Метод контроля жидкофазных объектов на основе газоразрядной визуализации

• Автор: Крыжановский, Эдвард Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 103 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Анализ состояния исследований жидкофазных объектов методом изучения свечения их газового разряда
1.1. Представления формирования изображений свечения
газового разряда
1.2. Метод Газоразрядной Визуализации
1.3. Обзор исследований, основанный на изучении свечения газового разряда жидкофазных объектов
1.3.1. Исследование водных растворов
1.3.2. Исследование микробиологических культур
Выводы
Глава 2. Разработка параметров и методов анализа ГРВ-графии
2.1. Выбор признаков - параметров ГРВ изображений
2.2. Анализ выборок параметров статических ГРВ изображений
2.3. Анализ выборок параметров динамических ГРВ изображений
2.4. Практическая реализация методов анализа ГРВ изображений
жидкофазных объектов
Выводы
Глава 3. Экспериментальная апробация программно реализованных методов анализа
3.1. Экспериментальные результаты исследования статических ГРВ изображений жидкофазных объектов
3.2. Результаты анализа динамических ГРВ изображений жидкофазных объектов
3.3. Методика эксперимента
Выводы
Глава 4. Математическое моделирование газоразрядных процессов вблизи жидкофазных объектов
4.1. Электромагнитное поле вблизи газового разряда индуцированного каплей жидкости
4.2. Применение математической модели к экспериментальным данным ..87 Выводы
Заключение
Основные публикации по теме диссертации
Литература
Введение
Актуальность работы. В экологической практике в связи с возрастающими темпами загрязнения антропогенными выбросами крайне остро стоит вопрос об эффективных методах и приборах для контроля природных и искусственных жидкофазных объектов. С другой стороны, организм человека в значительной степени состоит из водных растворов. Поэтому актуальной задачей является изучение влияния электромагнитного поля (ЭМП) на некоторые физические свойства модельных жидкофазных систем: дистиллированной воды и физиологических растворов.
Спектроскопический, хроматографический, ЯМР, масс-спектрометрический и другие методы требуют сложной измерительной аппаратуры, высококвалифицированного персонала, часто недоступного небольшим лабораториям. Кроме того, эти методы имеют свои технические ограничения для исследования описанных групп жидкостей [1,2,3,4]. Для решения широкого класса задач, связанных с использованием жидкофазных объектов физической и биологической природы, необходима разработка простых в применении, надежных систем для выявления особенностей физикохимических свойств жидкостей.
Результаты исследований последних лет показали, что в качестве такого метода, способного выявить слабые изменения физико-химических свойств в жидкофазных объектах, может выступать метод газоразрядной визуализации (ГРВ-графия) [5, 6, 7]
Сущностью метода ГРВ-графии является изучение характеристик газового разряда, индуцируемого электронно-оптической эмиссией объекта, помещенного в электромагнитное поле (ЭМП) высокой напряженности. При этом характеристики газового разряда являются отражением как внутренних
В свою очередь, количество измерений (объем выборки) и вид их распределения определяют характер статистического анализа. Если распределение параметра ГРВ изображений носит не нормальный характер, то применяются методы непараметрического анализа. Для случая независимых выборок были применены: и критерий Манна-Уитни и критерий серий Вальда-Вольфовица [52,53]. Для случая зависимых выборок: критерий знаков и критерий Уилкоксона [54,55]. При нормальных распределениях в обоих случаях применялся метод Стьюдента (для независимых выборок и парный, соответственно) [56, 57].
Для зависимых выборок были применены следующие критерии.
Критерий знаков предназначен для установления общего направления сдвига исследуемого признака. Он позволяет установить, в какую сторону в выборке в целом изменяются значения признака при переходе от первого измерения ко второму.
Под сдвигами понимается разница между значением параметра ГРВ изображения, которое имела п-ая капля жидкости из выборки до и после экспериментального воздействия. Производится подсчет положительных, отрицательных и нулевых сдвигов (изменений не зафиксировано), затем последние исключаются из рассмотрения, что уменьшает фактический объем выборки. Согласно табличным данным, производится сопоставление и определение достоверности различий. Нулевая гипотеза состоит в том, что преобладание направления сдвига является случайным.
Т-критерий Уилкоксона предназначен для сопоставления показателей, измеренных в двух разных условиях на одной и той же выборке. Он позволяет установить не только направленность изменений, но и их выраженность, то есть, способен определить, является ли сдвиг показателей в одном направлении более интенсивным, чем в другом. Суть метода состоит в том, что мы сопоставляем абсолютные величины выраженности сдвигов в том или ином