автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Методика повышения точности и расширения функционального назначения атомно-эмиссионного спектрального анализа металлов и сплавов

1

На правах рукописи

ПИМШИН Дмитрий Александрович

МЕТОДИКА ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ И РАСШИРЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ АТОМНО-ЭМИССИОННОГО СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Специальность 05.11.13- «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий (технические науки)»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

л ! С '." Т

Красноярск 2008

003458571

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный университет путей сообщения».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

КУЗНЕЦОВ Андрей Альбертович.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

Черемисин Александр Алексеевич

кандидат технических наук, доцент Михайлов Александр Владимирович ■

Ведущее предприятие: ОАО «Научно-исследовательский институт

технологии, контроля и диагностики железнодорожного транспорта» (г. Омск)

Защита диссертации состоится 22 января 2009 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.099.05 при Сибирском федеральном университете по адресу: 660074, г. Красноярск, ул. Ак. Киренского, 26, ауд. УЛК 115.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского федерального университета по адресу: 660074, г. Красноярск, ул. Ак. Киренского, 26, ауд. Г 2-74.

Автореферат разослан 16 декабря 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, профессор

Е. А. Вейсов.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Одной из основных тенденций развития машиностроительной отрасли и железнодорожного транспорта является повышение качества и безопасности. Для этого необходимо исключение появления некачественных деталей. Поэтому важно иметь возможность контроля состояния узлов и агрегатов при производстве, ремонте, эксплуатации. Актуальность вопросов контроля подчеркивается в таких документах, как федеральная целевая программа «Модернизация транспортной системы России на 2002 - 2010 годы» (утвержденная постановлением правительства РФ № 848 от 05.12.2001), распоряжение президента ОАО«РЖД» № 181 от 13.01.2006 «Дополнительные меры по повышению уровня обеспечения безопасности движения в локомотивном хозяйстве», а также Стратегия развития железнодорожного транспорта в РФ до 2030 г. В этих документах говорится о необходимости разработки и внедрения инновационных технологий в машиностроительном комплексе и смежных отраслях, модернизации и обновления железнодорожного транспорта. Одним из направлений обеспечения качества продукции является развитие функциональных систем контроля. При этом важнейшими остаются вопросы диагностики химического состава и физико-механических свойств металлов.

Народнохозяйственная (техническая) проблема. В современных системах количественного атомно-эмиссионного спектрального анализа (АЭСА) используются традиционные (регрессионные) методики обработки данных. Что требует постоянного использования большого числа стандартных образцов и регулярной корректировки градуировочных графиков.

Научная проблема. На результаты АЭСА большое влияние оказывают условия проведения эксперимента (анализа) и несоответствия структурного состояния стандартного образца (СО) и пробы.

Цель работы - расширение функционального назначения автоматизированных систем спектрального анализа для повышения точности определения химического состава и возможности контроля физико-механических свойств металлов и сплавов, используемых на транспорте и в промышленности.

Для достижения поставленной цели решены задачи: разработаны критерии разделения количественной и структурной составляющих метода АЭСА, основанные на изменениях интенсивностей излучений спектральных линий пробы относительно эталона;

3

исследована возможность применения многопараметрических зависимостей для контроля физико-механических свойств на основе измеренных интен-сивностей;

разработана методика определения химического состава контролируемых объектов путем использования эталонов с расчетными параметрами (виртуальные эталоны);

разработана методика и алгоритм повышения точности и достоверности получаемых результатов в системах аналитического контроля на основе виртуальных эталонов;

предложены пути развития методического и программного обеспечения автоматизированных систем для реализации комплексного контроля материалов и сплавов.

Объект исследования - автоматизированные системы аналитического контроля как составная часть технического контроля химического состава и физико-механических свойств металлов и сплавов.

Методы исследования. Исследования, выполненные в работе, базируются на следующих методах:

моделирование нелинейных термодинамических систем, состояние которых определяется процессами поступления вещества с поверхности материалов в облако газового разряда;

численные методы решения линейных и нелинейных алгебраических уравнений;

создание многопараметровых моделей взаимосвязи отображения интен-сивностей и определяемых параметров.

Обработка теоретико-экспериментальных данных выполнялась на основе применения математического аппарата прикладной статистики с использованием теории электрических, магнитных и оптических измерений, вычислительной математики, молекулярной физики и термодинамики.

Научная новизна.

1. Разработаны методика создания равновесных изолированных систем «эталон - проба» и методика автоматизированного поиска спектральных линий, повышающие точность определения химического состава материалов средствами атомно-эмиссионного спектрального анализа за счет уменьшения погрешности, обусловленной изменением внешних условий.

2. Разработана методика оценки физико-механических свойств металлов и сплавов по изменению интенсивностей излучений спектральных линий пробы относительно эталона, что расширяет традиционное использование атомно-эмиссионного спектрального анализа.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Способ создания равновесных и неравновесных изолированных систем «эталон — проба» с использованием одного стандартного образца, позволяющий упростить создание систем входного контроля.

2. Алгоритм приведения условий эксперимента исследуемой пробы к условиям стандартного образца с использованием соотношений для изолированных систем «эталон - проба».

3. Алгоритм оценки физико-механических свойств по изменению интенсивностей излучений спектральных линий пробы относительно эталона.

4. Методика раздельного контроля состава и свойств материала.

5. Методика и алгоритм поиска спектральных линий в автоматизированных системах контроля и диагностики.

Таким образом, теоретическая значимость результатов работы состоит в том, что обоснована возможность расширения функционального назначения приборов АЭСА для контроля физико-механических свойств, показаны пути повышения точности определения количественного состава за счет использования изолированных систем «эталон - проба».

Практическая значимость работы заключается в том, что полученные результаты позволяют на базе существующего оборудования промышленных спектральных лабораторий разработать измерительно-вычислительные устройства для проведения комплексного анализа на основе унифицированных алгоритмов и программ обработки результатов измерений.

Достоверность научных положений и выводов обоснована теоретически и подтверждена положительными результатами экспериментальных исследований в Дорожном центре топливно-энергетических ресурсов ЗСЖД, Локомотивном ремонтном депо Белово, а так же на омских предприятиях.

Апробация и практическая ценность работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих международных научно-практических конференциях: «Актуальные проблемы развития транспорта России: стратегические, региональные, технические» (Ростов, 2004); «Применение

анализаторов МАЭС» (Новосибирск, 2005); «Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики» (Новочеркасск, 2006).

Материалы диссертации используются на ряде омских промышленных предприятий, в подтверждение чего имеются акты внедрения. Результаты работы прошли испытания в лабораториях железнодорожных предприятий, что подтверждается актами испытаний. Программное обеспечение зарегистрировано в отраслевом фонде алгоритмов и программ (ОФАП). Получен патент на способ измерения параметров спектральных линий.

Личный вклад автора. Уточнены амплитудные и фазовые параметры модели низкотемпературной плазмы, имеющие корреляционную связь с физико-механическими свойствами металлов и сплавов. Разработаны модификации методик контрольного эталона и внутреннего стандарта на основе модели низкотемпературной плазмы для фотоэлектрических систем с использованием приборов с зарядовой связью. Для тех же систем разработана модификация методики оценки физико-механических свойств металлов и сплавов. Разработано программное обеспечение, реализующее данные методики и алгоритм поиска спектральных линий для автоматизированных систем спектрального анализа.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, из них одна в изданиях, определенных ВАК. Получен патент на изобретение. Центром научно-технической информации выпущено два информационных листка (2005 г.: № 5 «Автоматизированная установка для фотоэлектрического спектрального анализа с блоком регистрации на основе линейных приборов с зарядовой связью (ПЗС)», № 6 «Автоматизированный измерительный комплекс для обработки данных спектрального анализа с фотографической регистрацией»).

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников (133 наименования), шести приложений. Общий объем (с приложениями) составляет 158 страниц печатного текста и содержит 38 рисунков и 27 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, рассмотрены вопросы ее научной новизны и указана практическая ценность работы.

В первой главе диссертации рассмотрены основные положения метода

определения химического состава средствами атомно-эмиссонной спектроскопии, его значение. АЭСА используется для контроля литейного производства, в т.ч. при изготовлении деталей и узлов подвижного состава, рельсов и стрелочных переводов. Например, на таких предприятиях как Челябинский ЭВРЗ, Уралвагонзавод, Новосибирский стрелочный завод и ряд других. Важным направлением использования АЭСА на железнодорожном транспорте является контроль продуктов износа в маслах и смазках дизелей, буксовых узлов и силовых трансформаторов, а также контроль загрязнений окружающей среды.

Свои труды по проблемам спектрального анализа публиковали представители различных направлений: Г. И. Альперович, Л. В. Арнаутов, В. В. Бродский, А. И. Володин, Л. А. Грибов, А. Г. Жиглинский, А. Н. Зайдель, X. И. Зильберштейн, В. Н. Иоффе, Ю. X. Йорданов, Л. П. Козлов, Е. С. Куделя, И. И. Кусельман, В. И. Малышев, Н. А. Морозов, В. Н. Музгин, В. В. Налимов,

B. В. Недлер, С. М. Овчаренко, В.Р.Огнев, В.К.Прокофьев, А. А. Пупышев, А. К. Русанов, В. Н. Салмов, Е. И. Сковородников, И. Р. Шелпакова, И. Г. Юделевич и др.

В первой главе рассмотрены способы регистрации спектров (фотоэлектрический и фотографический). Приведены описания и сравнительные характеристики способов. Так фотографический способ менее подвержен влиянию внешних факторов. В то же время фотоэлектрический способ более чувствителен, более прост для автоматизации процесса проведения анализов, что значительно повышает его быстродействие.

Большая часть первой главы посвящена исследованию влияния физико-механических свойств образцов на результаты АЭСА. Изучению влияния структуры посвящен ряд исследований. Например, труды Ю. М. Буравлёва,

C. В. Белынского, Н. Ф. Болховитинова, М. Е. Конторовича, С.Л. Мандельштама и др. В этих работах подробно рассмотрены теоретические положения, дано объяснение сложных физических явлений, рассмотрены способы уменьшения влияния структуры на результаты АЭСА.

В заключение первой главы приводится описание современных приборов контроля химического состава на основе АЭСА, применяемых на предприятиях железнодорожного транспорта и в промышленности. Описываются сравнительные характеристики различных комплексов. Рассмотрены приборы с зарядовой связью, поскольку они позволяют регистрировать полный спектр и по-

лучать дополнительную информацию из спектра. Однако программное обеспечение в современных фотоэлектрических системах основано на традиционных (регрессионных) методиках с постоянным использованием контрольных эталонов и государственных стандартных образцов. Это не позволяет создать качественно новые системы контроля.

Во второй главе диссертации рассматривается модель низкотемпературной плазмы (НТП). Целью создания этой модели явилось совершенствование методов обработки измерительной информации для повышения точности и достоверности результата определения химического состава.

Основой модели являются процессы, происходящие в НТП. В первую очередь это вероятность излучения фотонов атомами и ионами. Суть методики заключается в создании идеальной системы, в которой не происходит теплообмена с окружающей средой, работа внешних сил равна нулю, и суммарный импульс не изменяется. Это равновесная изолированная система (РИС). По аналогии с законом сохранения энергии и законом сохранения масс для создания РИС «эталон - проба» требуется выполнение следующих условий:

где Ьхэ (Ьэх) - энергетический параметр элемента пробы относительно СО (СО относительно пробы); иэх (ихэ) - коэффициент усиления спектрального излучения элемента СО относительно пробы (пробы относительно СО); Рэ (РД - отображение интенсивностей аналитической линии в СО (пробе); Рсрэ (Рсрх) ~ отображение интенсивностей линии сравнения в СО (пробе). Основные уравнения рассматриваемой модели имеют вид: коэффициент усиления спектрального излучения -

Цк + -^хэ — Ье — 1;

Рэ + Рсрэ = Рх + Рсрх = Р2 = СОШЙ ;

(1) (2)

(3)

параметр, характеризующий энергетическое излучение элемента -

(4)

/ Рх Ргх-АРэ '

^хср Р2х+АРэ;

излучательная способность элемента СО -

(23 = °э „ , (6) где Сэ - концентрация элемента в эталоне;

коэффициент самопоглощения элемента исследуемой пробы (СО) -

Ь^1-1агй8((АХ);С;). (7)

71

процентное содержание элемента в пробе -

Сх=дзиие(АХ)'с*; (8)

Дня выполнения условий (1) - (3) производят расчет новых значений отображений интенсивностей пробы. Полученные отображения интенсивностей используют для определения концентрации в пробе.

На основе предложенной модели рассмотрены две методики определения концентрации элементов в пробе: с контрольным эталоном и с расчетным (виртуальным) эталоном. Приведены экспериментальные подтверждения и алгоритмы программ для данных методов.

В третье главе на основании модели, описанной во второй главе, предложена методика оценки физико-механических свойств с помощью АЭСА.

В реальных системах при различных условиях эксперимента Ьг в уравнении (1) отличается от единицы. Если Ьх < 1, то преобладают процессы поглощения, в такой системе происходит преобразование части электрической энергии в тепловую. Для выполнения (1) к системе следует добавить энергию в виде интенсивности излучения спектральных линий. Если же > 1, то излучение преобладает над поглощением и надо уменьшить значение параметра Это приведет систему «эталон - проба» к равновесному состоянию:

(9)

Как показали экспериментальные исследования на основании ДЬ, Рсрэ, Рсрх по алгоритму, представленному на рис. 1, можно рассчитать фазовый и амплитудный параметры, имеющие корреляционную связь со структурными параметрами ШС(Ъ) и физико-механическими свойствами Мм(У) сплавов. Фазовый и амплитудный параметры рассчитываются для каждого элемента примеси.

9

Для определения физико-механических свойств по фазовому и амплитудному параметрам используются градуировочные графики. По комплекту эталонов с заданными свойствами и одинаковым химическим составом определяются точки. Методом наименьших квадратов строится график, по которому производится оценка исследуемых свойств и параметров проб сплавов.

Данные пробы

РхО> РхсрО

Данные эталона

_РэО> РэсрО_

Инвертирование измеренных данных (совмещение систем отсчета пробы и эталона)

Р Р

* хер

Обратное инвертирование Рх = Ре = Const

Построение неравновесной изолированной системы (переход из открытого состояния в изолированное) Li = 1, Рхср = Рэср = const

Построение равновесной изолированной системы

Определение

фазового параметра Z

Определение амплитудного параметра Y

Рис. 1. Алгоритм вычисления обобщенных энергетических параметров

В третьей главе приводится экспериментальная проверка методики на примере определения твердости материала.

Четвертая глава посвящена реализации системы комплексного анализа металлов с помощью АЭСА. Комплекс базируется на типовых промышленных установках (МФС-8, ИСП-30). Приборы разработаны на основе оптических по-лихроматоров, разлагающих излучение от испытуемого образца в линейчатый спектр. В качестве датчиков применяются линейные приборы с зарядовой связью, позволяющие регистрировать спектр материала во всем диапазоне с длинами волн от 180 до 400 нм. Диодные линейки подключаются к унифицированному блоку измерений (УБИ) на основе микроконтроллера. УБИ в свою очередь соединяется с компьютером. Структурная схема представлена на рис. 2.

Одной из задач при проведении спектрального анализа является поиск спектральных линий, поскольку линии могут «смещаться» под действием внешних факторов. Для этого предложен алгоритм (рис. 3). В реальном спектре выделяются несколько характерных линий около искомой спектральной линии.

Шинаупр

Блок ! Счетчик ,

Ц

Таймер

Микроконтроллер

зЯШрК'"'

Лок. сеть

плм

-V ПЗУ

С помощью гаусиана строится модель этого участка спектра (пунктирная линия на рис. 3, а, ^(О).

Рис. 2. Структурная схема унифицированного блока измерения

3.6 ж

Номер фотоэлемента (пиксела)

Рис. 3, а - измеренный спектр и модель линии (252,82 нм); б - взаимно корреляционная функция

При измерениях данная модель накладывается на измеренный спектр (сплошная линия на рис. 3, а, Убот). Для распознавания нужных аналитических линий рассчитывается взаимно корреляционная функция (рис. 3, б):

м^Ее^ушц), (ю)

где Ysm - сглаженный массив дискретных значений спектра; *F(t, т) -модель участка спектра; т - параметр сдвига.

Наличие максимума взаимно корреляционной функции вблизи нуля указывает на правильность поиска и присутствие нужной линии в спектре.

На описанный метод был получен патент [12] и зарегистрирована программа в отраслевом фонде алгоритмов и программ [7].

Далее в четвертой главе приводится описание программного обеспечения для системы комплексного анализа, реализованной с использованием среды разработки Borland Delphi. К основным функциям программного комплекса можно отнести следующее: управление блоком измерения и получение информации от него; управление процессом обжига и экспозиции пробы (стандартного образца); выполнение калибровки; расчет концентраций и оценивание физико-механических свойств; формирование отчетов (заключений); хранение журнала анализов; определение марки пробы. Для примера работы программы на рис. 4 приведено окно выполнения калибровки при определении твердости сплавов.

;Грипп£г;. Ееойзьг . ;/ ' ^ '' подгруппа бронзы Л Параметр'.'. [вёрдость: "

Материал ОСИ 10-2-3 Койгролируемь1е;элементы:РЬ 283,31

Грэдуиррвачный график

32S,SS;

.110,03:

104,41

Рис. 4. Градуировочный график для твердости материала ОСН 10-2-3

Алгоритм, реализующий предлагаемую методику оценки физико-механических свойств, представлен на рис. 5. Результат работы программы -комплексная информация о пробе, включающая в себя данные о количественном содержании элементов примеси, твердости, прочности на разрыв и др.

Рис. 5. Алгоритм программной реализации предлагаемого метода оценки структурных параметров и физико-механических свойств

На базе разработанных программ и методов появляется возможность создания автоматизированных систем входного контроля. Для выполнения ка-

чественного анализа применяется алгоритм поиска спектральных линий, описанный выше, для количественного анализа - разработанные методики определения концентраций согласно модели низкотемпературной плазмы. После определения количественного состава выполняется поиск в базе данных наиболее близкой марки материала.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ В диссертационной работе рассмотрено состояние современного информационного и методического обеспечения железнодорожных и промышленных лабораторий АЭСА. Установлено, что в настоящее время развитие аппаратного обеспечения намного опережает методическое. До сих пор преобладают эмпирические методы расчета концентраций химического состава.

В работе предлагается многопараметровая методика (и её реализация) обработки спектральной информации, позволяющая выделить структурную составляющую и использовать ее для оценки физико-механических свойств и структурных параметров, что может существенно расширить использование АЭСА. Кроме этого методика позволяет повысить точность определения химического состава проб при снижении количества используемых эталонов и повышении быстродействия систем контроля АЭСА. Что особенно важно для контроля продуктов износа. Появляется возможность создания систем комплексного анализа материалов.

Таким образом, основными научными и практическими результатами выполнения работы является следующее.

1. Предложен способ создания равновесных и неравновесных изолированных систем «эталон — проба» при аналитическом контроле состава материалов с использованием одного стандартного образца.

2. Подтверждена правильность алгоритма приведения условий эксперимента исследуемой пробы к условиям стандартного образца с использованием соотношений для изолированных систем «эталон - проба».

3. Разработан алгоритм определения физико-механических свойств металлов и сплавов по изменению интенсивностей излучений спектральных линий пробы относительно эталона.

4. Разработана методика раздельного контроля количественных составляющих и физико-механических свойств металлов и сплавов.

5. Разработана методика и предложен алгоритм поиска спектральных линий для автоматизированных систем АЭСА.

Работа представляет собой развитие теоретических и методических основ спектрального анализа, в том числе комплексного. Полученные результаты позволяют на базе существующего оборудования промышленных спектральных лабораторий разработать автоматизированные системы комплексного анализа при использовании унифицированных алгоритмов и программ.

Список работ, опубликованных по теме^диссертации

1. П им шин Д. А. Реализация комплексного спектрального анализа металлов на промышленных предприятиях и транспорте / А. А. Кузнецов, Д. А. Пимшин // Омский научный вестник. Серия приборы, машины, технологии. 2008. № 1. С. 121 - 124.

2. Пимшин Д. А. О возможности спектральных методов контроля деталей подвижного состава без сопровождающих эталонов / А.А.Кузнецов, Д. А. Пимшин, Д. С. Шишкин // Вестник Ростовского гос. ун-та путей сообщения. 2005. № 1. С. 41 - 46.

3. Пимшин Д. А. Совершенствование информационного обеспечения автоматизированных систем атомно-эмиссионной спектроскопии / А. А. Кузнецов, Д. А. Пимшин, Д. С. Шишкин // Известия высших учебных заведений. Северокавказский регион. Технические науки. 2006. №4. С. 63 - 68.

4. Пимшин Д. А. Информационное обеспечение распознавания элементов в приборах оптического спектрального анализа // Сборник трудов все-рос. науч.-техн. конф. «Современные проблемы радиоэлектроники» / А. А. Кузнецов, Д. А. Пимшин / Красноярский гос. техн. ун-т. Красноярск, 2004. С. 293-296.

5. Пимшин Д. А. О возможности спектральных методов контроля деталей подвижного состава без сопровождающих эталонов // Сборник трудов междунар. науч. конф. «Актуальные проблемы развития транспорта России: стратегические, региональные, технические» / А. А. Кузнецов, Д. А. Пимшин / Ростовский гос. ун-т путей сообщения. Ростов-на-Дону, 2004. С. 86 - 89.

6. Пимшин Д. А. Применение многоканального анализатора МАЭС для контроля физико-механических свойств материалов / А. А. Кузнецов, А. Э. Кохановский, Д. А. Пимшин // Материалы междунар. симпозиума

«Применение анализаторов МАЭС» / ин-т Неорганической химии СО РАН. Новосибирск, 2005. С. 47 - 49.

7. Пимшин Д. А. Анализатор спектра / А. А. Кузнецов, Д. А. Пим-шин // Компьютерные учебные программы и инновации / М.:ВНТЦИ. 2006. № 12 50200501327.

8. Пимшин Д. А. Определение марок неизвестных материалов в системах спектрального анализа с виртуальными эталонами / С. К. Малиновский, А. А. Кузнецов, Д. А. Пимшин // Материалы междунар. науч.-практ. конф. «Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики»/ ЮРГТУ (НПИ). Новочеркасск, 2006. Ч. 1. С. 70 - 73.

9. Пимшин Д. А. Повышение информативности и достоверности контроля в спектральном анализе материалов / С. К. Малиновский, Д. А. Пимшин // Материалы всероссийской науч. конф. молодых учёных «Наука, технологии, инновации». НГТУ. Новосибирск, 2006. Ч. 2. С. 48,49.

10. Пимшин Д. А. Контроль структурных и физико-механических свойств металлов средствами атомно-эмиссионной спектроскопии / А. А. Кузнецов, А. Э. Кохановский, Д. А. Пимшин // Материалы Уральской конф. по спектроскопии. УГТУ (УПИ). Екатеринбург, 2007. С. 21 - 23.

11. Пимшин Д. А. Способы оценки механических свойств материалов и изделий средствами оптического спектрального анализа // Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Д. А. Пимшин / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2008. С. 61-64.

12. Пат. 2291406 Российская Федерация, МКИ5 С01 N21/67, 601 13/30. Способ измерения параметров спектральных линий при спектральном анализе /• А. А. Кузнецов, А. И. Одинец, Д. А. Пимшин (Россия). -№ 2005109876/28; Заявлено 05.04.2005; Опубл. 10.01.2007. // Патент на изобретение. 2005. Бюл. № 1. С. 9.

Пимшин Дмитрий Александрович Методика повышения точности и расширения функционального назначения

атомно-эмиссионного спектрального анализа металлов и сплавов.

Автореф. дисс. на соискание учёной степени кандидата технических наук.

Подписано в печать 09.12.2008. Заказ № 890.

Формат 60x90/16. Усл. пёч. л. 1. Тираж 100 экз.

Типография ОмГУПСа, 2008. 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35.

Г"

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. . . ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ АТОМНО-ЭМИС-СИОННОГО СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА.

1.1 Назначение метода, его цели и задачи.

1.2 Методы регистрации спектров.

1.2.1 Фотографический метод.

1.2.2 Фотоэлектрический метод.

1.3 Погрешности при АЭСА.

1.3.1 Оценка погрешностей при фотографическом методе.

1.3.2 Оценка погрешностей при фотоэлектрическом методе.

1.4 Влияние механических свойств и структурных параметров на результаты спектрального анализа.

1.5 Уменьшение влияния структуры.

1.6 Совершенствование фотоэлектрических систем.

1.6.1 Многоканальные приемники излучения.

1.7 Автоматизированные измерительные комплексы.

1.7.1 Автоматизированные фотографические системы.

1.7.2 Автоматизированные фотоэлектрические системы.

1.8 Выводы.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА.

2.1 Предпосылки создания модели.

2.2 Модель низкотемпературной плазмы.

2.3 Методика контрольного эталона.

2.3.1 Приближенный анализ.

2.3.2 Уточненный анализ.

2.4 Методика внутреннего стандарта.

2.4.1 Задающая функция.

2.4.2 Сущность методики.

2.4.3 Энергетическая совместимость.

2.4.4 Практические результаты.

2.4.5 Особенности расчета при фотоэлектрическом анализе.

2.5 Экспериментальная проверка методов.

2.6 Выводы.

ГЛАВА З.КОНТРОЛЬ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ С ПОМОЩЬЮ АЭС А.

3.1 Теоретические основы метода.

3.2 Пример расчёта.

3.3 Экспериментальная проверка.

3.4 Выводы.

ГЛАВА 4.АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ КОМПЛЕКСНОГО

АНАЛИЗА ВНУТРЕННЕГО СОСТАВА МАТЕРИАЛОВ.

4.1 Аппаратная ¡часть.

4.1.1 Общие сведения и характеристики ПЗС.

4.1.2 ПЗС как приборы регистрации спектров.

4.2 Программное обеспечение.

4.2.1 Алгоритм поиска спектральных линий.

4.2.2 Общие сведения о разработанном программном обеспечении.

4.2.3 Калибровка.

4.2.4 Проведение измерений.

4.3 Системы входного контроля.

4.4 Выводы.

Одной из основных тенденций развития машиностроительной отрасли, а I так же железнодорожного транспорта является повышение качества и безопасности. Следствием этого является внедрение отечественными предприятиями международных стандартов различных серий, в том числе и в рамках национальной политики России в области повышения качества продукции и услуг. Актуальность вопросов контроля подчеркивается в таких документах, как федеральная целевая программа «Модернизация транспортной системы России на 2002 - 2010 годы» (утвержденная постановлением правительства РФ № 848 от 05.12.2001), распоряжение президента ОАО «РЖД» № 181 от 13.01.2006 «Дополнительные меры по повышению уровня обеспечения безопасности движения в локомотивном хозяйстве», а также Стратегия развития железнодорожного транспорта в РФ до 2030 г. и ряде других.

Стремление к повышению качества, созданию новых материалов с использованием современных инновационных технологий приводит к необходимости совершенствования методов контроля материалов и готовых изделий и, в частности, повышения эффективности и расширения области применения количественного атомно-эмиссионного спектрального анализа (АЭСА).

Одним из способов повышения эффективности (в первую очередь, быстродействия) является автоматизация. Сегодня всё больше предприятий переходит к автоматизированным спектрометрам на основе использования фотоэлектрического способа регистрации с компьютерной обработкой данных.

При использовании фотоэлектрического метода производится прямое преобразование измеряемого информационного параметра в процентное содержание элементов. Это обусловливает высокую эффективность автоматизации контроля.

Однако в некоторых отраслях более приемлемым является фотографический АЭСА (с использованием фотопластинок). Его практическое использование обуславливается высокой надежностью и сравнительной простотой, а также спецификой производств, таких как геология, медицина, экология и т.д., где часто необходимо иметь компактные документы (в виде фотопластинок), дающие наиболее полное представление о химическом составе объектов во всем спектре исследования. Следует отметить, что основным недостатком фотографического метода является необходимость химической обработки фотоприемников. Такая обработка данных измерений является одним из самых трудоемких этапов и сопровождается появлением субъективных погрешностей. Кроме этого существенные погрешности вносит неоднородность толщины фотоэмульсии. Тем не менее, с развитием элементной базы и в целом возможностей ЭВМ, автоматизированные устройства фотографического анализа находят применение.

Несмотря на бурное развитие аппаратной части, методики обработки остаются практически без изменений. Основными недостатками классического (эмпирического) АЭС А является.

1. Высокая чувствительность к внешним воздействиям. Что требует периодического обыскривания комплектов государственных стандартных образцов (ГСО) для построения градуировочных графиков. Практически для каждого материала (среды) необходим свой комплект, который необходимо периодически обновлять (как правило, каждые десять лет) [19, 20]. Сегодня немногие лаборатории соблюдают регламент обновления и сертификации стандартных образцов (СО) и образцов предприятия.

2. При контроле металлов большие погрешности вносит различие в структурных параметрах ГСО и пробы. Учесть это влияние в виде возникающих помех на этапах определения погрешностей не представляется возможным. Как показано в первой главе диссертации, предлагаемые для этих целей способы создания специальных стандартных образцов предприятий, а также проведение статистических методов обработок данных для определенных марок материалов не могут в полной мере решать поставленные задачи.

3. Нерешенными остаются также задачи аналитического контроля неизвестных ¿материалов. Что неразрывно связано с решением вопроса организации 100% входного контроля и определения марок материалов. Это является серьёзной проблемой для многих заводов, вагоноремонтных депо и пр. Трудность решения этих проблем обуславливается, в том числе и необходимостью обязательного использования большого числа комплектов ГСО.

Кроме этого широкое применение твёрдотельных полупроводниковых фотоприёмников при фотоэлектрическом способе регистрации спектров увеличивает зависимость АЭСА от внешних факторов (особенно температуры).

Очевидно, что перечисленные проблемы снижают экономическую эффективность автоматизированных ультрафиолетовых спектрографов.

Цель исследования. Целью диссертационной работы является расширение функционального назначения автоматизированных систем спектрального анализа для повышения точности определения химического состава и возможности контроля физико-механических свойств металлов и сплавов, используемых на транспорте и в промышленности.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

• разработаны критерии разделения количественной и структурной составляющих метода АЭСА, основанные на изменениях интенсивностей излучений спектральных линий пробы относительно эталона;

• исследована возможность применения многопараметровых зависимостей для контроля физико-механических свойств на основе измеренных интенсивностей;

• разработана методика определения химического состава контролируемых объектов путем использования эталонов с расчетными параметрами (виртуальные эталоны); I

• разработана методика и алгоритм повышения точности и достоверности получаемых результатов в системах аналитического контроля на основе виртуальных эталонов;

• предложены пути развития методического и программного обеспечения автоматизированных систем для реализации комплексного контроля материалов и сплавов.

Объект исследования - автоматизированные системы аналитического контроля (АСАК) как составная часть технического контроля химического состава и физико-механических свойств металлов и сплавов.

Методы исследования. Исследования, выполненные в работе, базируются на следующих методах:

• моделирование нелинейных термодинамических систем, состояние которых определяется процессами поступления вещества с поверхности материалов в облако газового разряда;

• численные методы решения линейных и нелинейных алгебраических уравнений;

• создание многопараметровых моделей взаимосвязи интенсивностей и определяемых параметров.

Обработка теоретико-экспериментальных данных выполнялась на основе применения математического аппарата прикладной статистики, методов электрических, магнитных и оптических измерений, вычислительной математики, а также методов молекулярной физики и термодинамики.

Научная новизна работы.

1. Разработаны методика создания равновесных изолированных систем «эталон - проба» и методика автоматизированного поиска спектральных линий, повышающие точность определения химического состава материалов средствами атомно'-эмиссионного спектрального анализа за счет уменьшения погрешности, обусловленной изменением внешних условий.

2. Разработана методика оценки физико-механических свойств металлов и сплавов по изменению интенсивностей излучений спектральных линий пробы относительно эталона, что расширяет традиционное использование атомно-эмиссионного спектрального анализа.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Способ создания равновесных и неравновесных изолированных систем с использованием одного стандартного образца, позволяющий упростить создание систем входного контроля.

2. Алгоритм приведения условий эксперимента исследуемой пробы к условиям стандартного образца с использованием соотношений для изолированных систем «эталон - проба». I

3. Алгоритм оценки физико-механических свойств по изменению интенсивностей излучений спектральных линий пробы относительно эталона.

4. Методика раздельного контроля состава и свойств материала.

5. Методика и алгоритм поиска спектральных линий в автоматизированных системах контроля и диагностики.

Таким образом, теоретическая значимость результатов работы состоит в том, что обоснована возможность расширения функционального назначения приборов АЭСА для контроля физико-механических свойств, показаны пути повышения точности определения количественного состава за счет использования изолированных систем «эталон - проба».

Практическая значимость работы заключается в том, что полученные в ней результаты позволяют на базе существующего оборудования промышленных спектральных лабораторий разработать измерительно-вычислительные устройства комплексного анализа на основе унифицированных алгоритмов и программ обработки результатов измерений.

Достоверность научных положений и выводов обоснована теоретически и подтверждена положительными результатами экспериментальных исследований в Дорожном центре топливно-энергетических ресурсов ЗСЖД, Локомотивном ремонтном депо Белово, а так же на омских предприятиях.

Апробация работы и использование ее результатов. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих международных научно-практических конференциях: «Актуальные проблемы развития транспорта России: стратегические, региональные, технические» (Ростов, 2004, [125]); «Применение анализаторов МАЭС» (Новосибирск, 2005, [126]); «Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики» (Новочеркасск, 2006, [127]).

Материалы Диссертации используются на ряде омских промышленных предприятий, в подтверждение чего имеются акты внедрения (приложение 5, 6). Результаты работы прошли испытания в лабораториях железнодорожных предприятий, что подтверждается актами испытаний (приложение 3, 4). Программное обеспечение зарегистрировано в отраслевом фонде алгоритмов и программ (приложение 2). Получен патент на способ измерения параметров спектральных линий (приложение 1).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, из них одна в изданиях, определенных ВАК. Получен патент на изобретение. Центром научно-технической информации выпущено два информационных листка (2005 г.: № 5 «Автоматизированная установка для фотоэлектрического спектрального анализа с блоком регистрации на основе линейных приборов с зарядовой связью (ПЗС)», № 6 «Автоматизированный измерительный комплекс для обработки данных спектрального анализа с фотографической регистрацией»).

Результаты работы испытаны на железнодорожных предприятиях и I внедрены на омских заводах, в подтверждение чего имеются акты внедрения и акты испытаний (приложение 3 - 6). Зарегистрирован метод и программное обеспечение (приложение 1, 2).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Атомно-эмиссионный спектральный анализ — один из широко используемых сегодня методов контроля химического состава на транспорте и в промышленности. Это основной инструмент определения химического состава различных объектов: металлов, жидкостей, космических тел и многого другого. Появившись несколько веков назад, метод практически не изменился и сегодня. В диссертационной работе предлагаются методики обработки спектральной информации, позволяющие повысить точность определения химического состава материалов и выделить структурную составляющую для оценки физико-механических свойств. Это позволяет расширить функцио нальное назначение атомно-эмиссионного спектрального анализа.

Таким образом, основными научными и практическими результатами выполнения работы является следующее.

1. Предложен способ создания равновесных и неравновесных изолированных систем «эталон - проба» при аналитическом контроле состава материалов с использованием одного стандартного образца.

2. Подтверждена правильность алгоритма приведения условий эксперимента исследуемой пробы к условиям стандартного образца с использованием соотношений для изолированных систем «эталон - проба».

3. Разработан алгоритм определения физико-механических свойств металлов и сплавов по изменению интенсивностей излучений спектральных линий пробы относительно эталона.

4. Разработана методика раздельного контроля количественных составляющих и физико-механических свойств металлов и сплавов.

5. Разработана методика и предложен алгоритм поиска спектральных линий для автоматизированных систем атомно-эмиссионного спектрального анализа. |

Работа представляет собой развитие теоретических и методических основ спектрального анализа, в том числе комплексного. Причём полученные в ней результаты позволяют на базе существующего оборудования промышленных спектральных лабораторий разработать автоматизированные системы комплексного анализа на основе унифицированных алгоритмов и программ обработки результатов измерений.

1. Дмитриева В. Ф. Основы физики / В. Ф. Дмитриева, В. Л. Прокофьев, П. И. Самойленко. М.: Высш. шк., 1997, 447 с.

2. Гиббс Дж. В. Термодинамика. Статистическая механика. М. Наука. 1982. 584 с.

3. Арсеньев П. П., Коледов Л. А. Металлические расплавы и их свойства. М. Металлургия. 1^76. 375 с.

4. Русанов А. И. Фазовые равновесия и поверхностные явления. Л.:1. Химия. 1967. 38^ с. !11 i

5. Райхбаум Я. Д. Физические основы спектрального анализа. М.: Наука. 1980. 158 с.

6. Гарбуни М. Физика оптических явлений. М.: Энергия, 1967. 620с.

7. Р. В. Оптика и атомная физика. -М., 1966. 552 с.7. Польi

8. Прикладная физическая оптика: учебник для вузов / И.М. НагиIбина, В.А. Москалев, H.A. Полушкина, В.Л. Рудин. 2-е изд. М.: Высш. шк., 2002, 565 с. |

9. Неразрушающий контроль. В 5 кн., Кн. 4 Контроль излучениями / Б. Н. Епифанцев, Е. А. Гусев, В. И. Матвеев, Ф. Р. Соснин; Под ред. В. В. Су-хорукова. -М.: Высш. шк., 11992. 321 с.I

10. Ибрагимов X. И., Корольков В. А. Работа выхода электрона в физико-химических исследованиях расплавов и твердых фаз на металлической основе. М.: Металлургия, 1995, 272 с.

11. Ломоносова А. С., Фалькова О. Б. Спектральный анализ. М.: Ме-таллургиздат, 1958. 360 с.

12. Малышев В. И. Введение в экспериментальную спектроскопию.1. М.: Наука, 1979. ^20 с.1

13. ГОСТ 3221-85 Алюминий первичный. Методы спектрального анализа. М.: Издательство стандартов. 1985.

14. ГОСТ 7727-81 Сплавы алюминиевые. Методы спектрального анализа. М.: Издательство стандартов. 1981.

15. ГОСТ 18895-97 Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа. М.: Издательство стандартов. 1997.

16. ГОСТ 27809-95. Чугун и сталь. Методы спектрографического анализа. М.: Издательство стандартов. 1995.

17. ГОСТ 18895-97 Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа. М.: Издáтeльcтвo стандартов. 1997.

18. ГОСТ 27611-88 Чугун. Метод фотоэлектрического спектрального анализа. М.: Издательство стандартов. 1988.

19. ГОСТ 8.315-97. ГСИ. Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов. Основные положения.

20. ГОСТ 8.532-2002. ГСИ. Стандартные образцы состава веществ и материалов. Межлабораторная метрологическая аттестация. Содержание и порядок проведения работ.

21. ГОСТ 18242-72. Качество продукции. Статистический приемочный контроль по альтернативному признаку. Одноступенчатые и двухступенчатые корректируемые планы контроля.

22. РД 153-34.0-11.117-2001 «Основные положения. Информационно измерительные ^истемы. Метрологическое обеспечение».

23. Anthony Vanderlugt Optical Signal Processing (Wiley Series in Pure and Applied Optics). John Wiley & Sons Inc, 2005. 604 p.

24. С. B. Boss, K. J. Fredeen Concepts, Instrumentation and Techniques in inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry. Perkin Elmer Instruments, 1997. 116 p.

25. Калмановский В. И. Проблемы аттестации методик количественного химического анализа // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2004, №12, С. 59-62.

26. Ротман А. Е. Методы спектрального анализа. JI: Машиностроение, 1975. 330 с.

27. Арнаутов JI В., Киреев А. Д. Квантометрический анализ металлов и сплавов. Новосибирск: Наука, 1990. 164 с.

28. Пчелинцев А. М. Экспертное исследование свинцовых сплавов методом количественного безэталонного эмиссионного спектрального анализа / А. М. Пчелинцев, В. А. Корнеев. Методическое пособие для экспертов. М.: ВНИСЭ. 1983.21 с.

29. Коваленко М. Н., Чекан В. А., Маркова JI. В., Коледа В. В., Туру-тин А. Ф. Разработка методики анализа алюминия с использованием атомно-эмиссионного спектрометра "Эмас-200Д" // Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 2000, №1, с.22

30. Картер Д. Spectro Ciros новое слово в методе оптической эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой / Аналитика и контроль. 2003. Т.7. №2, С. 112-119.

31. Гаранин В. Г. Аналитические возможности многоканального анализатора эмиссионных спектров (МАЭС): дисс. канд. хим. наук. Новосибирск. 2000. 120о.

32. Семенко Н. Г. Нормативная база по созданию и применению стандартных образцов // Измерительная техника, №7, 2003. С. 63-65

33. Юровицкая М. И. , Ковалева Т. М. Спектрографический метод определения химического состава алюминиевых сплавов // Заводская лаборатория, 1985, №11, С. 93.

34. Козлов JI. П., Шеверда В. А. Оптимизация параметров градуиро-вочных функций для квантометров фирмы ARL. // Заводская лаборатория. 1988, №2, С. 40.

35. Арнаутов JI В., Киреев А. Д. Квантометрический анализ металлов и сплавов. Новосибирск: Наука, 1990. 164 с.

36. Карих Ф. Г., Лякишева В. И. Сопоставление возможностей экспрессных фотографических методов анализа сплавов // Заводская лаборатория, 1985, №3, C.J 84-85.

37. Диагностика состава материалов рентгенодифракционными и спектральными Методами. / М. С. Нахмансон, В. Г. Фекличев. Л.: Машиностроение, 1990. 357 с.

38. Ермишин С.М., Шабанов П.Г. Виртуальные эталоны новый класс виртуальных приборов // Автоматизация в промышленности, №10, 2004. С. 26-30.

39. Альперович Г. И. , Анапамян С. А. Пакет программ "АСАК" для УВК М-6000. // В кн.: Автоматизация горнообогатителъных и металлургических производств. М.: НПО "Союзцветметавтоматика", 1983. С. 147-153.

40. Верховский Б. И. и др. Автоматизация аналитического контроля в металлургии // Заводская лаборатория, 1982, №2, С. 37-40.

41. Е. В. Шабанова, И. Е. Васильева, И. Л. Васильев, А. И. Непомнящих. Модели градуировки и оценка их применимости в многоэлементном атомно-эмиссионном анализе твердых образцов. / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. №2. 2005 С. 9-15.

42. Никольский А. П. , Замараев В. П. Бердичевский Г. В. Автоматизированный экспресс-контроль состава материалов в черной металлургии. М.: Металлургия, 1985. 104 с.

43. Васильева И.Е. Дуговой атомно-эмиссионный анализ твёрдых образцов как задача искусственного интеллекта. // Аналитика и контроль 2002. №5. Т6. С. 512-526.

44. Салмов В. Н., Косенко А. И., Усов В. А., Джураев В. Б. Система автоматизированной обработки результатов спектрального анализа проб металлов // Заводская лаборатория, 1986, №2, С. 22-24.

45. Борбат А. М., Слабеняк В. И. Количественный эмиссионный спектральный анализ без сопровождающих эталонов. // Журнал прикладной спектроскопии. 1984, Т. 40, №5, С. 718-720.

46. Буравлев Ю. М. Фотоэлектрические методы спектрального анализа металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1984. 225 с.

47. Буравлев Ю. М. Влияние структуры на результаты спектрального анализа сплавов. М.: Металлургиздат, 1963, 152 с.

48. Буравлев Ю. М., Неуймина Г. П., Устинова В. И. // Материалы Второго Уральского совещания по спектроскопии. Металлургиздат, 1959, С.56.

49. Буравлев Ю. М. // Материалы Третьего Уральского совещания по спектроскопии. Свердловск, Металлургиздат, 1962, С.39.

50. Грикит И. А. Исследование влияния технологии отливки, деформации и термической обработки на результаты спектрального анализа некоторых алюминиевых, медных, никелевых сплавов, сталей и чугунов. Дисс.канд. техн. наук.1. М.: 1958.

51. Ю.М. Лахтин. Металловедение и термическая обработка металлов. Учебник для вузов. 3-ье изд. М.: Металлургия. 1983. 360 с.

52. Материаловедение и технология конструкционных материалов для железнодорожной техники: Учебник для вузов ж.-д. трансп. / H.H. Воронин, Д.Г. Евсеев, В.В. Засыпкин и др.; Под ред. H.H. Воронина. М.: Маршрут, 2004. 456 С.

53. Дрейзин В. Э. О статистическом подходе к решению многометрических задач неразрушающего контроля. // Дефектоскопия 1984. №3. С. 514.

54. Кабанова О. В., Слободчикова Р. И. Нетрадиционный метод поиска параметров нелинейных моделей. //Заводская лаборатория. 1978, 44, №3, С. 334-338.

55. Львовский Е. Н. Статистические методы построения эмпирических формул, lid.: Высшая школа, 1988. 239 с.

56. Гутников B.C. Фильтрация измерительных сигналов. Ленинград, 1990. 240 с.

57. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. М.: Мир, 1989.

58. Бендат Дж., Пирсол А. Приложения корреляционного и спектрального анализа . М.: Мир, 1982.

59. Бендат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов. М.: Мир, 1974.

60. Дженкинс Г., Ватте Д. Спектральный анализ и его приложения. М.: Мир, вып.1, 1971, вып.2, 1972.

61. Марпл-мл С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения. -М.: Мир, 1990.

62. Айвазян С. А., Енюхов И. С., Мешалкин Л. Д. Прикладная статистика. Основы моделирования и первичная обработка данных. М.: Финансы и статистика. 1983. 471 с.

63. Айвазян С. А., Енюхов И. С., Мешалкин Л. Д. Прикладная статистика. Исследование зависимостей. М.: Финансы и статистика. 1985. 487 с.

64. Дьяконов В.П. Вейвлеты. От теории к практике. М.: СОЛОН-Р,2002.

65. Добеши И. Десять лекций по вейвлетам: Пер. с англ. Е. В. Мищенко. Под ред. А. П. Петухова. М.: РХД, 2001.

66. Гужов В. И., Турунтаев Д. А. Применение вейвлет-преобразования ^ля расшифровки спекл-интерферограмм №5, 2000 С. 116.

67. Гречихин В. А., Евтихиева О. А., Есин М. В., Ринкевичюс Б. С. Применение вейвлет-анализа моделей сигналов в лазерной доплеровской анемометрии // Автометрия №5, 2000. С. 51.

68. Алиев Т. А., Мусаева Н. Ф. Алгоритм уменьшения погрешностей оценки корреляционной функции сигнала с шумом // Автометрия №4, 1995.

69. Виттих В. А., Киреев В. А., Скобелев О. П. Кластерный подход к построению программно-аппаратных средств систем сбора и преобразования измерительной информации // Автометрия №2, 1991.

70. Онищенко А. М., Онищенко А. Ю. Анализ погрешностей приборов контроля состава и свойств веществ // Автометрия №2, 2001 С. 112-114.

71. Петров А. А., Пушкарева Е. А. Корреляционный спектральный анализ веществ. С.-Петербург. Химия. 1993. 343 с.

72. Ермишин С. М. Возможности создания виртуальных эталонов // Измерительная техника. 2002. №10. С. 10-13.

73. Нагибина И. М., Михайловский Ю. К. Фотографические и фотоэлектрические спектральные приборы и техника спектроскопии. Л. МашиноIстроение. 1981. 246 с.

74. Орлова С.А., Подмоенская С.В., Трилесник И.И., Воробейчик В.М., Романова В.Д. Фотоэлектрические системы с ЭВМ для эмиссионного спектрального анализа. Л.: ЛДНТП, 1987. 32 с.

75. Жиглинский А. Г. Исследование оптимальных условий наблюдения корреляционных связей в спектре искрового разряда // Журнал прикладной спектроскопии 1977, т. 26. С. 809 — 814.

76. Жиглинский А. Г. Оптимальные условия наблюдения корреляционных связей в спектре искрового разряда // Журнал прикладной спектроскопии 1978, т. 28. С. 381 387.

77. Дворкин В.И. Метрология и обеспечение качества химического анализа. М.: Химия. 2001 г. 263 с.

78. Петров JT. JI. Закономерности распределения результатов в аналитических интервалах методик выполнения измерений при количественных методах элементного анализа / Заводская лаборатория 2001, №12, С. 49.

79. Пытьев Ю. П. Математические методы интерпретации эксперимента. М.: Изд-во МГУ, 1990. 352 с.

80. Кабанова О. В., Слободчикова Р. И. Нетрадиционный метод поиска параметров нелинейных моделей. // Заводская лаборатория. 1978, №3, С. 334-338.

81. Кусельман И. И., Малыхииа JI. А. Алгоритм использования спектральной информации при аттестации стандартных образцов состава сплавов / Заводская лаборатория, 1983, №2, С. 34-35.

82. Зайдель А. Н. Погрешности измерения физических величин. JI.: Наука, 1986.431 с.I

83. Нежиховский Г. Р. Опыт метрологической экспертизы методик количественного химического анализа // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 1999, №12, С. 50.

84. Пейсахсон И. В. Оптика спектральных приборов. Ленинград. Машиностроение, 1970. 270 с.

85. Б. И. Заксас, А. Б. Корякин, В. А. Лабусов, В. И. Попов, Н. П. Рязанцева, И. Р. Шелпакова Многоканальный анализатор атомно-эмиссионных спектров / Заводская лаборатория. №9, 1994. С. 20-22.

86. Лабусов В. А., Попов В. И., Бехтерев А. В., Путьмаков А. Н., Пак А. С. Многоэлементные твердотельные детекторы излучения большого размера для атомно-эмиссионного спектрального анализа / Аналитика и контроль №2, Т.9, 2005. С. 104-109.

87. Шелпакова И. Р., Гаранин В. Г., Лабусов В. А. Многоэлементные твердотельные детекторы и их использование в атомно-эмиссионном анализе. / Заводская лаборатория. 1999. № 10. С. 3-16.

88. Лившиц А. М. Разработка спектральной аппаратуры на базе приборов с зарядовой связью // Оптика и спектроскопия. 1994. Т.76, №2. С. 363368.

89. Кондратов С. В., Жадобин А. М., Мусихин В. Л., Власов В. И. Многоканальные фотоэлектрические системы SKCCD: Тезисы докл. XVI Уральской конф| по спектроскопии / Уральский гос. техн. ун-т. Екатеринбург, 2003. С. 221 -222.I

90. Емельянова И. В. Алгоритмическое и программное обеспечение задач приближенно-количественного атомно-эмиссионного спектрального анализа.: дисс. канд. техн. наук. Алма-Ата, 1990. 208 с.

91. Брытов И. А., Плотников Р. И., Речинский А. А. Идентификация материалов по рентгеновским спектрам // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. №7. Т.71. 2005. С. 11-16.

92. Кашубский А.Н. Идентификация конструкционных материалов методами неразрушающего контроля физико-механических характеристик и структурных параметров.: дисс. канд. техн. наук. Красноярск, 2006. 137 с.

93. Салмов В. Н., Цой Е. Б., Коваль К. К. Об алгоритме построения гра-дуировочных графиков в автоматизированных системах обработки результатов спектрального анализа. / Заводская лаборатория. №6, 1986. С. 27-29.

94. Морозов Н. А. Совершенствование методов атомно-эмиссионного спектрального анализа металлов и сплавов с помощью ЭВМ. / Заводская лаборатория. № 8, 1991. С. 22.

95. Кусельман И. И., Малыхина Л. А. Алгоритм использования спектральной информации при аттестации стандартных образцов состава сплавов / Заводская лаборатория, 1983, №2, С. 34-35.

96. Салмов В. Н., Косенко А. И., Усов В. А., Джураев В. Б. Система автоматизированной обработки результатов спектрального анализа проб металлов // Заводская лаборатория, 1986, №2, С. 22-24.

97. Бондарь А.Г. InterBase и Firebird. Практическое руководство для умных пользователей и начинающих разработчиков. СПб.: БВХ-Петербург, 2007. 592 с. 1

98. Никитенко Б. Ф., Одинец А. И., Казаков Н. С., Кузнецов А. А. Способ определения содержания массовых долей элементов в материалах и сплавах Патент РФ 1828696. М Кл. G 01 N 21/67, 1990.

99. Никитенко Б. Ф. Разработка и использование автоматизированных измерительных систем в спектральном анализе / Б. Ф. Никитенко, Н. С. Казаков, А. А. Кузнецов М.: НТЦ "Информтехника", 1990. 80 с.

100. Никитенко Б. Ф. Казаков Н. С., Кузнецов В. П., Кузнецов А. А. Способ определения массовой доли химических элементов в материалах и сплавах. //Передовой производственный опыт, №5, 1991.

101. Никитенко Б. Ф., Казаков Н. С., Кузнецов В. П., Кузнецов А. А. Автоматизация фотографического спектрального анализа: Тезисы докл. III per. конф. «Аналитика Сибири 90» / Ин-т геохимии им. Виноградова СО АН СССР. Иркутск, 1990.

102. Овчаренко С. М., Кузнецов А. А. Применение спектральных меIтодов анализа для контроля и диагностики подвижного состава // Локомотив.2006. II

103. Клюка В. П., Гусев Г. Ф., Кузнецов А. А. Экспресс-метод определения технического состояния букс вагонов и локомотивов. Сб. науч. статей "Новые технологии железнодорожному транспорту" / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2000.

104. Кузнецов А. А. Дополнение теории спектрального анализа материалов элементами оценки физико-механических свойств и использования виртуальных эталонов: Дисс. докт. техн. наук. Омск, 2007. 333 с.

105. Кузнецов А. А., Шишкин Д. С. Совершенствование методического обеспечения автоматизированных систем спектрального анализа // Вестник Высшей школы. Технические науки. №4. 2006. с. 84-90.I

106. Алтынцев М. П., Вешкурцев Ю. М., Кузнецов А. А. Новые методы автоматизированного спектрального анализа: Тезисы докл. 15-й Российской н.-т. конф. "Неразрушающий контроль и диагностика" / Росс. общ. не-разр. конт. М., 1999.

107. Алтынцев М. П., Сабуров В. П. Кузнецов А. А. Способы создания систем безэталонного анализа материалов и сплавов. Омский научный вестник №4 / Омский гос. техн. ун-т. Омск, 1998. С. 67-69.

108. Кузнецов A.A. Регрессионная модель низкотемпературной плазмы в эмиссионном спектральном анализе: Тез. докл. междунар/ конф. "Электромеханика, электротехнологии и электроматериаловедение" МКЭ-ЭЭ-2003 / Партенит, 2003. С. 123-124.

109. Кузнецов A.A. Комплексные методы диагностирования промышленных изделий и узлов подвижного состава средствами атомно-эмиссионной спектроскопии: Монография. М.: Компания Спутник+, 2005. 189 с. !I

110. А. А.! Кузнецов, С. К. Малиновский Алгоритм расчета параметров виртуального эталона относительно исследуемой пробы // международной научно-практической конференции «Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики» Новочеркасск. 2006.

111. Кузнецов А. А. Электрические измерения и способы обработки результатов наблюдения: Учебное пособие / В. С. Казачков, А. А. Кузнецов,

112. С. И. Петров, В. Т. Черемисин. Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2002. 130 с.

113. Зажирко В. П., Кузнецов А. А., Овчаренко С. Н. Способ идентификации и измерения параметров спектральных линий в автоматизированных системах контроля // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. № 5, 2006.I

114. Приб,ор для измерения твёрдости металлов по методу Бринелля. Заводское обозначение ТШ-2М. Инструкция по эксплуатации // Иваново, 1971.

115. Пим!шин Д. А. Реализация комплексного спектрального анализа металлов на промышленных предприятиях и транспорте / А. А. Кузнецов, Д. А. Пимшин // Омский научный вестник. Серия приборы, машины, технологии. 2008. № 1. С. 121 124.

116. Пимшин Д. А. О возможности спектральных методов контроля деталей подвижного состава без сопровождающих эталонов / А. А. Кузнецов, Д. А. Пимшин, Д. С. Шишкин // Вестник Ростовского гос. ун-та путей сообщения. 2005. № 1. С. 41 -46.

117. Пимшин Д. А. Анализатор спектра / А.А.Кузнецов, Д. А. Пимшин // Компьютерные учебные программы и инновации / М.: ВНТЦИ. 2006. № 12 50200501327.

118. П и м ш и п Д. А. Способы оценки механических свойств материалов и изделий средствами оптического спектрального анализа // Межвуз. те-мат. сб. науч. тр. / Д. А. Пимшин / Омский гос. ун-т путей сообщения.1. Омск, 2008. С. 61-64.

119. Пимрин Д. А. Системы комплексного контроля металлов в условиях локомотивного и вагонного депо / А. А. Кузнецов, Д. А. Пимшин // Материалы науч.|-практ. конф. ОмГУПС. Омск. 2008. С. 162- 165.

120. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛИНИЙ ПРИ СПЕКТРАЛЬНОМ1. АНАЛИЗЕ

121. Па 1 сиIообллдлгольСл и) ГОУ ВНО Омский государственный университет путей сообщения (1111)

122. С" ' (ин ИИШ ти- >штешпам ч пнншриы м .шакам1. А;1. ПЛ. Симоновга

123. ЙЙЙЙ 51 & за & & & ф Й гз ш за и а Й вх а к & & а Й <ЙЬт