Разработка диэлькометрических измерительных преобразователей для систем экологического мониторинга пресноводных сред

• Автор: Мишков, Михаил Юрьевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 184 с. : ил.

ОГ ДАВЛЕНИЕ

Условные обозначения и сокращения

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ИЗВЕСТНЫХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ДИ-ЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ СОСТАВА И СВОЙСТВ ДИССИПАТИВНЫХ СРЕД

1.1 Особенности диэлькометрии пресноводных сред

1.2 Анализ видов экологических патологий пресноводных сред и

определение технических и информативных требований, к диэлькометрическим ИП для систем экологического мониторинга

1.3 Электрические модели диссипативных диэлектрических сред

1.4 Обзор принципов построения и конструктивных решений первичных измерительных преобразователей 3
1.5 Анализ известных методов измерения составляющих диссипативных Сб’-двухполюсииков

1.6 Оценка потенциальной информативности диэлькометрии. Цель и

задачи исследования

ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПАРАМЕТРОВ СС-ДВУХПОЛЮСНИКОВ ДЛЯ СИСТЕМ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
2.1 Анализ корреляции диэлектрических и экологических характеристик загрязненных водных систем
2.2 Разрешающая способность по составляющим комплексной проводимости как основной критерий потенциальной информативности
2.3 Обоснование принципов построения и математическое моделирование широкополосных измерительных преобразователей параметров СС-двухполюсников
2.4 Обоснование принципов построения и математическое моделирование релаксационных измерительных преобразователей параметров СО-д ву х по л ю с н и ко в
2.5 Обоснование принципов построения и математическое моделирование резонансных измерительных преобразователей параметров СС-двухполюсников
2.6 Исследование деградационных характеристик серийно выпускаемых диэлькометрических средств измерений Выводы ко второй главе
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ С ПОВЫШЕРШОЙ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТЬЮ ПО СОСТАВЛЯЮЩИМ КОМПЛЕКСНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ
3.1 Разработка широкополосного измерительного преобразователя
параметров СС-двухполюсников
3.2 Разработка релаксационного измерительного преобразователя
параметров СС-двухполюсников
3.3 Разработка резонансного фазокомпенсационного измерительного преобразователя параметров СС-двухполюсников
3.4 Разработка первичных измерительных преобразователей для
систем экологического мониторинга пресноводных сред Выводы к третьей главе
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ И ОЦЕНКА
ИХ ПРИМЕНИМОСТИ ДЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ВОДНЫХ СРЕД
4.1 Определение метрологических характеристик измерительных
преобразователей параметров СП-двухполюсников
4.1.1 Определение действительных метрологических характеристик
образцов электрических емкостей и проводимостей
4.1.2 Градуировка вторичных ИП по образцам емкости и проводимости. Определение погрешностей измерения емкостей и проводимостей
4.1.2.1 Экспериментальное исследование широкополосного ИП параметров СИ-двухполюсников
4.1.2.2 Экспериментальное исследование релаксационного ИП параметров СП-двухполюсников
4.1.2.3 Экспериментальное исследование резонансного фазокомпенсационного ИП параметров СЄ-двухполюсников
4.1.2.4 Методика учета систематической составляющей погрешности, вызванной неинвариантностью измерительного преобразования
4.1.3 Определение действительных метрологических характеристик ПИП по градуировочным жидкостям
4.2 Экспериментальные исследования чувствительности диэлектрических характеристик загрязненных бинарных растворов дистиллированной воды к концентрации загрязняющих веществ
4.2.1 Исследование диэлектрических свойств водных растворов
электролитов
4.2.2 Исследование диэлектрических свойств водных растворов неполярных и слабополярных диэлектриков

мых колебаний как функции диссипативного сопротивления [49]. В отличие от генераторов гармонических колебаний в релаксационных генераторах период Т определяется постоянной времени исследуемого двухполюсника, а амплитуда генерируемых импульсов инвариантна к параметрам исследуемой цепи. В результате такие устройства можно рассматривать только-как преобразователи времени релаксации в период (т—>7) [49; 71, 79].
Достоинствами автогенераторного преобразования является возможность работы в автоматическом режиме, непрерывное получение информации о контролируемом объекте. Недостаток метода заключается в сложности получения сигнала, инвариантно отражающего внесенные емкость, и проводимость, что приводит к снижению точности и инвариантности составляющих измеряемых комплексных проводимостей: Для. создания исследовательских диэлькометри-ческих систем метод малопригоден. Тем не менее, при разработке диэлькомет-рических преобразователей систем- экологического контроля- его- применение вполне оправдано.
При проектировании средств измерения составляющих адмитанса вторичные приборы, основанные на использовании явления резонанса, применяются достаточно часто. В серийно выпускаемых измерителях обычно используется резонанс в последовательном контуре [72, 79-80]. Основной аппаратурой, реализующей нулевой метод, являются куметры [72, 80]. Если один из элементов колебательного контура заменён измерительным преобразователем, то, восстанавливая резонанс, можно определить параметры преобразователя и, следовательно, искомые величины. Резонансная частота такого контура при больших потерях определяется, выражением [81]:
Резонансные методы
(1.22)