейке, обеспечивающей получение высоких точ ностных характеристик, измерение температуры датчиком может произво диться с высокой точностью и разрешением 0,01 oС, что обеспечивает ре гистрацию даже незначительных изменений температуры при лечебных или диагностических процедурах и заметно расширяет область медицин ской термометрии.

АБСОЛЮТНЫЙ ДАТЧИК НА ОСНОВЕ КАЧЕРА Григорьев Михаил Георгиевич студент Вавилова Галина Васильевна старший преподаватель Пустовойт Александр Владимирович студент Томский политехнический университет, Томск В данной статье рассмотрены теория качер-процесса и сущность аб солютного датчика реализованного на основе этого процесса.

Качер-процесс – процесс периодического формирования коротких импульсов тока с амплитудой в сотни ампер и длительностью в наносе кунды [1, с. 503].

Качер, в наиболее общем и простом виде его построения, состоит из двух частей, гальванически не связанных между собой (рис.1 и рис.2):

– индуктора, представляющего собой катушку (например, разме рами 15*45 мм) из двух индуктивностей, L1 – 1-я индуктивность, у кото рой А – начало, а Б – конец катушки и L2 – 2-я индуктивность, у которой В – начало, а Г – конец катушки (рис. 1.а), подключенных в электриче ские цепи транзистора VT (L1 – в коллекторную цепь, а L2 – в базовую цепь транзистора) во взаимопротивоположных направлениях, таким об разом, чтобы конец Б индуктивности L1 был подключен к коллектору транзистора, а ее начало А вместе с концом Г индуктивности L2 были подключены к «+» источника питания, и начало B этой индуктивности было подключено к базе транзистора (см. рис. 2.а);

– приемника, представляющего собой катушку индуктивности L3, у которой Д – начало, а Е – конец катушки (см. рис. 1.б), подключенную по следовательно с детектором (диодом VD) и RC-цепочкой (параллельно со единенными сглаживающей емкостью C и нагрузочным сопротивлением Rн) во вторичной электрической цепи этого устройства (см. рис. 2.б).

Таким образом, индуктор – первичная цепь, приемник – вторичная.

Катушка Катушка Индуктор Приемник индуктивностей индуктивности индуктора приемника L1 Г А А Е L2 VD В L2 L Д L3 С RН L В Б Д Е UП L Б Измерительный L Г VT прибор а) б) а) б) Рис. 1. Конструкция катушек Рис. 2. Принципиальная электрическая индуктивностей качера схема одного из вариантов качера Если при работающем индукторе к приемнику подключить вольт метр, то наблюдается значительное напряжение, в десятки вольт, на рас стояниях от миллиметров до сантиметров от индуктора, линейно падаю щее от расстояния (рис. 3).

Это свойство качера позволяет построить его в форме абсолютного датчика – качера-АД [3]. Поэтому, сущностью реализации качера-АД яв ляется возможность линейного преобразования неэлектрических величин (отражающих параметры перемещения чего-либо относительно какой-либо заданной точки пространства, фиксируемые с помощью такого датчика и выражаемые в линейных размерах: метрах или градусах), – в электриче ские величины (выражаемые в вольтах, амперах или герцах). Достигается это посредством последовательного соединения во вторичной цепи качера обычного диода и конденсатора. На выходе конденсатора получаются им пульсы однополярного тока, параметры которого могут быть выражены линейной зависимостью в вольтах, амперах или герцах.

Uвых.(В) U - вых.(В) при сдвиге по х (вдоль короткой стороны катушки) U - вых.(В) при сдвиге по y (вдоль длинной стороны катушки) U - вых.(В) при сдвиге по z (удаление катушек друг от друга) (схема - на рис. 2, параметры – в таблице 1, результаты – в таблице 2) Сдвиг 16 mm 1 2 3 5 6 7 9 10 11 12 13 14 40 mm 5 10 15 20 25 30 Рис. 3. Выходные параметры качера-АД Представленные на рис. 3 характеристики линейной зависимости напряжения Uвых (В) на приемнике качера-АД от его расстояния до индуктора:

– при перемещении катушки индуктивности приемника вдоль корот кой стороны катушек индуктивности индуктора, т.е. сдвиге приемника вправо или влево относительно плоскости индуктора – по координате X;

– при перемещении катушки индуктивности приемника вдоль длин ной стороны катушек индуктивности индуктора, т.е. сдвиге приемника вверх или вниз относительно плоскости индуктора – по координате Y;

– при удалении катушки индуктивности приемника вверх или вниз относительно плоскости катушек индуктивности индуктора – по коорди нате Z;

получены для схемы качера-АД, приведенной на рис. 2.а, при пара метрах ее элементов, представленных в табл. 1.

Таблица № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 Элемент L1, L2, L3 L1, L3 L2 VT VD Uп Iп Rн C Параметр по 50 diam. 0,1 медь diam. 0,1 нихром КТ315Г Д522 5 В 0,14 А 2 К 1 мкф витков При этом численные значения выходного параметра Uвых (В) для данной схемы качера-АД, с указанными параметрами, приведены в табл. 2.

Таблица Сдвиг приемника относи- 0 12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 тельно индуктора (мм) при сдвиге в коротк.10,0 9,569,26 8,53 7,646,625,29 3,97 2,351,32 0,44 0 0,74 1,47 1,76 1,47 1, сторону по коорд. X при удалении вверх 10,0 8,387,64 6,76 5,885,294,70 4,12 3,683,23 2,79 2,35 1,91 1,76 1,47 1,18 1, Uвых по координате Z (В) при сдвиге в 10,0 9,588,98 8,25 7,647,026,32 5,50 4,704,02 3,31 2,58 1,84 1,12 0,44 0,05 0, длиную сторону по коорд.

Y Сдвиг приемника относи- 0 2,5 5 7,5 10 12,5 15 17,5 20 22,5 25 27,5 30 32,5 35 37,5 тельно индуктора (мм) Заключение В заключении можно указать следующие сферы и области примене ния новых способов преобразования и передачи энергии и информации:

– это новый способ преобразования неэлектрических величин в элек трические;

– это простые и дешевые новые датчики;

– это новые извещатели различного типа, предназначенные для ис пользования в системах охранной сигнализации для проводного и беспро водного оповещения;

– это новые устройства различного типа, предназначенные для бес контактного включения средств и систем видеонаблюдения на любых объ ектах, включая двери, окна, сейфы, периметры, прилавки и т.п.;

– это новые сигнализаторы тревоги;

– это новые показатели уровня воды и сыпучих материалов.

Литература Бровин В.И. КАЧЕР-технология и ее применение в больших сложных системах // 1.

Проблемы управления безопасностью сложных систем. 2006. № 12. С. 502-505.

Калашников С.Г. Электричество. 2007. 592 с.

2.

Мачкин П.И. Генератор Тесла-Бровина. URL:http://www.bizneshobby.com/ 3.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 

Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

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.