Статьи журнала - Научное приборостроение
Все статьи: 1288
Академику Ю. А. Золотову - 70 лет
Персоналии
4 октября 2002 г. исполнилось 70 лет академику Юрию Александровичу Золотову. Редакция журнала "Научное приборостроение" помещает этот юбилейный материал о выдающемся ученом, составленный из выдержек из многочисленных публикаций о нем - лидере российской аналитической науки, главном редакторе авторитетнейшего "Журнала аналитической химии". Сердечно поздравляем юбиляра и желаем ему новых творческих достижений, здоровья и благополучия.
Бесплатно
Академику Ю. А. Золотову - 75 лет
Персоналии
Исполнилось 75 лет академику Юрию Александровичу Золотову. От имени коллектива Института аналитического приборостроения РАН юбиляра сердечно поздравил директор института, главный редактор журнала "Научное приборостроение", В.Е. Курочкин. Приводится текст поздравительного адреса.
Бесплатно
Актуальные проблемы глобальной модернизации радиоэлектронных средств обнаружения
Статья научная
Среди рассмотренных ранее в работах Данилова В.Н., Нестерова М.М. и Трифанова В.Н. фундаментальных ограничений на прием, распространение и излучение сигналов в практическом плане наиболее жесткими являются ограничения, связанные с обнаружением сигналов от разнородных объектов. В данной работе формулируется путь решения этой задачи обнаружения на основе конструктивного подхода, связанного с альтернативным математическим аппаратом, базирующемся не на гильбертовом, а на банаховом пространстве функций, в котором строятся математические и физические модели для смеси сигнал+помеха. Ключевыми моментами этого подхода являются использование математической огибающей детектируемых колебаний, а также повторное усреднение по временнóй оси на интервале между двумя соседними точками минимумов анализируемых колебаний. Предлагаемые методы конструктивного детектирования позволяют получить выигрыш в помехоустойчивости на основе критерия Неймана-Пирсона не менее 6 дБ и ничем его не ограничивают.
Бесплатно
Акустика пористо-упругих насыщенных жидкостью сред (обзор теории Био)
Статья научная
В обзоре приведены основные элементы теории Био для акустики пористых насыщенных жидкостью сред. Теория справедлива и для собственно пористых, и для зернистых структур. Приведены связанные уравнения движения в частотно-пространственной области, позволяющие вычислять различные поля, описывающие динамику гармонических задач акустики пористых сред. Приведены все данные, позволяющие ставить и решать соответствующие краевые задачи. Проведен достаточно информативный библиографический обзор, позволяющий при необходимости самостоятельно добавить не освещенные в статье элементы теории Био. Изложенная теория позволяет решать в том числе разнообразные задачи научного приборостроения.
Бесплатно
Статья научная
Описан алгоритм обработки хромато-масс-спектрометрических данных с целью извлечения информации о молекулярных массах, времени хроматографического элюирования и интенсивности сигналов компонентов пробы. Алгоритм адаптирован для обработки масс-спектров многокомпонентных смесей пептидов, характерных для экспериментов протеомики. Описан исследовательский комплекс программ, в котором реализован данный алгоритм. Приводятся результаты тестирования алгоритма на масс-спектрометрических данных, полученных в модельном эксперименте по идентификации белка.
Бесплатно
Статья научная
Описан алгоритм обработки масс-спектрометрических данных с целью извлечения информации о молекулярных массах и интенсивности сигналов компонентов пробы. Алгоритм адаптирован для обработки масс-спектров многокомпонентных смесей пептидов, характерных для экспериментов протеомики, и оперирует информацией о положении и интенсивности спектральных пиков, выделенных на предварительной стадии обработки. Показано, что при сопоставимом качестве обработки алгоритм значительно превосходит коммерческие аналоги по производительности и демонстрирует зависимость времени обработки от числа спектральных пиков, характер которой близок к линейному.
Бесплатно
Алгоритм обнаружения биологических аэрозолей в воздухе при наличии тестовых данных
Статья научная
Предлагается алгоритм, который на основе данных с прибора, основанного на проточно-оптическом методе, принимает решение о наличии в воздухе искомых патогенных веществ. Строятся оценки плотностей распределения измерений параметров частиц для известных веществ, оценивается процентная концентрация содержащихся в воздухе аэрозольных частиц. Используя пороги, рассчитанные на этапе обучения, принимается решение об обнаружении опасных веществ. Приводятся результаты тестирования алгоритма.
Бесплатно
Алгоритм получения высокой точности в расчетах аксиально-симметричных электростатических полей
Статья научная
Приводится алгоритм, позволяющий учесть причины, приводящие к потере точности в расчетах аксиально-симметричных электростатических полей, и получить высокую точность расчетов. Особенности плотности поверхностного заряда на концах и изломах электродов не учитываются.
Бесплатно
Алгоритм управления профилем кристалла для автоматического выращивания методом Чохральского
Статья научная
Установки роста кристаллов нового поколения должны осуществлять процесс выращивания кристаллов в автоматическом режиме. Одним из условий получения качественных кристаллов является точное поддержание заданного профиля були. В системах управления с весовым контролем осуществляется сравнение программной силы с силой, действующей на датчик веса. В данной работе предложен алгоритм вычисления программной силы. В основе алгоритма лежит численное решение уравнения Бардсли. Представленный алгоритм позволяет задавать профиль кристалла как в виде функции, так и поточечно.
Бесплатно
Алгоритмы дискриминантного анализа для классификации масс-спектров выдыхаемых газов
Статья научная
В работе рассматриваются алгоритмы дискриминантного анализа для классификации масс-спектров выдыхаемых газов. Показывается, что для вычисления коэффициентов дискриминантных функций могут быть использованы три алгоритма: 1) алгоритм, основанный на QR-разложении; 2) алгоритм, основанный на вычислении обобщенной корреляционной функции и 3) алгоритм, основанный на решении переопределенной системы линейных уравнений методом наименьших квадратов. Приводятся таблицы вероятностей принадлежности обрабатываемого масс-спектра к одной из двух групп: здоровых или больных людей. В работе показывается, что в качестве переменных для проведения классификации могут быть использованы как непосредственно амплитуды масс-спектральных пиков выдыхаемого газа, так и переменные, получающиеся в результате сокращения размерности обрабатываемых данных методом главных компонент. При этом показывается, что для оценки принадлежности к одной из указанных групп достаточно использовать первые две главные компоненты. Приводятся примеры апробации предлагаемых методов.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются вопросы применения модифицированного метода тепловых балансов к моделированию трехмерных нестационарных температурных полей прецизионных приборов авиакосмического назначения. Построенные с использованием этого метода алгоритмы позволяют рассчитывать температурные поля прибора с учетом особенностей его конструкции и условий эксплуатации - высокочастотных вибраций, ударных нагрузок, вакуума, невесомости. Подобное моделирование позволяет решить еще на этапе проектирования ряд критически важных задач, таких как обеспечение допустимых условий для функционирования прецизионных приборов авиакосмического назначения с тепловой точки зрения.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе проведено описание алгоритмов обработки данных полупроводниковых сенсоров, входящих в состав аналитических комплексов для контроля паров ядовитых веществ в воздухе, жидкостях и твердых телах. Эти комплексы, в частности, востребованы для анализа компонент ракетных топлив (КРТ) как на наземных объектах космической инфраструктуры, так и в окружающей среде. Алгоритмы обработки данных предназначены для автоматического разделения образцов на чистые и на содержащие токсичные загрязнения, примеси или добавки (загрязненные образцы). В основе этих алгоритмов лежат методы, основанные на дискриминантном анализе многомерных данных.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлена компьютерная интерференционная система измерения негладких поверхностей (возможные вариации рельефа), а также приведены ее преимущества над традиционными системами контроля. Предложены алгоритмы обработки интерференционного сигнала по методу дифференцирования огибающей и методу площадей. Простое математическое выражение Δ z = N z h d дает информацию о расстоянии до контролируемой поверхности объекта. Показана оптико-электронная компьютерная обработка интерференционного сигнала, рассмотрены блок-схемы синхронизации и формирования сигналов управления.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются алгоритмы, позволяющие сделать оценку наличия двух и более пиков в выборке данных фрагмента масс-спектра. Необходимость разработки подобных алгоритмов возникает в связи с тем, что время выполнения программ оценки параметров наложившихся пиков существенно больше времени оценки параметров одиночных пиков, и есть смысл оперативно в режиме on-line выдать информацию о параметрах одиночных пиков, а затем в режиме off-line произвести разделение пиков и выдать окончательный результат.
Бесплатно
Статья научная
Особое внимание уделяется совершенствованию методов изготовления микрофлюидных устройств в условиях исследовательских лабораторий. Осуществляются поиски решений для более оперативных и дешевых способов изготовления мастер-форм по сравнению с традиционным методом фотолитографии, не требующих дорогостоящего оборудования и условий чистых помещений. В работе предложены и рассмотрены альтернативные варианты получения мастер-форм из следующих материалов: металлов - с применением методов лазерной обработки; эластомера, клеев-компаундов и эпоксидной смолы - с использованием метода "мягкой" литографии. Обсуждаются достоинства и недостатки этих подходов.
Бесплатно
Амплитуда рассеяния упругого шарика в вязкой изотропной жидкости
Статья научная
На основе линеаризации системы уравнений Навье-Стокса без учета тепловых эффектов получена СЛАУ четвертого порядка, позволяющая в конечном итоге вычислять амплитуду рассеяния однородного упругого шарика в вязкой жидкости в линейном приближении с произвольной точностью (до мультиполей произвольного порядка). Это в свою очередь позволит в дальнейшем применить процедуру вычисления радиационного давления через амплитуду рассеяния в линейном приближении, разработанную ранее для идеальных жидкостей, и в случае слабовязких жидкостей. Описанная процедура получения амплитуды рассеяния в линейном приближении является универсальной и не зависит от величины вязкости жидкости.
Бесплатно
Амплитудные и частотные свойства параметрического эхо-сигнала в информационных системах
Статья научная
В работе с общих позиций рассмотрен механизм параметрического эхо-эффекта, который может быть использован в системах обработки и передачи информации. Получено выражение для спектра сигнала, определена область его ограничений. Показано, что амплитуда сигнала может быть усилена за счет перекачки энергии из управляющего импульса. Теоретические положения проверены экспериментально на сигнале параметрического эха, образующемся в магнитоупорядоченном веществе с сильным магнитоупругим взаимодействием. Обсуждаются возможные применения изучаемого явления в физических исследованиях и аналитическом приборостроении.
Бесплатно
Статья научная
Задачи диагностики и выбора методов лечения многих вирусных заболеваний могут быть решены при наличии информации о количестве и дислокации вирусного генома в клетках органов и тканей. Эта задача решается применением метода амплификации ДНК in situ, при котором полимеразная цепная реакция проводится непосредственно в клетках взятых образцов тканей и результаты реакции могут быть обнаружены по ее окончании визуально под микроскопом без дополнительной обработки материалов. В Институте биологического приборостроения РАН разработан и изготовлен амплификатор ДНК in situ со следующими параметрами: 1) диапазон температур нагревания и охлаждения образцов от 4 до 99 ºС; 2) среднее значение скорости нагрева-охлаждения не менее 1 ºС в секунду; 3) погрешность измерения и регулирования температуры не более 0.5 ºС; 4) количество пластинок с образцами 4 шт.; 5) потребляемая мощность не более 300 Вт; 6) габариты 240×185×470 мм; 7) масса прибора 7 кг. Прибор прошел испытания на соответствие требованиям технического задания, имеется комплект конструкторской и технологической документации.
Бесплатно
Статья научная
В первой части данной работы с помощью численного моделирования анализируется отвод тепла от мощных лазерных диодов (ЛД) традиционной конструкции. Рассмотрены вклады в тепловое сопротивление ЛД основных элементов конструкции и показано, что доминирующим оказывается вклад медного теплоотвода и корпуса лазера. Причиной этому является сильная локализация области тепловыделения в лазерном чипе и двумерный характер переноса тепла вблизи него. Полученные теоретические результаты хорошо согласуются с данными измерения теплового сопротивления.
Бесплатно
Статья научная
Во второй части работы "Анализ и оптимизация конструкции теплоотводов для мощных лазерных диодов" проведен анализ лазерных диодов с модифицированной конструкцией теплоотвода, разработанной для уменьшения теплового сопротивления приборов. Оптимизация геометрических параметров теплоотвода оказалась малоэффективной из-за сильной локализации области тепловыделения вблизи лазерного чипа. С помощью моделирования рассмотрены альтернативные пути понижения теплового сопротивления лазеров. Оценена предельная выходная мощность лазерных диодов, ограничиваемая тепловыми эффектами.
Бесплатно
