автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Информационно-измерительная система атмосферного мониторинга на базе акустооптического газоанализатора

На правах рукописи

ш

МУХАМАДИЕВ АЙДАР АСХАТОВИЧ

ИНФОРМАЦИОННО - ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА АТМОСФЕРНОГО МОНИТОРИНГА НА БАЗЕ АКУСТООПТИЧЕСКОГО ГАЗОАНАЛИЗАТОРА

Специальности:

05.11.16 — «Информационно - измерительные и управляющие системы» 05.13.18 - «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандвдата технических наук

Уфа - 2006

Работа выполнена в Уфимской государственной академии экономики и сервиса

Научный руководитель

Заслуженный деятель науки и техники Республики Башкортостан, доктор технических наук, профессор Ураксеев Марат Абдуллович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Исмагилов Флюр Рашитович;

доктор технических наук, профессор Гречишников Владимир Михайлович.

Ведущая организация

ОАб Башкирское специальное конструкторское бюро «Нефтехимавтоматика», г.Уфа.

Защита состоится 23 декабря 2006 г. в 15-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.009.03 при Астраханском государственном университете по адресу: 414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а, конференц-зал.

С содержанием диссертации можно ознакомиться в библиотеке Астраханского государственного университета.

Автореферат разослан 22 ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертациошюго совета д-р техн. наук, профессор

Петрова ИЛО.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В связи с возрастающим воздействием человеческой деятельности на окружающую среду важнейшей общечеловеческой проблемой оказалась охрана окружающей среды, сохранения в допустимых пределах уровня загрязнения атмосферы. Природная среда, находящаяся под постоянным антропогенным воздействием, постепенно утрачивает уникальную способность к самоочищению, что может привести в конечном итоге к необратимым процессам, грозящим гибелью человечества. Таким образом, индустриальное воздействие па природную среду настолько серьезно (рисунок 1), что требует постоянного контроля экологической обстановки для своевременного принятия неотложных мер по сохранению в допустимых пределах уровня загрязнения атмосферы. В последнее десятилетие задача эффективного контроля и защиты воздушного бассейна от промышленных загрязнений приобретает еще большую актуальность, вследствие чего Правительство РФ приняло постановление № 1229 от 24.11.93 г. "О создании единой государственной системы экологического мониторинга".

Время выбросов, годы Рисунок 1 - Количество выброшенных загрязняющих веществ в атмосферу за 1999 - 2004 гг. (по Российской Федерации)

1999 2000 2001 2002 2003 2004

Существенной сложностью при анализе качества воздуха и выработке действенных мероприятий по поддержанию чистоты воздушного бассейна является фиксация и оперативная оценка как временных, так и пространственных колебаний концентраций отдельных ингредиентов. Временной фактор может быть обеспечен автоматизацией и непрерывностью процесса измерения. Пространственная плотность измерений в каждом конкретном случае выбирается на основе компромисса между требуемой точностью и экономическими возможностями.

Решение проблемы охраны окружающей среды как в отдельных регионах, так и в масштабах всей планеты невозможно без создания информационно — измерительных систем (ИИС) атмосферного мониторинга. Существующие в настоящее время ИИС атмосферного мониторинга не в полной мере отвечают предъявляемым к ним требованиям в отношении большого динамического диапазона, широкой номенклатуры измеряемых газов, высокой. точности измерения, стабильности характеристик, высокой скорости измерения, возможности дистанционного измерения, помехоустойчивости, устойчивости к изменению параметров окружающей среды (температуры, влажности, вибрации и т.д.), высокой чувствительности, универсальности, селективности, простоте юстировки, высокой надежности, простоте конструкции и т.д.

Таким образом, задача совершенствования существующих и создания новых методов и средств атмосферного мониторинга является актуальной и требует безотлагательного решения.

Требованиям, предъявляемым к ИИС атмосферного мониторинга, удовлетворяют ИИС атмосферного мониторинга на основе акустооптического газоанализатора. ' Акустооптические газоанализаторы лишены многих недостатков, присущих другим газоанализаторам.

Вопросам теории и расчета акустооптических элементов, а также конструирования отдельных акустооптических газоанализаторов посвящены труды отечсствашых и зарубежных ученых Балакший В.И>, Волошинова Б.Б., Гасанова А.Р., Клудзика В .В., Кулакова C.B., Магдича Л.Н., Парыгина В.Н.,

Тхоржевского BXL,Франко Р.Т., ПГелопута Д.В., Chang I.C., Damon R.W., Dixon R.W., Feigolson RS., Gordon E.I., Hams S.E., Koipel A., Nieh S.T., Niizeki N., Uchida N., Yano Т., Young ЕЯ, Yao S-K. и других.

Однако в известных работах отсутствуют сведения о принципах построения акустооптических газоанализаторов (АОГА). Отсутствуют сведения о разработке математических моделей акустооптических газоанализаторов и исследовании их основных характеристиках. Нет информации об исследовании технических возможностей АОГА, их эксплуатационно-технических характеристиках, методике их проектирования и практическом использовании.

Это сдерживает создание новых АОГА, обладающих улучшенными характеристиками, и их использование в ИИС атмосферного мониторинга.

Вот почему необходимо проведение исследований по моделированию акустооптических газоанализаторов и исследованию их основных характеристик с целью создания научной базы для проектирования и разработки новых акустооптических газоанализаторов, обладающих улучшенными показателями качества. Это является актуальной научно-технической задачей, так как применение АОГА позволяет улучшить функциональные характеристики ИИС атмосферного мониторинга.

Основание для выполнения работы. Исследования в рамках

диссертационной . работы проводились в соответствии с: 1 Планами НИР Уфимского государственного авиационного технического университета и Уфимской государственной академии экономики и сервиса по теме: «Исследование возможности построения датчиков физических величин с использованием акустооптических эффектов» (единый заказ — наряд по теме АЛ —ИГ — 15 — 00 — 03/Б, выполненной по заданию Министерства образования Российской Федерации, 2003-2005гг.),

2 Грантом Министерства образования Российской Федерации для поддержки НИР аспирантов государственных образовательных учреждений высшего профессионального образования, находящихся в ведении Федерального агентства по образованию (основание: сводная ведомость

проектов — победителей конкурса, утвержденная Федеральным агентством по образованию, 2004 г.).

3 Проектом «UM JEP - 26108 - 2005 Network for universities and enterprises cooperation (NEUC)» по программе Европейского союза «ТЕМПУС - ТАСИС» (2006г.).

Цель диссертации. Создание и исследование акустоошического газоанализатора с улучшенными, характеристиками для использования в информационно-измерительных системах атмосферного мониторинга.

Основные задачи, которые потребовалось решить для достижения поставленной цели:

1 Провести сопоставительный анализ существующих технических решений, используемых для построения газоанализаторов. Выявить возможности повышения эффективности существующих ИИС атмосферного мониторилга.

2 Разработать принципы построения АОГА и провести анализ их использования в ИИС атмосферного мониторинга.

3 Разработать математическую модель АОГА, установить с помощью математического моделирования его технические возможности.

4 Выявить и исследовать основные характеристики АОГА.

5 Исследовать источники погрешностей АОГА.

6 Разработать рекомендации по проектированию АОГА, включающие методику проектирования акустооптического перестраиваемого фильтра (АОПФ), рациональный выбор материалов АОПФ, пьезоэлектрического преобразователя, акустического поглотителя.

7 Разработать конструкцию АОГА и провести его экспериментальные исследования.

Методы исследований. Представленные в диссертационной работе научные положения обоснованы теоретическими и экспериментальными исследованиями с применением общей теории вероятности и случайных процессов, теории статистической оптики, теории систем и преобразований,

теории электромагнитного поля, принципов модульного и объектно-ориентированного программирования^ использованием уравнений упругих волн в средах и других. Широко использовались программные пакеты Microsoft Office, Maple, SigmaPlot, Delphi и др.

Основные теоретические положения и выводы подтверждены результатами экспериментальных исследований в лабораторных условиях на этапах разработки. Исследования проводились на кафедре «Машины и аппараты бытового назначения» Уфимской государственной академии экономики и сервиса.

На защиту выносятся:

1 Систематизация принципов построения акустооптических газоанализаторов.

2 Математическая модель АОГА, описывающая основные закономерности процессов функционирования газоанализатора.

3 Результаты исследования основных характеристик АОГА.

4 Методика проектирования АОПФ.

5 Конструкция акустооптического газоанализатора.

Научная новизна результатов, полученных в диссертации, заключается в следующем:

1 Систематизированы принципы построения АОГА и дана их сопоставительная оценка.

2 Разработана математическая модель АОГА в виде аналитической зависимости выходного напряжения фотоприемника от количественной и качественной составляющих исследуемой среды и элементов структуры АОГА.

3 На основании исследования основных характеристик разработаны способы улучшения эксплутационных характеристик АОГА.

4 Разработана методика расчета параметров АОПФ.

Практическая значимость и внедрение результатов работы.

1 Разработаны принципы построения акустоопти ческих газоанализаторов, реализованные при проектировании АОГА для ИИС атмосферного мониторинга.

2 Предложена оригинальная конструкция АОГА, имеющая повышенную точность и помехоустойчивость.

3 Разработана методика расчета параметров АОПФ.

4 Проведен комплекс экспериментальных исследований по получению и обработке данных, обеспечивающих [фактическое использование предложенного метода расчета АОГА.

В результате исследований получены свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ ФИПС №2005611855 от 27.07.2005 года «Расчет оптимальных конструктивных и рабочих параметров акустооптических устройств» и патент на полезную модель «Газоанализатор» № 51742 от 27.02.2006 года.

Теоретические и практические результаты диссертационной работы использованы при выполнении научно-исследовательской работы «Математическая модель акустооптического газоанализатора для мониторинга окружающей среды» по гранту Министерства образования Российской Федерации № А04 — 3.20 — 682 для поддержки научно — исследовательской работы аспирантов государственных образовательных учреждений высшего профессионального образования, находящихся в ведении Федерального агентства по образованию.

Основные результаты диссертационной работы в виде сравнительного анализа существующих газоанализаторов, принципов построения акустооптических газоанализаторов, методики инженерного расчета и характеристики погрешностей акустооптических газоанализаторов, основных характеристик акустооптических газоанализаторов внедрены на ОАО «Конструкторское бюро электроизделий XXI века» (г.Сарапул), ОАО «Ижевский радиозавод» (г.Ижевск).

Принципы построения и методика расчета характеристик ЛОГА внедрены в учебный процесс при чтении лекций по различным дисциплинам, курсовом и дипломном проектировании в Уфимской государственной академии экономики и сервиса.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на XVI Всероссийской научно — технической конференции с участием зарубежных специалистов «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления»(г. Судак, Крым, 2004 год); Международной научно — технической конференции «Проблемы автоматизации и управления в технических системах»(г.Пенза, 2004 год); Региональной научно-практической конференции молодых ученых (г.Уфа, 2004 год); I — ой Международной научно — технической конференции «Инновации и перспективы сервиса»(г.Уфа, 2004 год); II - ой Международной научно — технической конференции «Инновации и перспективы сервиса» (г.Уфа, 2005 год); Российском Конгрессе по газораспределению и газопотреблению(г.Санкг — Петербург, 2006 год). Работа отмечена грамотой конгресса за лучшую научно - техническую разработку среди молодых специалистов.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том числе 1 патент на полезную модель, 1 свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ и 3 статьи в ведущих научных журналах и изданиях, рекомендуемых ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 166 наименований и приложения. Основная часть диссертации изложена на 161 страницах машинописного текста, содержит 53 рисунка и 11 таблиц.

Основное содержание работы

Во введении к диссертации обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются цели и задачи исследования, приводятся основные положения и результаты, выносимые яа защиту, отмечается их

новизна и практическая значимость. Приводятся сведения о внедрении результатов работы и публикациях.

В первой главе описаны некоторые ИИС и приведена структурная схема ИИС атмосферного мониторинга. Показано, что газоанализаторы широко используются в ИИС экологического мониторинга. Произведена сопоставительная оценка известных методов газового анализа и газоанализаторов на их основе. Выявлена необходимость создания новых газоанализаторов, так как известные не в полной мере отвечают возросшему комплексу требований. Исходя из этого показано, что наиболее перспективным направлением для создания новых газоанализаторов является использование акустооггщчсских эффектов и явлений.

На основании исследования большого объема известной научно -технической и патентной литературы были систематизированы принципы построения акустооптических газоанализаторов (рисунок 2) и рассмотрены наиболее характерные конструкции и функциональные схемы АОГА, в которых они используются.

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ АОГА

Рисунок 2 - Принципы построения АОГА

Предложен разработанный автором новый акустооптический газоанализатор, позволяющий увеличить точность измерения. Газоанализатору, основанному на акуегооптическом эффекте, присущи более широкие функциональные возможности, включая возможность анализа в реальном масштабе времени.

Во второй главе разработана и исследована математическая модель АОГА.

Разработаны структурная (рисунок 3) и принципиальная схемы АОГА, представляющие собой соединение основных элементов преобразователя и отражающие физические процессы, происходящие в нем при прохождении светового излучения по оптическому траюу, а ультразвуковой волны по акустическому тракту, включая АОПФ, в котором происходит взаимодействие этих сигналов.

Предложено считать математической моделью АОГА аналитическую зависимость выходного напряжения фотоприемника от количественной и качественной составляющих исследуемой среды и параметров оптической системы АОГА.

I — источник питания; 2 — источник излучения; 3 — акустооптический перестраиваемый фильтр; 4 - входной оптический блок; 5 - исследуемая среда; 6— выходной оптический блок; 7 — фотоприемник; 8 — усилитель; 9 - аналого-цифровой преобразователь; 10-интерфейс; 11 -ПЭВМ; 12 —генератор высокочастотный; 13 — пьезоэлектрический преобразователь. Рисунок 3 - Структурная схема АОГА

При подаче на вход пьезопреобразователя (рисунок 4) гармонического колебания в акустооптнческой ячейке возникает акустическое поле

где г(х).

ео(г, х, г) = г(хЖ(г)и ехр^(£Й - К0х) 1 , (х|<0.50

О)

О , |х|>0,50

1 , |г|^0.5Ь О , )2|>0.5Ь"

Здесь Ь и О — размеры акустического «столба»; О и к0— частота и волновое число акустической волны.

На оптический вход ячейки поступает плоская световая волна

е^, х,г) = Е0 схр(1)(ю11-К12+К118©ьх)),

(2)

где ©ь- угол между направлением распространения волны и осью г;

ш, и к,— частота н волновое число падающей световой волны соответственно.

е,0,х,г) еД^х.г) р

и.

4

е^.х.г)

1 - источник излучения; 2 - акустооптический перестраиваемый фильтр; 3 -анализируемая среда; 4 — фотоприемннк. Рисунок 4 - Модель акустооптического взаимодействия АОГА

При этом на выходе акустооптического фильтра будем иметь волну ег(^хд:) е2 = г(х)Е0А(О, шрехрвоа^-К^+К^вв^х

х ехрО(01-К0(х+0.5В))),

(3)

где А(С2,(ар — комплексный коэффициент передачи акустооптического взаимодействия.

Учитывая составляющие исследуемой среды и элементы принципиальной схемы АОГА, получим математическую зависимость выходного напряжения фотоприемника

^вых ~ ^ Р^ос = 1х ^ х Кос х ф ф

2

^г(х)Е^а»1)ехр()((011-К1г+к11В©ьх))ехр(з(а-К0(х+а5О))] х (4)

где X - пропускание оптической системы, слабо зависящее от частоты;

к(у) - коэффициент поглощения исследуемого компонента, отнесенного к единице концентрации;

N я Н - объемная концентрация определяемого и ¡-го мешающего компонента соответственно;

Ь — расстояние, пройденное излучением; к, - коэффициент ослабления из-за рассеяний Ми и Рэлся. Статическая характеристика представляет собой зависимость информативного параметра выходного сигнала средства измерения от информативного параметра его входного сигнала в статическом режиме.

Задаваясь характеристиками элементов, можно выразить статическую характеристику оптического канала газоанализатора при наличии в анализируемой газовой смеси нескольких компонентов

2(х)= и^-РуСи). Т-Ру(и„)1н] + ^, (5)

где Ру(и),Ру(ин) - функции поглощения соответственно измеряемого и

ыензмеряемого компонентов в полосе канала; ] - фактор спектральной настройки капала; и, - обобщенный параметр газоанализатора.

1

Третья глава посвящена моделированию и исследованию характеристик акустооптического газоанализатора

Задачей каждого измерительного устройства является получение максимальной информации об исследуемом объекте.

Аппаратная функция, описывает наблюдаемое спектральное распределение интенсивности излучения на выходе устройства, при подаче на вход устройства строго монохроматического излучения (т.е. излучения, находящегося в спектральном интервале, шириной которого в пределах данной задачи можно пренебречь).

Аппаратная функция спектрального устройства характеризует наблюдаемое распределение интенсивности по спектру при освещении прибора «идеально» монохроматическим источником излучения. Таким образом, аппаратная функция дает возможность количественно описать искажения волнового фронта, с одной стороны, обусловленные волновой природой света и физическими свойствами диспергирующего элемента, и с другой стороны, вносимые реальным спектральным устройством.

Для исследования аппаратной функции построена математическая модель

Также получено аналитическое выражение зависимости тока

Полученное аналитическое выражение связывает выходной сигнал

фотоприемника 1(10), спектр мощности оптического сигнала на входе W(ш) и

*

полную исчерпывающую характеристику устройства — его энергетическую аппаратную функцию Р(ю,1о) при условии медленного изменения частоты

(б)

фотоприемника от аппаратной функции

(7)

управляющего линейно — частотного модулируемого сигнала. Из приведенного соотношения следует, что рассматриваемое устройство является анализатором спектра мощности оптического излучения, падающего на акустооптическую ячейку. Таким образом, сигнал фотоприемвика является оценкой энергетического спектра оптического сигнала.

Рассмотрены вопросы выбора оптимальной скорости сканирования. Исследования показывают, что при увеличении скорости сканирования (сокращения времени анализа Т) происходит расширение аппаратной функции, а также заплывают "боковые лепестки", т.е. увеличивается погрешность.

ш "'.....

м м

м

«д

^ \

. 1, •

Ч ■ ^1 .'Л

1ГГ,*

V'8 г.^'":.'-.'V' М 1,2 ' ■ ■ и»

1 - г = ЗОмс; 2 -1 = 5мс; 3 -1 = 2мс; I -1= 1мс.

Рисунок 5 - Временные отклики спектрометра

По расчетным данным определено минимальное время анализа, при котором разрешающая способность спектрометра ухудшается не более, чем на 10%. В данном случае это время составляет 5 мс (рисунок 5).

В четвертой главе исследованы вопросы точности АОГА, сводящиеся к снижению погрешностей от разных факторов. Описаны основные виды погрешностей: систематические и случайные. Рассматривается их влияние на процесс измерения. Представлена классификация погрешностей акустооптического газоанализатора.

Рассмотрены основные факторы, влияющие на точность измерения акустооптического газоанализатора. Точность преобразования входной

величины в выходную определяется общей погрешностью, которая может быть найдена путем суммирования отдельных ее составляющих. Эта точность определяется систематическими и случайными погрешностями измерений, причем целесообразно рассматривать отдельно систематические погрешности, вносимые оптической частью прибора (АОПФ), и систематические погрешности, вносимые ее регистрирующей частью.

Основным элементом, благодаря которому достигаются основные преимущества данного акустооптического газоанализатора, является акустооптический перестраиваемый фильтр. Поэтому его проектирование вызывает наибольший интерес с теоретической и практической стороны.

На рисунке б приведена методика расчета и проектирования акустооптического перестраиваемого фильтра, разработанная автором.

Этап!

Определить исходные данные системы: длину волны источника света; расходимость; апертура; быстродействие переключения; коэффициент передачи; уровень

Этап 2

Выбрать материал АО модулятора и определить его характеристики: показатель преломления; скорость звука; показатель АО-качества, развязки каналов

ЭтилЭ

Определить расчетные характеристики АО модулятора: длина взаимодействия; высота акустического луча; апертура оптического луча; рабочая частота; акустическая мощность

Эми 4

Приемлемы ли расчетные характеристики АО модулятора?

- если да, завершить проектирование;

- если нет, выбрать альтернативный материал.

Рисунок б - Методика расчета и проектирования акустооптического перестраиваемого фильтра

На рисунке 7 показана блок - схема алгоритма расчета проектирования акустооптического перестраиваемого фильтра.

1а- длина волны; сНгО - расходимость; КО — апертура; 1 — быстродействие переключения; пи - коэффициент передачи; В - уровень развязки каналов; п - показатель преломления материала; У5 - скорость звука в материале; М2 — показатель АО-качества материала; <1 — длина взаимодействия; Н — высота акустического луча; Ь — апертура акустического луча; ГО—рабочая частота; Ршш —акустическая мощность Рисунок 7 - Блок-схема алгоритма расчета и проектирования акустооптического перестраиваемого фильтра, используемая в программе

Автором разработан программный продукт, позволяющий повысить точность и сократить временные затраты на проектирование АОГА в составе ИИС атмосферного мониторинга и защищенный свидетельством об официальной регистрации программы для ЭВМ.

Дано описание программного продукта, обеспечивающего выполнение следующих функций: вычисление основных конструктивных и рабочих параметров; обеспечение вывода полученных результатов вычисления на печать; обеспечение возможности сохранения результатов вычисления в отдельный файл; обеспечение ведения встроенного справочника по акустооптическим материалам.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1 В результате комплексного анализа современных методов и средств газового анализа научно обоснована перспективность применения в информационно — измерительных системах атмосферного мониторинга акустооптического газоанализатора, что приведет к повышению эффективности существующих систем.

2 В ходе анализа существующих технических решений были систематизированы принципы построения акустооптических газоанализаторов, позволяющие улучшить их характеристики. Предложено новое техническое решение по созданию акустооптического газоанализатора (патент на полезную модель № 51742), обладающего высокой -точностью измерения концентрации газов.

3 В результате исследования физических процессов, происходящих в АОГА, была получена его математическая модель в виде аналитической зависимости выходного напряжения фотоприемника от количественной и качественной составляющих исследуемой среды и параметров оптической системы АОГА. На основе проведенных исследований установлена адекватность полученной математической модели АОГА реальному объекту,

при этом расхождение результатов расчета и эксперимента не превышает 16 %, что вполне допустимо.

4 В ходе компьютерного моделирования и обработки математической модели ЛОГА была получена серия характеристик, позволяющих установить; что наиболее важными являются аппаратная функция и быстродействие. Получено аналитическое выражение зависимости выходного сигнала фотоприемника, спектра мощности оптического сигнала на входе и аппаратной функции, показывающей, что рассматриваемое устройство является анализатором спектра мощности оптического излучения. При исследовании быстродействия определено минимальное время анализа, при котором разрешающая способность ухудшается не более чем на 10%. В данном случае это время составляет 5 мс.

5 В результате проведенных исследований выявлены источники погрешностей акустооптического газоанализатора. Показано, что из случайных погрешностей основную роль играют погрешности от шумов фотоприемника и изменения температуры окружающей среды, а из систематических -погрешности от неточности настройки и юстировки. Выработаны рекомендации по их устранению.

6 Разработана методика расчета и проектирования акустооптического перестраиваемого фильтра и на ее основе реализован программный продукт для ЭВМ (свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2005611855), позволяющий повысить точность и сократить временные затраты на проектирование АОГА в составе ИИС атмосферного мониторинга.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях

Z Мухамадиев A.A. Повышение уровня безопасности на объектах нефтегазового комплекса с применением спектрального акустооптического газоанализатора [Текст] / А.АЛ£ухамадиев, М.А. Ураксеев // Экологические приборы и системы. — 2006. - №9.-С.5-7. — Библиогр.: с.7.

2 Мухамадиев A.A. Акустооптнческие перестраиваемые фильтры [Текст] / А.А.Мухамадиев, М.А. Ураксеев // Датчики и системы.- 2006. -Jfi 10. - C.I4-16. - Библиогр.: с.16.

3 Мухамадиев A.A. Современные аппаратные средства для систем экологического мониторинга [Электронный ресурс]/ А.А.Мухамадиев, М.А. Ураксеев // Нефтегазовое депо. — 2006. http://www.ogbus.ni/authors /Muhamadiev/Muhamadiev_l.pdf,- 7 с,

4 Патент 51742 Российская Федерация, МПК7 G01N 21/35. Газоанализатор [Текст] / Мухамадиев A.A., Ураксеев М.А.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет. - Ks2005128472/22; заявл. 12.09,2005; опубл. 27.0Z2006, Бюл. №6. - 3 е.: ил.

5 Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ 2005611855. «Расчет оптимальных конструктивных и рабочих параметров акустооптических устройств» / Мухамадиев A.A., Ураксеев М.А. -Зарегистрировано 27.07.2005г.

6 Мухамадиев A.A. Системы акустооптического управления излучением в преобразователях информации [Текст]/ А.А.Мухамадиев // Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления: сб.пауч.тр. / Московский государственный институт электроники и математики.^ - Москва, 2004. - С.25-27. - Библиогр.;с,27.

7 Мухамадиев A.A. Имитационное моделирование как средство автоматизации инженерной деятельности [Текст]/ А.А.Мухамадиев, А.В.Солодовников // Мировое сообщество: проблемы и пути решения: сб. науч.

ст. / Уфимский государственный нефтяной технический университет. - Уфа, 2005. - №18. - С.74 - 77. - Библиогр.:с.74.

8 Мухамадиев A.A. Спектральный акустооптический метод анализа и его аппаратная реализация [Текст] / А.А.Мухамадиев, А.В.Солодовников // Мировое сообщество: проблемы и пути решения: сб. науч. ст. / Уфимский государственный нефтяной технический университет, — Уфа, 2006. - №19. — С.83 - 87. - Библногр.:с.87.

9 Мухамадиев A.A. Акустооптическая спектроскопия [Текст] / А.А.Мухамадиев, М.А. Ураксеев // Региональная научно — практическая конференция молодых ученых: сб. науч. ст. / Уфимский государственный институт сервиса. - Уфа, 2004.- С.108 - 109.-Бнблиогр.:с.109.

10 Мухамадиев A.A. Теоретические предпосылки построения акустооптических датчиков [Текст] / А.А.Мухамадиев, М.А. Ураксеев // Региональная научно — практическая конференция молодых ученых: сб. науч. ст. / Уфимский государственный институт сервиса. — Уфа, 2004. - С. 109— 111. -Библиогр.:с.111.

11 Мухамадиев A.A. Акустооптические газоанализаторы для эффективного экологического контроля [Текст] / А.А.Мухамадиев, М.А. Ураксеев // Инновации и перспективы сервиса: сб. науч. ст. / Уфимский государственный институт сервиса.-Уфа, 2005. - С.35 -37. -Библиогр.:с.37.

12 Мухамадиев A.A. Математическая модель акустооптического газоанализатора [Текст] / А.А.Мухамадиев, К.В.Важдаев // Инновации и перспективы сервиса: сб. науч! ст. / Уфимский государствешщй инстятут сервиса. — Уфа, 2005. - С.63 — 66. - Библиогр.х.бб.

13 Мухамадиев A.A. Математическая модель аппаратной функции акустооптического газоанализатора [Текст] / А.А.Мухамадиев, МА, Ураксеев // Инновации и перспективы сервиса: сб. науч. ст. / Уфимский государственный институт сервиса. — Уфа, 2005. - С.59 - 63. - Библиогр,:с.62-бЗ.

14 Мухамадиев A.A. Оптимизация параметров акустооптической ячейки [Текст] / А.А.Мухамадиев, М.А. Ураксеев И Инновации и перспективы сервиса:

сб. науч. ст. / Уфимский государственный ийститут сервиса. - Уфа, 2005. -С.69 - 72. - Библиогр.:с.72.

15 Мухамадиев А. А. Физические основы акустооптических эффектов для построения датчнковой аппаратуры [Текст] / А.АМухамадиев, М.А. Ураксеев // Проблемы автоматизации и управления в технических системах: сб. науч. ст. / Пензенский государственный университет. — Пенза, 2004. - С.97 - 99. -Библиогр.х.99.

Подписано в печать &/Л об- Бумага офсетная. Формат 60x84 1/6. Гарншура Твймс. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1. Тираж 100. Заказ

Типография Уфимского нефтяного государственного технического университета. Адрес типографии: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1

ВВЕДЕНИЕ.

1 НАЗНАЧЕНИЕ, ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ГАЗОАНАЛИЗАТОРОВ.

1.1 Сопоставительная оценка существующих газоанализаторов.

1.1.1 Механические газоанализаторы.

1.1.2 Тепловые газоанализаторы.

1.1.3 Магнитные газоанализаторы.

1.1.4 Электрические газоанализаторы.

1.1.5 Хроматографические газоанализаторы.

1.1.6 Масс - спектрометрические газоанализаторы.

1.1.7 Оптические газоанализаторы.

1.2 Физическо - химические основы построения акустооптических газоанализаторов.

1.2.1 Физические основы акустооптического эффекта.

1.2.2 Физико - химические основы абсорбционного эффекта.

1.3 Классификация принципов построения акустооптических газоанализаторов.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1.

2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ АКУСТООПТИЧЕСКОГО ГАЗОАНАЛИЗАТОРА (АОГА).

2.1 Структурная и принципиальная схемы АОГА.

2.2 Математическая модель АОГА при распространении

УЗ-волны в АОПФ.

2.3 Сравнительный анализ расчетных результатов и натурного эксперимента.

2.4 Статистическая характеристика АОГА.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ II.

3 МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АКУСТООПТИЧЕСКОГО ГАЗОАНАЛИЗАТОРА.

3.1 Критерии сравнения спектральных приборов.

3.2 Основные задачи и характеристики акустооптического газоанализатора.

3.3 Основная характеристика газоанализатора - аппаратная функция.

3.4 Построение математической модели аппаратной функции прибора.

3.5 Максимально допустимая скорость спектра.

3.6 Исследование зависимости разрешающей способности от быстродействия прибора.

3.7 Исследование методов реализации спектрального отклика с малым уровнем боковых лепестков.

3.7.1 Автоколлимационная схема включения АО ячейки.

3.7.2 Использование планарного и объемного механизмов фильтрации в одном устройстве.

3.7.3 Методы реализации взвешивания.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ III.

4 АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТЕЙ АКУСТООПТИЧЕСКОГО ГАЗОАНАЛИЗАТОРА (АОГА).

4.1 Точность и методы ее нормирования.

4.2 Влияние систематических и случайных ошибок.

4.3 Классификация погрешностей АОГА.

4.4 Инструментальные источники основной погрешности АОГА.

4.4 Эксплуатационные источники основной погрешности АОГА.

4.5 Внутренние источники дополнительной погрешности.

4.5.1 Нестабильность частоты УЗ-сигнала.

4.5.2 Нестабильность частоты лазерного излучения.

4.6 Внешние источники дополнительной погрешности.

4.6.1 Погрешность нестабильности скорости распространения УЗ-волны в среде, вызванная изменением температуры окружающей среды.

4.6.2 Погрешность фотоприемника, вызванная изменением температуры окружающей среды.

4.6.3 Влияние воздушного тракта и условий окружающей среды.

4.7 Рекомендации по проектированию АОГА.

4.7.1 Конструктивные особенности построения АОГА.

4.7.2 Методика проектирования акустооптического модулятора.

4.7.3 Расчет оптимальных конструктивных параметров акустооптических преобразователей.

4.7.4 Акустооптические материалы.

4.7.4 Пьезоэлектрический преобразователь.

4.7.5 Акустический поглотитель.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.

Актуальность. В связи с возрастающим воздействием человеческой деятельности на окружающую среду важнейшей общечеловеческой проблемой оказалась охрана окружающей среды, сохранения в допустимых пределах уровня загрязнения атмосферы. Природная среда, находящаяся под постоянным антропогенным воздействием, постепенно утрачивает уникальную способность к самоочищению, что может привести в конечном итоге к необратимым процессам, грозящим гибелью человечества. Таким образом, индустриальное воздействие на природную среду настолько серьезно (рисунок 1), что требует постоянного контроля экологической обстановки для своевременного принятия неотложных мер по сохранению в допустимых пределах уровня загрязнения атмосферы. В последнее десятилетие задача эффективного контроля и защиты воздушного бассейна от промышленных загрязнений приобретает еще большую актуальность, вследствие чего Правительство РФ приняло постановление № 1229 от 24.11.93 г. "О создании единой государственной системы экологического мониторинга".

20,5-S X ч а о

-е о о н й ю о

ЕС а> a о а ю 3 т

19,5

18,5

17,5

1999

2004

2000 2001 2002 2003

Время выбросов, годы Рисунок 1 - Количество выброшенных загрязняющих веществ в атмосферу за 1999 - 2004 гг. (по Российской Федерации)

Существенной сложностью при анализе качества воздуха и выработке действенных мероприятий по поддержанию чистоты воздушного бассейна является фиксация и оперативная оценка как временных, так и пространственных колебаний концентраций отдельных ингредиентов. Временной фактор может быть обеспечен автоматизацией и непрерывностью процесса измерения. Пространственная плотность измерений в каждом конкретном случае выбирается на основе компромисса между требуемой точностью и экономическими возможностями[45,52].

Решение проблемы охраны окружающей среды как в отдельных регионах, так и в масштабах всей планеты невозможно без создания информационно -измерительных систем (ИИС) атмосферного мониторинга. Существующие в настоящее время ИИС атмосферного мониторинга не в полной мере отвечают предъявляемым к ним требованиям в отношении большого динамического диапазона, широкой номенклатуры измеряемых газов, высокой точности измерения, стабильности характеристик, высокой скорости измерения, возможности дистанционного измерения, помехоустойчивости, устойчивости к изменению параметров окружающей среды (температуры, влажности, вибрации и т.д.), высокой чувствительности, универсальности, селективности, простоте юстировки, высокой надежности, простоте конструкции и т.д.

Таким образом, задача совершенствования существующих и создания новых методов и средств атмосферного мониторинга является актуальной и требует безотлагательного решения.

Требованиям, предъявляемым к ИИС атмосферного мониторинга, удовлетворяют ИИС атмосферного мониторинга на основе акустооптического газоанализатора. Акустооптические газоанализаторы лишены многих недостатков, присущих другим газоанализаторам.

Вопросам теории и расчета акустооптических элементов, а также конструированием отдельных акустооптических газоанализаторов, посвящены труды отечественных и зарубежных ученых Балакший В.И., Волошинова В.Б.,

Гасанова А.Р., Клудзина В.В., Кулакова С.В., Магдича JI.H., Парыгина В.Н., Шелопута Д.В., Chang I.C., Damon R.W., Dixon R.W., Feigolson R.S., Gordon E.I., Harris S.E., Korpel A., Nieh S.T., Niizeki N., Uchida N., Yano Т., Young E.H., Yao S-K. и других.

Однако в известных работах отсутствуют сведения о принципах построения акустооптических газоанализаторов (АОГА). Отсутствуют сведения о разработке математических моделей акустооптических газоанализаторов и их основных характеристиках. Нет сведений об исследовании технических возможностей АОГА, их эксплуатационно-технических характеристиках, методике их проектирования и практическом использовании.

Это сдерживает создание новых АОГА, обладающих улучшенными характеристиками, и их использование в ИИС атмосферного мониторинга.

Вот почему необходимо проведение исследований по моделированию акустооптических газоанализаторов и исследованию их основных характеристик с целью создания научной базы для проектирования и разработки новых акустооптических газоанализаторов, обладающих улучшенными показателями качества. Это является актуальной научно-технической задачей, так как применение АОГА позволяет улучшить функциональные характеристики ИИС атмосферного мониторинга.

Основание для выполнения работы. Исследования в рамках диссертационной работы проводились в соответствии с:

1. Планами НИР Уфимского государственного авиационного технического университета и Уфимской государственной академии экономики и сервиса по теме: «Исследование возможности построения датчиков физических величин с использованием акустооптических эффектов» (единый заказ - наряд по теме АП - ИТ - 15 - 00 - 03/Б, выполненной по заданию Министерства образования Российской Федерации, 2003-2005гг.).

2. Грантом Министерства образования Российской Федерации для f поддержки НИР аспирантов государственных образовательных учреждений высшего профессионального образования, находящихся в ведении

Федерального агентства по образованию (основание: сводная ведомость проектов - победителей конкурса, утвержденная Федеральным агентством по образованию, 2004 г.)[Приложение 1].

3. Проектом «UM JEP - 26108 - 2005 Network for universities and enterprises cooperation (NEUC)» по программе Европейского союза «ТЕМПУС - ТАСИС» (2006г.).

Цель диссертации. Целью диссертационной работы является создание и исследование акустооптического газоанализатора с улучшенными характеристиками для использования в информационно - измерительных системах атмосферного мониторинга.

Основные задачи, которые потребовалось решить для достижения поставленной цели:

1.Провести сопоставительный анализ существующих технических решений, используемых для построения газоанализаторов. Выявить возможности повышения эффективности существующих ИИС атмосферного мониторинга.

2.Разработать принципы построения АОГА и провести анализ их использования в ИИС атмосферного мониторинга.

3.Разработать математическую модель АОГА, установить с помощью математического моделирования его технические возможности.

Выявить и исследовать характеристики АОГА.

4.Исследовать источники погрешностей АОГА.

5.Разработать рекомендации по проектированию АОГА, включающих методику проектирования акустооптического перестраиваемого фильтра (АОПФ), рациональный выбор материалов АОПФ, пьезоэлектрического преобразователя, акустического поглотителя.

6.Разработать конструкцию АОГА и провести его экспериментальные исследования.

Методы исследований. Представленные в диссертационной работе научные положения обоснованы теоретическими и экспериментальными исследованиями с применением общей теории вероятности и случайных процессов, теории статистической оптики, теории систем и преобразований, теории электромагнитного поля, принципы модульного и объектно-ориентированного программирования, использовании уравнений упругих волн в средах и других. Широко использовались программные пакеты Microsoft Office, Maple, SigmaPlot, Delphi и др.

Основные теоретические положения и выводы подтверждены результатами экспериментальных исследований в лабораторных условиях на этапах разработки. Исследования проводились на кафедре «Машины и аппараты бытового назначения» Уфимской государственной академии экономики и сервиса.

На защиту выносятся:

1. Систематизация принципов построения акустооптических газоанализаторов.

2. Математическая модель АОГА описывающая основные закономерности процессов функционирования газоанализатора.

3. Результаты исследования характеристик АОГА.

4. Методика проектирования АОПФ.

5. Конструкция акустооптического газоанализатора.

Научная новизна результатов, полученных в диссертации, заключается в следующем:

Научная новизна результатов, полученных в диссертации, заключается в следующем:

1.Систематизированы принципы построения АОГА и дана их сопоставительная оценка, позволившая улучшить характеристики газоанализатора.

2.Разработана конструкция АОГА и получена ее математическая модель в виде аналитической зависимости выходного напряжения фотоприемника от количественной и качественной составляющих исследуемой среды и параметров элементов структуры АОГА.

3.На основании исследования основных характеристик разработаны способы улучшения эксплутационных характеристик АОГА, заключающихся в определении рациональной скорости проведения анализа и уменьшения искажений, вносимых устройством.

4.Разработана методика компьютерного расчета параметров АОГА, позволяющая повысить точность и сократить временные затраты на его проектирование.

Практическая значимость и внедрение результатов работы.

1. Разработаны принципы построения акустооптических газоанализаторов, реализованные при проектировании АОГА.

2. Предложена оригинальная конструкция АОГА, имеющая повышенную точность и помехоустойчивость.

3. Разработана методика расчета параметров АОПФ.

4. Проведен комплекс экспериментальных исследований по получению и обработке данных, обеспечивающих практическое использование предложенного метода расчета АОГА.

В результате исследований получены свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ ФИПС №2005611855 от 27.07.2005 года «Расчет оптимальных конструктивных и рабочих параметров акустооптических устройств» и патент на полезную модель «Газоанализатор» № 51742 от 27.02.2006 года [Приложение 2,3].

Основные результаты диссертационной работы в виде сравнительного анализа существующих газоанализаторов, принципов построения акустооптических газоанализаторов, методики инженерного расчета и характеристики погрешностей акустооптических газоанализаторов, основных характеристик акустооптических газоанализаторов внедрены на ОАО «Конструкторское бюро электроизделий XXI века» (г.Сарапул), ОАО «Ижевский радиозавод» (г.Ижевск)[Приложение 4,5].

Принципы построения и методика расчета характеристик АОГА внедрены в учебный процесс при чтении лекций по различным дисциплинам, курсовом и дипломном проектировании в Уфимской государственной академии экономики и сервиса) [Приложение 6].

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на XVI Всероссийской научно -технической конференции с участием зарубежных специалистов «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления»(г. Судак, Крым, 2004 год); Международной научно - технической конференции «Проблемы автоматизации и управления в технических системах»(г.Пенза, 2004 год); Региональной научно-практической конференции молодых ученых -2004(г.Уфа, 2004 год); I - ой Международной научно - технической конференции «Инновации и перспективы сервиса»(г.Уфа, 2004 год); II - ой Международной научно - технической конференции «Инновации и перспективы сервиса»(г.Уфа, 2005 год); Российском Конгрессе по газораспределению и газопотреблению(г.Санкт - Петербург, 2006). Работа отмечена грамотой за лучшую научно - техническую разработку среди молодых специалистов [Приложение 7].

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том числе 1 патент на полезную модель, 1 свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ и 3 статьи в ведущих научных журналах и изданиях, рекомендуемых ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 166 наименований и приложения. Основная часть диссертации изложена на 161 страницах машинописного текста, содержит 53 рисунка и 11 таблиц.

Выводы по главе IV

1. ь.;т;ено что точность определяется систематическими и случайными ом. исками измерений, причем целесообразно рассматривать отдельно с,:.-тематические ошибки, вносимые оптической частью прибора (:; .устооптическим монохроматором), и систематические ошибки, вносимые сс регистрирующей частью.

2. :; .оде исследований были рассмотрены основные источников погрешностей . ГА, такие как ослабление излучения лазера в воздушной среде, влияние ; тературы окружающей среды, влияние шумов фотоприемника, скорость лространения ультразвуковой волны и ряд других. Выявлено их влияние на j :зу.ч i/гаты измерении и выработаны рекомендации по уменьшению данных : i решностей.

3. Установлено, что основная погрешность существенно зависит от точности и совершенства технологии изготовления и конструирования оптических частей конструкции преобразователя, а также от точности сборки.

4. Разработана методика расчета и проектирования акустооптического модулятора, позволяющая значительно повысить точность информационно -измерительной системы атмосферного мониторинга. На базе данной методики разработано программное обеспечение, позволяющее найти оптимальные конструктивные и рабочие параметры таких устройств.

• ЗАКЛЮЧЕНИЕ .

В процессе выполнения исследований получены следующие основные результаты.

1. В результате комплексного анализа современных методов и средств газового анализа научно обоснована перспективность применения в информационно - измерительных системах атмосферного мониторинга акустооптического газоанализатора, что приведет к повышению эффективности существующих систем.

2. В ходе анализа существующих технических решений были систематизированы.принципы построения акустооптических газоанализаторов, позволяющие улучшить их характеристики. Предложено новое техническое решение по созданию акустооптического газоанализатора (патент на полезную модель № 51742), обладающего высокой точностью измерения концентрации газов.

3. В результате исследования физических процессов, происходящих в АОГА, была получена его математическая модель в виде аналитической зависимости выходного напряжения фотоприемника от количественной и качественной составляющих исследуемой среды и параметров оптической системы АОГА. На основе проведенных исследований установлена

I адекватность полученной математической модели АОГА реальному объекту, при этом расхождение результатов расчета и эксперимента не превышает 16 %, что вполне допустимо.

4. В ходе компьютерного моделирования и обработки математической модели АОГА была получена серия характеристик, позволяющих установить, что наиболее важными являются аппаратная функция и быстродействие. Получено аналитическое выражение зависимости выходного сигнала фотоприемника, спектра мощности оптического сигнала на входе и аппаратной функции, показывающей, что рассматриваемое

I устройство является анализатором спектра мощности оптического излучения.

При исследовании быстродействия определено минимальное время анализа составило 5 мс, при котором разрешающая способность ухудшается не более чем на 10%. В отличие от аналогов скорость выше на 21%.

5. В результате проведенных исследований выявлены источники погрешностей акустооптического газоанализатора и разработана их классификация. Применение дистанционного измерения, позволит вынести из зоны измерения акустооптическую ячейку и расположить ее в условиях постоянного микроклимата, что приведет к снижению дополнительных погрешностей измерения.

6. Разработана методика расчета и проектирования акустооптического перестраиваемого фильтра и на ее основе реализован программный продукт для ЭВМ (свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2005611855), позволяющий повысить точность и сократить временные затраты на проектирование АОГА в составе ИИС атмосферного мониторинга.

7.Создан опытный образец АОГА, подтвердивший возможности измерения на расстоянии до 200 метров с погрешностью не более 20 %. Погрешность проверялась на эталонном газоанализаторе марки САГА - КТ.

1. Аксеенко М.Д., Бараночников M.JL, Смолин О.В. Микроэлектронные фотоприемные устройства. М., Энергоатомиздат, 1994, 208с.

2. Акустические кристаллы: Справочник / Под ред. Шаскольской М.П. М.: Наука, 1982.-498 с.

3. Ананьев Е.Г., Пожар В.Э., Пустовойт В.И. Акустооптические методы измерения спектров оптического излучения. Оптика и спектроскопия, 1987, Т. 62, N 1, с. 159165

4. Балакший В.И., Парыгин В.Н., Чирков JI.E. Физические основы акустооптики. -М.: Радио и связь, 1985. 280 с.

5. Берикашвили В.Ш., Мировицкий Д.И., Смирнов A.M., Хиврин М.В. Волоконно -оптические датчики газоанализаторы и системы контроля//Датчики и системы. -2000. - №10. -с.45-50.

6. Боков М.А., Максимов А.Н., Шумилов К.Г., Юрлов В.И. Геодезическая информационно-измерительная система на основе акустооптических датчиков // Автометрия.-1991, №5.-С. 12-17.

7. Борсак Дж.М. Фотодетекторы для акустооптических систем обработки сигналов // ТИИЭР, 1981,т. 69,№ 1.-С. 117-137.

8. Важдаев К.В. Дифракция Брэгга и ее математический анализ // Молодые ученые -новому тысячелетию: Материалы науч.-техн. конф. Уфа: Уфимск. гос. авиац. техн. ун.-т, 2000. - С. 98-102.

9. Важдаев К.В. Расчет акустооптического датчика на эффекте Брэгга // Интеллектуальные системы управления и обработки информации: Материалы межд. молодежной науч.-техн. конф. Уфа: Уфимск. гос. авиац. техн. ун.-т, 1999. -С. 174.

10. Волоконно оптические датчики / Под. ред. Т.Окоси: Пер. с япон. - JL: Энергоатомиздат, 1990. - 256 с.

11. Волоконно-оптические датчики Т. Окоси, М. Оцу, X. Нисихара, К. Хататэ; Под ред. Т. Окоси: Пер. с яп. Л.: Энергоатомиздат. Ленигр. отд.-ние, 1991. - 255 с.1213,14,15,16,17.18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,

12. Волошинов В.Б., Князев Г.А. Акустооптические ячейки с неодинаковой длиной взаимодействия в поперечном сечении светового луча//Журнал технической физики. 2003. - том 73. - с.118-122.

13. Волошинов В.Б., Молчанов В.Я., Бабкина Т.М. Акустооптический фильтр неполяризованного электромагнитного излучения//Журнал технической физики. -2000.-том 70.-с.93-97.

14. Вострокнутов Н.Г. Основы информационно-измерительной техники. М.: 1972. -237 с.

15. Гонда С., Сэко Д. Оптоэлектроника в вопросах и ответах: Пер. с япон. JI.: Энергоатомиздат, 1989. - 184 с.

16. ГОСТ 8.207-76. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР. М., 1976. 10 с.

17. ГОСТ8.437-81 ГСИ. Системы информационно измерительные. Метрологическое обеспечение. Основные положения.

18. ГОСТ 8.438-81 ГСИ. Системы информационно измерительные .Поверка. Общие положения.

19. ГОСТ Р ИСО 5725-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений

20. ГОСТ 16263-70 ГСИ Метрология. Термины и определения. ГОСТ 8.401-80 Классы точности. Средства измерения.

21. ГОСТ 8.009-84 Нормируемые метрологические характеристики средств измерения

22. ГОСТ 13320-81 Газоанализаторы промышленные автоматические

23. ГОСТ 28819-90 Приборы для спектрального анализа

24. ГОСТ 27300-87 Информационно измерительные системы

25. Задорин А.С., Немченко А.С. Аппаратная функция акустооптического фильтрапри высоких скоростях перестройки. Автометрия. 1998, N 5, с.38-47

26. Задорин А.С.Модуляция света прерывистыми акустическими28