http://ea.donntu.ru/handle/123456789/1762 Wed, 22 Apr 2026 04:23:49 GMT 2026-04-22T04:23:49Z http://ea.donntu.ru/handle/123456789/27991 Title: Микропроцессорная информационно-измерительная система контроля концентрации пыли для аэрогазовой защиты угольных шахт Authors: Соломичев, Роман Игоревич; Соломічев, Роман Ігоревич; Solomichev, R.I. Abstract: Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.13.05 – «Компьютерные системы и компоненты». – ГВУЗ «Донецкий национальный технический университет», Донецк, 2014. Диссертация посвящена разработке методов и средств повышения быстродействия и точности измерителя концентрации взвешенной пыли в атмосфере угольных шахт на основе двухлучевого оптико-абсорбционного метода контроля с общим открытым оптическим каналом с учетом влияния основных дестабилизирующих факторов рудничной атмосферы. Разработана математическая модель оптикобсорбционного измерителя концентрации угольной пыли в диапазоне от 0 до 3 г/м3, учитывающая влияние основных дестабилизирующих факторов рудничной атмосферы – температуры и дисперсности частиц пыли на параметры оптоэлектронного измерителя, что позволило оценить метрологические характеристики измерительной системы. Для учета изменения дисперсного состава пылевого аэрозоля предложено использовать двухлучевой оптико-абсорбционный способ измерения концентрации и дисперсности угольной пыли с разработанным алгоритмом обработки экспериментальных данных, с помощью которого определяются параметры функции распределения частиц по дисперсности в диапазоне (1 ÷ 10) мкм. Предложен метод аппаратной компенсации температурного дрейфа выходных сигналов двух оптических измерительных каналов за счет использования дополнительного закрытого оптического канала, что позволило уменьшить дополнительные погрешности измерения концентрации пыли при изменении температуры от +5 до +35С в 4,3 и 7,8 раза для двух различных длин волн. Синтезирована и обоснована структура микропроцессорной ИИС контроля концентрации пыли в атмосфере угольных шахт, разработан алгоритм ее функционирования, согласно которому предусмотрен прогноз взрывоопасной ситуации в шахте за счет измерения и контроля концентрации пыли, метана, температуры, влажности воздуха и накопления информации о динамике изменения данных параметров. Разработан макетный образец двухлучевого оптико-абсорбционного измерителя онцентрации взвешенной пыли с учетом и компенсацией основных дестабилизирующих факторов рудничной атмосферы и методика его градуировки. Разработан лабораторный стенд – пылевая камера, для исследования и оценки метрологических характеристик разработанного измерителя концентрации пыли. Макетный образец положен в основу разработки опытного образца 19 ИИС Государственным предприятием «Петровский завод угольного машиностроения». Description: The dissertation for the degree of candidate of technical sciences. Specialty 05.13.05 – «Computer Systems and Components». – State Higher Educational Establishment «Donetsk National Technical University», Donetsk, 2014. The dissertation is devoted to the development of methods and means of accuracy and speed increasing of the airborne dust concentration measuring instrument in the atmosphere of coal mines based on the two-beam optical absorption control method with common open optical channel taking into account the influence of the main destabilizing factors of the mine atmosphere. The mathematical model of optical absorption measuring instrument of the coal dust concentration in the range from 0 to 3 g/m3 is designed, taking into account the influence of the main destabilizing factors in the mine atmosphere - temperature and dispersion of dust particles, on the parameters of the optoelectronic measuring instrument, that allowed us to estimate the metrological characteristics of the measuring system. There is proposed to use a two -beam optical absorption method of concentration and dispersion measurement of the coal dust for accounting of the changes in the dispersed composition of dust aerosol, with the developed algorithm for processing of the experimental data, using which parameters of the distribution function of particles in dispersion in the range of (1÷10) mcm are determined. The method of hardware temperature instability compensation of output signals of the two optical measuring channels is proposed by using an additional closed optical channel, thus reducing the measurement error constituents of dust concentration caused by temperature changes in the range of +5 to +35○С in 4.3 7.8 times. The structure of the microprocessor IMS of dust concentration control in the atmosphere of coal mines is synthesized and substantiated, the operation algorithm is developed, according to which the forecast of an explosive situation in the mine is provided by measuring and monitoring the concentration of methane, temperature, air humidity and accumulation an information about these parameters dynamics. The model sample of two-beam optical absorption airborne dust concentration measuring instrument is designed with the compensation of the main destabilizing factors of the mine atmosphere, and technique of its graduation - too. The laboratory stand is designed - the dust chamber for investigation and evaluation of the metrological characteristics of the developed dust concentration measuring instrument. The model sample is the basis for the development of the IMS prototype by State Enterprise "Petrovsky plant of coal mechanical engineering." Wed, 01 Jan 2014 00:00:00 GMT http://ea.donntu.ru/handle/123456789/27991 2014-01-01T00:00:00Z http://ea.donntu.ru/handle/123456789/27302 Title: ОБОСНОВАНИЕ КОНЦЕПЦИИ СТРУКТУРНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ МОДУЛЬНОЙ КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Authors: Штепа, А.А.; Штепа, О.А.; Shtepa, A.A. Abstract: Приведена и обоснована концепция проектирования, позволяющая строить компьютеризированную информационно-измерительную систему на основе модульного принципа объединения измерительных каналов единой структуры, которая обеспечивает получение сопоставимых, стабильных, воспроизводимых результатов совместных измерений разнотипных низкоамплитудных электрофизиологических сигналов. Наведено і обґрунтовано концепцію проектування, що дозволяє будувати комп'ютеризовану інформаційно-вимірювальну систему на основі модульного принципу об'єднання вимірювальних каналів єдиної структури, яка забезпечує отримання порівнянних, стабільних, відтворюваних результатів спільних вимірювань різнотипних низькоамплітудних електрофізіологічних сигналів Description: The paper presents a design concept, which allows building a computerized information and measuring system based on a modular principle of combining the unified structure measurement channels, that provides comparable, stable, reproducible measurements of different types of low-amplitude joint electrophysiological signals. A proposed computerized information-measuring system will be distinguised by circuit and algorithmic solutions that obey the proposed concept, which provides credible, comparable, stable and reproducible measurement results for diverse electrophysiological parameters. When designing information-measuring systems on the basis of the algorithm of a posteriori digital recovery signals there is a possibility to completely abandon the high pass filter with its large solid-state capacitors, as a set of high quality digital filters is implemented programmatically or the work involves only zero lower frequency, which is typical of instruments in the field of scientific research. A unified measurement channel includes a power amplifier and a high-pass filter, with parameters covering the whole range of electrophysiological signals, and the problem of expansion of dynamic range is solved by the use of ADC with high resolution. On the basis of the analysis of modern methods of electrophysiological study we highlighted the current trend towards increasing comprehensive diagnostic investigations with the necessity of simultaneous measurement and joint analysis of different types of electrophysiological signals. It raises the problem of obtaining comparable, stable and reproducible results of such measurements. We propose a concept of construction of the modular structure of a computer-aided information-measuring system of electrophysiological signals, based on the following principles: unity of design for all measuring channels by excluding them from their units, specific types of electrophysiological signals; transfer of the maximum number of conversion functions of measuring signals in the area of subsequent digital processing; the use of ADC with high resolution to reach the required total dynamic range of the whole complex of controlled electrophysiological parameters, taking into account interference in each of the channels. Sun, 01 Jun 2014 00:00:00 GMT http://ea.donntu.ru/handle/123456789/27302 2014-06-01T00:00:00Z http://ea.donntu.ru/handle/123456789/27301 Title: ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ШИРИНЫ СПЕКТРА ИЗЛУЧЕНИЯ ИСТОЧНИКА НА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ ГАЗОАНАЛИЗАТОРОВ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА Authors: Лыков, А.Г.; Косарев, Н.П.; Ликов, О.Г.; Косарєв, М.П.; Lуkov, А.G.; Kosarev, N.P. Abstract: В качестве источников излучения выбраны светоизлучающие диоды, спектры излучения которых соответствуют спектру поглощения СО, но имеют отличия в ширине спектра в (4-5) раз. Установлено, что сужение спектра излучения приводит к повышению чувствительности оптической части измерительного канала, однако степень сужения спектра влияет на линейность изменения информационного параметра от изменения концентрации; наилучший результат наблюдается при совпадении спектра поглощения газовой составляющей и спектра излучения светоизлучающего диода. Предложены пути повышения оптической мощности источников излучения для увеличения соотношения сигнал-шум при сохранении достигнутого эффекта увеличения чувствительности, основанные на модернизации оптической части измерительных каналов. В якості джерел випромінювання обрані світлодіоди, спектри випромінювання яких відповідають спектру поглинання СО, але мають різницю в ширині спектру в (4-5) разів. Встановлено, що звуження спектру випромінювання призводить до підвищення чутливості оптичної частини вимірювального каналу, однак ступінь звуження спектру впливає на лінійність зміни інформаційного параметра від зміни концентрації СО; найкращий результат спостерігається при співпадінні спектру поглинання газової складової і спектру випромінювання світлодіоду. Запропоновані шляхи підвищення оптичної потужності джерел випромінювання для збільшення співвідношення сигнал-шум при збереженні досягнутого ефекту збільшення чутливості, що полягають у модернізації оптичної частини вимірювальних каналів. Description: Light-emitting diodes LED46-TEC-PRW and LED-465-NS were selected as radiation sources for research (LED46-TEC-PRW as a base). Their emission spectrum coincides with a CO absorption spectrum, but has some spectrum width differences by (4-5) times. We have found out that constriction of a radiation spectrum leads to increasing of the optical measuring channel sensitivity. But degree of the spectrum constriction influences on the linearity of information parameter changes as a function of concentration changes. LED-465-NS sensitivity increasing can achieve 3,4 times for CO concentrations range from 0,5 to 1 %; for CO concentrations range from 0 to 0.5 % the sensitivity does not increase. Usage of LED46-TEC-PRW with an optical filter (transmission range of wavelengths from 4.4 ?m to 4.9 ?m) provides sensitivity increasing by 2 times only. But dependence of information parameter from CO concentration for range from 0 to 1 % is a linear characteristic. So the best result is observed when the absorption spectrum of a gas component and the emission spectrum of the light emitting diode are the same. The studies also found that the increasing of the optical measuring channel sensitivity by the constriction of the LED’s radiation spectrum is accompanied by constriction of its optical power level, and accordingly the influence of noise and interference in the output signal are increasing. It eliminates the achieved increase of the informational component about CO concentration. We suggest ways to improve the optical power radiation sources based on modernization of the optical measuring channels for increasing a signal-to-noise rate (the achieved effect of the sensitivity increasing persists). In particular, we propose the usage of a broadband source and optical filter from photodiode side or usage of a light-emitting diode “gun” in an infrared range and focusing optical lens from photodiode side. Sun, 01 Jun 2014 00:00:00 GMT http://ea.donntu.ru/handle/123456789/27301 2014-06-01T00:00:00Z http://ea.donntu.ru/handle/123456789/27298 Title: ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СТУПЕНЧАТОГО ИСПЫТАТЕЛЬНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ Authors: Кузнецов, Д.Н.; Кузнєцов, Д.М.; Чупіс, Д.А.; Kuznetsov, D.N.; Chupis, D.A. Abstract: Выполнено экспериментальное исследование воздушного потока в рабочей части аэродинамического стенда, реализующего физическую модель ступенчатого испытательного воздействия для определения динамических характеристик термопреобразователей. Определены границы пространственной области, пригодной для динамической градуировки с учетом допустимых неравномерности профиля средней скорости, уровня пульсаций скорости и моментов распределения высших порядков. Предложена методика выполнения динамической градуировки. Виконано експериментальне дослідження повітряного потоку в робочій частині аеродинамічного стенда, що реалізує фізичну модель ступінчастого випробувального впливу для визначення динамічних характеристик термоперетворювачів. Визначено межі просторової області, придатної для динамічного градуювання датчиків, з урахуванням допустимих нерівномірності профілю середньої швидкості, рівня пульсацій швидкості і моментів розподілу вищих порядків. Запропоновано методику виконання динамічного градуювання. Description: Air flow experimental investigation in the working section of the aerodynamic test bench which implements the test step excitation physical model for the thermoelements dynamic characteristics determination is carried out. The range of the spatial domain suitable for the sensors dynamic calibration subject to permissible average velocity profile irregularity, velocity pulsation level and higher orders probability moments is determined. Methodology of the dynamic calibration implementation is proposed. Sun, 01 Jun 2014 00:00:00 GMT http://ea.donntu.ru/handle/123456789/27298 2014-06-01T00:00:00Z