В статье обсуждается актуальность оценки содержания нитратов в пищевых продуктах для обеспечения экологической безопасности на индивидуальном уровне. Приводятся данные о негативном влиянии повышенного содержания нитратов в продуктах растительного происхождения на здоровье человека. Обсуждаются результаты исследования по определению содержания нитратов в пищевых продуктах с помощью бытового нитратомера «Soek nuk-019-2». На основе полученных результатов даются практические рекомендации по обеспечению безопасности потребления пищевых продуктов.

Ключевые слова: пищевая безопасность, продукты питания, содержание нитратов, бытовой нитратомер

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Для существенного повышения точности измерения и воспроизводимости результатов исследований разработана методика определения спада освещенности филаментных светодиодных ламп. Обоснована необходимость и возможность осуществления первого отсчета освещенности через одну секунду.

Ключевые слова: филаментная лампа, спад освещенности, методика, погрешность, критериальное значение, скорость спада

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Статья посвящена обзору методов исследований ледовых характеристик водоемов (таких как показатель ледовитости, сроки и длительности фаз ледового режима). Приведены преимущества применения методов многозональной спутниковой съемки для оценки ледовой обстановки водоемов над остальными методами. Выявлены проблемы получения информации о ледовой обстановке конкретного исследуемого водоема, вызванные сложностями идентификации этого водоема при анализе спутниковых данных.организации и освоения новой продукции на имеющихся производственных  площадях.

Ключевые слова: ледовые характеристики, водоем, дистанционное зондирование земли, дешифрирование, многозональная съемка

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Выполнен аналитический обзор влияния электромагнитных полей на здоровье человека. Предложена методика изучения электромагнитной обстановки при территориальном планировании городских поселений. Проведено исследование напряжённости электромагнитного поля промышленной частоты в четырёх основных функциональных зонах г. Ростова-на-Дону. Выявлены районы с благоприятным электромагнитным фоном и участки повышенного экологического риска для жителей.

Ключевые слова: Электромагнитное поле, промышленная частота, функциональные зоны, территориальное планирование, экологический риск

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Настоящая статья посвящена обзору производственных методов определения жесткости технологических систем на основе металлорежущих станков. Дано описание каждого метода, его характеристика, описан принцип появления упругих деформаций технологических систем и возможность их измерения. Для каждого из методов приведены границы его применимости и возможность использования в различных производственных ситуациях. Приведены математические зависимости, которые могут позволить инженеру-технологу оценить величину упругих деформаций технологической системы и внести соответствующие коррективы еще на этапе подготовки производства (например, изменить траекторию движения инструмента при написании управляющей программы для станков с ЧПУ). Описан статистический метод определения жесткости технологических систем, приведена графическая зависимость упругих деформаций от сил резания.

Ключевые слова: жесткость технологической системы, упругая деформация, технологическая система, сила резания, производственный метод определения жесткости

05.02.08 - Технология машиностроения , 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

В соответствии с требованиями законодательства Российской Федерации на основании проведения комплекса изыскательских работ необходимо устанавливать норму снятия почвенного слоя. Мощность снятия почвенного слоя устанавливается на основании комплекса лабораторных исследований проб почвы, отобранных из установленных почвенных горизонтов. Мощность почвенных горизонтов в настоящее время определяется с использованием фондовых данных на основании характерного типа почвы.Однако мощность почвенных горизонтов в ряде случаев на участках характеризующихся идентичными почвенными характеристиками различаются. Таким образом, в каждом конкретном случае необходимо привязку почвенных разрезов и границ выделенных почвенных контуров проводить инструментально путем экологических раскопок. Высокая насыщенность почвенными выработками может привести к значительному нарушению почвенного покрова обследуемого участка. Для решения вышепоставленной задачи предлагается использовать установку для исследования мощности многокомпонентных динамичных систем при вертикальном бурении скважин.

Ключевые слова: почвенный горизонт, плодородный слой, съемка, мощность снятия, изыскания, скважина, бурение, капитальное строительство, фотофиксация, залегание

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Предлагается развитие метода электрохимической импедансной спектроскопии в области высокочастотных сигналов при помощи амплитудно-фазового подхода к анализу параметров биологических датчиков различной природы. В отличие от стандартных высокочастотных аналоговых интерфейсов систем электрохимической импедансной спектроскопии на основе квадратурной демодуляции использование пикового и фазового детекторов позволяет улучшить основные метрологические показатели, равно как и упростить аналоговый интерфейс при широкой полосе частот сигнала опроса биологических датчиков. Рассмотрено схемотехническое проектирование фазового детектора, как части общей системы, на компонентах технологического процесса TSMC 0.35um SiGe. Ключевой особенностью данного блока является предельное быстродействие за счёт отказа от обратных связей. Большой диапазон выходных напряжений и малая скорость их изменения позволяет использовать стандартные модули ввода аналоговых величин для ввода сигналов фазового детектора в ЭВМ для последующей цифровой обработки. Итоговая точность определения фазы сигнала биологического датчика сохраняется на приемлемом уровне за счёт введения в базовую схему дополнительных элементов и представленных в работе цифровых алгоритмов корректировки результатов. Показанный вариант проведения корректировки обладает иммунитетом к нелинейностям выходной характеристики фазового детектирования при больших отклонениях фазы сигнала биологического датчика. Использованный при проектировании техпроцесс относится к классу экономичных, что позволяет потенциально удешевить производство и внедрение в массовое применение систем электрохимической импедансной спектроскопии.

Ключевые слова: биологический датчик; импедансная спектроскопия; фазовый детектор; квадратурное представление сигнала, цифровая коррекция, алгоритм обработки данных, SiGe-технология, система на кристалле, СВЧ диапазон, аналоговый интерфейс

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий , 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

Предлагается метод расчета гамма-процентного усталостного ресурса стрелы одноковшового экскаватора. С помощью этого метода можно наиболее точно определить распределения крайних членов выборок и соответствующих сдвигов распределения Вейбулла. Было выявлено, что производить расчет по сдвигам не обязательно, можно воспользоваться только крайними членами выборок.

Ключевые слова: надежность, вероятность, ресурс, выборка, экскаватор

05.02.02 - Машиноведение, системы приводов и детали машин , 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

В статье с точки зрения определения требований к параметрам внешней амплитудно-фазовой модуляции лазерного излучения как ключевому процессу формирования радиочастотных сигналов в оптическом диапазоне для систем с поляризационным мультиплексированием полигармонических сигналов, обзорно рассмотрены основные схемы, характеристики, и направления развития генераторных узлов радиофотонных систем.

Ключевые слова: радиофотоника; модуляция лазерного излучения с подавлением несущей; оптическая генерация радиосигналов; генерация полигармонических оптических сигналов, радиочастотные составляющие, поляризационное мультиплексирование

05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы , 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

В данной работе производится оценка имеющихся на рынке расходомеров воды, приводятся их достоинства и недостатки. Приведена классификация счетчиков воды и оценка специфики их применения. Основной проблемой на сегодняшний момент в измерении расхода водных ресурсов является точность измерения на всех диапазонах расхода без существенного роста цены за розничную продажу счетчика. Показано, что наиболее проблемной зоной диапазона является минимальный и капельный расход. Вторым по важности является максимальный расход и сопутствующий ему гидроудар (в случае когда время перехода от нулевого расхода до максимального пренебрежимо мало). В работе отмечено, что на сегодняшний момент на рынке отсутствуют приборы учета решающие обе описанные проблемы. Также показано, что сделать счетчик более привлекательным для потребителя можно с помощью дополнительных (не метрологических функций). Так, например, важной функцией является сигнализация о долговременных утечках в системе.

Ключевые слова: расходомер воды, счетчик, измерения, крыльчатый, акустический

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий , 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

в данной работе приводится обзор типов существующих приборов учета расхода природного газа. Произведено сравнение присутствующих на рынке приборов учета различных производителей. Названы основные характеристики счетчиков, даны определения по каждой характеристике. Рассматривается проблема термокомпенсации расхода в зависимости от температуры рабочей среды. Погрешность измерения газа при перепадах температур приводит к сложностям в прогнозировании потребления энергоресурсов. Приводятся два существующих подхода к решению задачи. Показаны также пути решения для задачи включения приборов учета в единые автоматизированные системы учета энергоресурсов.

Ключевые слова: расходомеры природного газа, диафрагменные счетчики, автоматизированные системы учета, энергоресурсы, термокоррекция

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

В статье рассмотрены одномодуляторная и тандемная схемы двухчастотного фор-мирователя для систем поляризационного мультиплексирования, приведены эксперимен-тальные данные – радиочастотные спектры сигналов биений для двух поляризаций.

Ключевые слова: радиофотоника; модуляция лазерного излучения с подавлением несущей; оптическая генерация радиосигналов; генерация полигармонических оптических сигналов, радиочастотные составляющие, поляризационное мультиплексирование

05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы , 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Описаны конструкции современных автомобильных шин с противоаварийными свойствами. Большинство повреждений шины происходит из-за низкого давления воздуха в шине. В статье представлены разработанные компаниями-производителями проекты, позволяющие контролировать состояние шин по нескольким параметрам, а также системы экспресс-ремонта проколов шин. Также в статье описаны конструкции безвоздушных шин, которым не страшны проколы.

Ключевые слова: пневматическая шина, колесо, противоаварийность, контроль давления, беспрокольная шина, кольцо безопасности, безвоздушная шина

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Рассматриваются проблемные вопросы состояния изоляции силовых кабельных систем (СКС) на основе разработки и развития методов неразрушающего контроля. Установлены основные компоненты, разрушающие изоляцию СКС. Предлагается аналитический метод оценки процессов окисления целлюлозы с определением наиболее вероятного. Приведены расчеты термодинамических процессов окисления целлюлозы. Использование предложенного подхода изучения основных процессов разрушения изоля-ции позволяет более детально представить предпосылки развития частичных разрядов (ЧР) в изоляции и определить необходимые мероприятия по минимизации процессов, приводя-щих к деструкции изоляции силовых кабелей

Ключевые слова: Изоляционный материал, термодинамические процессы, кабельная система, прогнозирование

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Исследовано температурное поле в сечении кабеля в соответствии с теорией теплопроводности. В Matlab, используя систему уравнений Фурье в цилиндрической системе координат построен градиент температур в сечении кабеля и окружающей среды. На основе термофлуктуационной теории исследован процесс разрушения изо-ляции тепловыми колебаниями атомов, с учетом частичных разрядов (ЧР). Определены вероятности возникновения ЧР в зависимости от воздействующих факторов (темпера-туры изоляции, числа и размера включений). Проанализировано распределение веро-ятности возникновения ЧР в зависимости от величины плотности неоднородностей изоляции (y) и энергии разрыва химической связи (D).

Ключевые слова: прогнозирование, старение изоляции, частичные разряды, термофлуктуационная теория

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Скрытые пороки древесины существенно влияют на ее физические свойства и таможенную стоимость. В настоящее время для их идентификации используются органолептические и ультразвуковые методики, которые не всегда эффективны для выявления ранних форм грибкового поражения древесины. Авторами предложен способ выявления скрытых пороков древесины с помощью ультрафиолетового излучения. Для реализации способа предложено использовать видеоспектральную люминесцентную лупу «Регула 4177», подключенную к ППИ «Кедр-М». Исследование 128 образцов древесины показало достаточно высокую эффективность предложенного метода. Были выявлены особенности люминесценции различных видов грибковых поражений в ультрафиолетовом излучении. Изучена зависимость грибкового поражения от влажности древесины. Предложенная авторами методика может быть использована для идентификации скрытых пороков древесины в промышленности и при таможенном контроле.

Ключевые слова: скрытые пороки древесины, ультрафиолетовое излучение, приборы, идентификация, методы контроля, таможенный контроль

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

В статье описаны современные разработки мультисенсорных систем типа «электронный нос». Основой портативных мультисенсорных систем типа «электронный нос», является газочувствительный блок, состоящий из твердотельных газоаналитических сенсоров. Представлены типы сенсоров. Изложены основные направления исследований авторов.

Ключевые слова: количественный анализ, химический сенсор, аппаратно-программный комплекс, твердотельный газоаналитический сенсор, газочувствительный блок, электронный нос, ПАВ-сенсор, оптический химический сенсор, мультисенсорная система

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

В статье приведены результаты обработки виброакустических сигналов с помощью преобразования Гильберта-Хуанга, полученных в ходе испытания двигателя внутреннего сгорания. Описан порядок провидения экспериментов и методика обработки виброакустических сигналов.

Ключевые слова: преобразование Гильберта-Хуанга, спектр Гильберта, эмпирическая модовая декомпозиция, декомпозиция по ансамблю, спектр Фурье, вейвлет-преобразование, диагностика, неразрушающий контроль, двигатель внутреннего сгорания, виброакустический сигнал.

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

На основе отладочной платы STM32F4Discovery разработан прибор для виброакустического контроля. Прием виброакустического сигнала осуществляется датчиком КД-35, подключенным к АЦП микроконтроллера STM32F4VGT6. Обработка данных производится на персональном компьютере в среде графического программирования LabVIEW. Данные от микроконтроллера в персональный компьютер передаются при помощи преобразователя USB/UART. Отбраковка производится в зависимости от результатов сравнения эталонного и текущего спектров по значениям коэффициента корреляции.

Ключевые слова: STM32F4Discovery, АЦП, VISASerial, LabVIEW, преобразователь USB/UART, виброакустический контроль, спектр, эталон, обработка сигналов, коэффициент корреляции

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

С позиций обеспечения экологической безопасности (ОЭБ) рассматриваются вопросы анализа и синтеза территориально распределенных систем хранения опасных веществ. Особое внимание уделено информационному слою обеспечения экологической безопасности указанных систем, который оперирует результатами обработки нормативной документации, данными экологического мониторинга, аналитических отчётов и т.п. Его функционирование опирается на систему специализированных автоматизированных рабочих мест (АРМ), каждое из которых формирует множество прогнозов и расчетов в целях ОЭБ, используя информацию на трёх уровнях детализации: физическом, технологическом и логическом. Определена структура математического, информацион-ного, программного и технического обеспечения АРМ. Показано, что предложенная структура АРМ может быть использована при проектировании различных систем хранения опасных веществ, и направлена на решение вопросов ОЭБ при их эксплуатации.

Ключевые слова: территориально распределенные системы хранения, опасные вещества, обеспечение экологической безопасности, информационное обеспечение, специалист-эколог, автоматизированное рабочее место

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

С позиций обеспечения экологической безопасности рассматриваются вопросы анализа и синтеза территориально распределенных систем хранения опасных веществ. Основное внимание в статье уделено техническому обеспечению экологической безопасности указанных систем, определяющему слой системы инструментального контроля (СИК) в каналах мониторинга экологической ситуации, параметров хранения опасных веществ и охраны периметров территории хранения. Функционирование СИК опирается на применение волоконно-оптических датчиков на основе волоконных решеток Брэгга в каждом из указанных каналов и методов их полигармонического зондирования. Определены принципы совместного измерения температуры и давления, как основных параметров хранения, оптико-абсорбционного измерения концентрации газов с использованием дистанционного многокомпонентного волоконно-оптического ИК-анализатора для контроля экологической ситуации. Приведены сведения о построении датчиков для систем охраны периметра территорий хранения. Показано, что предложенная структура СИК может быть использована при проектировании различных систем хранения опасных веществ, и направлена на решение вопросов обеспечения экологической безопасности при их эксплуатации.

Ключевые слова: территориально распределенные системы хранения, опасные вещества, обеспечение экологической безопасности, техническое обеспечение, волоконные решетки Брэгга, измерение температуры и давления, многокомпонентный волоконно-оптический ИК-анализатор газов

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Рассматриваются принципы построения интеррогаторов волоконно-оптических датчиков на основе брэгговских решеток, реализующих радиофотонные технологии измерительного преобразования по принципу «оптическая длина волны – амплитуда и фаза радиосигнала – измеряемая величина». Производится их сравнение с классическими оптико-электронными интеррогаторами и радиофотонными интеррогаторами, реализующими технологии измерительного преобразования по принципу «оптическая длина волны – частота радиосигнала – измеряемая величина». Показано, что оптико-электронные интеррогаторы имеют существенные ограничения по разрешению и скорости интеррогации, а также трудности одновременного комплексированного измерения нескольких, как минимум, двух, измеряемых величин. Радиофотонные частотные интеррогаторы, построенные на основе интерферометров с дополнительным дисперсионным преобразованием «частота – время» или оптико-электронных автогенераторов, позволяют преодолеть недостатки оптико-электронных, но характеризуются сложностью реализации схем измерительного преобразования сдвига центральной длины волны решетки в информационную неизвестную частоту радиосигнала. Предложены радиофотонные амплитудно-фазовые интеррогаторы, которые работают на известной частоте – радиочастоте огибающей сигнала биений между компонентами двухчастотного зондирующего излучения. Такая методика позволяет исключить из процесса измерений процедуру поиска неизвестных информационной частоты или амплитуды с максимальным отражением ВБР, что позволяет улучшить скорость и разрешение интеррогации. Представлены экспериментальные результаты для проверки методики.

Ключевые слова: волоконно-оптический датчик, волоконная брэгговская решетка, оптико-электронный интеррогатор, радиофотоника, оптико-электронный автогенератор, измерительное преобразование типа «оптическая длина волны – частота радиосигнала – измеряемая величина», измерит

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Рассматриваются принципы построения сенсорных пассивных оптических сетей, реализующих концепцию единого поля комплексированных волоконно-оптических датчиков на основе гибридного волнового и временного мультиплексирования. Показаны их преимущества в сравнении с классическими технологиям однопараметрического мультиплексирования по времени, длине волны, частоте, пространству, кодам и т.д. Представлены прототипы и структура сенсорной пассивной оптической сети с гибридным волновым и временным мультиплексированием, показана возможность опроса датчиков точечного, квази-распределенного и распределенного типа, как с помощью зондирующих сигналов импульсного, так и непрерывного типа. Особо рассмотрены вопросы зондирования последовательно расположенных однотипных брэгговских решеток с использованием механизмов послойного исключения (импульсное зондирование) и измерения добротности их общей огибающей спектра (непрерывное амплитудно-фазовое зондирование). Определены требования к построению сенсорных пассивных оптических сетей на основе гибридного волнового и временного мультиплексирования в части согласования параметров разнотипных брэгговских решеток и мультиплексоров на базе упорядоченных волноводных решеток по длине волны, основанных на возможности использования последних как опорных структур для интеррогации первых. Представлены варианты построенных сетей и их характеристики.

Ключевые слова: единое поле комплексированных волоконно-оптических датчиков, сенсорная пассивная оптическая сеть, гибридное временное и волновое мультиплексирование, импульсное и непрерывное зондирование, волоконная брэгговская решетка, упорядоченная волноводная решетка

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

С использованием оригинального теневого прибора Теплера исследована динамика газовых и плазменных потоков в горелке Фассела для оптического эмиссионного спектрометра OPTIMA 2000 (PerkinElmer, USA). Путем высокоскоростной регистрации теневых изображений плазмы установлена ее существенная временная нестационарность. Продемонстрирован процесс формирования в плазменном факеле тороидальных вихрей, определена его периодичность. Выявлено, интерпретировано и экспериментально подтверждено возвратное течение газа в плазменную горелку. Отмечено, что попадание в спектрально чистую аналитическую зону плазменного факела окружающего воздуха, содержащего остатки уже проанализированного вещества может привести к ухудшению метрологических характеристик спектрометра и таким ошибкам анализа, как эффект памяти. Даны практические рекомендации по защите аналитической зоны плазмы от загрязнений, вносимых возвратным течением.

Ключевые слова: индуктивно-связанная плазма, теневой метод, горелка Фассела, тороидальные вихри, возвратное течение

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Рассматриваются принципы построения интеллектуального узла электродвигателя – щетки, в которую встроен волоконно-оптический датчик износа и температуры (ВОДИТ) на основе нескольких слабоотражающих последовательно расположенных волоконных брэгговских решеток (ВБР). В отличие от существующих разработанные ВОДИТ являются комплексированными и способны одновременно измерять температуру по сдвигу центральной длины волны лазерного излучения, отраженного ВБР, величину износа – по изменению длины решеток. Анализ отраженного сигнала от ВБР позволяет определять скоростные параметры двигателя, изменения температуры – состояние щеточно-коллекторного узла. При разрешении интеррогатора по длине волны в 2 пм разрешающая способность ВОДИТ по температуре составит 0,2 °С. Погрешность измерения величины износа определяется стабильностью амплитудных параметров лазерного излучения и составляет доли микрометров.

Ключевые слова: трение, комплексированный волоконно-оптический датчик, волоконная брэгговская решетка, износ, температура, электродвигатель, интеллектуальная щетка, скорость вращения

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий