Нефелометричний аналізатор аерозолей

створено НАА – аналізатор типу АСКП-1, який пройшов випробування і впроваджений в експлюатацію у Львівському сільськогосподарському інституті і ГСКТБ сільхозмашин (м. Львів) ;

створено НАА – сигналізатор СПКП-1, який пройшов Державні прийомочні випробування, внесений в Державний реєстр №10285-85 і впроваджений в серійне воробництво на Кіроваканському заводі “Автоматика”;

матеріали дисертаційної роботи використані при формуванні програм учбових дисциплін: “Аналітичні прилади і системи”, “Оптико-електронні вимірювальні прилади і системи”, “Фізичні основи оптико-електронних приладів”, які автор викладає на кафедрі НАЕПС НТУУ “КПІ”

Особистий внесок здобувача.

Основні положення та результати дисертаційної роботи отримані автором самостійно. Із робіт, що опубліковані в співавторстві, використовуються результати, які отримані особисто пошукувачем. При безпосередній участі автора спроектовано, виготовлено і проведено повний цикл випробувань та експериментальних досліджень таких НАА:

Автоматичний аналізатор вмісту карбамідного пилу – АСКП-1

Сигналізатор порогових концентрацій пилу – СПКП-1

Основні положення, що захищаються:

Методи підвищення точності вимірвання параметрів аерозолей НАА в умовах дії дестабілізуючих факторів.

Системотехнічні реалізації методу підвищення точності вимірювання масової концентрації аерозолей НАА в умовах дії дестабілізуючих факторів.

Метод аналізу впливу варіації показника заломлення і дисперсного складу частинок аерозолей, що аналізуються, на результати вимірювання НАА, який дозволяє покращити метрологічні характеристики НАА.

Метод розрахунку параметрів ІАС і схемотехнічні реалізації цього методу.

Методика та результати експериментальних досліджень по градуюванню НАА реальними аерозолями.

Спосіб і пристрій вивчення концентрації пилу у замкненому об’ємі, які дозволяють покращити метрологічні характеристики НАА.

Апробація результатів дисертації

Результати роботи обговорювались на Республіканській науково-технічній конференції “Фізико-хімічні методи і інженерно-технічні рішення в аналітичному приладобудуванні” (м. Одеса-1984), Всесоюзній науково-технічній конференції “Сучасні методи і засоби автоматичного контролю атмосферного повітря і перспективи їх розвитку” (м. Київ-1987), 3-й Міжнародній науково-технічній конференції “Проблеми екологічного моніторінга і охорони праці” (м. Севастополь-1995), науково-технічній конференції “Приладобудування 2002: підсумки і перспективи” (м. Київ-2002), а також на наукових семінарах Всесоюзного НДІ аналітичного приладобудування Київського НВО “Аналітприлад”, Всесоюзного НДІ хімічних засобів захисту рослин (м. Москва) та кафедри “Наукові, аналітичні та екологічні прилади і системи” (НТУУ “КПІ”).

Публікації

Результати дисертації опубліковані в 7 статтях в наукових журналах, 6 авторських свідоцтвах, 4 тезах конференцій.

Структура та обсяг дисертації

Робота складаеться із вступу, 4 розділів, загальних висновків, списку використаних джерел та додатків.

Обсяг роботи: 153 сторінок основного тексту, 50 рисунків, 11 таблиць, список використаних джерел – 95 найменувань. Загальний обсяг роботи -184 сторінок

 

 

В першому розділі виконано аналіз сучасного стану проблеми дослідження параметрів аерозолей. При цьому розглянуто основні параметри аерозолей і підкреслено, що до найважливіших параметрів, які суттєво впливають на точність вимірювання масової концентрації аерозолей, віднесено дисперсний склад і комплексний показник заломлення частинок аерозолей.

Аналіз оптичного абсорбційного методу і приладів дослідження параметрів аерозолей показав, що при наявності можливості здійснювати автоматичне вимірювання миттєвого значення концентрації аерозолей без застосування системи підготовки проби, цей метод і прилади не дозволяють здійснювати вимірювання локальних концентрацій, розподілу концентрації аерозолей по об’єму, що аналізується. При цьому на точність вимірювання впливають варіації показника заломлення і дисперсного складу частинок аерозолей, що аналізуються, а також відсутність метрологічного забезпечення абсорбційних аналізаторів.

Метод і засоби лазерного зондування дозволяють проводити дистанційний (до 30км) аналіз параметрів аерозолей, але при цьому кількісну оцінку концентрації і динаміки її зміни неможливо зробити без отримання апріорної інформації про дисперсний, хімічний склад і форму частинок аерозолей, що досліджуються.

Голографічні методи і засоби дозволяють вимірювати об’ємні розміри, форму і тривимірний розподіл параметрів аерозолей по координатам і по швидкостям, але вони не забезпечують автоматичний аналіз параметрів аерозолей в реальному масштабі часу. Головним недоліком голографічних методів є низька чутливість і точність проведення експрес-аналізу параметрів аерозолей.

Проведений аналіз показав, що найперспективнішим серед оптичних методів і засобів дослідження параметрів аерзолей є нефелометричний метод і НАА завдяки високій чутливості вимірювання масової концентрації (до 10-5мг/м3), можливості проводити автоматично вимірювання в реальному масштабі часі без застосування системи підготовки проби і при цьому отримувати інформацію про локальні концентрації і розподіл концентрацій аерозолей по об’єму, що аналізується. Але в реальних умовах експлуатації варіації показника заломлення та дисперсного складу частинок, що аналізуються, а також вплив дестабілізуючих факторів призводять до погіршення точності вимірювання масової концентрації аерозолей НАА.

Проведено узагальнення результатів аналізу сучасного стану проблеми вимірювання параметрів аерозолей і обгрунтовано напрямки дослідження НАА з метою підвищення точності вимірювання. Відзначено, що для підвищення точності вимірювання необхідно провести дослідження:

розробити методику аналізу і корекції впливу варіації дестабілізуючих факторів на результати вимірювання параметрів аерозолей НАА;

розробити методику розрахунку і аналізу впливу варіації показника заломлення та дисперсного складу частинок аерозолей на точність вимірювання параметрів аерозолей НАА;

розробити методологію метрологічного забезпечення, методи розрахунку, схемотехнічної реалізації та атестації засобів метрологічного забезпечення НАА.

В другому розділі розглянуті методи побудови НАА з покращеними метрологічними характеристиками. Одним із таких аналізаторів є НАА з реєстрацією розсіяного випромінювання під малими кутами (НААРВМК). Розглянута узагальнена структурна схема НААРВМК, яка містить випромінювальну систему, що включає джерело випромінювання (ДВ),