автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Волноводные акустические детекторы газов и паров

| На правах рукописи

I

ЮНЕСТАРИК

ВОЛНОВОДНЫЕ АКУСТИЧЕСКИЕ ДЕТЕКТОРЫ ГАЗОВ И ПАРОВ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 05.11.13- Приборы и методы контроля

природной среды, веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва- 2003

Работа выполнена в Тверском государственном техническом университете

Научный руководитель: д.т.н., профессор Илясов Леонид Владимирович

Официальные оппоненты: Главный научный сотрудник ВГУП

ВНИИМС, д.т.н. профессор Патрикеев В.Г.

Директор ООО "Ай Си Интеллект-бизнес", к.т.н. Исаев Ю.В.

Ведущая организация: ООО "Интерпромприбор"

Защита диссертации состоится 25 декабря 2003 г. в 14 часов на заседании Диссертационного Совета Д212.145.02 при Московском государственном университете инженерной экологии, 107884, г. Москва, ул. Старая Басманная, 21/4

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУИЭ

Автореферат разослан «_» ноября 2003 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета Д212.145.02 к.т.н., доцент

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Характерной чертой технологических процессов является ориентация на производство продукции повышенного качества. В таких отраслях промышленности, как нефтеперерабатывающая, нефтехимическая, химическая и других решающее значение имеет контроль качества сырья, промежуточных и конечных продуктов, который осуществляется путем анализа состава и физико-химических свойств жидких и газообразных сред технологических потоков.

В настоящее время наиболее универсальным методом анализа состава/ я определения физико-химических свойств жидких и газообразных сред является газовая хроматография. Технические характеристики газовых хроматографов во многом определяются свойствами используемых в их составе газовых детекторов, так как от характеристики детектора зависит чувствительность, селективность и воспроизводимость анализа, процедуры получения количественной информации и градуировки. Это определяет целесообразность совершенствования известных и создания новых детекторов газов и паров.

Одним из новых и перспективных детекторов газов и паров является волноводный акустический детектор с терморезистивным приемником акустических колебаний. Важными преимуществами этого детектора являются универсальность, зависимость сигнала от молекулярной массы детектируемых компонентов, определяющая простоту количественного хроматографического анализа, • и способность работы при самых высоких для газохроматографического и эвапорографического анализа температурах (300-5-350 °С) без изменения чувствительности с использованием в качестве газа-носителя азота, воздуха, гелия и других газов. Однако, волноводный акустический детектор с терморезистивным приемником акустических колебаний громоздок, а механизм формирования его сигнала еще не достаточно полно изучен.

Все сказанное выше определяет целесообразность проведения исследований и разработок, направленных на совершенствование волноводных акустических средств контроля газов, способных работать в качестве детекторов в составе газовых хроматографов и других устройствах аналитической техники.

Цель работы. Создание теоретических основ волноводного акустического детектирования газов и паров, разработка волноводных акустических детекторов, а также решение актуальной задачи автоматизации газохроматографического анализа.

Научная новизна. Обоснована теоретически и проверена экспериментально возможность волноводного акустического детектирования газов и паров жидкостей.

Выполнен комплекс экспериментальных исследований акустических течений в трубчатых волноводах малого (1-3 мм) диаметра при условии

существования в волноводе стоячей вс Яйир. "«заявлено йаличие

БИБЛИОТЕК |

¿тезы

циркуляционных течений газа по длине волновода и найдена экспериментальная зависимость средней скорости акустического течения вблизи источника акустических колебаний от подводимой к нему электрической мощности и скорости звука в газе, заполняющем волновод, а также установлено, что в качестве информативных параметров при волноводном акустическом детектировании газов и паров могут служить звуковое и статическое давление в волноводе, скорость акустического течения, а также частота и амплитуда звуковых колебаний.

Доказано, что сигнал волноводного акустического детектора с терморезистивным преобразовательным элементом формируется за счет изменений средней скорости акустического течения, и этот детектор предложено называть волноводным акустическим флюидным детектором.

Создана математическая модель статической характеристики волноводного акустического флюидного детектора на основе эмпирической зависимости для средней скорости акустического течения и уравнения тепло- и массообмена терморезистивного преобразовательного элемента, расположенного в измерительной части волновода в потоке газа постоянного состава.

Предложен принцип построения акустических газоаналитических устройств, в соответствии с которым источник и приемник акустических колебаний названных устройств подключаются, соответственно, к аналоговому выходу и микрофонному входу звуковой платы системного блока компьютера, а для реализации различных алгоритмов измерений акустических сигналов используются компьютерные программы, и создан на базе этого принципа акустический детектор газов и паров, названный волноводным акустическим компьютерным детектором.

Создана математическая модель статической характеристики волноводного акустического компьютерного детектора газов и паров, работающего в резонансном режиме, на основе уравнения, описывающего условие возникновения стоячей акустической волны в трубчатом акустическом волноводе, в противоположных торцах которого размещены источник и приемник акустических колебаний.

Разработана методика экспериментальных исследований и созданы технические средства, обеспечивающие получение измерительной информации о скорости и направлении акустических течений в трубчатых волноводах малого диаметра (1-3 мм), а также о распределении звукового и статического давления по длине трубчатого волновода при условии его работы в составе акустических волноводных детекторов.

Найдены схемные и конструкционные решения, обеспечивающие возможность применения акустических волноводных детекторов в газовой хроматографии и в эвапорографических анализаторах фракционного состава светлых нефтепродуктов.

Результаты разработки защищены пятью патентам на изобретения.

Практическая значимость работы. Использование волноводных акустических детекторов расширяет круг задач аналитического контроля, решаемых газовой хроматографией, так как обеспечивает возможность проведения анализа при температурах 300-350 °С, и позволяет значительно упростить количественный газохроматографический анализ и уменьшить его стоимость, так как исключает необходимость предварительной идентификации компонентов и градуировки хроматографа, а также позволяет увеличить точность измерения и обеспечивает представление измерительной информации непосредственно в массовых концентрациях.

Радиоионизационный дифференциальный микроанемометр газов, созданный при проведении исследований, может быть использован как простой и эффективный инструмент в широко проводимых в настоящее время в нелинейной акустике исследованиях акустических течений газов.

Разработанный принцип построения акустических детекторов газов и паров может послужить основной для создания акустических датчиков технологических параметров и акустических средств аналитического контроля жидкостей, полимеров и твердых веществ.

Работа выполнялась в рамках следующих проектов:

"Разработка компьютерного хроматоидентификатора для научно-технических и образовательных услуг" № г.р. 0.01.2.00108519 по научно-технической программе " Научные исследования вышей школы по приоритетным направлениям науки и техники" 2000-2002 г.;

«Разработка компьютерного эвапорографического анализатора фракционного состава многокомпонентных жидких сред" по научно-технической программе "Научные исследование высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" 2003г.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международной конференции "Компьютерные технологии в управлении, диагностике и образовании", г. Тверь. 2002".

Публикации. По результатам исследований и разработок опубликовано 6 печатных работ. Основные результаты исследований и разработок защищены пятью патентами на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных результатов и списка используемых источников, изложенных на 100 страницах машинописного текста, иллюстрируется 45 рисунками, содержит 12 таблиц. Список использованных источников включает 68 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель работы, научная новизна и практическая значимость исследований, приведены основные результаты и положения, представленные автором к защите.

В первой главе "Обзор современных акустических средств контроля газов" проанализированы физические явления, используемые в акустических

средствах контроля газов, кратко описаны принцип действия и схемы акустических газоанализаторов и акустических детекторов для газохроматографического и эвапорографического анализа.

В настоящее время в акустических средствах контроля газов получаемая измерительная информация базируется на измерении скорости звука, акустического импеданса и поглощения акустических колебаний в анализируемой среде.

В результате анализа физических основ и условий работы акустических газоанализаторов и детекторов, а также их характеристик было установлено, что наиболее перспективным для газового хроматографического и эвапорографического анализа является волноводный акустический детектор с терморезистивным приемником акустических колебаний. В то же время, было выявлено, что в научно-технической литературе не имеется достаточной информации о механизме формирования сигнала этого детектора, что затрудняет его проектирование и совершенствование.

Сделан вывод о целесообразности исследований и разработок волноводных акустических детекторов газов и паров.

Сформулирована задача исследований, заключающаяся в создании теоретических и экспериментальных основ волноводного акустического детектирования газов и паров, разработке волноводных акустических детекторов, исследовании их характеристик и определении областей применения.

Вторая глава "Исследование возможности волноводного акустического детектирования газов и паров" посвящена анализу физических предпосылок волноводного акустического детектирования газов и паров, экспериментальным исследованиям физических процессов в трубчатых волноводах, получению экспериментальных данных для количественного описания работы волноводных акустических детекторов, выявлению информативных параметров и обоснованию схем названных детекторов.

Волноводный акустический детектор с терморезистивным приемником акустических колебаний (рис. 1а) содержит волновод 1, рабочая часть 2 которого размещена в термостате 3, и в неё вводится поток газа-носителя с детектируемым компонентом. В одном торце волновода размещен источник акустических колебаний 4, в качестве которого используется электромагнитный телефон, а в другом торце - отражатель 5 акустических колебаний. На некотором расстоянии от излучателя акустических колебаний в камере 6 размещается терморезистивный приемник акустических колебаний 7, в качестве которого служит проволочный терморезистор (плечевой элемент термокондуктометрического детектора). В этом детекторе расстояние между источником акустических колебаний и терморезистором составляет четверть длины Ь волновода (при Ь=400 мм). В волновод вводится поток вспомогательного газа, в качестве которого служит газ-носитель. Этот поток исключает поступление к приемнику 7 детектируемых компонентов и ограничивает объем камеры детектора объемом его рабочей части.

В процессе работы детектора изменения физико-химических свойств газовой среды в рабочей части волновода, вызванные появлением в газе-носителе детектируемого компонента, приводят к изменению режима отвода В процессе работы детектора изменения физико-химических свойств газовой среды в рабочей части волновода, вызванные появлением в газе-носителе детектируемого компонента, приводят к изменению режима отвода сопротивление и вызывает разбаланс неуравновешенного электрического моста, в который включен терморезистор и током которого он нагревается.

а

-£

У

вг

I

тххК;

/

II

1Г=

/

а)

Ог-н 2

У,см/с

2 О -2 -4

Зч

>

61

У,см/с

8 6 4 2 О

50

100

150 X, мм

0.1

0,2 0,3 ВА

Рис.1

Как видно из рис. 1а, источник и приемник акустических колебаний, составляющие измерительную часть волноводного детектора, размещаются вне термостата. Это определяет возможность использования волноводного детектора принципиально при сколь угодно высоких температурах термостата, т.к. в последнем размещается только рабочая часть волновода, представляющая собой металлическую трубку. На практике температура термостата определятся условиями детектирования, применяемыми при хроматографическом или эвапорографическом анализе.

Анализ литературных источников, в которых рассматривается вопрос распространения акустических колебаний в узких волноводах, позволил установить, что не представляется возможным объяснить процесс формирования сигнала описанного выше детектора изменением колебательной

скорости в стоячей волне, которая возникает в волноводе за счет отражения от закрытого торца, из-за малого значения этой скорости при малой мощности акустических колебаний, создаваемых источником.

Экспериментально, путем наблюдения движения мыльной пленки в стеклянном волноводе (конструктивно идентичном волноводу описанного детектора), было установлено наличие движения газа в волноводе. Причем направление и интенсивность этого движения зависят как от частоты, так и от мощности акустических колебаний. Эти опыты позволили сделать вывод о том, что формирование сигнала волноводного акустического детектора происходит за счет изменения скорости акустического течения в стоячей волне.

Для получения количественных зависимостей, определяющих это сложное явление, были созданы две экспериментальных установки. В первой установке использовался волновод с внутренним диаметром 11 мм, в котором размещались специально разработанный радиоионизационный дифференциальный анемометр, термоанемометр и устройства отбора звукового и статических давлений, и соответствующая измерительная и регистрирующая аппаратура. С помощью данного устройства были выполнены исследования распределения скорости течения газа по длине волновода, звукового и статического давлений. При этом было установлено, что по длине волновода имеет место изменения направления и интенсивности течения, что определятся возникновением по длине волновода циркуляционных течений. Было также установлено, что распределение звукового акустического давления по длине волновода при значениях электрической мощности, подводимой к источнику акустических колебаний, равной 0,05 и 0, 15 В А, соответствуют теоретическому, а при мощности 0,3 В А наблюдается удвоение и даже утроение частоты, т.к. имеют место нелинейные эффекты. В то же время статическое давление в волноводе изменяется по длине трубки незначительно.

Во второй экспериментальной установке использовался волновод с внутренним диаметром 3 мм (реальный волновод детектора). В этом волноводе с помощью дифференциального радиоионизационного анемометра исследовалось распределение скорости акустического течения вдоль длины волновода (длина 200 и 400 мм) при разных резонансных частотах акустических колебаний. На рис. 16 в качестве примера показаны результаты изменения средней скорости акустического течения по длине волновода длиной 200 мм при частоте 2460 Гц. Как видно из рис. 16, в различных частях волновода течение имеет различные направление и интенсивность, а вблизи источника излучения скорость течения увеличивается, и оно направлено от источника. Этот факт является определяющим для изменения конструкции волноводного детектора, а именно, из него вытекает целесообразность размещения терморезистора вблизи источника акустических колебаний, т.к. это позволит уменьшить длину детектора.

Дополнительно с использованием радиоионизационного анемометра, установленного на расстоянии 10 мм от источника акустических колебаний,

были получены зависимости средней скорости акустического течения (ветра) i от подводимой к источнику акустических колебаний электрической мощности,

скорости звука в рабочей части волновода и внутреннего диаметра волновода j для различных резонансных частот. В качестве примера на рис. 16 показана

' названная зависимость, полученная для резонансной частоты 2460 Гц и волноводов с внутренним диаметром 2 мм (кривая 1) и 3 мм (кривая 2). В результате выполненных экспериментальных исследований было установлено, что средняя скорость акустического течения V0, вблизи источника акустических колебаний описывается выражением (для подводимой к электрической мощности 0,05+0,ЗВА):

Va.e=*WC , (1)

» где: к- постоянный коэффициент, значение которого зависит от

резонансной частоты колебаний и диаметра волновода; W- электрическая мощность, подводимая к источнику акустических колебаний; С- скорость звука в волноводе, определенная как средняя по его длине.

В результате экспериментальных исследований было выявлено, что информационными параметрами при волноводном детектировании газов и паров могут быть: скорость акустического течения, звуковое и статическое давления, т.к. эти параметры изменяются при изменении состава газов в рабочей части волновода.

Выявление факта формирования сигнала волноводного акустического детектора с терморезистивным приемником акустических колебаний за счет изменения средней скорости акустического течения определяет целесообразность применения нового названия для данного детектора, а именно, предложено называть этот детектор волноводным акустическим флюидным (fluidas (лат.) - текучий) детектором (ВАФД), т.к. это название в большей степени отражает физическое явление, вызывающее его сигнал.

С учетом выявленных информационных параметров были проанализированы возможные схемы волноводных акустических детекторов и было установлено, что помимо ВАФД с терморезистивным приемником f акустических колебаний, волноводное акустическое детектирование может быть реализовано на основе измерения звукового давления при небольшой мощности электрических колебаний, подводимой к источнику акустических , колебаний, а это может быть обеспечено с помощью звуковых плат г персональных компьютеров.

Такой вывод оказался принципиальным, так как из него вытекает возможность создания акустических аналитических и измерительных устройств нового типа, а именно, устройств, которые способны непосредственно без каких-либо устройств согласования подключаться к компьютеру, образуя вместе с ним устройства для измерения параметров газов, жидкости, полимеров, температуры, перемещений и других параметров. В частности, при использовании этого принципа построения акустических аналитических и измерительных устройств могут быть созданы детекторы

¡

I

газов и паров, названные волноводными акустическими компьютерными детекторами (ВАКД). Реализация этого принципа применительно к детекторам газов и паров может быть выполнена с использованием схем, показанных на рис. 2.

Ь

а)

ВАКД содержит волновод 1 (рис.2 а), в который подаются газ-носитель и вспомогательный газ. В торцах волновода размещены источник 2 и приемник 3 акустических колебаний, которые подключены, соответственно, к аналоговому выходу 4 и микрофонному входу 5 звуковой платы 6, размещенной в системном блоке 7 компьютера. В частном случае микрофон 3' может размещаться в окне 8 волновода (рис. 2 б). Возможность непосредственного подключения акустических систем к персональному компьютеру через звуковую плату позволяет использовать громадные возможности обработки сигналов, которые предоставляются персональным компьютером и отрабатываются программным обеспечением.

В случае применения предложенного выше принципа необходимость использования сложной измерительной техники полностью отпадает, и появляется возможность замены ее программными продуктами.

Третья глава "Теоретические основы работы волноводных акустических детекторов газов и паров" посвящена математическому моделированию статического и динамического режимов работы волноводных детекторов.

Математическая модель статической характеристики ВАФД (рис. 1 а) была получена на основе совместного решения уравнения, описывающего среднюю скорость акустического течения вблизи источника акустических колебаний, уравнения теплообмена, уравнения Джоуля-Ленца и ряда инженерно обоснованных упрощающих предположений:

, (2) ? = , (3)

Ч~1гг , (4)

где: <7-общий тепловой поток, отводимый в единицу времени от терморезистора;-тепловой поток, обусловленный теплопроводностью; д2 -тепловой поток, обусловленный вынужденной конвекцией от поверхности терморезистора к стенкам волновода; /- сила тока, протекающего через терморезистор; г - электрическое сопротивление терморезистора.

Для определения коэффициента теплообмена, характеризующего вынужденную конвекцию, использовалось критериальное уравнение. Для описания скорости звука в газе было использовано выражение:

"Ж , (5)

где: хи А-показатель адиабаты и молекулярная масса газа; Я - универсальная газовая постоянная; Т - абсолютная температура газа.

Для описания средней скорости звука по длине волновода использовалось выражение:

с-Я^ЫЬЫ. , (6)

Хг

где: Сг_, - скорость звука в газе-носителе; Сш - скорость звука в газовой среде, заполняющей рабочую часть волновода.

Полученная математическая модель сигнала ВАФД в общем случае имеет вид:

где Ка = К^,-- коэффициент преобразования детектора по объемной концентрации;

(НЛ VII

¡км>2 ят 1 Акт2

ЯТ 1

/Сг-н

К 21 V >-„/1- . К Ц_

/ I-, у * ~ ( I-/

а+^ V. г+кж^ [а+* |V.,+^

А» и ха, - молекулярная масса и коэффициент адиабаты газовой среды в рабочей части волновода; ц1_ии ^.„-молекулярная масса и коэффициент адиабаты газа-носителя;

вГгг

В коэффициентах Кр и Кх приняты следующие обозначения: Л = -/-длина рабочей части волновода;

Ь = 0,465^, Лг_„{СР)г_и ■ рг_и ; Ь- длина волновода; V,, -средняя скорость вспомогательного газа в волноводе; Лм -теплопроводность газа-носителя; (С,)м - теплоемкость газа-носителя при постоянном давлении; рг_„ - плотность газа-носителя; Л, и \г- диаметр и длина терморезистора (принято, что терморезистор имеет форму цилиндра); В- внутренний диаметр камеры 6 (рис. 1а), в которой размещается терморезистор; в- температурный коэффициент сопротивления терморезистора.

При малых концентрациях математическая модель ВАФД имеет вид:

А и=. (8)

где: д и молекулярная масса и коэффициент адиабаты г - ого компонента; а,-объемная концентрация ¡-ого компонента в потоке газа-носителя.

При да х,-„ сигнал ВАФД описывается выражением:

Ш^КДр-рЛа^Кр, , (9)

а при » выражение (9) сводится к виду :

Д и^Ка," , (Ю)

где: К^К^ - коэффициент преобразования ВАФД по массовой концентрации; (У^ -объем моля паров 1-ого компонента в нормальных условиях); а" = - массовая концентрация паров ¡-ого компонента в газе-носителе.

Таким образом, сигнал ВАФД пропорционален массовой концентрации детектируемого компонента в газовом потоке, который протекает в рабочей части волновода. Это важное свойство определяет возможность широкого применения ВАФД в аналитической технике.

Показано, что при постоянном объемном расходе газа-носителя сигнал ВАФД можно описать выражением:

Д£/ = ВД , (П)

где: С, = - массовый парциальный расход г - ого компонента;

К V

К0 = -" " - коэффициент преобразования ВАФД по массовому расходу.

Из выражения (11) следует, что площадь пика 5™ г-ого компонента, например, на хроматограмме, полученной с ВАФД, несет информацию о массе т1 ¡-ого компонента,т.к.

где Я" = |ДШ - площадь пика 1-ого компонента; т, = ^¡Л- масса <1 /, 1-ого компонента (/, и ?2 - моменты времени, соответствующие началу и окончанию выхода 1-ого компонента из хроматографической колонки).

Зависимость (12) определяет возможность наиболее простой количественной интерпретации результатов хроматографического анализа.

Математическая модель статической характеристики ВАКД (см. рис. 2а) была получена для резонансного режима его работы в предположении о наличии полного отражения акустических колебаний и возникновения в волноводе стоячей волны и резонанса, при котором резонансная частота колебаний описывается выражением:

/тш ■ (13)

Разность А/частот колебаний /ы и имеющая место при протекании через рабочую часть волновода газа-носителя с детектируемым компонентом и чистого газа-носителя, описывается выражением:

= • 04)

Для описания средней по длине волновода скорости звука С может быть использовано выражение (6) в соответствии со схемой ВАКД (рис.2 а).

Полученная математическая модель ВАКД, работающего в резонансном режиме, в общем виде имеет вид:

При малой концентрации детектируемого компонента (15) можно линеаризовать:

д/ /

1 / ч 1 ,

—(я-я,.,)--(X,-Хм)

Мг-н Хг-н

(16)

V И,-,

Выражения, аналогичные (9), (12), приведенные выше для ВАФД, могут быть получены для сигнала ВАКД, т.е. ВАКД, работающий в резонансном режиме, обладает такими же информационными возможностями, что и ВАФД.

Анализ конструкций ВАФД и ВАКД, схем подачи газовых потоков, инерционных свойств приемников акустических колебаний и характеристик вторичной аппаратуры позволил установить, что систему детектирования, включающую ВАФД и самопищущий потенциометр, можно рассматривать как инерционное звено второго порядка, а систему, включающую ВАФД, аналого-цифровой преобразователь и компьютер, и систему, включающую ВАКД и компьютер, - как инерционное динамическое звено первого порядка.

Четвертая глава "Экспериментальные исследования волноводных акустических детекторов газов и паров" посвящена описанию конструкций

разработанных ВАФД и ВАКД, экспериментальной проверке математических моделей статической и динамической характеристик этих детекторов и определению их метрологических характеристик.

Конструкции ВАФД и ВАКД были разработаны с учетом удобства их экспериментальных исследований и дальнейшего использования в составе газохроматографических и эвапорографического анализаторов. В последнем случае была предусмотрена возможность размещения рабочей части волновода детекторов в термостате при температуре 300-г350 °С.

Для экспериментальной проверки математических моделей статических характеристик ВАФД и ВАКД были созданы экспериментальные установки. * Причем установка для исследования ВАФД обеспечивала возможность варьирования следующих параметров: длины волновода (200+400) мм; длины рабочей части волновода (50*120) мм; внутреннего диаметра волновода ^ (2+3)мм; частоты колебаний (1230, 2460, 3650) Гц; объема пробы анализируемого газа (0,01+0,2) см3; молекулярной массы анализируемых газов (16 (метан); 28.98 (воздух); 44.01 (двуокись углерода)); расхода газа-носителя (0,5; 1,0; 1,5) л/ч; расхода вспомогательного газа (0,5 и 1,0) л/ч; электрической мощности, подводимой к источнику акустических колебаний (0,1; 0,15; 0,3) ВА. Установка для исследования ВАКД обеспечивала возможность варьирования следующих параметров: длины волновода (200+300) мм; длины рабочей части волновода (604-120) мм; объема пробы анализируемого газа (0,05-5-0,3) см3; внутреннего диаметра волновода (2+3) мм; молекулярной массы анализируемых газов (16 (метан); 28.98 (воздух); 44.01 (двуокись углерода)); расхода газа-носителя (0,5; 1,0; 1,5) л/ч; расхода вспомогательного газа (0,5 и 1,0) л/ч.

В результате выполненных экспериментов было установлено, что относительные расчетные и экспериментальные значения сигналов детекторов отличаются друг от друга не более, чем на ±30%, при этом относительная оценка среднеквадратического отклонения результатов измерений не превышает ±5%. Это означает, что с точностью, достаточной для аналитического приборостроения, созданные математические модели позволяют рассчитывать статические характеристики детекторов.

Проверка моделей динамических характеристик ВАФД и ВАКД была | выполнена путем определения их постоянных времени. Для этого был I использован известный метод определения постоянных времени детекторов по | заднему фронту импульсного сигнала. В результате было установлено, что I экспериментальные значения постоянных времени на 30+50% превышают расчетные значения, что можно объяснить процессом диффузии детектируемого компонента из рабочей части волновода в его измерительную часть.

Экспериментальным путем были определены все, предусмотренные действующим стандартом, метрологические характеристики ВАФД и ВАКД, значения которых приведены в таблице.

Таблица

№ Наименование метрологической характеристики Значение характеристики

ВАФД ВАКД

1 Уровень флуктуационных шумов сигнала 0,01 мВ 1 Гц

2 Предел допустимого значения относительного среднеквадратического отклонения сигнала ±0,7% ±0,4%

3 Дрейф нулевого сигнала ОД мВ/ч 1Гц/ч '

4 Порог чувствительности 2-10"'г/с в-Ю^г/с

5 Постоянная времени (0,35-0,5) с (0,75-1,2)с

В пятой главе "Применение волноводных акустических детекторов газов и паров" рассматриваются применения ВАФД и ВАКД для решения важных задач аналитического контроля многокомпонентной среды. Показано, что при использовании ВАФД или ВАКД в количественном хроматографическом анализе расчёт массовой концентрации г-ого компонента можно осуществлять без использования каких-либо эмпирических поправочных коэффициентов по формуле:

с

"и ■ (17)

/-1

С" - массовая концентрация ¡-ого компонента в анализируемой среде. Такая возможность вытекает из выражения (12). При этом количественный хроматографический анализ может быть реализован формально даже без какой-либо предварительной идентификации компонентов. Такими возможностями не обладает ни один из существующих в настоящее время универсальных детекторов.

Использование ВАФД и ВАКД в сочетании с детектором, сигнал которого пропорционален объемной концентрации 1-ого компонента в газе-носителе (так называемый равночувствительный детектор), позволяет автоматизировать качественный хроматографический анализ, что основывается на измерении молекулярной массы компонентов в процессе хроматографического анализа. В соответствии с (12) площадь пика ¡'-огокомпонента на хроматограмме ВАФД или ВАКД определяется его массой, а площадь 5,''пика на хроматограмме равночувствительного детектора определяется объемом паров ; - ого компонента, т.е.: 8Г-Кг-У, , (18)

где: ^-коэффициент преобразования равночувствительного детектора по объему; V, - объем г-ого компонента в паровой фазе.

Отношения площадей пиков позволяет получить информацию о молекулярной массе любого / -ого компонента в процессе газохроматографического анализа:

«^Г Кп 'М. Кп

к

где: =У/1р1 (р,- плотность паров ¡-ого компонента); ЛТ =—- постоянный

Ку

коэффициент.

Таким образом, использование комбинации двух детекторов позволяет осуществлять автоматический качественный газохроматографический анализ.

Возможность полной автоматизации количественного и качественного газохроматографического анализа подтверждена экспериментально и использована в разработках компьютерного хроматоидентификатора, выполненных в ТГТУ в 2000-2002 г.г.

Волноводные акустические детекторы использованы в составе компьютерного эвапорографического экспрессного анализатора важнейшей характеристики светлых нефтепродуктов - фракционного состава, который разрабатывается в ТГТУ в настоящее время. Применение в этом анализаторе волноводных детекторов обеспечивает возможность измерения массовой концентрации выкипающих фракций в соответствии с выражением (12) и позволяет представить результат измерений температур вскипания фракций в функции их массовой концентрации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Обоснована целесообразность исследований и разработок, направленных на совершенствование волноводных акустических средств аналитического контроля газов и паров.

2. Экспериментально установлено, что в волноводах акустических средств аналитического контроля при возникновении стоячей волны имеет место циркуляционное течение, которое может изменять свое направление по длине волновода, а интенсивность этого течения зависит от электрической мощности, подводимой к источнику акустических колебаний, частоты последних, скорости звука в газе, заполняющем волновод, и диаметра волновода.

3. Получена эмпирическая зависимость, связывающая среднюю скорость акустического течения вблизи источника акустических колебаний (при постоянной длине, диаметре волновода и частоте акустических колебаний) с электрической мощностью, подводимой к источнику акустических колебаний, и скоростью звука в газе, которым заполнен волновод.

4. Показано, что в качестве информативных параметров при волноводном акустическом детектировании газов и паров могут служить скорость акустического течения, звуковое и статическое давления в волноводе, а также частота и амплитуда звуковых колебаний.

5. Доказано, что сигнал волноводного акустического детектора с терморезистивным преобразовательным элементом формируется за счет изменений средней скорости акустического течения, и на этом основании

предложено называть такой детектор волноводным акустическим флюидным детектором (ВАФД).

6. Создана математическая модель статической характеристики волноводного акустического флюидного детектора на основе эмпирической зависимости для средней скорости акустического течения и уравнения тепло-и массообмена для терморезистивного преобразовательного элемента, расположенного вблизи источника акустических колебаний в потоке газа постоянного состава.

7. Предложен принцип построения акустических газоаналитических устройств, в соответствии с которым источник и приемник акустических колебаний названных устройств подключаются, соответственно, к аналоговому выходу и микрофонному входу звуковой платы системного блока компьютера, а для реализации различных алгоритмов измерений акустических сигналов используются компьютерные программы, и создан на базе этого принципа акустический детектор газов и паров, названный волноводным акустическим компьютерным детектором (ВАКД).

8. Создана математическая модель статической характеристики волноводного акустического компьютерного детектора газов и паров, работающего в резонансном режиме, на основе уравнения, описывающего условия возникновения стоячей акустической волны в трубчатом акустическом волноводе, в противоположных торцах которого размещены источник и приемник акустических колебаний.

9. Экспериментальными исследованиями, выполненными на специально разработанных установках, установлена адекватность математических моделей статических характеристик волноводных акустических флюидного и компьютерного детекторов.

10. Установлено, что при детектировании жидких смесей веществ различных классов при малых концентрациях детектируемых компонентов в газе-носителе и использовании газа-носителя с малой молекулярной массой сигналы ВАФД и ВАКД пропорциональны массовой концентрации детектируемого компонента в газе-носителе, а площадь импульсного сигнала пропорциональна массе детектируемого компонента, то есть эти детекторы можно расбматривать как равночувствительные по массовым концентрациям.

11. Разработаны конструкции ВАФД и ВАКД, способные работать при температуре 350°С, сохраняя при этом высокую чувствительность детектирования, и по стандартным методикам определены метрологические характеристики названных детекторов газов и паров.

12. Доказана возможность использования волноводных детекторов в газохроматографическом количественном и качественном анализе, а также в экспрессном эвапорографическом анализе фракционного состава светлых нефтепродуктов. Выявлена возможность создания на базе волноводных акустических детекторов газов и паров первичных измерительных преобразователей температуры, линейных перемещений и других физических величин.

По теме диссертации опубликованы следующие работы :

1. Исследование акустического ветра в волноводе акустотермического I детектора для газовой хроматографии. / Л.В. Илясов, Т. Юнее; Тверской гос. тех. ун-т.-Тверь, 2003. -12 е., 1 ил.- Библиогр. 3. назв.- Рус. - Деп. в ВИНИТИ /27.10.03 № 1867-В2003 '

2. Об одном принципе построения акустических средств аналитической и измерительной техники. / Л.В. Илясов, Т. Юнее; Тверской гос. тех. ун-т.-Тверь, 2003. -8с., 1 ил.- Библиогр. 3. назв.- Рус. - Деп. в ВИНИТИ 27.10.03 № 1866-В2003

3. Математическая модель сигнала волноводного акустического флюидного 1 детектора газов и паров. / Л.В. Илясов, Т. Юнее; Тверской гос. тех. ун-т.-Тверь', 2003. -11 е., 1 ил.- Библиогр. 3. назв.- Рус. - Деп. в ВИНИТИ 30.10.03 № 1885 -В2003 4

4. Исследование волноводного акустического компьютерного детектора газов и паров в резонансном режиме. / Л.В. Илясов, Т. Юнее, Ф.В Симонов; Тверской гос. тех. ун-т.-Тверь, 2003. -9 е., 1 ил.- Библиогр. 3. назв.-Рус.- Деп. в ВИНИТИ 30.10.03 № 1886-В2003

5. Свидетельство РФ на полезную модель №24564, Бюл. № 22, 2002. /Акустический детектор для газовой хроматографии Илясов Л.В., Т. Юнее. <

6. Свидетельство РФ на полезную модель №2533, Бюл. № 30,2002. ' I / Акустический датчик линейных перемещений Илясов Л.В., Т. Юнее. I

7.Свидетельство РФ на полезной модель №2593, Бюл. № 30,2002. ( / Акустический датчик температуры Илясов Л.В., Юнее. Т. 1

8. Патент РФ на полезную модель № 33233, Бюл. № 28, 2003 /Акустический : детектор для газовой хроматографии. Юнее Т. Илясов Л. В. >

9. Патент РФ на полезную модель № 33822 , Бюл. № 31, 2003 / Акустический | детектор газов и паров. Юнее Т. Илясов Л. В., Симонов Ф.В. 1

10. Илясов Л. В., Юнее Т. Информационные возможности акустического измерительного преобразователя. Сб. материалов Всероссийской заочной конференции " Перспективы развития Волжского региона", Вып.2, г. Тверь. 2002, с 156-158

12, Юнее Т. Акустический измерительный преобразователь. Сб. трудов # Международной научно-технической конференции "Компьютерные технологии в управлении, диагностике и образовании", г. Тверь. 2002, с 35-37.

H

l>'

«I

«

t

\ I

»1895 ^

Подписано в печать 17.11.2003 Бумаге писчая. Риэография с готового оригинал-макета, Усл. печ. л. 1,23 Тираж 120 экз. Типографии ГОУС

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ АКУСТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

КОНТРОЛЯ ГАЗОВ

1.1. Физические явления, используемые в акустических средствах 10 контроля газов

1.2. Акустические анализаторы газов.

1.3. Акустические детекторы для газовой хроматографии

1.4. Постановка задачи исследования

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ВОЛНОВОДНОГО

АКУСТИЧЕСКОГО ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ГАЗОВ И ПАРОВ

2.1 Физические предпосылки волноводного акустического 30 детектирования газов

2.2. Экспериментальные исследования процессов формирования 37 сигналов измерительной информации при волноводном детектировании газов и паров

2.3. Сигналы измерительной информации при волноводном 58 детектировании газов и возможные схемы газовых детекторов

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ ВОЛНОВОДНЫХ '

АКУСТИЧЕСКИХ ДЕТЕКТОРОВ ГАЗОВ И ПАРОВ.

3.1. Математическая модель ' статической характеристики 68 волноводного акустического флюидного детектора газов и паров

3.2. Математическая модель статической характеристики 79 волноводного акустического компьютерного детектора газов и паров

3.3. Математические модели динамических характеристик волноводных акустических детекторов газов и паров

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЛНОВОДНЫХ

АКУСТИЧЕСКИХ ДЕТЕКТОРОВ ГАЗОВ И ПАРОВ

4.1. Конструкции волноводных акустических детекторов

4.2. Экспериментальная проверка математической модели 97 статической характеристики волноводного акустического флюидного детектора

4.3. Экспериментальная проверка математической модели 103 статической характеристики волноводного акустического компьютерного детектора

4.4. Экспериментальная проверка математических моделей 112 динамических характеристик волноводных акустических детекторов

4.5. Экспериментальное определение погрешности волноводных 115 акустических детекторов

4.6. Экспериментальное определение порога чувствительности, 120 уровень флуктуационных шумов и дрейфа нулевого сигнала волноводных акустических детекторов

ПРИМЕНЕНИЯ ВОЛНОВОДНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ

ДЕТЕКТОРОВ ГАЗОВ И ПАРОВ

5.1. Применение волноводных акустических детекторов в 124 количественном газохромато графическом анализе

5.2. Применение волноводных акустических детекторов в 137 качественном газохроматографическом анализе

5.3. Применение волноводных акустических детекторов в 139 эвапорографическом анализе нефтепродуктов

5.4. Применение волноводных акустических детекторов в 143 измерении технологических параметров

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Общей тенденцией развития ведущих отраслей промышленности развитых стран мира является внедрение новых технических процессов, комбинированных и мощных технологических установок, а также использование автоматизированного управления, реализуемого на базе современных цифровых технологий получения и переработки измерительной информации. При этом характерной чертой совершенствования технологических процессов является ориентация на производство продукции повышенного качества.

Известно, что в таких отраслях промышленности, как нефтеперерабатывающая, нефтехимическая, химическая и другие решающее значение имеет контроль качества сырья, промежуточных и конечных продуктов, который осуществляется путем анализа состава и физико-химических свойств жидких и газообразных сред технологических потоков.

В настоящее время наиболее универсальным методом анализа состава и определения физико-химических свойств жидких и газообразных сред является газовая хроматография, которая широко используется в заводских лабораториях и на технологических потоках названых отраслей промышленности.

Технические характеристики газовых хроматографов во многом определяются свойствами используемых в их составе газовых детекторов, так как от характеристики детектора зависит чувствительность, селективность и воспроизводимость анализа, процедуры получения количественной информации и градуировки. При этом к детекторам газов, которые можно рассматривать как измерительные преобразователи концентрации широкого назначения, в газовой хроматографии , предъявляются наиболее жесткие требования по чувствительности и быстродействию. Поэтому установленная возможность применения того или иного детектора в газовой хроматографии, как правило, определяет возможность его успешного использования в составе других средств аналитической техники и в системах контроля природной среды.

При эксплуатации лабораторных и промышленных газовых хроматографов существенным и являются процедуры получения количественной хроматографической информации и градуировки анализатора, т.к. этими процедурами определяются трудоемкость анализа и точность полученных результатов. Радикальным решением задачи градуировки хроматографических анализаторов и интерпретации измерительной информации является использование газовых детекторов, сигнал которых зависит от какого-либо физико-химического свойства детектируемых веществ. Наиболее удобным при этом является зависимость сигнала от молекулярной массы (плотности паров) этих веществ, т.к. в этом случае результаты анализа могут представляться в массовых концентрациях, что является универсальным как для газовой, так и для жидкой анализируемой на хроматографе многокомпонентной среды. Такие зависимости характерны для сигналов аэростатических и эффузионных газовых детекторов, однако чувствительность этих детекторов при использовании в качестве газа-носителя гелия очень мала. Высокую чувствительность и зависимость сигнала от молекулярной массы при работе на гелии имеют акустические детекторы газов. Однако конструкции всех известных акустических газохроматографических детекторов таковы, что предполагают их размещение в термостате для исключения в камере детектора конденсации паров разделяемых жидких веществ. Это ограничивает рабочую температуру, при которой детектор сохраняет свою работоспособность. В то же время на сегодня известны акустические средства контроля различных технологических процессов и газоанализаторы, органической частью которых являются волноводы. При этом волноводы могут располагаться, например, в зонах с высокой температурой (это используется в датчиках температуры и газоанализаторах), а основные элементы акустических средств измерений могут располагаться в зоне с нормальной или комнатной температурой. Такая конструкция, например акустического газоанализатора, позволяет в определенной степени снять ограничения на рабочую температуру волновода, а следовательно, и всего средства измерений, тем более, что максимальная рабочая температура термостата газовых хроматографов не превышает 350-450 °С. Однако известные акустические газоанализаторы имеют большой объем рабочих камер и не могут быть использованы в качестве детектора в газовой хроматографии. Первые волноводные детекторы для газовой хроматографии были созданы в конце 80-х годов в Азербайджанском институте нефти и химии (г. Баку). Этот детектор был назван акустотермическим, так как в качестве приемника акустических колебаний в нем был использован терморезистор, который вместе с источником этих колебаний располагался вне термостата хроматографа. В последнем размещалась только рабочая часть волновода. Было установлено, что сигнал такого детектора зависит в основном от молекулярной массы детектируемых веществ. Эти разработки продемонстрировали перспективность использования в газовой хроматографии волноводного акустического, контроля газов. Однако при этом не было выполнено исследование механизма работы этого перспективного детектора, способного работать при самых высоких для газовой хроматографии температурах и использовать в качестве газа-носителя азот, воздух, гелий и другие газы.

Все сказанное выше определяет целесообразность проведения исследований и разработок, направленных на совершенствование волноводных акустических средств контроля газов, способных работать в качестве детекторов в составе газовых хроматографов и в других устройствах аналитической техники.

Работа выполнялась в рамках следующих проектов:

Разработка компьютерного хроматоидентификатора для научно-технических и образовательных услуг" № г.р. 0.01.2.00108519 по научнотехнической программе " Научные исследования вышей школы по приоритетным направлениям науки и техники" 2000-2002 г.;

Разработка компьютерного эвапорографического анализатора фракционного состава многокомпонентных жидких сред" по научно-технической программе "Научные исследование высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" 2003г.

Цель работы. Создание теоретических основ волноводного акустического детектирования газов и паров, разработка волноводных акустических детекторов, а также решение актуальной задачи автоматизации газохроматографического анализа.

Научная новизна. Обоснована теоретически и проверена экспериментально возможность волноводного акустического детектирования газов и паров жидкостей.

Выполнен комплекс экспериментальных исследований акустических течений в трубчатых волноводах малого (1-3 мм) диаметра при условии существовании в волноводе стоячей волны, установлено наличие циркуляционных течений газа по длине волновода и найдена экспериментальная зависимость средней скорости акустического течения вблизи источника акустических колебаний от подводимой к нему электрической мощности и скорости звука в газе, заполняющем волновод, а также установлено, что в качестве информативных . параметров при волноводном акустическом детектировании газов и паров могут служить звуковое и статическое давление в волноводе, скорость акустического течения, а также частота и амплитуда звуковых колебаний.

Доказано, что сигнал волноводного акустического детектора с терморезистивным преобразовательным элементом формируется за счет изменений средней скорости акустического течения, и этот детектор предложено называть волноводным акустическим флюидным детектором.

Создана математическая модель статической характеристики волноводного акустического флюидного детектора на основе упомянутой эмпирической зависимости для средней скорости акустического течения и уравнения тепло- и массообмена терморезистивного преобразовательного элемента, расположенного в измерительной части волновода в потоке газа постоянного состава.

Предложен принцип построения акустических газоаналитических устройств, в соответствии с которым источник и приемник акустических колебаний названных устройств подключаются, соответственно, к аналоговому выходу и микрофонному входу звуковой платы системного блока компьютера, а для реализации различных алгоритмов измерений акустических сигналов используются компьютерные программы, и создан на базе . этого принципа акустический детектор газов и паров, названный волноводным акустическим компьютерным детектором.

Создана математическая модель статической характеристики волноводного акустического компьютерного детектора газов и паров, работающего в резонансном режиме, на основе уравнения, описывающего условия возникновения стоячей акустической волны в трубчатом акустическом волноводе, в противоположных торцах которого размещены источник и приемник акустических колебаний.

Разработана методика экспериментальных исследований и созданы технические средства, обеспечивающие получение измерительной информации о скорости и направлении акустических течений в трубчатых волноводах малого диаметра (1-Змм), а также о распределении звукового и статического давления по длине трубчатого волновода при условиях его работы в составе акустических волноводных детекторов.

Найдены схемные и конструкционные решения, обеспечивающие возможность применения акустических волноводных детекторов в газовой хроматографии и в эвапорографических анализаторах фракционного состава светлых нефтепродуктов.

Результаты разработки защищены пятью патентам на изобретения.

Практическая значимость работы.

Использование волноводных акустических детекторов расширяет круг задач аналитического контроля, решаемых газовой хроматографией, так как обеспечивает возможность проведения анализа при температурах 300-350 °С, и позволяет значительно упростить количественный газохроматографический анализ и уменьшить его стоимость, так как исключает необходимость предварительной идентификации компонентов и градуировки хроматографа, а также позволяет увеличить точность измерения . и обеспечивает представление измерительной информации непосредственно в массовых концентрациях.

Радиоионизационный дифференциальный микрорасходомер газов, созданный при проведении исследований, может быть использован как простой и эффективный инструмент в широко провидимых в настоящее время в нелинейной акустике исследованиях акустических течений газов.

Разработан принцип построения акустических детекторов газов и паров, который может послужить основной для создания акустических датчиков технологических параметров и акустических средств аналитического контроля жидкостей, полимеров и твердых веществ. М в

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Обоснована целесообразность исследований и разработок, направленных на совершенствование волноводных акустических средств аналитического контроля газов и паров.

2. Экспериментально установлено, что в волноводах акустических средств аналитического контроля при возникновении стоячей волны имеет место циркуляционное течение, которое может изменять свое направление по длине волновода, а интенсивность этого течения зависит от электрической мощности, подводимой к источнику акустических колебаний, частоты последних, скорости звука в газе, заполняющем волновод, и диаметра волновода.

3. Получена эмпирическая зависимость, связывающая среднюю скорость акустического течения вблизи источника акустических колебаний (при постоянной длине, диаметре волновода и частоте акустических колебаний) с электрической мощностью, подводимой к источнику акустических колебаний, и скоростью звука в газе, которым заполнен волновод.

4. Показано, что в качестве информативных параметров при волноводном акустическом детектировании газов и паров могут служить скорость акустического течения, звуковое и статическое давления в волноводе, а также частота и амплитуда звуковых колебаний.

5. Доказано, что сигнал волноводного акустического детектора .с терморезистивным преобразовательным элементом формируется за счет изменений средней скорости акустического течения, и на этом основании предложено называть такой детектор волноводным акустическим флюидным детектором (ВАФД).

6. Создана математическая модель статической характеристики волноводного акустического флюидного детектора на основе эмпирической зависимости для средней скорости акустического течения и уравнения тепло-и массообмена для терморезистивного преобразовательного элемента, расположенного вблизи источника акустических колебаний в потоке газа постоянного состава.

7. Предложен принцип построения акустических газоаналитических устройств, в соответствии с которым источника и приемника акустических колебаний названных устройств, соответственно, к аналоговому выходу и микрофонному входу звуковой платы системного блока компьютера и использовании для реализации различных алгоритмов измерений акустических сигналов компьютерных программ, и создан на базе этого принципа акустический детектор газов и паров, названный волноводным акустическим компьютерным детектором (ВАКД).

8. Создана математическая модель статической характеристики волноводного акустического компьютерного детектора газов и паров, работающего в резонансном режиме, на основе уравнения, описывающего условия возникновения стоячей акустической волны в трубчатом акустическом волноводе, в противоположных торцах которого размещены источник и приемник акустических колебаний.

9. Экспериментальными исследованиями, выполненными на специально разработанных установках, установлена адекватность математических моделей статических характеристик волноводных акустических флюидного и компьютерного детекторов.

10. Установлено, что при детектировании жидких смесей веществ различных классов при малых концентрациях детектируемых компонентов в газё-носителе и использовании газа-носителя с малой молекулярной массой сигналы ВАФД и ВАКД пропорциональны массовой концентрации детектируемого компонента в газе-носителе, а площадь импульсного сигнала пропорциональна массе детектируемого компонента, то есть эти детекторы можно рассматривать как равночувствительные по массовым концентрациям.

• И. Разработаны конструкции ВАФД и ВАКД, способные работать при температуре 350°С, сохраняя при этом высокую чувствительность детектирования, и по стандартным методикам определены метрологические характеристики названных детекторов газов и паров.

12. . Доказана возможность использования волноводных детекторов в газохроматографическом количественном и качественном анализе, а также в экспрессном эвапорографическом анализе фракционного состава светлых нефтепродуктов. Выявлена возможность создания на базе волноводных акустических детекторов газов и паров первичных измерительных преобразователей температуры, линейных перемещений и других физических величин.

1. Olive T.R., Danatos S. Chem. Eng., 64 № 6,287,1957.

2. Бражников Н.И. Ультразвуковые методы измерения плотности вещества .Приборы и системы управления, 1976, № 10, с. 17-21

3. А.с. СССР № 343194 Бюл. № 20,1972/Способ измерения плотности газов. Батенчук-Туско В.М., Римскйй-Корсаков А.В.

4. Негретов Ю.Б. Акустотермический детектор для газовой хроматографии. -Баку: АзИНЕФТЕХИМ, 1989, Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

5. Бергман J1. Ультразвук и его применение в науке и технике. -М.: Иностр. Лит., 1956.-726 с.

6. Носов В.А. Проектирование ультразвуковой измерительной аппаратуры. -М.: Машиностроение, 1972. 320 с

7. Сорокин Н.И., Ляшко Н.А., Копаница Д.Н. К вопросу измерения плотности угольной пульпы по. поглащению ультразвука. Труды Гос. проект.-констр. ин-та Гипромашуглеобогащение, 1971. вып. 3, с. 372-380.

8. Тхоржевский В.П. Автоматический анализ химического состава газов. — М.: Химия, 1969. -324 с.

9. Гершгал Д.А. Сб. "Автоматтзация химических производств". М.: ОКБА, 1962. вып.2-3, с.42.

10. Фарзане Н.Г., Илясов Л.В. Автоматические. детекторы газов. — М.: Энергия, 1972.-168 с.

11. Turner D.W. Nature. 1958, № 181, p.1265.

12. Testerman M.K., McLeod P.C. "Gas chromatography". N. Bernner; J. E. Cullen and Weiss W.D. eds., p. 183. Academic Press, New York, 1962.

13. Noble F.W. Kenneth A. and Gook P.W. Anal. Chem. 1964, 36, №8, p. 14211407.

14. Волков Е.Ф. Акустический детектор. В кн.: «Газовая хроматография» (Труды III всесоюзной конференции). Изд. Дзержинского филиала ОКБА, 1966.

15. Волков Е.Ф. Акустический детектор для газовой хроматографии. Дис. канд. тех. наук. Баку, АзИНЕФТЕХИМ,1968. -132 с.

16. Негретов Ю.Б. Акустотермический детектор для газовой хроматографии.

17. Дис. канд. тех. наук Баку, АзИНЕФТЕХИМ, 1989. - 140 с.t18; Исакович М.Д. Общая акустика. М.: Наука, 1973. - 496 с.

18. Ивановский А.И. Теоретическое и экспериментальное изучение потоков, вызванных звуком. М.: Гидрометеоиздат, 1959. - 115 с.

19. Руденко О.В., Молен С.И. Теоретические основы нелинейной акустики. -М.: Наука, 1978.-288 с.

20. Зарембо JI.K., Красильников В.А. Введение в нелинейную акустику. М.: Наука, 1966.-519 с.

21. Красильников В.А. Звуковые и ультразвуковые волны. М.: Физматиздат, 1960. - 560 с.

22. Илясов JI.B'. • Эвапорографические и диффузионный методы автоматического анализа веществ. М.: ЦНИИТЭНетхим, 1979. - 77с.

23. Поль Р.В. Механика, акустика и учение о теплоте. М.: Наука, 1973. -480 с.154 •

24. Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1983.-928 с.

25. Тепло-и массообмен в звуковом поле./ Под редакции С.С. Кутателадзе, -Новосибирск, АН СССР, 1970. -253 с.

26. Исследование акустического ветра в волноводе акустотермического детектора для газовой хроматографии. / Илясов JI.B., Юнее Т.: Тверской гос. тех. ун-т. — Тверь, 2003. 9 с. Библиогр. 13 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 27.10.2003 №1867-В2003. .

27. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М.: Наука, с. 550551.

28. Горловой Г.И., Степаненко В.А. Тритиевые излучатели. -М.: Атомиздат, 1965 -116 с.

29. Царев Б.М. Контактная разность потенциалов. М.: ГИТТЛ, 1955. -280 с.

30. Свидетельство РФ на полезную модель № 24564, Бюл. № 22, 2002. /Акустический детектор для газовой хроматографии. Илясов. Л.В., Юнее Т.

31. Об одном принципе построения акустических средств аналитической и измерительной техники./Л.В. Илясов, Т. Юнее, Тверской гос. тех. ун-т.-Тверь, 2003. -8 е., 1 ил.- Библиогр. 3. назв.- Рус. Деп. в ВИНИТИ 27.10.03 № 1866 —В2003. • .

32. Патент РФ на полезную модель № 33233, Бюл. № 28 2003./Акустический детектор для газовой хроматографии. Юнее. Т., Илясов Л.В.

33. Патент РФ на полезную модель № 33822, Бюл. № 31 2003./Акустический детектор газов и паров, Юнее. Т., Илясов Л.В., Симонов Ф.В.

34. Перепечко И.И. Акустические методы исследования полимеров. — М.: Химия, 1973.-256 с.

35. Агейкин Д.И., Костина Е.Н., Кузнецова И.Н. Датчики контроля и регулирования. М.: Машиностроение, 1965. -844 с.

36. Трохан A.M. Гидроаэрофизические измерения. М.: Издательство стандартов, 1981. - 336 с.

37. Математическая модель сигнала волноводного акустического флюидного детектора газов и паров./Илясов Л.В., Юнее Т.; Тверской гос. тех. ун-т. -Тверь, 2003. И с. Библиогр. 3 назв.-Рус- Деп. в ВИНИТИ 30.10.03 № 1885 В2003.

38. Шорин С.Н. Теплопередача. М.: Высшая школа, 1964. - 491с.

39. Туричин A.M. Электрические измерения неэлектрических величин. — М.: Л.: Госэнергоиздат, 1959. 684с.

40. Фарзане Н.Г., Илясов JI.B. Азим-заде А.Ю. Автоматические детекторы газов и жидкостей. М.: Энергоатомизд, 1983. -96 с.

41. Исаченко В.П., и др. Теплопередача. -М.: Энергоиздат, 1981. 416 с.

42. Хоблер Р. Теплопередача и теплообменники. -JI.: Госхимиздат, 1961. -820 с.

43. Бретшнайдер С. Свойство газов и жидкости. -М.-Л: Химия, 1966.-536c.

44. Исследование волноводного акустического компьютерного детектора газов и паров в резонансном режиме / Илясов Л.В., Юнее Т., Ф.В Симонов; Тверской гос. тех. ун-т. Тверь 2003. 8 с. Библиогр. 13 назв. — Рус - Деп. в ВИНИТИ 30.10.03 № 1886-В2003.

45. Липавский В. Н., Березкин В. Г. Автоматические газовые потоковые хроматографы.-М.:Химия, 1982.-218 с;

46. Дианов В.Г., Мёеров М.В, Теория автоматического регулирования и авторегуляторы.-М: Гостоптехиздат, 1963.-416 с.

47. ГОСТ 26703-87. Хроматографы аналитические газовые. Общие технические требования. Методы испытаний.

48. Гольберт К.А., Вигдергауз М.С. Курс газовой хроматографии. -М.: Химия, 1974.-375 с.

49. Шай Г. Теоретические .основы хроматографии газов.-М: Ил, 1963. -380 с.

50. Новак И. Количественный анализ методом газовой хроматографии. М: Мир, 1978. 176 с.

51. Вигдергауз М.С., Семченко М.В, Езрец В.А., Болослав Ю.И. Качественный газохроматографический анализ. -М.: Наука, 1978. 244 с.

52. Методы спутники в газовой хроматографии. Пер. с англ. / Под ред. В.Г.; Березкина. -М.: Мир, 1972. 398 с.

53. Болосвский Ю.Н. Анваер В.И., Вигдергиуз М.С. Справочник по хроматографическим величинам удерживаний.-М.: "Стандарт", 1978. 191 с.

54. Анкудинова О.В. Радиоинзационный генераторный детектор газов. Дис. канд. тех. наук. Тверь, Тверской гос. Тех. ун-т., 1997. -189 с.

55. Полякова JI. А. Молекулярный масс-спектрометрический анализогранических соединений. М.: Химия,1983. -234 с.

56. Исидоров В.А., Зенйевич И.Г. Хромато-масс-спектрометрическое определение следов органических веществ в атмосфере. JL: Химия, 1982. 242 с.

57. Oans D.E. Anal. Chem. "36, 1964, р 1563.

58. А.С. СССР. № 1402088 1986 / Способ качественного хроматографического анализа. Илясов JI.B и др.

59. Илясов Л.В., Анкудинова О.В, Автоматизация качественного и количественного газохроматографического анализа. Сборник материалов н.т. конференции выставки "Качество", Москва, декабрь 2001г.

60. Отчет Щ4Р "Разработка компьютерного хроматоидентификатора для научно-технических и образовательных услуг", 2001, № гос. Регистрации 01.2.00108519.

61. Отчет НИР "Разработка компьютерного хроматоидентификатора для научно-технических и образовательных услуг", 2002, № гос. Регистрации 01.2.00108519.

62. Отчет НИР "Разработка компьютерного эвапорографического анализатора фракционного состава жидких сред", 2003.

63. Свидетельство РФ на полезную модель №25933, Бюл. № 30, 2002. /Акустический датчик линейных перемещений. Илясов JI.B., Юнее Т.

64. Свидетельство РФ на полезную модель №25939, Бюл. № 30, 2002. /Акустический датчик температуры. Илясов J1.B., Юнее Т.

65. Илясов JI.B., Юнее Т. Информационный возможности акустического измерительного 'преобразователя. Сб. материалов всероссийской заочной конференции " Перспективы развития волжского региона", Вып.4, г. Тверь. 2002. с. 156-158.

66. Юнее Т. Акустический измерительный преобразователь. Сб. трудов Международной научно-технической конференции "Компьютерные технологии.в управлении, диагностике и образовании", г. Тверь. 2002, с 35-37.