автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Повышение качества контроля аммиака на предприятиях агропромышленного комплекса

На правах рукописи

' ; 0 <$) щсре&ршс

&2АКОВ Андрей Викторович

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА КОНТРОЛЯ АММИАКА .НА ПРЕДПРИЯТИЯХ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА

г

05.13.07 - Автоматизация технологических процессов й производств

(по отраслям АПК)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Челябинск - 2000

Работа выполнена на кафедре электрооборудования Вологодсиог государственного технического университета

Научные руководители - доктор технических наук,

профессор А.Е. Немировскмй; - кандидат физико-математических наук, доцент М.И. Федоров

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор ЮУрГУ B.C. Жабреев; - кандидат технических наук, доцент ЧГАУ В.Г. Захахатноз

Ведущая организация - Северо-Западный научно-исследовательский институт молочного и лугопастбищного хозяйства (Вологда, п. Молочноо)

Защита состоится Марта 2000 г.. о 10 часов ш

заседании диссертационного совета ¿Г 120.46.02 Челябинского государственного агроинженерного университета по адресу. 454000, Челябинск-80, пр.им.В.И. Ленина, д.75.

С диссертацией мохсно ознакомиться а библиотеке Челябинского государственного агроинженерного университета

Автореферат разослан "7/ "сре&раЛЯ 2000 г.

'/чсный секретарь

диссертационного совэта, ,__

rt'.H,, профессор ЯА Саплнн

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Развитие сельского хозяйства требует интенсификации животноводства и птицеводства, неуклонного их перевода на промышленную основу, что связано со специализацией отрасли, внедрением прогрессивной технологии, комплексной механизации и автоматизации производственных процессов.

Создание и поддержание оптимального микроклимата в производственных помещениях животноводческих комплексов, ферм и птицефабрик наряду с полноценным кормлением является определяющим фактором- в обеспечении здоровья животных и птицы, их воспроизводительной способности и получении от них максимального количества продукции высокого качества. Отклонение параметров микроклимата в помещениях от установленных пределов приводит к снижению удоев на 10 - 20 %, уменьшению приростов живой массы на 20 - 30 %, снижению продуктивности птицы на 30 - 35 %, возрастанию затрат на ремонт технологического оборудования. Повышенное содержание аммиака является одним из главных факторов, приводящих к таким последствиям.

Использование современных методов контроля за состоянием микроклимата сельскохозяйственных производственных помещений при помощи специальных приборов и аппаратов дает возможность ветеринарным, зоотехнические и техническим специалистам наметить пути создания и обеспечить надлежащий условия содержания гкизотных и птицы в соответствии с их физиологическими потребностями и возрастом, способстесоать улучшению состояния природной среды.

Учитывая изложенное, в настоящей работе проведено дальнейшее изучение и разработка катодов контроля и технических средств их обеспечения иг; предприятиях агропромышленного комплекса, повышающих качество контроля одного из самых вредных газоз воздушной среды сельскохозяйственных помещений - аммиака.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Общей целью диссертационной работы является повышение качества контроля аммиака (МН3) на предприятия): агропромышленного комплекса путем разработки и применения новых бопее совершенных технических средсто измерения его концентрации. Главная научная цель работы состоит п разработка каучно-методических основ

функционирования датчика устройств для измерения концентрации NN5 в сельскохозяйственных помещениях.

Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработка датчика (первичного измерительного преобразователя) для технических средств контроля аммиака.

2. Теоретический анализ влияния режимов работы датчика аммиака в среде сельскохозяйственных помещений на его электрофизические характеристики.

3. Разработка математических моделей, устанавливающих количественные связи менаду характеристиками датчика концентрации ЫК, и режимами его работы в среде сельскохозяйственных помещений, определение оптимального режима работы датчика.

4. Исследование процессов функционирования и деградации датчика концентрации аммиака в условиях сельскохозяйственных помещений.

5. Разработка технических средств контроля ЫН} для предприятий агропромышленного комплекса, т.е. принципиальных электрических схем и конструкций измерителей концентрации аммиака, а также рекомендаций по их практическому использованию, разработка устройства непрерывного контроля №?з для систем автоматизированного микроклимата, используемых в сельскохозяйственном производстве.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЙ. Объектами исследований являются процессы, протекающие в датчике технических средств контроля аммиака при его функционировании в сельскохозяйственных помещениях.

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЙ. Предметом исследований являются закономерности процессов функционирования датчика технических средств контроля аммиака в сельскохозяйственных помещениях.

МЕТОПЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. Поставленные в работе задачи решались с использованием статистического планирования эксперимента, оптимизации процессов, физики твердого тела, физики полупрозодниюо, теории адсорбции

и др.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Научная новизна положений, изложенных в работе, Представлена следующими результатами исследований:

1. Получены, исследованы, математически описаны закономерности влияния режимов работы датчика концентрации аммиака в среде сельскохозяйственных помещений на его электрофизические характеристики. На этой основе и с помощью математических моделей выбран оптимальный режим работы датчика для условий сельскохозяйственного производства, разработаны принцип^ построения1 и схема устройства, позволяющего повысить чувствительность, точность и быстродействие измерения концентрации аммиака. Новизна устройства подтверждена патентом на изобретение N3 2124719, кп. С 01 N 27/12.

2. Исследованы процессы функционирования и деградации разработанного датчика технических средств контроля ЫН3 в среде сельскохозяйственных помещений.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Результаты исследований использованы при разработке измерителя концентрации аммиака для сельскохозяйственного производства и устройства непрерывного контроля ЫН3 для систем автоматизированного микроклимата. Применение данных технических средств дает возможность точно (с погрешностью не более 15 %) и оперативно осуществлять контроль концентрации аммиака для своевременного принятия мер по обеспечению надлежащих условий содержания животных и птицы, способствует более эффективной работе кондиционирующих установок, позволяет увеличить привесы живой массы на 4-6 %.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. Результаты теоретических и экспериментальных исследований использованы при разработке и создании технических средств контроля аммиака и реализованы на свинокомплексе ЗАО "Надеево".

Результаты исследований включены в лекционные курсы, послужили основой для постановки лабораторных работ и подготовки методических материалов в Вологодской государственной молочнохозяйственной академиии и Вологодском государственном техническом университете.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы доложены на международной научно-технической конференции "Энергосбережение о сельском хозяйстве" г. Москва, ВИЭСХ, 6-9 октября 1998 г.; на научно-технической конференции "Энергосбережение, электроснабжение, электрооборудование", г. Новомосковск, 18-20 ноября 1998 г.; на региональной научно-практической конференции "Менеджмент экологии", г. Вологда, ВоГТУ, 12-14 мая 1999г.; на НТС электроэнергетического факультета Вологодского государственного технического университета в 1999 г.; на заседаниях кафедры электрооборудования ВоГТУ в 1997-1999 г. Работа "Исследование и разработка устройств для контроля аммиака" удостоена государственной молодежной премии Вологодской области по науке и технике за 1998 г.

ПУБЛИКАЦИИ. Основное содержание диссертации отражено о 7 печатных трудах и патенте на изобретение № 2124718 от 12.11.97, кл. в 01 N 27/12.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:

1. Математические модели, описывающие основные закономерности процессов функционирования датчика аммиака в сельскохозяйственных помещениях.

2. Результаты теоретического анализа и экспериментальных исследований электрофизических свойств датчика ЫН3, на основе которого разработаны технические средства контроля аммиака.

3. Схемы и характеристики технических средств, позволяющих повысил качество контроля Ш} на предприятиях агропромышленного комплекса.

ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа излажена на 138 страница] машинописного текста, содержит 9 таблиц, 38 иллюстраций, состоит и: введения, 5 глав, заключения, списка литературы, включающего 1£И наименований, в том числе 38 на иностранных языках, приложения на 2 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе обоснованы требования к устройствам для контроля аммиака в сельскохозяйственных помещениях. Аммиак по совокупности своих отрицательных воздействий на животных, птицу, обслуживающий персонал и технологическое оборудование является одним из наиболее оаасных газов а атмосфере помещений животноводческих комплексов, ферм и птицефабрик, поэтому эффективный контроль и поддержание его концентрации в допустимых пределах необходимы.

Для получения экспресс-информации по аммиаку в сельском хозяйстве используется линейно-колористический метод, который осуществляется при помощи портативного универсального газоанализатора УГ-2. К недостаткам УГ-2 относятся: низкая точность (погрешность до 30-50 %), трудоемкость измерения, высокая стоимость расходного материала (трубок с индикаторным порошком), ограничение применения по влажности воздуха и невозможность автоматизации процесса измерения.

В системах автоматизированного микроклимата, применяемых в сельскохозяйственном производстве ("Климат" и т. п.), регулирование осуществляется о основном по температуре и влажности. В то же время отмечается, что применяемые системы часто не обеспечивают строгого поддержания параметров микроклимата в связи с несовершенством оборудования и методик расчета, недостаточным учетом изменений технологического процесса, климатических условий; типов- и размеров помещений. Разработка датчика аммиака, позволяющего осуществить непрерывный контроль его концентрации в производственных помещениях, способствует повышению качества контроля и точности поддержания параметров микроклимата, соответствует современным тенденциям в развитии комплексных систем микроклимата.

Аналитическим обзором установлено, что в качество газовых датчикоз для сельскохозяйственных помещений перспективно использование полупроводниковых химических сенсоров, обеспечивающих долговременную стабильность. высокую надежность, жесткие условия эксплуатации, высокие точность и чувствительность, малые габаритные размеры, массу и энергопотребление, информационную, конструктивную и технологическую совместимость с микроэлектронными средствами обработки информации, малую стоимость. Кроме того, концентрация детектируемых частиц преобразуется непосредственно в

электрический сигнал, а электронная оснастка прибора представляет собой простейшую электрическую схему.

Таким образом, используемые в сельскохозяйственном производстве методы и устройства для измерения концентрации аммиака имеют ряд существенных недостатков: большая погрешность, ограниченность в применении, высокая трудоемкость измерения и т. д. Поэтому назрела необходимость создания нового датчика концентрации аммиака и технических средств контроля ЫНз на его основе, лишенных перечисленных недостатков. Решению этой задачи и посвящена данная работа.

Во второй главе проведен теоретический анализ влияния концентрации ЙМмиака и рабочей температуры датчика ЫН3 на его электрофизические характеристики (сопротивление и чувствительность).

8 данной работе использовался синтезированный й очищенный химиче-ОКЙми методами в Ивановской государственной химико-технологической академии фталоцианин меди (РсСи). Синтезированный РсСи содержит акцепторную примесь кислорода, который обуславливает р-тил его проводимости. Ад-сй$5Ция донорного газа ЫН3 на поверхности чувствительного материала датчика Гфйводит к рекомбинации электрона молекулы аммиака и дырки, образованной Примесью кислорода. В результате количество свободных носителей заряда ^Йеньшается и сопротивление полупроводникового датчика возрастает. Взаимодействие является обратимым. К основным допущениям, использованным в дальнейших рассуждениях (приняты на основе результатов обзора и собственных исследований), относятся: сопротивление чувствительного слоя

»

датчика соответствует омической области поведения органического полупроводника РсСи; адсорбция аммиака на поверхности пленок РсСи подчиняется уравнению степенной изотермы Фрейндлиха.

Сопротивление датчика аммиака обратно пропорционально концентрации свободных" носителей заряда:

(1)

где I - длина полупроводника (расстояние игжду алектродами датчика) 3 - площадь поперечного сечения полупроводника; ч - заряд алектрона; пр

юмцентрлцин дырок; цр - подвижность дырок.

Сопротивление датчика в аммиаке определяется как:

Нг =-!---(2)

Пр-Па чЦрБ

где п^ - концентрация свободных электронов в материале датчика, обусловленных адсорбцией и ионизацией молекул аммиака.

Знак минус между пр и п^ объясняется тем, что электроны молекул аммиака рекомбинируют с дырками, в результата - количество свободных носителей заряда в материале датчика уменьшается.

Чувствительность датчика, т. в. отношение сопротивлений датчика в присутствии аммиака и без него, равна:

. о)

к Орт-па

Зависимость количества адсорбировавшихся и ионизировавшихся молекул от концентрации ЫН} и рабочей температуры датчика имеет следующий вцд:

_

М = (4)

где Ид - число молекул, адсорбировавшихся на поверхности датчика при данной концентрации МН3; 0 =8.4-10'21 Дне - энергия адсорбции и ионизации примеси материала датчика, определена экспериментально; к - постоянная. Больцмана; Т - абсолютная температура.

Число адсорбировавшихся молекул ЫНз при постоянной температуре (изотерма адсорбции) определяем как:

И0«каС*кш8д, (5)

где С - концентрация аммиака; кш - коэффициент, обратно пропорциональный массе молекулы газа; Бд - площадь поверхности датчика; ка и у -коэффициенты адсорбции материала датчика, по нашим исследованиям равны соответственно 5.4 • 10*" и 0.1.

Уравнение (4) принимает следующий вид: 0_ ■

Ы = (6)

Концентрацию электронов п^, обусловленных адсорбцией аммиака на поверхности материала датчика, усредняем по объему полупроводника и определяем по формуле:

м ' т

или с учетом (6)

в_ _е

^ = какаЛ с7е"кТ =кпС7с'кТ| (8)

13

где кп- константа.

Из полученных результатов можно сделать следующие выводы. С ростом концентрации аммиака в атмосфере сельскохозяйственных помещений при постоянной рабочей температуре сопротивление датчика МН3 увеличивается. Это объясняется формулами (2) и (8), т. е. под действием адсорбции аммиака растет концентрация электронов, которые уменьшают проводимость, обусловленную примесями в полупроводниковом материале датчика. С ростом рабочей температуры датчика при постоянной концентрации аммиака его чувствительность падает, т. к. концентрация собственных носителей заряда в материале датчика растет быстрее количества электронов, обусловленных адсорбцией аммиака (3). Полученные выражения (2) и (3) и (8) для электрофизических параметров датчика позволяют рассчитать его сопротивление и чувствительность в зависимости от концентрации аммиака (в диапазоне от 1Й до 200 .■лг/м1) и рабочей температуры (от 80 до 100 °С).

В третьей главе изложена методика и результаты экспериментальных ис-глгдосаний режимов работы датчика концентрации аммиака в сельскохозяйственных помещениях. Повышение качества контроля ЫН3 на предприятиях агропромышленного комплекса связано с детальными исследованиями влияния концентрации аммиака, рабочей температуры и времени воздействия на дачих. Кроме того, теоретические исследования влияния режимов работы датчика аммиака на его электрофизические характеристики, рассмотренные во второй главе, нуждаются в экспериментальной проверке. Оценка влияния разных факторов на сопротивление н чувствительность датчика проводилась с ис-попьэоианиЁМ метода статистического планирования эксперимента, которому п^едшесшоьаш поисковые исследования с целью выбора в содействующих

факторов и обоснование уровней их варьирования. Реализован план эксперимента З3. В качестве воздействующих факторов приняты концентрация аммиа-з, рабочая температура и время воздействия на датчик.

Экспериментальные исследования проводились с датчиком, конструкция оторого приведена на рис. 1. Подножка датчика состоит из ситалловой пла-.тины 3 размером 25x25x1 мм с изготовленными на ее поверхности методом фотолитографии встречно-штыревыми электродами 1. Зазор между электродами а=100 ига, длина зазора Ь=1476 мм, толщина (высота) слоя электрода 1=1 мкм. Для нанесения на подложку слоя органического полупроводника 2 ис-юльзовался метод вакуумной сублимации на промышленной установке ВУП-4.

В результате проведенного полного факторного эксперимента получили этедующие уравнения рефессии для сопротивления И и чувствительности р датчика:

Я = 24.7 +10.2С - 9.291 + 4.69т - 4.07С2 -1.7812 - 2.71т2 - . (д)

- 5.67С1 + 2.57Ст - 2.451Т -1.23ат

р = 12.3 + 4.34С-1.591 + 2.15х.-1.87С2-2,7812-1Л9т2- (10)

- 1.19С1 + 1.02Ст-0.461т-0.26Сп

Воспроизводимость результатов оценивалась по критерию Кохрена. Про-зерка моделей (9) и (10) по критерию Фишера подтвердила их адекватность.

Из (9) и (10) получены частные уравнения рефессии и построены зависимости сопротивления и чувствительности датчика при фиксировании факкь зов на различных уровнях. На рис. 2 представлены зависимости сопротивления датчика аммиака от времени при различных концентрациях ЫН3 и рабочих тем-юратурах. По динамическим свойствам датчик аммиака представляет собой апериодическое звено первого порядка 6постоянной времени 80 с. Сделан вьи-зод, что время необходимое для измерения составляет 240 с.

При изучении влияния концентрации аммиака и рабочей температуры н© »противление и чувствительность датчика фактор времени фиксировали нда зерхнем уровне. На рис. 3 приведены зависимости чувствительности датчик® от рабочей температуры при различных концентрациях аммиака. Анализи* эуя рис. 3, установили, что чувствительность датчика имеет максимум, который сходится в диапазона температур Ч=80...90 °С.

При определении оптимальных параметров работы датчика аммиака, которые соответствуют максимальной чувствительности, функция отклика (10)

исследована на максимум, построены поверхности отклика и их горизонтальные сечения. На рис. 4 приведена одна из таких поверхностей Г(С,0. Получили максимальную чувствительность датчика {5,^=17.9 при С =200 мг/м1 и (=82.7 °С. В качестве оптимальной рабочей температуры принимаем 1*90 °С, т. к. чувствительность при данной температуре (Р=16.8) отличается от максимальной незначительно, а величина измеряемого сопротивления датчика уменьшается практически в 1.5-2 раза. Исследование зависимости сопротивления датчика от концентрации аммиака проводилось при рабочей температуре 90 °С (рис. 5). ■

С целью практического применения датчика концентрации Ш3 в сельском хозяйстве было проведено исследование его деградации с помощью камеры искусственного климата при воздействии аммиака (концентрации от 5 до 500 мг/м3) в течение 500 часов, различных температурах окружающей среды (от 2 до 30 °С) и влажностях воздуха (от 70 до 95 %), что соответствует параметрам среды сельскохозяйственных производственных помещений. В результате эксперимента сопротивление датчика возросло на 2-4 %, а чувствительность уменьшилась на 1-3 %.

Анализируя результаты теоретических расчетов и экспериментальных исследований влияния концентрации аммиака и рабочей температуры на электрофизические характеристики датчика (табл. 1,2), отмечаем, что с учетом доверительного интервала имеет место расхождение результатов до 10 %.• Таким образом, существует удовлетворительная сходимость между теоретическими и экспериментальными значениями сопротивления и чувствительности.

В четвертой главе разработаны технические средства обеспечения контроля аммиака в сельскохозяйственном производстве, приведены их принципиальные электрические схемы, технические и метрологические характеристики. Из теоретических и экспериментальных исследований получены зависимости сопротивления и чувствительности датчика от концентрации ЫН), рабочей температуры и времени измерения, кривые деградации датчика. На основании этих данных разработаны измерители концентрации еимиака (ИКГ) Для предприятий агропромышленного комплекса и устройства непрерывного контроля ЫН) для систем автоматизированного микроклимата.

Обобщенная структурная схема средств контроля концентрации аммиака содержит (рис.6): датчик аммиака 1, преобразователь 2, отображающее (для измерителей ИКГ) или исполнительное (для систем микроклимата) устройство, стабилизатор температуры датчика 4, источник питания 5.

На разработанное устройство для измерения концентрации аммиака, структурная схема которого приведена на рис. 7, получен патент на изобретение РФ № 2124719 от 12.11.97, кл. О 01 N 27/12. При воздействии на датчик 7 аммиака определенной концентрации, электрическое сопротивление датчика. возрастает, что приводит к изменению коэффициента передачи операционного усилителя 10. Электрический сигнал на его выходе изменяется, соответственно изменяются сигналы на выходах преобразователя 11 и аналого-цифрового преобразователя 12, а информация о концентрации ЫН3 отображается в цифровом виде на индикаторе 13. Переменное сопротивление 8 используется для калибровки устройства в газе известной концентрации.

Разработано несколько вариантов измерителя ИКГ с различными схемными решениями включения датчика для предприятий агропромышленного комплекса различной специализации: аналоговые измерители концентрации аммиака ИКГ-1 и ИКГ-2, измерители концентрации ЫН3 с цифровой индикацией ИКГ-3 и ИКГ-4. Их характеристики сведены в табл. 3.

На рис. 8 приведена принципиальная электрическая схема устройства непрерывного контроля (а. возможно, и регулирования) концентрации аммиака релейного типа для системы автоматизированного микроклимата. Она включает: измерительный мост Ш-ЕЗД с датчиком аммиака Я2. усилитель на микросхеме ОА1, компаратор 0А2 и сигнальный светодиод У2 (исполнительное устройство • реле К1, пускатель К2, двигатель привода вентилятора М1), Блок питания устройства и стабилизатор температуры датчика не показаны. При превышении концентрации аммиака нормы загорается VI (включается двигатель М1).

Рабочие условия эксплуатации средств контроля аммиака: температура от -10 до +40 °С; относительная влажность до 95 % (при отсутствии конденсации); атмосферное давление от 86 до 106 «Ла; напряжение сети 220 8 от -15 до +10 % частотой 50*1 Гц; положение датчика горизонтальное ±10".

Технические характеристики устройства контроля КН) (на примере ИКГ» 3): порог чувствительности 5 мг/м3; диапазон измерения 5-200 мг/м3; основная

погрешность не более: в диапазона 5-20 глг/м3 - приведенной у0=±15 %, в диапазоне 20-200 мг/м3 - относительной До=±15 %; время установления показаний 240 с; потребляемая мощность 5 Вт; средний срок службы датчика 2 года; масса измерителя 2 кг; габаритные размеры 180x180x120 мм. Дополнительные погрешности при изменении: температуры на ка>вдые 10 °С относительно 20 °С не более 0.2-Дд; влажности Дф на калщые 10 % относительно 60 % не более 0.2-Д(>; напряжения Дц f от -15 до 10 % и частоты на ±1 Гц не более 0.1-До-

Испытания, проведенные на участке откорма свинокомплекса ЗАО "Надеево", показали, что разработанные измерители определяют концентрацию аммиака в 2-3 раза точнее и в 3-4 раза быстрее по сравнению с используемым газоанализатором УГ-2. В животноводческих и свинокомплексах, характеризующихся тяжелыми эксплуатационными условиями, рекомендуется использовать измерители ИКГ-1, ИКГ-2. В птичниках, где концентрация аммиака обычно небольшая, а необходимы высокие точность и быстродействие, рекомендуется использовать измерители ИКГ-3 и И 1<Г-4. Устройство непрерывного контроля ЫН3 для систем автоматизированного микроклимата сельскохозяйственных помещений также подтвердило свою эффективность, точно и оперативно фиксируя превышение содержания в воздухе.

В пятой главе определены технико-экономическая эффективность применения средств контроля ашлиака в сельскохозяйственном производстве. Рассчитан экономический эффект, достигнутый за счет повышения качества контроля аммиака на одном из участков откорма синокомплекса ЗАО "Надеево" путем использования более точных и оперативных средств контроля ЫН3 и своевременного принятия мер по обеспечению надлежащих условий содержания животных. В результате от увеличения привесов «сивой массы свиней на 4.3 % получен экономический эффект 22610 руб. '

В приложении к диссертационной работе приведены результаты проведенных исследований, расчеты статистических критериев, результаты статистической обработки экспериментальных данных, двухмерные сечения

функций отклика, акты внедрения результатов работы, патент на устройство для измерения концентрации аммиака, диплом о присуждении государственной молодежной премии Вологодской области по науке и технике за 1998 г.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основе проведенного анализа влияния аммиака на продуктивность сельскохозяйственных животных и птицы, а также характеристик применяемых средств измерения концентрации !МНЭ обоснована целесообразность и перспективность разработки и использования более чувствительных, точных и совершенных технических средств контроля аммиака на предприятиях агропромышленного комплекса.

2. Разработанный датчик (первичный измерительный преобразователь) аммиака позволяет улучшить качество контроля МН3 за счет высокой чувствительности и простоты измерения (концентрация определяется посредством измерения активного сопротивления чувствительного слоя датчика).

3. Получены теоретические модели • выражения (2), (3) и (8) - для определения зависимостей сопротивления и чувствительности датчика от концентраций аммиака и рабочей температуры. Сравнение расчетных и экспериментальных зависимостей показали расхождение результатов в пределах 10 %.

4. Получены математические модели (10) и ( 9). устанавливающие количественные связи между электрофизическими характеристиками датчика аммиака и режимами его работы в среде сельскохозяйственных помещений.

5. По итогам исследований влияния режимов работы на электрофизические характеристики датчика ЫН} определены оптимальные параметры его функционирования в среде сельскохозяйственных помещений: рабочая температура - 90 "С, время измерения - 240 с. При испытании датчика в течение года концентрациями аммиака в диапазоне Са10,..200 мг/м* дрейфа его параметров • сопротивления и чувствительности • практически не наблюдается, что свидетельствует о незначительной деградации.

6. Разработано несколько вариантов схем простого и удобного в эксплу^* тации измерителя ИКГ для предприятий агропромышленного комплекса различной специализации, позволяющего осуществлять энспресс-анализ аммиака и повысить точность измерения его концентрации. Разработано устройство

контроля аммиака для систем автоматизированного микроклимата, позволяющее реализовать непрерывный конроль NH3 в атмосфере сельскохозяйственных помещений и повысить эффективность работы кондиционирующих установок.

7. Экономический эффект от внедрения разработанных технических средств контроля аммиака на свинокомплексе ЗАО "Надеево" за счет повышения качества контроля NHj и увеличения привесов живой массы составил 22610 руб.

6. Разработанные теория и измеритель концентрации аммиака используются в лекционных и лабораторных курсах двух вузов.

ПЕРЕЧЕНЬ ТРУДОВ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Иванов A.B. Детектор аммиака на тонкой пленке фталоцианина меди // Сборник научн. тр. института. Т.1.- Вологда: ВоПИ, 1997,-С. 120-124.

2. Немировский А.Е., Федоров М.И., Иванов A.B. Измеритель концентрации аммиака // Техника в сельском хозяйстве,-1997.- №6.- С. 34.

3. Иванов A.B., Васильева НА Исследование газовых сенсоров на основе органических полупроводников // Сборник научн. тр. института. Т.1.- Вологда: ВоПИ. 1998.-С. 85-88..

4. Немировский А.Е., Федоров М.И., Иванов A.B. Экономия электроэнергии при использовании датчика аммиака основе тонкой пленки фталоцианина меди // Сб. тез. докладов междун. научн.-техн. конф. "Энергосбережение о сельском хозяйстве". 4.1М.: ВИЭСХ, 1998.- С.233-234.

5. Немировский А.Е., Федоров М.И., Иванов A.B., Васильева НА Измеритель концентрации аммиака // Приборы и техника эксперимента.-1998.- №6.- С. 115-117.

6. Немировский АЕ-, Федоров М.И., Иванов AB. Прибор для контроля аммиака в воздухе промышленных предприятий II Сб. тез. докладов научн.-техн. конф. "Энергосбережение, электроснабжение, электрооборудование".-Новомосковск: НИ РХТУ. 1998.-С. 122-123.

7. Немировский А.Е., Федоров М.И., Иванов AB., Васильева НА, Бабкии А Н. Применение полупроводниковых датчиков для контроля и регулирование с держания аммиака в производственных помещениях // Сб. тез. докладов ре-

*

тон. научн.-лрахг. конф. "Менеджмент экологии",- Вологда: ВоГТУ, 1999 С. 47-50.

8. Пат. 2124719 РФ, МКИ й 01N 27/12. Устройство для измерения шнцэнгрэ-^31 эдшиака / Федоров М.И., Немировский А.Е., Иванов А.В., Бабкин А.Н.- Опубл. 10.01.89, Бюл. № 1,1999.-С.138.

Аббревиатура сокращений -

МПХС - метод полупроводниковых химических сенсороэ; МЭД -микроэлектронный датчик; ОП - органический полупроводник; ПДК - предельно допустимая концентрация; СП - сельскохозяйственное производство; СХ -сельское хозяйство; ХГС - химический газовый сенсор; ХС - химический сенсор; ЧС - чувствительный спой; ЫНЭ - аммиак; РсСи • фталоцианин меди.

25 ми

1 «л <ч

100 мки

Рис. 1. Конструкция датчика амыиаха:

1 - растровые электроды; 2 - газочувствительный слой полулроеаднгш»; 3 - агпшлозая пластика

"Лз

60 135 • 210 285 350

Т.с

Рис. 2. Зависимости сопротивления датчика аммиака от времени при различных концентрациях NHj и рабочих температурах:

1 -С=200мг/м3, t=100°C, R = 14.1 + 3.58t-2.71t2; ,

2 - С»105 мг/м3, t=90 "С. R = 24.7+4.69т-2.71т2 ;

3 - 010 мг/м3. t=80 °С. R » 12.3+334т - 2.71т2 '

VC

Рис. 3. Зависимости чувствительности датчика омшша от рабочзй температуры при различных концентрациях NH3:

1 -С=200мг/м\ т =360с, Р = 16.8-3.5t-2.78t2;

2 - С=105 мг/м3, г =360с. р« 13.3-2.05t-2.78t2;

3 - С=10 мг/м3, г =360 с, р = 6.07- 0.6t- 2.78t2

200

162

С. tir/u

t.°C

100

Pix. 4. Зависимость чувствительности датчика от концентрации аашиаяа •л рабочей температуры.

ч

ß »13.3+ 5.36С-2.05t-1.87С2-2.78t2-1.45Ct

R. 40 MOu 35

30 25 20 15 10 5 0

0 20 40 СО 80 100 120 140 160 180 200

C,ur/u3

Рис. 5. Зависимость сопротивления датчика (R) от концентрации аммиа-

ка (С)

Рис. 6. Структурная схема средств контроля концентрации аммиака: 1 - датчик аммиака, 2 - преобразователь, 3 - отображающее (для измерителей И КО или исполнительное (для систем микроклимата), 4 • стабилизатор температуры датчика, 5 - источник питания

Рис. 7. Структурная схема устройства для измерения концентрации аммиака:

1 - задатчик температуры; 2 - блок сравнения; 3 - усилитель; 4 -нагреватель; 5 -датчик температуры; 6 - замкнутая система стабилизации температуры; 7 - резистивный датчик МН3; 8 - переменный резистор; б -источник постоянной ЭДС; 10 - операционный усилитель; 11 - преобразователь характеристики; 12 - аналого-цифровой преобразователь; 7 - цифровой индикатор; 14 - отображающее устройство

Рис. 8. Принципиальная электрическая схема устройства непрерывного энтроля (регулирования) аммиака для , системы автоматизированного мкрокпимата

Таблица 1

Сравнение теоретических и экспериментальных данных по сопротивлению датчика аммиака при рабочей температуре 1=90 °С

С. г/м1 Сопротивление, О и Ошибка, %

теоретическое экспериментальное

0.01 9.7-10° 9.8-10° 0.2

0.05 18.8-10" 19.3-10® 2 2

0.1 25.6- 10е 26.7-10^ А

0.15 30.5-10" 32.1-103 5.7

0.2 32.9-10? 35.4-10" 7.8

Таблица 2

Сравнение теоретических и экспериментальных данные по чувствительности датчика аммиака при концентрации ЫН3 С=0.1 г/м3

1, °с Чувствительность Ошибка, %

теоретическая экспериментальная

80 13.9 12.6 -9.4

85 13.4 13.6 1.5

90 12.8 13.3 3.8

95 11.2 11.6 3.4

100 8.1 8.47 4.7

Таблица 3

Характеристики измерителей {хшцентрации амыиает

Показатель ИКГ-1 ИКГ-2 икг-з И1СГ-4

Пределы измерения концентрации мг/м3 20... 200 10... 200 5...200 5...200

Рабочая температура датчика, °С 90 €0 90 I 80 I

Время, необходима на измерение, глин. 10 7 6 4

Погрешность измерения, % 30 20 15 20

Потребляемая мощность, Вт 25 10 5 6

Габаритные размеры, мм 200x200x14 0 200x200x14 0 180x160x12 0 180x180x1! 0 •

Масса, IX 3 3 2 2

Стоимость (_ лабораторного образца, руб. 800 1000 1600 | 2000 | !

Введение.

1. Обоснование требований к устройствам для контроля аммиака в сельскохозяйственных помещениях и постановка задач исследований.

1.1. Анализ газового состава среды в сельскохозяйственных помещениях.

1.2. Требования, предъявляемые к газоанализаторам воздушной среды в промышленности и сельском хозяйстве.

1.3. Современные методы контроля газов и средства их обеспечения.

1.4. Автоматизированные системы поддержания микроклимата в сельскохозяйственном производстве.

1.5. Датчики концентрации газов на основе полупроводниковых химических сенсоров.

1.6. Цель и задачи исследований.

2. Теоретический анализ влияния режимов работы на характеристики датчика аммиака в условиях среды сельскохозяйственных помещений.

2.1. Физико-химические основы связи адсорбции газов и электрофизических характеристик газовых датчиков.

2.2. Математическая модель влияния концентрации аммиака и рабочей температуры на сопротивление и чувствительность датчика.

Выводы. . .'.

3. Методика и результаты экспериментальных исследований режимов работы датчика концентрации аммиака в сельскохозяйственных помещениях.-.

3.1. Методика исследований и расчетов с применением статистически спланированных экспериментов.

3.2. Технология изготовления датчиков аммиака.

3.3. Методика определения сопротивления и чувствительности датчика.

3.4. Исследование влияния эксплуатационных факторов на чувствительность датчика.

3.5. Анализ результатов активного планирования эксперимента.

3.6. Исследование деградации датчика.

3.7. Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Выводы.

Разработка и применение технических средств обеспечения контроля аммиака в сельскохозяйственном производстве.

4.1. Разработка измерителей концентрации аммиака.

4.1.1. Аналоговые измерители концентрации аммиака.

4.1.2. Измеритель концентрации аммиака с цифровой индикацией сопротивления и температуры датчика.

4.1.3. Измеритель концентрации аммиака с линейной характеристикой.

4.1.4. Автономное питание измерителей концентрации аммиака.

4.2. Контроль концентрации аммиака в системах автоматизированного микроклимата.

4.3. Технические и метрологические характеристики средств контроля аммиака.

4.4. Производственные испытания средств контроля концентрации аммиака.

Выводы.

Технико-экономическая эффективность применения измерителя концентрации аммиака в сельскохозяйственном производстве.

Основные научные результаты и выводы.

Развитие сельского хозяйства требует интенсификации животноводства и птицеводства, неуклонного их перевода на промышленную основу, что связано со специализацией отрасли, внедрением прогрессивной технологии, комплексной механизации и автоматизации производственных процессов [1,2,18,52,53,109].

Создание и поддержание оптимального микроклимата в производственных помещениях животноводческих комплексов, ферм и птицефабрик наряду с полноценным кормлением является определяющим фактором в обеспечении здоровья животных и птицы, их воспроизводительной способности и получении от них максимального количества продукции высокого качества [39,49].

Отклонение параметров микроклимата в помещениях от установленных пределов приводит к снижению удоев на 10 - 20 %, уменьшению приростов живой массы на 20 - 30 %, увеличению отхода молодняка до 5 - 4 0 %, снижению продуктивности птицы на 30 - 35 %, сокращению срока службы животных на 15 - 20 %, увеличению затрат кормов и труда на единицу продукции, уменьшению втрое продолжительности эксплуатации животноводческих зданий и возрастанию затрат на ремонт технологического оборудования. Повышенное содержание аммиака является одним из главных факторов, приводящих к таким последствиям [8,24,40, 75] .

Какими бы высокими породными и племенными качествами не обладали животные, они не в состоянии сохранить здоровье и проявить в полной мере свои потенциальные возможности без создания необходимых условий [50,72]. От микроклимата помещений зависит также здоровье и производительность труда людей, работающих на> животноводческих комплексах, фермах и птицефабриках.

Мероприятия, связанные с созданием и поддержанием оптимального микроклимата в животноводческих помещениях, сочетаются с мерами по защите окружающей среды от загрязнения за счет выбросов животноводческих комплексов [9,86].

Использование современных методов контроля за состоянием микроклимата сельскохозяйственных производственных помещений при помощи специальных приборов и аппаратов [8,110] в отличие от наблюдения, которое является доступным, простым, но весьма ориентировочным, примитивным и крайне -субъективным в суждении о микроклимате, дает возможность ветеринарным, зоотехническим и техническим специалистам наметить: пути создания и обеспечить надлежащие условия содержания животных и птицы в соответствии с их физиологическими потребностями и возрастом, способствовать улучшению состояния природной среды, а также увеличить сроки эксплуатации технологического оборудования и снизить затраты на его ремонт.

Учитывая изложенное, в настоящей работе проведено дальнейшее изучение и разработка путей повышение качества контроля одного из самых вредных газов воздушной среды сельскохозяйственных помещений - аммиака. Разработан датчик (первичный измерительный преобразователь) ЫНз и технические средства контроля аммиака на его основе для предприятий агропромышленного комплекса, отличающиеся высокими точностью чувствительностью, малой стоимостью, простотой и удобством применения.

ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. Объектами исследований являются процессы, протекающие в датчике технических средств контроля аммиака при его функционировании в сельскохозяйственных помещениях.

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЙ. Предметом исследований являются закономерности процессов функционирования датчика технических средств контроля аммиака в сельскохозяйственных помещениях.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. Поставленные в работе задачи решались с использованием . . статистического планирования эксперимента, оптимизации процессов, физики твердого тела, физики полупроводников, теории адсорбции и др.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Научная новизна положений, изложенных в работе, представлена следующими результатами исследований:

1. Получены, исследованы, математически описаны закономерности влияния режимов работы датчика концентрации аммиака в среде сельскохозяйственных помещений на его электрофизические характеристики. На этой основе и с помощью математических моделей выбран оптимальный режим работы датчика ЫН3 для условий сельскохозяйственного производства, а также разработаны принципы построения и схема устройства, позволяющего повысить чувствительность, точность и быстродействие измерения концентрации аммиака. Новизна устройства подтверждена патентом на изобретение № 2124719, кл. С 01 N 27/12.

2. Исследованы процессы функционирования и деградации разработанного датчика технических средств контроля Ш3 в среде сельскохозяйственных помещений.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Результаты исследований использованы при разработке измерителя концентрации аммиака для сельскохозяйственного производства и устройства непрерывного контроля Ш3 для систем автоматизированного микроклимата. Применение данных технических средств , дает возможность точно (с погрешностью не более 15 %) и оперативно осуществлять контроль концентрации аммиака для своевременного принятия мер по обеспечению надлежащих условий содержания животных и птицы, способствует более эффективной работе кондиционирующих установок, позволяет увеличить привесы живой массы на 4-6 %. ' *

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. Результаты теоретических и экспериментальных исследований использованы при разработке и создании технических средств контроля аммиака и реализованы на свинокомплексе ЗАО "Надеево".

Результаты исследований включены в лекционные курсы, послужили основой для постановки лабораторных работ и подготовки методических материалов в Вологодской государственной молочнохозяйственной академиии и Вологодском государственном техническом университете.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы доложены на международной научно-технической конференции "Энергосбережение в сельском хозяйстве" г. Москва, ВИЭСХ, 6-9 октября 1998 г.; на научно-технической конференции "Энергосбережение, электроснаб-жение, электрооборудование", г. Новомосковск, 1820 ноября 1998 г.; на региональной научно-практической конференции "Менеджмент экологии", т. Вологда, ВоГТУ, 12-14 мая 1999г.; на НТС электроэнергетического факультета Вологодского государственного технического университета в 1999 г.; на заседаниях кафедры электрооборудования ВоГТУ в 1997-1999 г. Работа "Исследование и разработка устройств для

10 контроля аммиака" удостоена государственной молодежной премии Вологодской области по науке и технике за 1998 г.

ПУБЛИКАЦИИ. Основное содержание диссертации отражено в 7 печатных трудах (в т. ч. 2 работы - в центральной печати) и патенте на изобретение № 2124719 от 12.11.97, кл. G 01 N 27/12.

ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа изложена на 138 страницах машинописного текста, содержит 9 таблиц, 38 иллюстраций, состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы, включающего 150 наименований, в том числе 38 на иностранных языках, приложения на 22 страницах.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основе проведенного анализа влияния аммиака на продуктивность сельскохозяйственных животных и птицы, а также характеристик применяемых средств измерения концентрации Ш3 обоснована целесообразность и перспективность разработки и использования более чувствительных, точных и совершенных технических средств контроля аммиака на предприятиях агропромышленного комплекса.

2. Разработанный датчик (первичный измерительный преобразователь) аммиака позволяет улучшить качество контроля ЫН3 за счет высокой чувствительности и простоты измерения (концентрация ЫН3 определяется посредством измерения активного сопротивления чувствительного слоя датчика).

3. Получены теоретические модели - выражения (2.15), (2.16) и (2.24) - для определения зависимостей сопротивления и чувствительности датчика от концентрации аммиака и рабочей температуры. Сравнение расчетных и экспериментальных зависимостей показали расхождение результатов в пределах 10 о о •

4. Получены математические модели (3.16) и (3.17), устанавливающие количественные связи между электрофизическими характеристиками датчика аммиака и режимами его работы в среде сельскохозяйственных помещений.

5. По итогам исследований влияния режимов работы на электрофизические характеристики датчика Ш3 определены оптимальные параметры его функционирования в среде сельскохозяйственных помещений: рабочая температура - 90 °С, время измерения - 24 0 с. При испытании датчика в течение года концентрациями аммиака в диапазоне С=10.200 мг/м3 дрейфа его параметров - сопротивления и чувствительности -практически не наблюдается, что свидетельствует о незначительной деградации.

124

6. Разработано несколько вариантов схем простого и удобного в эксплуатации измерителя ИКГ для предприятий агропромышленного комплекса различной специализации, позволяющего осуществлять экспресс-анализ аммиака и повысить устройство точность измерения его концентрации. РазработаноУ^контроля аммиака для систем автоматизированного микроклимата, позволяющее реализовать непрерывный контроль ЫН3 в атмосфере сельскохозяйственных помещений и повысить эффективность работы кондиционирующих установок.

7. Экономический эффект от внедрения разработанных технических средств контроля аммиака на свинокомплексе ЗАО "Надеево" за счет повышения качества контроля Ш3 и увеличения привесов живой массы составил 22610 руб.

8. Разработанные теория и измеритель концентрации аммиака используются в лекционных и лабораторных курсах двух вузов.

1. Автоматизация производственных процессов на фермах / И.Ф. Кудрявцев, О.С. Шкляр, Л.Н. Матюнина.- М.: Колос, 1976.-288с.

2. Автоматизация производственных процессов на фермах и комплексах / И.Ф. Кудрявцев, О.Б. Карасев, А.Н. Матюнина.- М. : Агропромиздат, 1985.- 223с.

3. Автоматизированные системы контроля состава окружающей среды: Аналитический обзор.- М. : СП "Интерквадро", 1989.- 60с.

4. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий.-М. : Наука, 1976.- 280с.

5. Альянов М.И., Бородкин В.Ф., Калугин Ю.Г. Определение летучих органических микропримесей в металлофталоцианинах различной степени чистоты // Изв. вузов: Хим. и хим. технол.-1973.- Т.16.- №10.- С.1604-1606.

6. Аналитические приборы экологического назначения: Каталог.- СПб.: Изд-во "Алга-Фонд", 1994.- 78с.

7. Аппараты для отбора проб пыли и газов. Контроль загрязнения воздуха.- Изд-во "IPV".- 1992.- 40с.

8. Баланин В.И. Зоогигиенический контроль микроклимата в животноводческих и птицеводческих помещениях.- Л.: Агропромиздат, 1988.- 144с.

9. Баранников В. Д. Охрана окружающей среды в зоне промышленного животноводства.- М.: Россельхозиздат, 1985.- 118с.

10. Батраков В.В., Викулин И.М., Ирха В.И., Коробицын Б.В. Оптоэлектронный детектор аммиака // Приборы и техника эксперимента.- 1996.- №3.- С.136-137.

11. Безопасные уровни содержания вредных веществ в окружающей среде.- Северодонецк: ВНИИТБХП, 1990.

12. Белоглазов A.A., Валейко М.В., Никитин П. И. Оптоэлектронный резонансный преобразователь длятонкопленочных физических и химических датчиков // Приборы и техника эксперимента.- 1995.- №6.- С.137-142.

13. Березняк Е.В. Влияние микроклимата птичникоэ на резистентность молодняка кур// Зоогигиенические и ветеринарно-санитарные аспекты промышленного птицеводства: Межвуз. сб. науч. тр. / Моск. вет. акад., 1988,- С.64-67.

14. Бирюков C.B. Простой цифровой мегометр // Радио.-1996.- №7.- С.32-33.

15. Блэкберн Гэри Ф. Химически (чувствительные полевые транзисторы // Биосенсоры: основы и прил.- М., 1992.- С. 38 4424 .

16. Бобоев С.М., Бойцов А.И. Системы обеспечения микроклимата с утилизацией теплоты и холода // Механизация и электрификация сельского хозяйства.- 1995.- №2.- С.8-10.

17. Большаков A.A. Исследование влияния среды животноводческих ферм на основные характеристики изоляции электродвигателей. Автореферат дисс. канд. техн. наук. Челябинск. ЧИМЭСХ.- 19 68.- 4 6с.

18. Бородин И.Ф., Недилько Н.М. Автоматизация технологических процессов.- М.: Агропромиздат, 1986.- 367с.

19. Бузников A.A., Костюков И.М., Тележко Г.М. Светосильный корреляционный газоанализатор // Изв. Вузов. Приборостроение.- 1993.- №4.- С.70-75.

20. Бутурлин А.И., Габузян Т.А., Голованов H.A. Электронные явления в.адсорбции и катализе на полупроводниках и диэлектриках // Зарубеж. электрон, техника.- 1983.- Т. 10.-С.3-29.

21. Вечер A.A., Жук П.П. Химические сенсоры.- Минск: Университетское, 1990.- 52с.

22. Виглеб Г. Датчики.- М.: Мир, 1989.- 120с.

23. Газоизмерительные приборы: Каталог фирмы "Рикен Кейки".- Tokyo. Japan.- 1994.- 24с.

24. Гигиена сельскохозяйственных животных: В 2 кн. Кн. 1. Общая зоогигиена / Под ред. А.Ф. Кузнецова и М.В. Демчука.- М.: Агропромиздат, 1991.- 399с.

25. Гоголева Е.А. Микроклимат производственных помещений утильцехов птицефабрик // Зоогигиена и ветеринарная санитария при интенсивных технологиях в животноводстве: Сб. тр. ВНИИВС / ВНИИ вет. санитарии, 1989.- С.48-51.

26. ГОСТ 13320-81. Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия.

27. ГОСТ 8.010-72. Государственная система обеспечения единства измерений. Общие требования к стандартизации и аттестации методик выполнения измерений.

28. ГОСТ 8.009-84. Нормируемые метрологические характеристики измерений.

29. ГОСТ 8.505-84. Метрологическая аттестация методик выполнения измерений содержаний компонентов проб веществ и материалов.

30. ГОСТ 8.207-7 6. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Основные положения.

31. ГОСТ 17.2.6.701-80. Охрана природы. Атмосфера. Приборы для отбора проб воздуха населенных пунктов. Общие технические требования.

32. ГОСТ 17.2.4.02-81. Охрана природы. Атмосфера. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ.

33. ГОСТ 12.1.016-7 9. Воздух рабочей зоны. Требования к методикам определения концентраций вредных веществ.

34. ГОСТ 8.504-84. Требования к построению, содержанию и изложению документов, регламентирующих методики выполнения измерений содержании компонентов проб веществ и материалов.

35. Григорян Л.С., Симонян М.В., Шароян Э.Г. Исследование высокопроводящих термостойких соединений фталоцианинов с йодом // Электроника органических материалов.- М.: Наука, 1985.- С.31-33.

36. Гутман Ф., Лайонс Л. Органические полупроводники.-М.: Мир, 1988.- 696с.

37. Даниэльсон В., Винквист Ф. Биосенсоры на основе полупроводниковых газовых сенсоров // Биосенсоры: основы и прил.- М., 1992.- С.425-440.

38. Епифанов Г.И. Физика твердого тела,- М. : Высш. шк., 1977.- 288с.

39. Зоогигиена и ветеринарная санитария в промышленном животноводстве / Под ред. Г.К. Волкова.- М. : Колос, 1982.- 414с.

40. Зоогигиена с основами ветеринарии и санитарии / В.Ф. Костюнина, Е.И. Туманова, Л.Г. Демидчик и др.- М. : Агропромиздат, 1991.- 4 8 0с.

41. Иванов A.B. Детектор аммиака на тонкой пленке фталоцианина меди // Сборник научных трудов института в 2-х томах: Т.1.- Вологда: ВоПИ, 1997.- С.120-124.

42. Иванов A.B., Васильева H.A. Исследование газовых сенсоров на основе органических полупроводников // Сборник научных трудов института в 2-х томах: Т.1.- Вологда: ВоПИ, 1998.- С.85-88.

43. Калинин И.И., Карелина В. А. Каталог приборов.-Минск.: Наука и техника, 1988.- 64с.

44. Контрольно-измерительные приборы в сельском хозяйстве: Справочник / А.И. Иванов, A.A. Куликов, B.C. Третьяков.- М. : Колос, 1984.- 352с.

45. Кузнецов А.Ф., Трушинина В.А. Зоогигиеническая оценка содержания родительского стада кур на минеральной подстилке // Зоогигиенические и ветеринарно-санитарные аспекты промышленногоптицеводства: Межвуз. сб. науч. тр. / Моск. вет. акад., 1988.-С.52-55.

46. Лапотко A.M., Сидоров В.Т., Палкин „Г. Г. Энергозатраты на обеспечение микроклимата на фермах по производству говядины // Зоотехния.- 1994.- №4.- С.22-23.

47. Лебедев П. Т. Зоогигиене больше внимания // Зоотехния.- №8.- 1996.- С.21-22.

48. Лебедев П. Т. Микроклимат помещений для животных и методы его исследований.- М.: Россельхозиздат, 1973.- 128с.

49. Лебедь A.A. Микроклимат животноводческих помещений.-М.: Колос, 1984.- 198с.

50. Листов П.Н. Применение электрической энергии в сельском хозяйстве.- М.: Сельхозгиз, 1953.- 560с.

51. Листов П.Н., Воробьев В.А. Электрификация сельскохозяйственного производства.- М.: Колос, 1979.- 207с.

52. Материалы 1-ой Всесоюзной конференции "Химические сенсоры'89" // Журнал анал. химии.- 1990.- Т.45.- №7.- С.1253-1465.

53. Меры и измерительные приборы.- 1971.- 114с.

54. Методика и опыт оптимизации свойств бетона и бетонной смеси.- М.: Изд-во лит-ры по строительству, 1973.- 124с.

55. МИ 2336-95. Характеристики результатов погрешностей химического анализа.

56. Микропроцессорная техника в автоматизации животноводства и птицеводства / Под. ред. В.И. Сыроватка.- М. : ВИЭСХ, 1987.- 115с.

57. Михель Й., Закс Т., Шрюфер Э. Дистанционное восприятие при помощи сенсоров на поверхностных акустических волнах // Приборы и системы управления.- 1996.- №6.- С.44-46.

58. Мур М. Физика полупроводников: В 2-х т.- М. : Мир, 1992.- 479с.

59. Налимов В.В., Чернова H.A. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов.- М. : Наука, 1965.-324с.

60. Немировский А.Е. Повышение эффективности сушки и влагозащиты изоляции электродвигателей, используемых в сельском хозяйстве, на основе интенсификации электроосмотических явлений. Автореферат дисс. докт. тех. наук. Санкт-Петербург. Пушкин.- 1993.- 4 8с.

61. Немировский А.Е., Федоров М.И., Иванов A.B. Измеритель концентрации аммиака // Техника в сельском хозяйстве.- 1997.- №6.- С. 34.

62. Номенклатурный перечень серийно выпускаемых приборов и средств автоматизации: Каталог.- М. : Информприбор, 1991.-95с.

63. Парчевский С.Г., Скороденюк М.А., Тележко Г.М. Дистанционный четырехканальный газоанализатор // Тр. II Всесоюз. конф. по анализу неорганических газов.- Л.,1990.-С.48-54.

64. Пат. 4935289 США, МКИ5 В 32 В 9/00. Газовый сенсор и способ его изготовления / Заявл. 21.10.88; Опубл. 19.6.90; Приор. 18.9.86, №61-220734 (Япония); НКИ 428/209.

65. Пат. 5140393 США, МКИ5 H 01 L 29/66. Сенсорный прибор / Заявл. 5.9.90; Опубл. 18.8.92; НКИ 357/25.

66. Пат. 2080590 РФ, МКИ G01 L 27/00. Способ изготовления тонкопленочного датчика для анализа аммиака в газовой среде / Федоров М.И., Маслеников C.B., Шорин В.А., Максимов В.К.- Опубл. 27.05.97, Бюл. № 15, 1997.- С.169.

67. Пахомов Г.Л. Взаимодействие газов с тонкими пленками металлфталоцианинов в качестве чувствительных элементов химических сенсоров. Автореф. дисс. канд. хим. наук. Москва. Институт биохимической физики.- 199 6.- 2 0с.

68. Печкурова Е.А. Экологический контроль на молочной ферме // Зоотехния.- 1994.- №6.- С.22.

69. Плященко С.И. Микроклимат и продуктивность животных.-Л.: Колос, 1976.- 208с.

70. Полупроводниковые сенсоры в физико-химических исследованиях / И.А. Мясников, В.Я. Сухарев, Л.Ю. Куприянов, С.А. Завьялов.- М.: Наука, 1991.- 327с.

71. Порфирины: структура, свойства, синтез / К.А. Аскаров, Б.Д. Березин, Р.П. Евстигнеева и др.- М.: Наука, 1985.- 333с.

72. Практикум по зоогигиене / И.Ф. Храбустовский, М.В. Демчук, А.П. Онегов и др.- М.: Колос, 1984.- 270с.

73. Приборы для измерения количеств загрязняющих веществ в отходящих газах. Часть 2. Охрана природы: Каталог научно-технической продукции.- 1993.- 57с.

74. Пурецкий В.М., Бородулин E.H. Клетка для новорожденных телят с регулируемым микроклиматом // Зоотехния.- 1996.- №7.- С.26-28.

75. Пястолов A.A. Научные основы эксплуатации электросилового оборудования.- М.: Колос, 1968.- 346с.

76. РД 50-453-84. Методические указания. Характеристики средств измерений в реальных условиях эксплуатации. Методы расчета.

77. Рихтер М., Батракова Б. Тропикализация электрооборудования.- М.: Госэнергоиздат, 1962.- 126с.

78. Рогинский С.З. Адсорбция и катализ на неоднородных поверхностях.- М.: Изд-во АН СССР, 1948.- 278с.

79. Розинов Г. Л. Автоматические анализаторы и измерительные комплексы контроля загрязнений атмосферы // Приборы и системы управления.- 1994.- №9.- С.1-9.

80. Руководство по контролю загрязнений атмосферы. РД 52.04.186-89.- М. : Госкомгидромет СССР, 1991.

81. Рябов В.П., Тележко Г.М. Автономный газофильтровой газоанализатор для долгосрочного дистанционного контроля рассеянных микрокомпонент атмосферы // Тр. Всесоюз. конф. по анализу неорганических газов.- Л.: Изд-во ЛГУ, 1983,- С.21-25 .

82. Селянский В.М. Микроклимат в птичниках.- М. : Колос, 1975.- 286с.

83. Слета JI.A. Химия: Справочник,- Ростов на/Д.- Феникс, 1997.- 496с.

84. Состояние окружающей среды Северо-западного и Северного регионов России.- СПб.: Наука, 1995.- 370с.

85. Спасов В.П., Георгиевский И.Ф., Шевелев Н.С. и др. Автоматизированная система микроклимата в животноводческих помещениях // Механизация и электрификация сельского хозяйства.- 1996.- №5.- С.22-24.

86. Средства автоматизации промышленного животноводства /

87. B.Д. Шеповалов, В.Н. Рабский, М.М. Шугуров.- М. : Колос, 1981.-255с.

88. Стучебников В.М. Микроэлектронные датчики за рубежом // Приборы и системы управления.- 1993.- №1.- С.18-21.

89. Стучебников В.М. Сенсор или микроэлектронный датчик // Приборы и системы управления.- 1991.- №2.- С.22-24.

90. Толковый словарь по метрологии, измерительной технике и управлению качеством.- М.: Русский язык, 1990.- 445с.

91. Трофимова Т.И. Курс физики.- М. : Высш. шк., 1990.478с.

92. Трушинина В. А. Микроклимат птичников и естественная резистентность кур при содержании их на подстилке // Зоогигиенические и ветеринарно-санитарные аспекты промышленного птицеводства: Межвуз. сб. науч. тр. / Моск. вет. акад., 1988.1. C.34-38.

93. Усова A.M., Трушина В.А. Гигиеническая оценка условий содержания подсосных свиноматок на свинокомплексе //

94. Зоогигиенические мероприятия в хозяйствах различного типа: Межвуз. сб. науч. тр. / Казанский вет. ин-т, 1990.- С.4 6-4 9.

95. Федоров М.И. Влияние легирования на проводимость и фотопроводимость слоев фталоцианинов // Дисс. канд. физ. -мат. наук. Институт хим. физики АН СССР. Черноголовка.-1972.- 147с.

96. Фель Я.А. Электропроводность пленок органических красителей в прцессе сорбции газовых компонентов / Дисс. канд. физ.-мат. наук. Н. Новгород. Ин-т химии при Нижегородском университете.- 1991.- 109с.

97. Филаретов Г.Ф. Датчики и приборы для применения в задачах экологического мониторинга // Приборы и системы управления.- 1996.- №5.- С.26-28.

98. Финни Д. Введение в теорию планирования экспериментов.- М.: Наука, 1970.- 244с.

99. Фэкса И. Полупроводниковые сенсоры // Электроаналитические методы в контроле окружающей среды.- М., 1990.- С.115-134.

100. Хикс Г. Основные принципы планирования эксперимента.- М.: Мир, 1967.- 286с.

101. Химическая энциклопедия в 5-ти томах. Т.5.- М. : Большая российская энциклопедия, 1995.- С.627.

102. Шалимова К.В. Физика полупроводников.- М.: Энергия, 1971.- 312с.

103. Экологический словарь.- М. : Конкорд ЛТД-Экопром, 1993.- 201с.

104. Электрификация "трудоемких процессов на животноводческих фермах и комплексах / И.Ф. Кудрявцев, А.Н. Манкин, И.Ф. Булыга,- Минск: Ураджай, 1987.- 147с.

105. Электрифицированные системы обеспечения оптимальных параметров среды животноводческих помещений / Под ред. В.И. Сыроватка.- М.: ВИЭСХ, 1978.- 98с.

106. Электролитные методы в контроле окружающей среды / Под ред. А.А. Кальдова.- М.: Мир, 1990.- 240с.

107. Янко Я. Математико-статистические таблицы.- М. : Госстатиздат, 1961.- 52с.

108. Azad A.M., Akbar S.A., Mhaisalkar S.G., Birkefeld L.D., Goto K.S. Solid-state gas sensors: A review // J. Electrochem. Soc.- 1992.- Vol.139.- №12.- P.3690-3704.

109. Baker S., Roberts G.G., Petty M.C. Phthalocyanine Langmuir-Blodgett gas detector // IEE Proc.- 1983.-Vol.1130.- №5.- P.260-263.

110. Batrakova В., Fucik Z. Modelling of climatic stress of electrical efuiment working in enviroment of animal prodction // Prog. 3rd Int. Symp. Modell. Effect Climatic Elec. and Mech. Eng. Equipment. Idblice.- 1973.- P.3-6.

111. Campbell D., Collins R.A. The effect of surface topography on the sensitivity of lead phthalocyanine thin films to nitrogen dioxide // Phys. stat. sol.- 1995.- Vol.152.- №2.-P.431-442.

112. Chen Q.Y., Gu D.H., Gan F.X. Ellipsometric spectra of cobalt phthalocyanine films // Physica В.- 1995.- Vol.212.- №2.-P.189-194.

113. Dogo S., Germain J., Pauly P. Interaction of nitrogen dioxide with copper phthalocyanine thin films // Thin solid films.- 1992.- Vol.219.- №1-2.- P.244-250.

114. Flanagan T. P. The economic significance of sensors R&D // J. Phys. E: Sci. Instrum.- 1987.- Vol.20.- №9.-P.1078-1079.

115. Fu Minggong, Long Dinghua // Dianzi xuebao.= Acta electron, sin.- 1993.- Vol.21.- №2.- P.89-92.

116. Halina Bogdan, Ryssard Bill. Probazastosewania metody spektralnej w podczer.wieni do oceny odpornosci lakieron elektroisolacyjnych na wilgotnego szodowiska amoniakalnego // Prs. electrotechn.- 1975.- №1.- P.51.

117. Hamann C., Gopel W., Mrwa A., Muller M., Rager A. Bleiphthalocianine-Dunnschichten fur N02-sensoren // Wiss. Z. Techn. Univ. Karl-Marx-Stadt / Chemnitz.- 1991.- Vol.33.-№4.- P.399-407.

118. Hartmann J., Auge J., Hauptmann P. Using the quartz crystal microbalance principle for gas detection with reversible sensors // Sens. Actuat. B.- 1994.- Vol.18-19.- P.429-433.

119. Heilmeier C.H., Harrison S.E. // Phys. Rev.- 1963.-Vol. 132.- P.2010.

120. Hollingum J. Advanced sensors where the money is // Sensor Review.- 1991.- Vol.11.- №2.- P.21-23.

121. Hollingum J. Sensors group to plug into European initiative // Sensor Review.- 1991.- Vol.11.- №4.- P.28-29.

122. Ionescu R., Vasilescu V., Vancu A. Conduction-concentration relationship in chemoresistive thick-film Sn02 gas sensors // Sens, and Actuators. B.- 1992.- Vol.8.- №2.-P. 151-154.

123. Jones T.A., Moseley P., Tofield B. The chemistry of solid state gas sensors // Chemistry in Britain.- 1987.-Vol.23.- №8.- P.749-766.

124. Korolnoff Nicholas Survey of toxic gas sensors and monitoring systems // Solid State Technol.- 1989.-Vol.32.- №12.- P.49-64.

125. Lalause R., Bui N.D., Pijolat C. // Chemical sensors. Anal. Chem. Symp. Ser. / Ed. T. Seiyama et al. Amsterdam: Elsevier, 1983.- Vol.17.- P.47-62.

126. Laurs H., Heiland G. Electrical and optical properties of phthalocyanine films // Thin solid films.- 1987.- №14 9.-P.129-142.

127. Lechuga L.M., Calle A., Golmayo D., Briones F. The ammonia sensitivity of Pt/GaAs Schottky barrier diodes // J. Appe. Phys.- 1991.- Vol.70.- № 6.- P.3348.

128. Maleysson C., Passard M. Elaboration and test of microelectronically designed gas sensors with phthalocyanine sensitive layers // Sens. Actuat. B.- 1995.- V.26-27.- P.144-149.

129. Mcllvaine B. Sensing: Problems, solutions and opportunities // Managing Automation.- 1989.- Vol.4.- №9.-P.28-31.

130. Miasik J.J., Hooper A., Tofield B.C. Conducting polymer gas sensors // J. Chem. soc.: Faraday Trans. Pt.l.-1986.- Vol.82.- P.1117-1126.

131. Morrison S.R. Semiconducting-oxide chemical sensors // IEEE Circuits and Devices Mag.- 1991.- Vol.7.- №12.- P.32-35 .

132. Mrwa A., Starke M., Mueller M. Zum Verhalten von Phthalocyanin-Duennschichten bei der Adsorption und Desorptionausgewaehlter Gase // Beitr. 10 Tag. Hochvacuum, Graenzflaechen, Duenne Schichten.- Bd.l, 19-21 Maerz 1990 Berlin-1990.- S.28-30.

133. Nieuvenhuizen M.S., Nederlof A., Barendsz A. Metallophthalocyanines as chemical interfaces on a surface acoustic wave gas sensor of nitric oxides // Anal, chem.- 1988.-Vol.60.- №3.- P.230-235.

134. Nitta M., Haradome M. Policrystalline and amorphous thin films and devices // IEEE Trans. Electron Devices.-1979.- Vol.26.- P.247-249.

135. Pizzini S., Timo G.L. Influence of the structure and morphology on the sensitivity to nitrogen oxides of phthalocyanine thin-films resistivity sensors // Sens. Actuat. B.- 1989.- Vol.17.- P.481-491.

136. Sadaoka Y., Matsuguchi M., Sakai Y., Mori Y. Effect of heat pretreatment on electrical conductance changes by N02 absorption of lead pthalocianine thin film // J. Mater. Sci.- 1992.- Vol.27.- №19.- P.5218-5220.

137. Sebacher D.I. Airborne Nondispersive Infrared Monitor for atmospheric. Trace Gases // Rev.Sci.Instr.-1978.- Vol.49.- №11.- P.1520.

138. Seifert F., Bulst W. E., Ruppel C. Mechanical sensors based on surface acoustic waves // Sensor and Actuators.- 1994.- V.7.- №4.- P.231-239.

139. Szczuzek A., Lorenz K. Copper phthalocyanine film as gas detector // Mater. Sci (PRL).- 1984.- Vol.10.- № 1-2.-P.271-274.

140. Ward T.V., Zwick H.H. Gas cell correlation spectrometer: GASPEC // Appl. Opt.- 1975.- Vol.14.- №12.-P.2896

141. Wilson A., Wright J.D., Chadwick A.V. A microprocessor-controlled nitrogen-dioxide sensing system // Sens. Actuat. B.- 1991,- Vol.4.- P.499-504.138

142. Wu Xinghui, Li Yanfeng, Zhou Zhenlai, Tian Zihua. Gas sensor device // Bandaoti xuebao.= Chin. J. Semicond.-1993.- Vol.14.- №7.- P.439-444.