автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Разработка и исследование оптических систем анализа геометрических характеристик дисперсных сред в потенциально-опасных производствах

Министерство образования РФ

ГГб од

1 9 ИЮН

Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова

На прш^^^описи^

УДК 681.2.082 ; 531.7; 543.082; 543.084; ГРНТИ 59.14.23; 59.31.29; 59.35.35

Андриевский Алексей Владимирович

Разработка и исследование оптических систем анализа геометрических характеристик дисперсных сред в потенциально-опасных производствах

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

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Барнаул - 2000

Работа выполнена в Бийском технологическом институте Алтайскоз государственного технического университета.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Леонов Геннадий Валентинович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Якунин Алексей Григорьевич

кандидат технических наук, заместитель главного инженера, начальн специального конструкторско-технического отдела Бийского олеумн< завода Левушкин Дмитрий Александров*]

Ведущая организация: Федеральный Научно-производственный Цена "Алтай", г.Бийск.

Защита состоится " /3 " июня 2000г. " часов на заседа] диссертационного Совета К 064.29.01 в конференц - зале Алтайск государственного технического университета имени И.И. Ползунова адресу 656099 г.Барнаул, ул.Ленина 46.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке АлтГ г.Барнаула.

Ваши отзывы на автореферат, заверенные печатью, просим правлять по

адресу: 656099 г.Барнаул, ул. Ленина 46, Алтайский государствен технический университет имени И.И.Ползунова.

Автореферат разослан "//" мая 2000 года.

Ученый секретарь диссертационного Совета К 064.29.01, кандидат технических наук

ШШ-^ЪЧ^о

А.И. Тищеню

Актуальность работы. Геометрические характеристики дисперсных систем иотся важнейшимн исходными, промежуточными и, во многих случаях, конечны-гараметрачи качества объектов переработки в химической, химико - фармацевти-:ой, пищевой. энергетической и ряде других отраслей промышленности.

Большинство используемых в настоящее время стандартизованных методов ¡деления параметров дисперсных сред основаны, как правило, на измерении инте-¡ъных характеристик: массовых долях рассева на ситах, удельной поверхности. 1Стости насыпных слоев, седиментационном распределении и.т.д.

Однако ряд определяющих свойств материалов (особенно высоконаполнен-дисперсных систем), характеристики технологических процессов, в значительной епи определяются распределением частиц по размерам, ях анизометрпей и пр. В оящее время отсутствуют приборы и системы дисперсионного анализа многофаз-полндисперсных сред, позволяющие производить измерения с достаточной для ■еменных производств точностью непосредственно в объемах технологических |ратов или транспортных коммуникаций. Особенно остро проблема ощущается в сти потенциально опасных технологий специальных систем и материалов. В дан-области разработка методов автоматизированного дистанционного контроля и ностики дисперсных сред, систем и материалов, позволяющих определять как ин-альные. так и дифференциальные характеристики, особенно актуальна.

Цель п задачи работы. Цель работы заключается в разработке высокоточно-эорудования для исследования геометрических характеристик дисперсных систем ческнми методами (перзичное преобразование) непосредственно в ходе техноло-скнх процессов и транспортных операций на потенциально-опасных производст-Задачами. адекватными поставленной цели, являются:

® Исследование и сравнительный анализ систем гранулометрического анализа.

• Разработка расширенной классификации новых высокоэффективных систем дисперсионного анализа.

• Разработка и исследование датчиков дисперсно иного анализа с исполь зованием в конструкции чувствительных элементов световодных материалов в составе источников и приемников излучения.

• Разработка и исследование системы автоматизированного гранулометрического анализа методом микроскопии для использования, как в лабораторных у словиях, так и непосредственно для контроля технологического процесса.

• Разработка высокоэффективных методов обработки изображений дисперсных систем с целью получения данных о распределении по размерам, массам, объему, коэффициенту аннзометрин и.т.п.

Научная новизна работы состоит в следующей;

• На основании анализа патентной информации разработана расширс классификация оптических систем гранулометрического анализа. в рой в качестве классифицирующих признаков, используются способ нкроваиия измерительного объема оптическим луюм и ф'.'.зкчсские < ства анализируемой среды.

• Для регистрации параметров дисперсных частиц на потенциально I ных производствах микроскопическим методом реализованы следуя научно-технические рстцстш:

в случае Слабо прозрачных сред разработаны безопасные систе> составе чувствительных элементов которых используется мно локонный регулярный световод. При этом импульс оптической светки и отраженное излучение передается по одному световоду визна решения подтверждена патентом РФ № 2149379;

♦ в варианте прозрачных сред разработаны системы, в составе чув< тельных элементов которых используется многоеолококкый лярный световод и многоволоконный нерегулярный световод, этом импу льс оптической подсветки передается по многоводою му нерегулярному световод}', а регистрация отраженного юлу осуществляется многоволоконным регулярным световодом. Н01 решения подтверждена патентом РФ № 2149380;

• Алгоритм разделения наложенных друг на друга проекций изобра» дисперсных частиц, основанный на проведении секущей через точк региба. которые соответствуют точкам локального минимума спет пой вспомогательной функции. Вспомогательная функция находи' помощью развертки общего контура частиц, причем развертка осущ дяется двумя способам!! - относительно геометрического центра ко! и относительно описанной окружности.

• Алгоритм восстановления наиболее вероятной формы частицы после деления конгломерата или в случае пересечения частицей края изоо! ния используется соответствие точек вспомогательной функции н : контура частицы. При этом вспомогательная функция продлеваете концах интервала с помощью одного из интерполяционных методов.

Научные положения, выдвигаемые на защиту:

• Классификация оптических методов анализа дисперсных систем, рующаяся на таких классифицирующих признаках как способ скани] ния гпмергпельного объема оптическим .тугом и физические сво] анализируемой среды.

• Научно-технические решения для реализации в условиях потенции опасных процессов анализов микроскопическим методом дисперсг

q?eд с различной поглощающей способностью и методом (или его модификацией) сканирования проточного канала, особенностью которых является применение в составе чувствительных элементов многоволоконных регулярных и нерегулярных световодов. Новизна решений подтверждена патентами РФ № 2149379. № 2149380.

• Метод разделения наложенных друг на друга проекций изображений дисперсных частиц, основанный на проведении секущей через точки перегиба. которые соответствуют точкам локального минимума специальной вспомогательной функции. Причем вспомогательная функция ищется с помощью развертки общего контура частиц относительно геометрического центра или описанной окружности.

• Способ восстановления наиболее вероятной формы частицы по средствам продления вспомогательной функции на концах интервала с помощью одного из интерполяционных методов.

Практическая ценность работы. Разработанная классификация оптических I гранулометрического анализа позволяет технически обоснованно подойти к у той или иной системы анализа в зависимости от конкретных характеристик юной системы.

Разработанная универсальная гранулометрическая установка, реализующая микроскопии, позволяет в автоматическом режиме проводить анализ различных юных материалов и систем. Применение в составе установки системы управ-•о сканирования проводит анализ больших выборок с высокой скоростью и точ-э.

Разработанные конструкции гранулометрических систем с использованием >ннон оптики позволяют эффективно применять подобные устройства в составе шюших комплексов потенциально опасных производств.

Разработанные алгоритмы разделения конгломератов частиц снижают требо-к качеству анализируемого изображения, значительно повышают точность и ть анализа.

Разработанные алгоритмы восстановления наиболее вероятной формы части-:ле разделения наложенных друг на друга проекции частиц повышают точность ;а.

Апробации работы. Основные положения и результаты исследований по те-сертационной работы докладывались на всероссийских и международных науч-ннческих конференциях в городах Нижний Новгород. Барнаул. Бийск. По ре-гам работы получен акт об использовании в Федеральном научно-годственном центре "Алтай" аппаратно-программного комплекса для автомати-о контроля дисперсности материалов и сред.

Публикации. По результатам выполненных исследований опублико] 9 печатных работ, в том числе 2 патента РФ.

Использование материала работы в учебном процессе. На базе разрабо ного измерительного комплекса с 1996 года проводятся лабораторные работь курсу: "Методы и средства измерения".

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введе трех глав, заключения и приложения. Общий объем диссертационной работы сос ляет 154 страницы, в том числе 59 рисунков. Список литературы содержит 125 Hai нований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведен подробный анализ систем гранулометричес; анализа по данным патентного и литературного поиска за последние двадцать лет результате данного исследования разработаны основные принципы, позволяю проектировать эффективные системы дисперсионного анализа для различных пр! нений. Проведен сравнительный анализ технических возможностей различных сис определены основные направления исследований.

Методы дисперсионного анализа успешно развиваются на протяжении ] лет, что обусловило появление многочисленных методов и способов анализа Е же время информация о физических принципах и технической реализации метод устройств анализа недостаточно систематизирована. Особенно этот факт касается вых методов анализа, появившихся в последнее время в связи с развитием лазер вычислительной и оптоволоконной техники.

Недостаточность сведений об этих методах не позволяет однозначно вн рать ту или иную методику для анализа продукта, провести сравнительный ан; эффективности и стоимости аппаратных и программных средств. Кроме того, от ствие теоретических и экспериментальных исследований ряда основополагаю схем первичных преобразователей затрудняет выработку научно-обоснованных ] ходов к выбору оптимальных параметров конструкции.

Наиболее перспективными системами по количественным и качественным рактеристикам анализа являются оптические системы. Они же наименее представл в литературных источниках, поскольку интенсивный рост числа вариантов такого { устройств начался только в последние годы.

На основании проведенного анализа разработана расширенная классификг систем дисперсионного анализа, включающая в себя новейшие способы и методы мерения геометрических характеристик объектов малых размеров (рис.1).

1. Расширенная классификация систем гранулометрического анализа (лист 1)

(продолжение)

Рис. I. (лист 2)

Во второй главе представлен ряд разработанных устройств для из.чер< параметров дисперсности, приводится сравнительный анализ технических характ стик с существующими устройствами аналогичного назначения. Обосновано пр нение датчиков на основе волоконных световодов для непрерывного контроля г метров технологических процессов. Выработаны основные критерии и базовые ре!

гостроения систем на основе регулярных и нерегулярных многоволоконных и од-локонных световодов.

емы с применением волоконных световодов:

Характерной особенностью большинства химико-технологических процессов лея высокая агрессивность и взрьшооласность объектов и продуктов переработ-тго обусловливает дополнительные специальные требования к контрольно-рительным устройствам и конструкционным материалах!. Многие технологиче-процессы проходят при повышенных температурах, пониженных и повышенных ;ниях. В этих случаях контроль геометрических параметров дисперсных систем тельно осуществлять непосредственно в объеме технологических аппаратов, по-жу отборы проб требуют применения специальных, зачастую сложных устройств. !е того, в большинстве случаев, в процессе отбора проб и последующего анализа 1а существенно могут меняться характеристики дисперсной фазы.

Наиболее перспективными методами контроля размеров частиц являются оп-:кпе методы, позволяющие получать как интегральные, так и дифференциальные гггеристики распределения. Основными причинами, сдерживающими применение методов и контрольно-измерительных приборов на их основе, является, прежде I. сложность оптических схем. высокая чувствительность к механическим колеба-и температурным воздействиям, необходимость обеспечения взрывозащиты. Од-¡13 возможных вариантов обеспечения перечисленных выше условий и требований :тся использование в составе измерительных преобразователей оптоволоконных гнтов. что позволяет модифицировать в нужном направлении уже известные ¡устройств и разрабатывать принципиально новые модели.

Анализ патентной информации глубиной 20 лет позволил сделать заключение гсутствии технических решений в отношении дисперсионного анализа, исполь-шх оптоволоконные элементы. Данный факт в совокупности с вышеизложенны-тределил базовое направления исследовательской работы.

В рамках данного направления разработано, реализовано и исследовано во-конструкций различных устройств. При проведении исследований устройств тчного преобразования и разработки методов обработки выходных сигналов при-лось компьютерное моделирование, которое позволило оптимизировать конст-ганые параметров датчиков и во многих случаях улучшить процедуру идентифи-и выходного сигнала.

По принцип}' получения информации конструкции разработанных и исследо-ых оптоволоконных датчиков можно разделить на два класса: /стройства. в которых о размерах частиц судят по форме импульсов или их эле-1ентов на выходе датчика. Как правило, такие датчики дают интегральную оценку остины. т.е. выходной сигнал датчика пропорционален размерам частицы (но не :е форме). Такие датчики содержат в своем составе, как правило, одноэлементные

волоконные световоды с соответствующим устройством подсветки и приема < нала или группу таких устройств.

2. Устройства, в которых о размерах и форме частицы судят по ее проективному объемному изображению, восстановленному по нескольким проекциям, пере; ным из исследуемой среды посредством регулярных многоэлемент; световодов.

Обработка сигнала устройств первого класса может выполняться как анал( выми, так и цифровыми методами, а на выходе устройств второго - только цифра ми. Ниже рассмотрены три базовых устройства гранулометрического анализа на ос ве волоконной оптики, разработанных и исследованных в ходе выполнения исследа тельской работы.

Устройство для измерения размеров взвешенных в жидкости непрозр пых или слабо прозрачных частиц с помощью шггроскопического датчика в раженном свете изображено на рис.2. Отличительной особенностью данной систс от базового метода микроскопии является то, что передача подсветки и самого I бражения среды осуществляется с помощью регулярного многоволоконного свете да, что позволяет разнести в пространстве, как правило, громоздкую оптическую п емную часть и зону регистрации, что особенно акту ально для обеспечения контр непосредственно в ходе технологического процесса.

Система функционирует следующим образом: Исследуемый поток, прс кающий по трубопроводу 8, контактирует с регулярным многоволоконным светс дом 1. Импульсы оптического излучения, генерируемые источником 2, фокусирую при помощи параболического зеркала 3 на торце световода, создавая тем самым р номерную подсвет' исследуемой среды.

Отраженное излучение через отверстие в геометрическом центре параболи ского зеркала 3 фокусируется оптической системой 4 на ПЗС-матрицу 5, создавая ■ самым на ее поверхности проекцию исследуемой среды, при этом импульсы подсве совпадают с фазой накопления заряда на ПЗС-элементе 5, что позволяет задавать г мя экспозиции исследуемой среды с помощью длительности импульса подсветки, торая не должна превышать периода накопления заряда. В зависимости от скоро тока среды в трубопроводе 8, можно в широких пределах варьировать длительное! мощность импульса подсветки. Далее аналоговый сигнал с ПЗС-фотоприемнию преобразуется к цифровому виду при помощи модуля быстродействующего анало цифрового преобразователя 6 и поступает для дальнейшей обработки в микро-ЭВ^ Микро-ЭВМ 7 координирует работу всех узлов системы, а именно: устанавливает тимальную длительность импульса подсветки и его мощность в зависимости от па метров исследуемой среды, управляет процессом оцифровки сигнала с ПЗС-матри: Применение для обработки сигнала микро-ЭВМ позволяет получать информацию только о счетном количестве и среднем размере частиц, но и о форме каждой отде ной частицы.

А 8

Л

у

Ш 5

т

ч—ацп

микро ЭВ

С

:.2. Устройство для измерения размеров взвешенных в жидкости непрозрачных или бо прозрачных частиц с помощью интроскопического датчика в отраженном свете егулярный многоэлементный световод, 2- элементы импульсной по&ветки, 3- па-'■одическое зеркало с отверстием в центре,4- фокусирующая система, 5- ПЗС-прица (прибор с зарядовой связью6- модуль быстродействующего аналого-Ьроеого преобразователя, 7- управляющая микро-ЭВМ, 8-объем технологического арата.

Факторами, влияющими на суммарную погрешность подобней оптической темы являются соответственно: оптические нелинейные эффекты, дискретность )говолоконного регулярного световода. ПЗС матрицы и погрешности программы аботки изображения. В соответствии с этим выкладками получим следующую раскую формулу для суммарной погрешности:

^ -к .

* = + + ¿шс - • 100% = (^й. + -2- Кы-

част члет н^ст част

1

+ _£2Ц.100%

кт Кц ^чмп

-относительная суммарная погрешность. - относительна« погрешность

гдетвие дискретности регулярного световода. 8^ , - абсолютная погрешность оптикой нелинейности преобразования ( искажения проекции изображния в месте

контакта, пространственные аберрации и др. ), 8 пзс -относительная погреши на ПЗС-матрице, 5о6р -абсолютная погрешность алгоритма обработки изображе с1се - диаметр волокна многоэлеменгного регулярного световода, йчаст - диаметр

тицы, с1пзс - расстояние между соседними элементами ПЗС-матрицы, Ки - коэфф]

ент увеличения оптической системы. Из приведенной формулы следует, что об погрешность оптической системы обратно пропорциональна диаметру регистри

мой частицы {3свет >8пзс ), причем наибольший прирост погрешности наблюдает 8сеет при уменьшении диаметра регистрируемой частицы (передача проекций бражений дисперсных частиц через регулярный световод). Погрешности 5ки,, < можно считать константами в рабочем диапазоне. Следующие параметры сист с1се, Ыпзс, Ки выбираются таким образом, чтобы 5свет + 5ПЗС <1(%). По эк

^нел ^обр . . с/о/ \ риментальным данным сумма погрешностей---ь 1,Э(уо). Метрологиче*

чает

эксперименты проводились с помощью эталонных фотошаблонов и набора дисп ных частиц известного распределения.

Предлагаемое устройство позволяет проводить измерения геометричес параметров элементов как оптически прозрачных, так и непрозрачных дисперс сред. Устройство может применяться для анализа и объективного контроля суспы и эмульсий в различных технологических процессах. На данное устройство пол} патент РФ №2149379.

Устройство для измерения размеров взвешенных в жидкости непроз} ных или слабо прозрачных частиц с помощью ннтроскопического датчика в 1 ходящем изображено на рис.3.

Исследуемый поток жидкости, протекающий по трубопроводу 8, контакп ет с регулярным многоволоконным световодом 1. Импульсы оптического излуче: генерируемые источником 6, передаются посредством нерегулярного многоэлем' ного световода 7 в исследуемую среду. Применение нерегулярного световода 7 по ляет получить достаточно равномерную подсветку среды даже при использовании чечных источников излучения. Далее изображение дисперсной среды передает* помощью регулярного многоэлементного световода 1 и фокусируется оптической I темой 2 на ПЗС-матрицу 3, при этом фаза импульсов подсветки совпадают с ф; накопления заряда на ПЗС-элементе 3. что позволяет задавать время экспозиции следуемой среды с помощью длительности импульса подсветки, которая не дол превышать периода накопления заряда.

Л

« в

е

Ш з

;

Ц-к! АЦП

микро ЭВМ

.3. Устройство для измерения размеров взвешенных в жидкости непрозрачных или >о прозрачных частиц с помощью интроскопического датчика в проходящем свете ггулярный многоэлементный световод , 2- фокусирующая система, 3- ПЗС-грица (прибор с зарядовой связью), 4- модуль аналого-цифрового преобразователя, правляющая микро-ЭВМ, б- элемент импульсной подсветки, 7- многоволоконный г гулярный световод.

В зависимости от скорости тока среды в трубопроводе 8, можно в широких юлах варьировать длительность и мощность импульса подсветки. Далее аналого-сигнал с ПЗС-фотоприемника 3 преобразуется к цифровому' виду при помощи уля быстродействующего аналого-цифрового преобразователя 4 и поступает для »нейшей обработки в микро-ЭВМ 5. Микро-ЭВМ 5 координирует работу всех уз-системы, а именно: устанавливает оптимальную длительность импульса подсветки го мощность в зависимости от параметров исследуемой среды, управляет процес-оцифровки сигнала с ПЗС-матрицы. Для широкого класса веществ анализ в пройдем свете позволяет осуществлять измерения с большей точностью, нежели в исениом.

На данное устройство получен патент РФ № 2149380.

Рассмотрим базовый вариант системы дисперсионного анализа основанный на >льзовании разрыва одноэлементного световода в качестве датчика проходящих иц.

Вариант системы с проточным каналом изображен на рис.4 Устройство рабо-следующим образом. Сигнал оптической подсветки, генерируемый источником чения 5, посредством передающего световода 3, передается в канал 1 с исследуе-проточной средой 2. Торец световода 3 образует с торцом воспринимающего свела 4 зазор, сквозь который проходят дисперсные частицы, вследствие поглощения

каждой отдельной частицей части светового потока, приемник излучения приш переменный световой поток, и далее, преобразует его в напряжение, которое АЦП 7 сопрягается с микро-ЭВМ 8. предназначенной для анализа и регистраци] пульсов напряжения.

Рис.4. Устройство для измерения размеров взвешенных в жидкости непрозрачны слабо прозрачных частиц с измерительным каналом

/- капал с проточной средой, 3- световод для передачи сигнала подсветки в сре воспринимающий световод, 5т источник излучения, б- приемник излучения, 7-анс. цифровой преобразователь /ЛЦП/, 8- однокристальная микро-ЭВМ в качестве стратора и анализатора сигналов с ЛЦП.

По форме импульсов однозначно определяется площадь перекрытия свет потока, и. следовательно, суммарная площадь частиц, находящихся в световом з; На основании анализа формы импульсов можно установить факт пересечения све го потока одиночной дисперсной частицей, несколькими частицами и на осно] этой информации подсчитать средний диаметр по площади проекции частш: плоскость воспринимающего световода.

В зависимости от верхнего и нижнего пределов диаметров анализир\ дисперсных частиц подбирается соответствующий диаметр излучающего и восп мающего световода. В случае, если частицы имеют достаточно большой верхнш метр, необходимо применять многоэлементный световод, диаметр которого, по ней мере, в полтора раза больше размера самой большой частицы в потоке.

К основным достоинствам данной системы следует отнести повышенную вобезопасность для потенциально опасных производств, вследствие возможности мнения световодов достаточной длины для разделения в пространстве зон разме-1Я опасного процесса и регистрирующей аппаратуры. Предлагаемая измеритель-;истема позволяет проводить измерения как оптически прозрачных, так и слабо эачных сред. Система может применяться для анализа и объективного контроля ;нзий и эмульсий в различных технологических процессах.

Разработкой, ориентированной на проведение анализа как в лабораторных зиях, так и в условиях производства, является универсальная гранулометриче-усгановка

Изображение анализируемой среды, после преобразования в стандартный ви-тгнал, вводится с помощью платы оцифровки изображения в ПЗМ-совместимый ьютер, который осуществляет обработку изображения с целью получения стан-гых характеристик распределения.

Стационарная установка базируется на универсальном микроскопе МБС-9 и >ит из модульной видеокамеры с повышенной чувствительностью, быстродейст-дей платы линейного входа, ЮМ-совместимого компьютера, системы импульсной зетки, блока питания. Фотография стационарного варианта установки приведена [С. б, а на рис. 5 - вариант установки для непосредственного дистанционного кон-[ гранулометрического состава в ходе технологического процесса.

Система позволяет производить обработку дисперсных материалов в реаль-аасштабе времени. Для получения более представительной выборки при анализе чих материалов в стационарном варианте системы реализован подвижный предай столик с двумя степенями свободы. Независимо от способа распределения тзируемого вещества производится сканирование активного квадрата размером 5мм, что минимизирует погрешность неоднородности распределения препарата.

внме технические характеристики базового варианта системы:

иное увеличение при работе:

ходящем свете 100-1000 (настраивается)

аженном свете 100-1000 (настраивается)

ша подсветки:

ческая в видимом свете

льсная в ИК спектре

от ПЗС-матрицы 1/3"

:ры ПЗС-матрицы 5.2мм (длшта) х 3.7мм (высота)

э элементов разложения 512(горизонталь) х 582(вертикаль)

ронизация Внутренняя

ртка 2:1 (черезстрочная)

шение по горизонтали 500 телевизионных линий

Для дисперсионного анализа непосредственно в ходе технологического цесса в системе используется специальная оптика (рис.5), позволяющая потру; датчик с видеокамерой непосредственно в обьем технологического аппарата. В ' варианте система может проводить анализ, как в отраженном, так и в проходящем те (в зависимости от конкретных физико-химических свойств дисперсной среды).

Специализированное программное обеспечение позволяет настраивать^ любые типы поддерживаемых операционной системой Windows видеопреобразо! лей. вести базу данных различных выборок дисперсных систем. Система включг себя набор как стандартных методов обработки и улучшения качества изображс так и специально разработанные методы. К числу последних относится алгоритм деления конгломератов частиц, восстановления формы частицы после разделения ределение комплексного коэффициента формы. Измерительный комплекс выл отличается от своих аналогов по стоимостным и качественным показателям.

Рис.5. Универсальная грану лометрическая установка (вариант установки для нет средсгвенного дистанционного контроля гранулометрического состава в ходе тех

логического процесса)

Рис.6. Универсальная гранулометрическая установка (стационарный вариант)

В третьей главе рассмотрены специализированные алгоритмы обработки ажения дисперсных систем с целью идентификации параметров дисперсных тов.

Все многообразие алгоритмов обработки изображений можно подразделить на )сновных групп:

1. Точечные процессы. Эти процессы изменяют значения элементов в изображ основываясь на исходных значениях элементов и возможную их позицию в изоб]

НИИ.

2. Пространственные процессы. Эти процессы изменяют значения элементе! бражения, основываясь на исходных значениях элементов и элементов вокруг нег

3. Покадровые процессы. Эти процессы изменяют значение элементов в изоб] нии, основываясь на значениях элементов, присутствующих в одном или более д< нительных изображениях.

4. Геометрические процессы. Эти процессы изменяют расположение или мес хождение элементов в изображении, основываясь на некоторых геометрических образованиях.

5. Процессы идентификации и распознавания. С помощью этих процессов и водится идентификация объектов и их параметров на изображешш.

Практически все пять групп в большей или меньшей степени использу для обработки изображения дисперсных систем. В данной главе проводится ср; тельный анализ работы существующих алгоритмов и разработка новых. Наи( сложными и неоднозначными по результатам являются процессы идентификаг распознавания, в задачи которых входит выявление конкретных объектов на из< жении и определение их характерных параметров. В рамках диссертационной ра разработано два алгоритма обработки телевизионных изображешш частиц ~ для деления наложенных друг на друга изображений частиц и восстановления наи£ вероятной формы дисперсной частицы после процесса разделения или псресече! краем изображения. Рассмотрим эти алгоритмы подробнее.

Критерии разделения зависят, прежде всего, от геометрических и физиче характеристик вещества, способа получения изображения. Однозначных методов деления для всего многообразия изображений дисперсных систем не существует ществующие методы разделения, как правило, имеют больше теоретический харг и трудно применимы на практике, как требующие реализации громоздкого матед ческого аппарата н задания большого числа характеристических параметров дно ной системы. В случае изменения объекта исследования требуется повторная щ дура классификации новой дисперсной среды.

Для решения этой проблемы в рамках диссертационной работы вырабо универсальные критерии разделения, разработаны высокоэффективные алгор! разделения для различных типов частиц. В качестве объекта исследования испо. вался окгоген.

Основным признаком для разделения конгломерата частиц в разработа: алгоритме является так называемые точки перегиба, соответствующие локалы минимум}' вспомогательной функции, представленной ниже. При этом подходе перестройки алгоритма разделения с одного типа веществ на другой требуется \ нить только два параметра: ширину поиска локального минимума и соответств его глубину.

При таком подходе задача комплексного разделения разбивается на следую-гапы:

1. Поиск точек контура проекций дисперсных частиц, принадлежащих одному конгломерату изображений.

2. Разделение частиц.

3. Восстановление формы недостающей части проекции частиц с помощью одного из специальных методов.

Входной информацией для алгоритма разделения является структура данных, ая информацию только о расположении точек конкретного контура, подвергае-бработке. Пример такой структуры приведен ниже: =Record ird;

'ay [0..2000J of integer; ■ay [0..2000] of integer;

Здесь St- количество точек контура, Xk- массив координат по оси A', Yk- мас-юрдинат по оси Y. Такая структура требует минимум вычислений для поиска перегиба. На первом этапе производится преобразование линии контура в экви-ную функциональную зависимость (осуществляется поиск вспомогательной ии).

Разработано два алгоритма преобразования, основанные на круговом развер-ш контура рис.7, принципиально отличающиеся только центром развертки: в i случае центром служит описанная окружность, во втором - геометрический контура. В случае внешнего развертывания производится определение массива Ai(Xli,Yli), соответствующих точкам окружности, с центром в центре масс кон-1длее осуществляется поиск точки пересечения линии контура с прямой, прохо-через ('-ю точку окружности и центр масс контура.

Расстояние между ;-й точкой окружности и г'-й точкой контура, найденное как чение прямой с контуром, принимается как координата по оси oY в новой функ-1ьной зависимости, а индекс принимается за координату оХ.

Во втором случае развертывание по оси о У производится как расстояние межметрическим центром контура и текущей точкой на нем. Второй способ преоб-ния имеет преимущество с первым по количеству вычислений (не требуется 1 точек вспомогательного массива), однако, в ряде случаев лучшие результаты аются именно с помощью первого преобразования.

Для поиска точки пересечения контура с прямой линией реализовано два ал-ia. Первый из них основан на переборе точек контура и прямой с целью поиска пересечения, с определенной погрешностью.

Внешнее развертывание Внутреннее развертывание

Рис.7 Внешнее и внутреннее развертывание

Y Ь.

F(x)

X

Рис.8. Пример вспомогательной функции

Данный метод был реализован и обладает существенными затратами мац ного времени нз вычисления. Второй метод основан на том приближении, что ми мальное расстояние между точкой конту ра и точкой на вспомогательной окружно адекватно соответствует точки пересечения с прямой. Пример развернутого конту} отмеченными экстремальными точками приведен на рис. 8. Для поиска точек neper использу ется модифицированный метод золотого сечения как обеспечивающий вь кую точность при относительно небольшом объеме вычислений.

После того как найдены точки перегиба, производится рассечение исходи контура по следующему алгоритму производится обход исходного контура про часовой стрелка с целью поиска пары близлежащих точек перегиба, через котор

одится секущая с образованием нового контура. Алгоритм прекращает свою рабо-:ли исчерпаны все экстремальные точки или осталась только одна точка. На рис.9 што действие алгоритма разделения на примере частиц октогена.

Рис.9. Действие алгоритма р»!чс шип ч

Для более точной идентификации параметров дисперсной частицы необходи-четь как можно более точную информацию о ее форме, поэтом}' разработка эф-твных методик восстановления формы частицы является актуальной проблемой.

В рамках исследовательской работы разработаны алгоритмы восстановления эй (наиболее вероятной) формы частицы по ее частичному изображению, суть >ы\ заключается в аппроксимации вспомогательной функции различными полями высокого порядка с целью исследования поведения функции за концами ин-аа. В качестве алпроксимапионных полиномов использовались классический ном:

<р(х) - сО + с1 • х~ + ... + СП- х". С1 являются коэффициенты полинома. Коэффициент а определяется из условия

Лагранжа:

ином Лагранжа:

П

X

1

Применение классического полинома к поставленной задаче при прочих рав-,'словиях дает более точный результат.

Полиномиальная интерполяция не всегда дает удовлетворительные результа-эи получении аппроксимационных зависимостей. Несмотря на выполнение усло-Ъгранжа в узлах, интерполяционная функция может иметь значительное откло-; от аппроксим1фуемой кривой, между узлами. При этом повышение степени

х

интерполяционного полинома приводит не к уменьшению, а к увеличению пог{ сти. Возникает так называемое явление волнистости. Для проведения плавных к между у зловыми точками разработан алгоритм аппроксимации сплайнами, ко несмотря на увеличение вычислительных ресурсов на реализацию дает наиболс ный результат. Пример работы алгоритма восстановления формы приведен на рг

Рис.10. Действие алгоритма восстановления наиболее вероятной формы частиц

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В результате теоретического анализа широкого класса систем дисперсис анализа разработана расширенная классификация первичных преобразов; для оперативного контроля и управления технологическим процессом. В ^ классификации в качестве классифицирующих признаков, используются с сканирования измерительного объема оптическим лучом и физические св< анализируемой среды. Рассмотрены области применения преобразователе! дого вида.

2. Разработаны, реализованы и исследованы оптические системы дисперсис анализа с применением волоконно-оптических элементов. Показано, что д системы могут эффективно применятся в составе систем управления и ко! на погенциально-опасных производствах.

3. Для случая слабопрозрачных сред разработаны безопасные системы, в с чувствительных элементов которых используется многоволоконный регул световод. При этом импульс оптической подсветки и отраженное излучение дается но одному световоду.

4. Для случая прозрачных сред разработаны системы, в составе чувствите элементов которых используется многоволоконный регулярный светов<

шогговолоконный нерегулярный световод. При этом импульс оптической под-ветки передается по многоволоконному нерегулярному световоду, а регистрация траженного излучения осуществляется многоволоконным регулярным свето-одом.

'азработаны компьютерные модели первичных преобразователей на основе во-оконных световодов, что позволяет сократить количество натурных эксперимен-ов на стадии проектирования конструкции измерительной системы и методов бработки выходной информации.

'азработан эффективный лабораторный программно-аппаратный комплекс для [роведения дисперсионного анализа методом микроскопии, который позволяет годностью автоматизировать процесс получения результатов распределений час-иц по размерам, массам, поверхности. Проведена практическая апробация ком-[лекса в ФНПЦ "Алтай" при анализе гранул высокоэнергетических взрывчатых штериалов по результатам которой были уточнены требования к качеству гранул ктогена. Относительная погрешность преобразования в рабочем диапазоне диа-[егров частиц не превышает 1%.

'азработана система дистанционного контроля методом микроскопии, позво-иющая проводить анализ как в отраженном так и в проходящем свете, корректировать коэффициент увеличения оптической системы. Система может эффектив-ю применятся в составе управляющих комплексов производственных процессов. )тносительная погрешность преобразования в рабочем диапазоне диаметров час-иц не превышает 1,5%.

5 рамках общей задачи обработки изображения дисперсной среды разработаны и [рактически апробированы быстрые алгоритмы первичной обработки информа-[ии, выделения контуров проекций дисперсных частиц, поиска эквивалентных (иаметров, разделения наложенных друг на друта проекций частиц, алгоритмы осстановления наиболее вероятной формы частицы. Совокупность этих методов юзволяет строить мобильные системы дисперсионного анализа методом микрокопии в составе экспресс лабораторий с небольшими вычислительными мощно-тями.

сновное содержание диссертационной работы опубликовано в работах:

ндриевский A.B., Леонов Г.В. Устройство для определения размеров и числа

ютил в жидкости в отраженном свете. Патент РФ №2149379.

ндриевский A.B., Леонов Г.В. Устройство для определения размеров и числа

1стиц в жидкости в проходящем свете. Патент РФ №2149380

ндриевский. A.B. Аппаратно-программный комплекс для автоматического кон-

юля дисперсности материалов и сред // Бийск: Научно-техническая библиотека

едерального научно-производственного центра "Алтай", 1999,с.25

ндриевский A.B., Леонов Г.В. Создание иитроскопической видеокомпьютерной

пгановки для анализа дисперсных систем внутри технологических аппаратов и

трубопроводов. // Сборник тезисов докладов международной на практической конференции "ИКАПП-97",- Барнаул:Изд-во АлтГТУ, 1997,с.6

5. Андриевский A.B. , Мещеряков Р.В. Интерфейс компьютера с аналоговым! ройствами, регистрация быстропротекающих процессов. // Тезисы докладов российской научно-технической конференции "Компьютерные технологии i ке, проектировании и производстве". - Нижний Новгород, 1999, с.78

6. Андриевский A.B., Леонов Г.В., Мещеряков Р.В. Измерение геометрически рактеристик пористых материалов с помощью телевизионной компьютерно тановки., // Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конферс "СВС-технологии". - Барнаул, 1999

7. Андриевский A.B., Леонов Г.В. Система анализа и контроля дисперсных мат лов и сред микроскопическим методом // Первая всероссийская на практическая конференция молодых ученых "Материалы и технологии 21 Bei Бийск, 2000

8. Андриевский A.B., Леонов Г.В. Измерение геометрических характеристик п тых материалов с помощью телевизионной компьютерной установки. -В& Алтайского государственного технического университета им. И.И.Ползунов -Барнаул, 1999, с. 162

9. Андриевский A.B., Леонов Г.В. Интроскопическая видеокомпьютерная уста: для анализа дисперсных систем внутри технологических аппаратов и трубоп дов // Сборник докладов региональной научно-практической конферс "Прикладные аспекты совершенствования химических технологий и материг - Бийск, 1997.

Издательство Алтайского государственного технического университета им. И.И.Ползунова, 659099, г.Барнаул, пр. Ленина, 46, 10.05.2000

Введение.

Глава 1. Исследование и сравнительный анализ систем дисперсионного анализа. Разработка расширенной классификации систем дисперсионного анализа

1.1. Общая классификация методов и способов дисперсионного анализа.

1.2. Расширенная классификация методов и способов дисперсионного анализа.

1.3. Оптические методы дисперсионного анализа.

1.3.1. Оптические методы, базирующиеся на принципе изменения интенсивности светового потока, вследствие его поглощения и (или) рассеяния поверхностью единичной дисперсной частицы, пересекающей данный поток в узком проточном канале.

1.3.1.1. Устройство для измерения размеров взвешенных в жидкости частиц.

1.3.1.2. Фотоэлектрическое устройство для измерения размера и счетной концентрации частиц в потоке жидкости.

1.3.1.3. Дифференциальное оптическое устройство для измерения размеров и концентрации частиц в непрерывно протекающих жидкостях.

1.3.1.4. Устройство для измерения размеров частиц в проточных средах на основе интерферометра Маха-Цендера.

1.3.2. Оптические методы, работающие по принципу изменения интенсивности светового потока вследствие его поглощения и (или) рассеяния поверхностью единичной дисперсной частицы, пересекающей данный поток непосредственно в измерительном объеме.

1.3.2.1. Фотоэлектрическое устройство для определения размеров и концентрации взвешенных частиц в измерительном объеме.

1.3.3. Сканирующие преобразователи для анализа жидких сред.

1.3.3.1. Устройство для измерения квазисферических непрозрачных частиц, содержащихся в прозрачной жидкости, и подсчета их числа.

1.3.3.2. Сканирующее устройство для измерения размеров и числа частиц в жидкостию.

1.3.3.3. Сканирующее устройство с осадительной кюветой для определения дисперсного состава порошкообразного материала.

1.3.4. Сканирующие преобразователи для анализа газообразных сред.

1.3.4.1. Сканирующее устройство для измерения размеров и концентрации взвешенных в газообразной среде частиц.

1.3.4.2. Фотоэлектрическое устройство для определения концентрации частиц в объеме газа.

1.3.4.3. Лазерный измеритель размеров аэрозольных частиц.

1.3.5. Автоматизированные варианты микроскопии.

1.3.5.1. Способ определения размеров и формы гранул.

1.3.5.2. Устройство для измерения гранулометрического состава.

1.3.5.3. Фотоэлектрический счетчик-анализатор.

1.4. Устройства на основе пьезопреобразователя для анализа размеров частиц.

1.4.1. Устройство для измерения массы и счетной концентрации частиц в потоке жидкости или газа.

1.5. Комплексные устройства, использующие для анализа несколько разнродных принципов.

1.5.1. Устройство для определения размеров и счетной концентрации неметаллических частиц в потоке жидкости.

Глава 2. Разработка и исследование систем дисперсионного анализа для непосредственного использования в ходе технологического процесса.

2.1. Устройство для измерения размеров взвешенных в жидкости непрозрачных или слабо прозрачных частиц с измерительным каналом.

2.2. Устройство для измерения размеров взвешенных в жидкости непрозрачных или слабо прозрачных частиц с погружным датчиком.

2.3. Устройство для измерения размеров взвешенных в жидкости непрозрачных или слабо прозрачных частиц с погружным объемным датчиком.

2.4. Устройство для измерения размеров взвешенных в жидкости непрозрачных или слабо прозрачных частиц с помощью интроскопического датчика в отраженном свете.

2.5. Устройство для измерения размеров взвешенных в жидкости непрозрачных или слабо прозрачных частиц с помощью интроскопического датчика в проходящем свете.

2.6. Автоматизированная система для гранулометрического анализа методом микроскопии.

Глава 3. Разработка и исследование эффективных алгоритмов обработки изображения в системах гранулометрического анализа методом микроскопии.

3.1. Интерпретация среднего размера частицы неправильной формы.

3.2. Исследование и сравнительная характеристика методов предварительной обработки изображения. ВО

3.2.1. Точечные процессы.

3.2.2. Пространственные процессы.

3.2.3. Покадровые процессы.

3.2.4. Геометрические процессы.

3.2.5. Процессы идентификации и распознавания.

3.2.6. Фильтрация угловых точек.

3.2.7. Идентификация контуров.

3.2.8. Разделение частиц, критерии разделения.

3.2.8.1. Поиск точек пересечения проекций дисперсных частиц, принадлежащих одному конгломерату.

3.2.8.2. Разделение частиц.

3.2.8.3. Разработка алгоритмов восстановления формы частицы после ее

разделения.

Геометрические характеристики дисперсных систем являются важнейшими исходными, промежуточными и, во многих случаях, конечными параметрами качества объектов переработки в химической, химико - фармацевтической, пищевой, энергетической и ряде других отраслей промышленности.

Измерение величины частиц и получение данных о распределении частиц дисперсной системы по определенным размерам является задачей дисперсионного анализа.

Различают качественный и количественный дисперсионный анализы. Качественный дисперсионный анализ устанавливает, является ли исследуемая система грубодисперсной, коллоидно-дисперсной или молекулярно-дисперсной.

Количественный дисперсионный анализ заключается в разделении совокупности размеров элементов дисперсной фазы исследуемого вещества на отдельные интервалы (фракции), установлении процентного содержания количества или массы частиц отдельных фракций в исследуемой дисперсной системе, вычислении коэффициента формы частиц.

Методы дисперсионного анализа успешно развиваются на протяжении ряда лет, что обусловило появление многочисленных методов и способов анализа. В то же время информация о физических принципах и технической реализации методов и устройств анализа не систематизирована. Особенно этот факт касается новых методов анализа, появившихся в последнее время в связи с развитием лазерной, вычислительной и оптоволоконной техники. Недостаточная информация об этих методах не позволяет однозначно выбрать ту или иную методику для анализа продукта, провести сравнительный анализ эффективности и стоимости аппаратных и программных средств, кроме того, отсутствие теоретических и экспериментальных исследований ряда важнейших первичных преобразователей затрудняет выработку научно-обоснованных подходов к выбору оптимальных параметров первичных преобразователей, что необходимо для обеспечения высокой точности измерительных систем с учетом физико-химического состояния объекта анализа.

Большинство используемых в настоящее время стандартизованных методов определения параметров дисперсных сред основаны, как правило, на измерении интегральных характеристик: массовых долях рассева на ситах, удельной поверхности, пористости насыпных слоев, седиментационном распределении и.т.д.

В настоящее время отсутствуют приборы и системы дисперсионного анализа многофазных полидисперсных сред, позволяющие производить измерения с достаточной для современных производств точностью непосредственно в объемах технологических аппаратов или транспортных коммуникаций. Особенно остро проблема ощущается в области потенциально опасных технологий специальных систем и материалов. В данной области разработка методов автоматизированного дистанционного контроля и диагностики дисперсных сред, систем и материалов, позволяющих определять как интегральные, так и дифференциальные характеристики, особенно актуальна.

Наиболее перспективными системами по количественным и качественным показателям являются оптические системы. Они же наименее представлены в литературных источниках, поскольку их активной разработкой стали заниматься только в последнее время. Это объясняется, прежде всего, общим повышением уровнем технологии в промышленности для создания подобных систем. Этот круг проблем определил актуальность выбранной темы диссертационной работы.

Цель работы заключается в разработке высокоточного оборудования для исследования геометрических характеристик дисперсных систем оптическими методами (первичное преобразование) непосредственно в ходе технологических процессов и транспортных операций на потенциально-опасных производствах. Задачами, адекватными поставленной цели, являются:

• Исследование и сравнительный анализ систем гранулометрического анализа.

• Разработка расширенной классификации новых высокоэффективных систем дисперсионного анализа.

• Разработка и исследование датчиков гранулометрического состава с использованием в конструкции чувствительных элементов световод-ных материалов в составе источников и приемников излучения.

• Разработка и исследование системы автоматизированного гранулометрического анализа методом микроскопии для использования, как в лабораторных условиях, так и непосредственно для контроля технологического процесса.

• Разработка высокоэффективных методов обработки изображений дисперсных систем с целью получения данных о распределении по размерам, массам, объему, коэффициенту анизометрии и.т.п.

Диссертационная работа состоит из введения, трех глав и заключения.

Заключение

1. В результате теоретического анализа широкого класса систем дисперсионного анализа разработана расширенная классификация первичных преобразователей для оперативного контроля и управления технологическим процессом. В данной классификации в качестве классифицирующих признаков, используются способ сканирования измерительного объема оптическим лучом и физические свойства анализируемой среды. Рассмотрены области применения преобразователей каждого вида.

2. Разработаны, реализованы и исследованы оптические системы дисперсионного анализа с применением волоконно-оптических элементов. Показано, что данные системы могут эффективно применятся в составе систем управления и контроля на потенциально-опасных производствах.

3. В случае слабопрозрачных сред разработаны безопасные системы, в составе чувствительных элементов которых используется многоволоконный регулярный световод. При этом импульс оптической подсветки и отраженное излучение передается по одному световоду.

4. В варианте прозрачных сред разработаны системы, в составе чувствительных элементов которых используется многоволоконный регулярный световод и многоволоконный нерегулярный световод. При этом импульс оптической подсветки передается по многоволоконному нерегулярному световоду, а регистрация отраженного излучения осуществляется многоволоконным регулярным световодом.

5. Разработаны компьютерные модели первичных преобразователей на основе волоконных световодов, что позволяет сократить количество натурных экспериментов на стадии проектирования конструкции измерительной системы и методов обработки выходной информации.

6. Разработан эффективный лабораторный программно-аппаратный комплекс для проведения дисперсионного анализа методом микроскопии, который позволяет полностью автоматизировать процесс получения результатов распределений частиц по размерам, массам, поверхности. Проведена практиче

135 екая апробация комплекса в ФНПЦ "Алтай" при анализе гранул высокоэнергетических взрывчатых материалов по результатам которой были уточнены требования к качеству гранул октогена. Относительная погрешность преобразования в рабочем диапазоне диаметров частиц не превышает 1%.

7. Разработана система дистанционного контроля методом микроскопии, позволяющая проводить анализ как в отраженном так и в проходящем свете, корректировать коэффициент увеличения оптической системы. Система может эффективно применятся в составе управляющих комплексов производственных процессов. Относительная погрешность преобразования в рабочем диапазоне диаметров частиц не превышает 1,5%.

8. В рамках общей задачи обработки изображения дисперсной среды разработаны и практически апробированы быстрые алгоритмы первичной обработки информации, выделения контуров проекций дисперсных частиц, поиска эквивалентных диаметров, разделения наложенных друг на друга проекций частиц, алгоритмы восстановления наиболее вероятной формы частицы. Совокупность этих методов позволяет строить мобильные системы дисперсионного анализа методом микроскопии в составе экспресс лабораторий с небольшими вычислительными мощностями.

1. Коломиец С.М., Кулаков Б.П., Никитюк Н.В., Осадчев Л.А.Дшценко A.A., Борисов Б.Н., Ефремов Е.А., Блинова И.В., Лопатин Ю.Т. Устройство для измерения размеров взвешенных в жидкости частиц. Авторское свидетельство № 1078283.

2. Малыгин H.A., Логвинов Л.М. Кудряшова М.Н. Фотоэлектрическое устройство для измерения размера и счетной концентрации частиц в потоке жидкости. Авторское свидетельство № 1696968.

3. Невровский В.А., Городецкий И.Г., Калинин Э.К. Устройство для измерения размера и счетной концентрации частиц в непрерывно протекающих жидкостях. Авторское свидетельство № 1670537.

4. Доморацкий Е.П., Крейндлин И.И., Мочалов А.Ю. Устройство для измерения размеров частиц в проточных средах. Авторское свидетельство № 1679284.

5. Мельничук И.М., Мигус В.Д. Фотоэлектрическое устройство для измерения размеров и концентрации взвешенных частиц. Авторское свидетельство № 1550367.

6. Невровский В.А., Городецкий И.Г., Калинин Э.К. Устройство для измерения размеров квазисферических твердых непрозрачных частиц, содержащихся в прозрачной жидкости, и подсчета их числа. Авторское свидетельство № 1321210.

7. Логвинов Л.М. Пшеничников Ю.В. Устройство для измерения размеров и числа частиц в жидкости. Авторское свидетельство № 1321210.

8. Воробьев В.А., Горшков В.А., Россовский Г.В., Сачков К.Н. Фотоэлектрическое устройство для определения дисперсного состава порошкообразного материала. Патент РФ № 1390540.

9. Коломиец С.М. Устройство для измерения размеров и концентрации взвешенных частиц. Авторское свидетельство № 1643995.

10. Коломиец С.М. Фотоэлектрический способ определения размеров и концентраций взвешенных частиц. Патент РФ № 1568700.

11. Польский Ю.Е., Ильин Г.И., Морозов О.Г. Лазерный измеритель размеров аэрозольных частиц. Патент РФ № 1325996.

12. Доморацкий Е.П., Крейндлин И.И., Мочалов А.Ю., Пахунков Ю.И. Способ определения форм и размеров гранул. Авторское свидетельство № 1393054.

13. Солуянов И.И., Дивакова Т.П. Устройство для измерения гранулометрического состава. Патент РФ № 1539597.

14. Хомяк В.В., Нагирный Ю.П., Мельничук И.М., Мигус В.Д., Барановский A.C., Михайлецкий М.И., Юнык В.А. Фотоэлектрический счетчик-анализатор. Авторское свидетельство № 1783379.

15. Поминов Е.И., Логвинов Л.М., Кудряшова М.Н. Устройство для измерения массы и счетной концентрации частиц в протоке жидкости или газа. Патент РФ № 1376002.

16. Быховский Ю.С, Логвинов Л.М. Пшеничников Ю.В., Маланичев Ю.А. Устройство для определения размеров и счетной концентрации неметаллических частиц в протоке жидкости. Патент РФ № 1336697.

17. Чернов Ю.П. Устройство для измерения размеров микрочастиц. Авторское свидетельство РФ № 1557488.

18. Загнитько A.B., Кирш A.A., Кокарев С.А. Устройство для измерения среднего размера аэрозольных частиц. Авторское свидетельство № 1312449.

19. Аменицкая A.A., Арион И.С., Ваганов А.Б., Кузьмин И.А., Францессон A.B. Способ определения геометрических параметров волокнистого материала и устройство для его осуществления. Авторское свидетельство № 1729201.

20. Тигарев A.M., Алешин A.M. Устройство для анализа дисперсности порошков кондуктометрическим методом. Авторское свидетельство № 1670536

21. Чехович Е.К., Лакоза И.М., Калошкин Э.П., Дудорчик А.И., Ляшевич A.C. Устройство для измерения размеров и концентрации частиц в непрерывно протекающих жидкостях. Авторское свидетельство № 1670537.

22. Чехович Е.К., Лакоза И.М. Устройство для определения размеров частиц в проточных средах. Авторское свидетельство № 1679284.

23. Чехович Е.К. Способ определения размеров частиц в протоке среды. Авторское свидетельство № 1594384.

24. Загнитько A.B., Кирш A.A., Кокарев С.А. Фотоэлектрический счетчик-анализатор. Авторское свидетельство № 1783379.

25. Малыгин H.A., Логвинов Л.М., Кудряшов М.Н. Устройство для измерения гранулометрического состава. Авторское свидетельство № 1539597.

26. Чернов Ю.П. Устройство для измерения размеров и концентрации взвешенных частиц. Патент РФ № 1643995.

27. Польский Ю.Е., Ильин Г.И., Морозов О.Г. Фотоэлектрический способ измерения размеров и концентраций взвешенных частиц. Патент РФ № 1644095.

28. Коломиец С.М. Фотоэлектрический способ измерения размеров и концентраций взвешенных частиц. Авторское свидетельство № 1643994.

29. Тищенко A.A., Колбин И.И., Коломиец С.М. Фотоэлектрическое устройство для определения размеров и концентрации взвешенных частиц. Авторское свидетельство № 1550367.

30. Федоров А.Г. Устройство для гранулометрического анализа частиц в жидкости. Авторское свидетельство № 1365895.

31. Малыгин H.A., Логвинов Л.М., Кудряшов М.Н. Фотоэлектрическое устройство для измерения размера и счетной концентрации частиц в потоке жидкости. Патент РФ № 1696968.

32. Польский Ю.Е., Ильин Г.И., Морозов О.Г. Устройство для измерения размеров взвешенных в жидкости частиц. Авторское свидетельство № 1078283

33. Даджион Д., Мерсеро Р. Цифровая обработка многомерных сигналов. М.: Мир, 1988.-206 с.

34. Пажи Д.Г., Галустов B.C. Распылители жидкости. М.: Химия, 1979. -315с.

35. П.А. Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пы-лей и измельченных материалов. Д.: Химия Ленинградское отделение, 1987. - 278 с.

36. Фризер X. Фотографическая регистрация информации. М.: Мир, 1978. -134 с.

37. Академия наук Казахской ССР институт математики и механики министерство народного образования Казахской ССР Алма-Атинский энергетический институт. Волокнистая оптика в измерительной и вычислительной технике. -Алм-Ата.: Наука, 1989. 379 с.

38. Линдли К. Практическая обработка изображений на языке си. М.: Мир, 1996. - 145 с.

39. Под общей редакцией: Сырямкина В.И., Титова B.C. Справочник Системы технического зрения. Томск.: МГП РАСКО, 1993. - 279 с.

40. Иванов В.И., Аксенов А.И., Юшин A.M. Полупроводниковые оптоэлек-тронные приборы. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 307 с.

41. Ишанин Г.Г., Панков Э.Д., Андреев А.Л., Г.В. Полыциков Г.В. Источники и приемники излучения. Санкт-Петербург.: Политехника, 1991. - 196 с.

42. Градус Г.В. Руководство по дисперсному анализу методом микроскопии. -М.: Химия, 1979.-304 с.

43. Мяздриков O.A. Электрические способы объемной гранулометрии. Л.: Энергия, 1968. - 169 с.

44. Левин Р., ДрангД., Эдельсон Б. Практическое введение в технологию искусственного интеллекта и экспертных систем с иллюстрациями на Бейсике. -М.: Финансы и статистика, 1991. 179 с.

45. Под редакцией Прохорова A.M. Справочник по лазерам. М.: Советское радио, 1978. -271 с.

46. Андриевский A.B., Леонов Г.В. Устройство для определения размеров и числа частиц в жидкости в отраженном свете. Патент РФ №2149379.

47. Андриевский A.B., Леонов Г.В. Устройство для определения размеров и числа частиц в жидкости в проходящем свете. Патент РФ №2149380.

48. Чехович Е.К., Лакоза И.М. Способ определения размеров частиц в проточной среде . Патент РФ №1718041.

49. Польский Ю.Е., Ильин Г.И., Морозов О.Г. Устройство для гранулометрического анализа частиц в жидкости. Патент РФ №1365895.

50. Андриевский A.B. Научно-технический отчет. Аппаратно-программный комплекс для автоматического контроля дисперсности материалов и сред // Научно-техническая библиотека Федерального научно-производственного центра "Алтай". 1999.

51. Андриевский A.B., Леонов Г.В., Мещеряков Р.В. Измерение геометрических характеристик пористых материалов с помощью телевизионной компьютерной установки., //Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции "СВС-технологии". Барнаул, 1999

52. Андриевский A.B., Леонов Г.В. Система анализа и контроля дисперсных материалов и сред микроскопическим методом // Первая всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых "Материалы и технологии 21 века" -Бийск: ФНПЦ "Алтай".

53. Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов. Л.: Химия, 1974,- 279 с.

54. Дунский В.Ф., Никитин Н.В., Соколов М.С. Монодисперсные аэрозоли. -М.: Наука, 1975.- 192 с.

55. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М.: «Металлургия», 1976.-271 с.

56. Литвинова Т.И., Пирожкова В.П. Петров А.К. Петрография неметаллических включений. М.: Металургия, 1972. - 183 с.59.3имон А.Д. Адгезия пыли и порошков. М.: «Химия», 1976. - 431 с.

57. Федин Л.А., Барский И.Я Микрография. Л.: «Наука», 1971. -220 с.

58. Панов В.А., Андреев Л.Н. Оптика микроскопа. Л.: «Машиностроение», 1976. - 430 с. Иофис Е.А. Техника фотографии. - М.: «Искусство», 1973. -350 с.

59. Паничкина В.В., Уваров И.В. Методы контроля дисперсности и удельной поверхности металлических порошков. Киев.: «Наука и думка», 1973. 168 с.

60. Гордон Г.М., Пейсахов И.Л. Контроль пылеулавливающих установок. М.: «Металлургия», 1973. -384 с.

61. Пажи Д.Г., Корягин A.A. Ламм Э.Л. Распыливающие устройства в химической промышленности. М.: «Химия, 1974. - 301 с.65.3имон А.Д. Адгезия жидкости и смачивание. М.: «Химия», 1974. - 211 с.

62. Лебедок Г.К., Галустов B.C., Ковалевский Ю.В. и др. «Распыливающие устройства в аппаратах газоочистки. М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШД976. -53 с.

63. Леончик Б.И., Маякин В.П. Измерения в дисперсных потоках. М.: «Энергия», 1971.-247 с.

64. Гегузин Я.Е. Капля. -М.: «Наука», 1973.- 159 с.

65. Полоник B.C. Телевизионные автоматические устройства. М.: «Связь», 1974. -216с.

66. Булгакова Н.Г., Зеликон Д.Л. Промышленная и санитарная очистка газов. -1980. № 1 22 с.

67. Бусроид Р. Течение газа со взвешенными частицами. М.: «Мир» 1975. -378 с.

68. Гордон Г.М., Пейсахов И.Л. Контроль пылеуловимых установок. М.: «Металлургия», 1973. - 384 с.

69. Градус Л.Я. Руководство по дисперсному анализу методом микроскопии. -М.: «Химия», 1979. 232 с.

70. Байвель Л.П., Логунов A.C. Измерение и контроль дисперсности частиц методом светорассеяния под малыми углами. М.: «Энергия», 1977. - 87 с.

71. Беляев С.П. и др. Оптико-электронные методы изучения аэрозолей. М.: «Энергоиздат», 1981.-231 с.

72. Клименко А.П. Методы и приборы для измерения концентрации пыли. М.: «Химия», 1978. - 208 с.

73. Коузов П.А., Малыгин А.Д., Скрябин Г.М. Очистка от пыли газов и воздуха в химической промышленности. Л.: «Химия», 1982. - 285 с.

74. Коузов П.А., Скрябина Л.Я. Методы определения физико-химических свойств промышленных пылей. Л.: «Химия», 1983. - 138 с.

75. Русанов A.A., Янковский С.С. Импакторы для дисперсного анализа промышленных пылей: Обзорная информация. М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1970. -50 с.

76. Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессоры химической технологии. Л.: Химия. 1982. - 107 с.

77. Рабинович Ф.М. Кандукторометрические счетчики частиц и их применение в медицине. М.: «Медицина», 1972. - 176 с.

78. Рабинович Ф.М. Кандукторометрический метод дисперсного анализа- Л.: «Химия», 1970. 186 с.

79. Ходаков Г. С. Седиментационный анализ высоко дисперсных систем М.: «Химия», 1981.- 192 с.

80. Ходаков Г.С. Основные методы дисперсного анализа порошков М.:Стройиздат, 1968. 199 с.

81. Шифринд К.С., Ковалев О.С. Технико-экономическое сравнение наиболее распространенных аппаратов пылеочистки. J1: ЛенНИИГипрохим, 1983. -115 с.

82. Янке Е. Специальные функции: формулы, графики, таблицы. М.Наука, 1977.-342 с.

83. Левин Л. Теория волноводов: Методы решения волновых задач. -М. Радиосвязь, 1981.-312с.

84. Семенов H.A. Оптические кабели связи: Теория и расчет. М.: Радио и связь, 1981. - 152 с.

85. Унгер Х-Г. Планарные и волоконные оптические волноводы. М.:Мир, 1980. -656 с.

86. Маркузе Д. Оптические волноводы. М.:Мир, 1980. -576 с.

87. Адаме М. Теория оптических волноводов. М.:Мир, 1984.-512с.

88. Мидвинтер Дж.Э. Волоконные световоды для передачи информации. М.: Радио и связь, 1983. - 336 с.

89. Унгер Г.-Г. Оптическая связь. М.: Связь, 1979. -264 с.

90. Моисеев В.В., Потапов В.Т., Соколовский A.A., Свиридов В.А. Волоконно-оптические датчики линейных перемещений // Радиотехника. 1982. Т. 37, № 6 . 84 с.

91. Гуревич М.М. Фотометрия (теория, методы и приборы). Л.: Энергоатомиз-дат, 1983. -272 с.

92. Патлах А.Л., Семенов A.C. Волоконно-оптический преобразователь механических величин // Оптико-механическая промышленность. 1983, № 10. С. 2225.

93. Вейнберг В. Б., Саттаров Д.К. Оптика световодов. Л.: Машиностроение, 1977. 320 с.

94. Саттаров Д.К. Распространение света по изогнутому световоду // Оптико-механическая промышленность. 1963. № 8. С. 40-48.

95. Патлах A.JI. Изогнутые волоконные световоды // Светотехника. 1986. № 5. С.13-14.

96. Капаник Н. Волоконная оптика. М.: Мир, 1969. - 464 с.

97. Гуков Г.Б. Расчет оптических характеристик изогнутого световода // Квантовая электроника. 1981. Т. 8, № 4. С. 825-829.

98. Гуков Г.Б., Ногинов A.M., Строгин Л.В. Измерение нестабильности оптической длины световода при изгибе и нагревании // Квантовая электроника. 1982. Т. 9, №3. С 613-615.

99. Патлах А. Л. Влияние изгибов на параметры волоконных световодов // Светотехника. 1986. № 4. С.8-10.

100. Патлах А.Л., Семенов A.C. Светопропускание изогнутых многомодовых оптических волокон // Квантовая электроника. 1983. Т. 10, № 4. С 686-670.

101. Патлах А.Л., Семенов A.C. Влияние температуры на светопропускание изогнутых многомодовых волоконных световодов // Квантовая электроника.1984. Т. 11, № 11. С 2216-2220.

102. Дяченко A.A., Милявский Ю.С., Нанушньян С.Р. и др. Влияние температуры на оптические характеристики световодов на основе кварцевое стекло полимер // Квантовая электроника. 1980. Т. 7, № 5. С. 1118-1120.

103. Милявский Ю.С., Нанушньян С.Р., Симановская Е.И., Фельд С.Я. Исследования пропускания некоторых типов волоконных световодов с полимерной оболочкой. //Журн. Техн. Физ. 1981. Т. 51, № 3. С. 652-654.

104. Моршнев С.К., Францессон A.B. Пропускание светового излучения крутыми изгибами волоконных световодов. // Квантовая электроника. 1982. Т. 9, №2. С. 284-291.

105. Boll A.F., Henson D.N. -Ind. And Eng. Chem. Techn., 1973, v. 12 №1

106. Хансперджер P. Интегральная оптика. Теория и технология. М.: «Мир»,1985. 384 с.

107. Бусурин В.И. Исследование оптического преобразователя на основе управляемой связи коаксиальных волноводов // Квантовая электроника. 1984. Т. 11, №2. С. 365-370.

108. Маевский С.М., Петрик В.Ф. Применение волоконно-оптические интерферометров в системах неразрушаемого контроля. Киев.: Знание 1982. с 23

109. Балаев В.И., Мишин Е.В., Пятахин В.И. Волоконно-оптические датчики параметров физических полей: (обзор) // Квантовая электроника. 1984. Т. 11, № 1.С. 10-30.

110. Бусурин В.И., Семенов A.C., Удалов Н.П. Оптические и волоконно-оптические датчики (обзор) // Квантовая электроника. 1985. Т. 12, № 5. С. 901-944.

111. Голубков B.C., Евтихеев H.H., Папуловский В.Ф. Интегральная оптика в информационной технике. М.: Энергоатомиздат, 1985. 152 с.

112. Мясникова E.H., Финагин Б.А., Полянкин Г.А. и др. Оптоволоконные акустические устройства в задачах автоматики и распознавания. Л.: Энергия, 1978.- 119 с.

113. Spillman W.B., McMahon D.H. Frustrated-Total-mternal-reflection multimode fiber hydrophone //Appl. Opt. 1980. V. 19, N 1. P. 113-117

114. Жилин В.Г. Волоконно-оптические измерительные преобразователи скорости и давления. М.: Энергоатомиздат, 1987. 112 с.

115. Дмитриев A.B., Зак Е.А. Волоконно-оптические преобразователи перемещений и параметров движения // Зарубежная радиоэлектронника. 1985. № 5. С. 64-70.

116. Гречинский Д.А., Патлах А.Л. Современное состояние и перспективы развития волоконно-оптических преобразователей механических величин // Оптико-механическая промышленность. 1983. № 4. С. 57-60.

117. Якушенков Ю.Г. Основы оптикоэлектронного приборостроения. М.: Советское радио, 1977. 272 с.

118. Тучин В.В. Методы измерения параметров волоконных световодов // Обзоры по электронной технике. Серия II. Лазерная техника и оптоэлектронни-ка. 1987. Вып. 1. с. 48.

119. Акушский И.Я., Юдицкий Д.И. Слабозиционная система // Вопросы специальной электроники. Микроэлектроника . 1967. Вып. 7.146