Биотехническая система управления концентрацией легких отрицательных аэроионов

• Автор: Лепихов, Павел Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 с. : ил.

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ГЛАВА 1. ПРЕДПОСЫЛКИ К РАЗРАБОТКЕ БИОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ ЛЕГКИХ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ АЭРОИОНОВ
1.1. Использование управления параметрами воздушной среды в практике современной гигиены и профилактической медицины
1.2. Аэроионы
1.2.1. Образование аэроионов
1.2.2. Классификация аэроионов и основные характеристики ионизированной воздушной среды
1.3. Медико-биологическое значение легких отрицательных аэроионов
1.3.1. Гигиеническое значение ионизации
воздушной среды
1.3.2. Клиническое применение легких отрицательных аэроионов
1.3.3. Развитие представлений о механизмах биологического действия легких отрицательных аэроионов
1.4. Классификация, анализ характеристик и перспективы развития современной аппаратуры медицинского и гигиенического назначения для искусственной ионизации воздуха
1.5. Анализ биотехнических аспектов осуществления управляемого аэроионного воздействия на биологический объект
1.5.1. Проблема транспорта аэроионов из зоны
образования в зону воздействия на биологический объект
1.5.2. Анализ факторов, воздействующих на биологический объект при работе средств искусственной ионизации воздуха. Формирование требований к техническим элементам системы

1.5.3. Обоснование необходимости оперативного измерения концентрации ЛОАИ и поддержания заданного уровня ионизации воздуха. Определение структуры биотехнической системы
1.6. Существующие методы измерения концентрации
аэроионов
1.6.1. Аспирационные методы
1.6.2. Методы открытого коллектора
1.7. Выводы к главе
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЛОАИ ПРИ УПРАВЛЯЕМОМ АЭРОИОННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА БИООБЪЕКТ
2.1. Теоретические основы определения концентрации ЛОАИ по комплексной электрической проводимости воздушной среды в зоне воздействия на биообъект
2.2. Анализ источников погрешности измерения концентрации ЛОАИ
2.3. Выводы к главе
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ПЕРВИЧНОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЛОАИ
3.1. Постановка задачи синтеза первичного измерительного преобразователя
3.2. Математическая модель электростатического поля, формируемого в дрейфовом пространстве первичного измерительного преобразователя
3.3. Оптимизация геометрических параметров первичного измерительного преобразователя
3.4. Исследование взаимного влияния ПИП и внешних
объектов
3.4.1. Исследование уровня электромагнитных полей, формируемых в ПИП и воздействующих на биологический
объект
3.4.2. Исследование влияния внешних объектов на точность
и чувствительность измерения концентрации ЛОАИ
3.5. Выводы к главе

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АППАРАТНЫХ И ПРОГРАММНО-АЛГОРИТМИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ФОРМИРОВАНИЯ, КОНТРОЛЯ И АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ ИОНИЗАЦИИ ВОЗДУХА
4.1. Разработка ионизирующей системы
4.1.1. Выбор метода управления концентрацией ЛОАИ
4.1.2. Разработка аппаратно-программных средств ионизирующей системы
4.2. Разработка системы измерения концентрации ЛОАИ
4.2.1. Анализ возможных схемотехнических решений для определения комплексной электрической проводимости воздушной среды
4.2.2. Разработка аппаратных средств системы измерения
4.2.3. Разработка алгоритма измерения концентрации
ЛОАИ
4.2.4. Оценка относительной погрешности измерения
ЛОАИ разработанными средствами
4.2.5. Апробация системы измерения концентрации ЛОАИ
4.3. Разработка и исследование средств автоматического управления уровнем ионизации воздуха
4.3.1. Экспериментальная установка
4.3.2. Экспериментальное исследование эволюции уровня искусственной ионизации воздуха
4.3.3. Идентификация модели системы
«ионизатор - воздушная среда». Передаточная функция воздушной среды
4.3.4. Синтез алгоритма автоматического регулирования концентрации ЛОАИ в зоне воздействия на биообъект
4.4. Выводы к главе
ГЛАВА 5. МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ
АПРОБАЦИЯ БИОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ ЛЕГКИХ
ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ АЭРОИОНОВ
5.1. Контролируемое аэроионное воздействие на группы
мушек Drosophila melanogaster

модифицированном методе открытого коллектора с двухдисковым измерительным преобразователем и позволяет работать только в импульсных полях повышенной напряженности. Данная система обладает рядом ограничений. Во-первых, электрическое поле, создаваемое ионизатором в рабочей зоне, в общем случае неоднородно. В результате показания системы измерения сильно зависят от ориентации оси первичного измерительного преобразователя относительно вектора напряженности электрического поля в конкретной точке пространства [52]. Так как направление этого вектора априори неизвестно, то измерения осуществляются в нескольких положениях первичного измерительного преобразователя (ПИП), что увеличивает общее время измерения.
Во-вторых, электромагнитная помеха, возникающая при работе ионизатора в импульсном режиме, попадает в канал измерения и является аддитивной с сигналом ионного тока. Частичное подавление помехи осуществляется методом фильтрации во временной области с последующей экстраполяцией сигнала, что неизбежно приводит к увеличению погрешности измерения. Работоспособность измерительной системы обусловливается расстоянием между ПИП и ионизирующей системой, а также параметрами ионизирующих высоковольтных импульсов.
Минимальное расстояние, при котором возможны измерения концентрации, зависит от длительности импульса электромагнитной помехи и дрейфовой скорости распространения аэроионов, определяющей начальный момент времени формирования ионного импульса. Если импульс ионного тока начинает формироваться раньше, чем закончится импульс электромагнитной помехи, то происходит искажение фронта ионного импульса и, как следствие, увеличение ошибки при вычислении концентрации аэроионов. Максимальное расстояние, при котором возможны измерения концентрации, обусловлено периодом повторения высоковольтных импульсов и дрейфовой скоростью аэроионов. При больших расстояниях на полезный сигнал ионного тока накладывается помеха, вызванная последующими импульсами ионизации. Таким образом, измерения с достаточной точностью возможны лишь в ограниченной области пространства. Помимо этого, дополнительные искажения вносят емкостные наводки, вызываемые перемещением ПИП счетчика во время измерения, а также конвекционные потоки.
В целом, следует заключить, что для измерения концентрации ЛОАИ в условиях управляемого ЛОАИ-воздействия на биологический объект методические