Алгоритмы обработки информации и принятия решений при функционировании термогравиметрических средств влагометрии

• Автор: Медведевских, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 173 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ИЗМЕРЕНИЙ ВЛАЖНОСТИ ТЕРМОГРАВИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
1.1 Современные способы реализации процессов измерения влажности твердых веществ термогравиметрическим методом
1.2 Специфика методов повышения точности, оценки и контроля погрешности измерений влажности твердых веществ термогравиметрическим методом
1.3 Анализ используемых во влагометрии алгоритмов обработки данных и принятия решений при оценке и контроле погрешности измерений влажности
1.4 Выводы
ГЛАВА 2 МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ИЗМЕРЕНИЙ ВЛАЖНОСТИ ТЕРМОГРАВИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ И УСЛОВИЯ МИНИМИЗАЦИИ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
2.1 Статистическая модель процесса измерений влажности
2.2 Интегральная модель тепломассопереноса в веществе при его
нагреве разными способами
2.4 Выводы
ГЛАВА 3 АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ И ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ МИНИМИЗАЦИИ И КОНТРОЛЕ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ВЛАЖНОСТИ
ТЕРМОГРАВИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
3.1 Алгоритм принятия решения об однородности проб вещества при отсутствии априорной информации о качестве методики подготовки
его проб
3.2 Алгоритмы обработки информации и принятия решений при минимизации погрешности измерений влажности методом поиска оптимального подвода энергии к пробам вещества
3.3 Алгоритмы обработки информации и принятия решений при минимизации погрешности измерений влажности путем оценки вклада отличных от воды летучих компонентов состава вещества й
времени измерений
3.4 Алгоритмы принятия решений о пригодности для измерений термогравиметрических средств влагометрии
3.5 Выводы
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, ВОПРОСЫ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ВЛАЖНОСТИ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1 Экспериментальное исследование интегральной модели процесса измерений влажности
4.2 Экспериментальные оценки характеристик однородности проб вещества при различных способах их подготовки
4.3 Поиск оптимального значения эффективной температуры сушки вещества на инфракрасном термогравиметрическом влагомере и
оценка времени измерений по методу добавок

4.4 Алгоритм принятия решений о пригодности для измерения универсальных термогравиметрических влагомеров МА-30 без использования натуральных веществ - объектов измерений
4.5 Алгоритм принятия решений о пригодности для измерений термогравиметрических установок для измерения влажности хлопка
без натурального вещества
4.6 Алгоритм оценки отличных от воды летучих компонентов состава твердых веществ в результатах измерения влажности вакуумнотепловым способом
4.7 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. АЛГОРИТМ КОНФЛЮЭНТНОГО АНАЛИЗА.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТ.

ВВЕДЕНИЕ
Измерения влажности стандартизованными термогравиметрическими средствами влагометрии для тысяч веществ регулярно проводят при контроле промышленной и сельскохозяйственной продукции. Влагометрия твердых веществ характеризуется появлением экспрессных термогравиметрических средств, которые по сравнению со стандартизованными средствами позволяют в несколько раз сократить время измерений влажности термогравиметрическим методом. При повышении точности измерений влажности применением современных методов обработки информации можно повысить точность измерения экспрессными термогравиметрическими средствами влагометрии до уровня, предусмотренного стандартами на методы измерения влажности твердых веществ, обеспечив тем самым их эффективное внедрение и использование при технологическом и приемосдаточном контроле влажности продукции в сферах распространения государственного метрологического надзора.
Процесс измерения влажности твердого вещества термогравиметрическим методом заключается в обезвоживании (сушке) вещества при определенных условиях в течение заданного времени, взвешивании анализируемых проб вещества в заданные моменты времени измерений влажности и расчете значения влажности по результатам измерения массы проб вещества до и после сушки. Этот процесс реализуется с помощью термогравиметрических средств влагометрии термогравиметрических влагомеров и установок.
Измерения влажности твердых веществ термогравиметрическим методом, как и измерения содержания компонентов состава веществ, характеризуются крайне сложным доступом к измеряемой величине - массе воды, находящейся в физикохимической связи различных видов с другими элементами в анализируемом веществе. Эта сложность усугубляется огромным многообразием и неоднородностью объектов измерений по составу и физико-химическим свойствам, наличием в составе вещества отличных от воды летучих компонентов.
Поэтому в области влагометрии - одной из областей количественного химического анализа (КХА), наибольшее значение имеют две проблемы: обеспечение избирательности и чувствительности термогравиметрического метода к воде,

ГЛАВА 2 МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ИЗМЕРЕНИЙ ВЛАЖНОСТИ ТЕРМОГРАВИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ И УСЛОВИЯ МИНИМИЗАЦИИ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
Процесс измерений влажности твердых веществ термогравиметрическим методом - это динамический процесс тепломассопереноса в твердых веществах, измеряемой величиной которого является убыль массы вещества в заданные моменты времени измерений, выраженная в единицах массы, массовой доли или массового отношения. Характерными особенностями объектов, термогравиметрического метода и средств влагометрии, влияющими на погрешность результатов измерений, являются: разрушающий пробу вещества характер термогравиметрического метода измерений влажности; неоднородность вещества; наличие в его составе отличных от воды летучих компонентов.
Для разработки с учетом характерных особенностей объектов, термогравиметрического метода и средств влагометрии интегральной модели тепломассопереноса в пористых веществах при произвольном режиме их нагрева от различных источников воспользуемся методами физической кинетики и термодинамики необратимых процессов. Общая модель погрешности измерений влажности термогравиметрическим методом строится в рамках теории динамических измерений и учитывает влияние на результаты измерений влажности объектов, методов и средств измерений. Применение данных методов обеспечит универсальность моделей по отношению к объектам и термогравиметрическим средствам измерений влажности разных типов и позволит разработать обобщенные универсальные алгоритмы принятия решений и обработки информации при минимизации погрешности измерений влажности, проверке пригодности для измерений термогравиметрических средств влагометрии.
2.1 Статистическая модель процесса измерений влажности
В основу статистических моделей процесса измерений влажности, в соответствии с В.А. Грановского [16] и других авторов[128, 132, 140, 129, 123], можно положить следующее.
Случайный характер процесса измерений влажности твердых веществ термогравиметрическим методом обусловлен тремя источниками стохастичности: