Статьи журнала - Научное приборостроение
Все статьи: 1299
Статья научная
В настоящее время за счет появления инструментальных объективных методов определения стекловидности зерна возникает возможность обеспечить единство измерений данного показателя в разных лабораториях. В статье предлагается модель описания зерна как неоднородной оптической среды и интерпретация показателя стекловидности как характеристики рассеяния света. Приводится способ вычисления параметров математической модели и оценки коэффициента рассеяния с использованием RGB-камеры. Показано, что реализация оценки стекловидности зерна на основе коэффициента рассеяния позволяет получать удовлетворительный результат согласования при измерениях в разных лабораториях.
Бесплатно
Статья научная
Статья содержит наукометрический анализ публикаций, индексированных в международной базе цитирования Scopus. Рассматривались группы публикаций, связанные по ключевым словам с COVID / COVID-19, вызывающим его вирусом SARS, а также публикации, посвященные пандемиям, вызванным вирусами Эбола (Ebola) и "птичий грипп" (различные варианты, объединенные поисковым запросом "Bird* flu"). Предполагалось выявить группы связей между развитием заболеваний и динамикой публикационной активности по соответствующей тематике, выполнить анализ выборок публикаций, формируемых путем последовательных (двух- и трехэтапных) поисковых запросов. Помимо динамики числа публикаций анализировались распределения по а) областям знаний (отраслям науки), б) по ассоциирующимся с указанной областью набором ключевых слов, в) по государственной принадлежности авторов и, применительно к авторам из России, значимости вклада организаций в выборку публикаций. Из-за текущих количественны изменений числа публикаций за период подбора материала (середина марта – конец июня 2021 г.) некоторые количественные оценки могут незначительно измениться. При этом качественные выводы сохраняются. В большинстве своем полученные выводы представляются ожидаемыми.
Бесплатно
ОСОБЕННОСТИ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЙ ДЕТЕКЦИИ БЕТА-АМИЛОИДНЫХ ПЕПТИДОВ (ПЕПТИДОВ АЛЬЦГЕЙМЕРА)
Статья научная
Масс-спектрометрия в сочетании с использованием изотопно-меченных стандартов является одним из популярных методов количественного измерения концентрации бета-амилоидов в биологических средах. Данная статья посвящена предупреждению типичных систематических ошибок таких измерений, возникающих вследствие пренебрежения возможностью превращения бета-амилоидов в денатурированную форму, которая дает в масс-спектрах сигналы в 3 раза более интенсивные, чем нативная форма. Степень этой денатурации определялась по способности нативной формы образовывать комплекс с α-2-макроглобулином, чего денатурированная форма лишена. Показано, что денатурация может происходить при нагревании в кислой среде или при использовании диметилсульфоксида в качестве растворителя. Ошибка измерения возникает, когда изотопно-меченный стандарт и аналит относятся к разным формам. Предложены рекомендации для преодоления систематических ошибок количественного анализа этих соединений посредством принудительной денатурации смеси аналита со стандартом перед анализом.
Бесплатно
Статья научная
На основе признанных вероятностных моделей распределения времен первого отказа технических устройств дана оценка вероятности получения ошибочного результата генетического анализа при реализации полимеразной цепной реакции в реальном времени. Использованы модели плотности распределения вероятности времен первого отказа из множества распределений Вейбулла с различными параметрами. Большая часть временных оценок построена, исходя из распределения Вейбулла с параметром 1, что совпадает с наиболее признанным экспоненциальным законом распределения времен отказа. Исследованы случаи малых времен непрерывной работы прибора (от 100 до 1200 ч). Используя понятие "слабого звена" как наиболее вероятно отказывающего блока, а также элемента в соответствующем блоке, подтверждено, что в рассматриваемых условиях более, чем в 65% случаев, отказ прибора вызван отказом именно соответствующего элемента. При этом часто применяемая гипотеза отказа единственного элемента, например, при построении таблицы функций неисправностей, недостаточно обоснована даже при малых временах непрерывной работы прибора. Полученные оценки могут быть ориентиром при прогнозировании времен безотказной работы в условиях, когда замена элементов (блоков) практически невыполнима. В случае использования вероятностной модели – распределения Вейбулла с параметрами 1.5 и 2, что предполагает возрастание вероятностей отказа на больших временах, оценочные значения вероятности отказа для времен непрерывной работы до 700 ч уменьшаются примерно вдвое по сравнению с экспоненциальным законом.
Бесплатно
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ОБЪЕМНОГО ЗАРЯДА НА РАЗРЕШЕНИЕ ИОН-ДРЕЙФОВОГО СПЕКТРОМЕТРА
Статья научная
В работе представлена аналитическая модель, которая описывает динамику ионного облака с учетом действия объемного заряда при движении в ион-дрейфовом спектрометре, начиная с области ионообразования на стадии формирования ионного импульса затвором, и дальнейшем дрейфе сформированного ионного импульса в сторону коллектора. Представленная модель позволяет оценить степень влияния объемного заряда на возможные потери ионов и разрешение ион-дрейфового спектрометра. Влияние объемного заряда становится заметным начиная с плотности ионов 106 см–3. Сравнение результатов, полученных с помощью аналитической модели, с результатами численного решения исходных уравнений показывает, что они практически совпадают.
Бесплатно
Статья
В данной работе были рассмотрены методы классификации в машинном обучении, проведена оценка применимости классификаторов в задаче распознавания типа газа и его концентрации в смеси. В ходе исследования были сформированы теоретические значения водорода, углеводородов и их смесей в соотношении 20, 50 и 80%, и оценка классификаторов проводилась на экспериментальных данных, полученных с термокаталитического сенсора. Представленные классификаторы позволили определить тип газа с точностью до 87.5%.
Бесплатно
Об активной и реактивной мощностях в электроосмотическом преобразователе нового типа
Статья научная
В работе рассматривается баланс энергии в электроакустическом преобразователе нового типа, приводятся выражения мощности для мгновенных и средних за период колебаний значений токов проводимости и смещения. Показывается, что единственным источником энергии в рассматриваемом электроакустическом преобразовании является ток проводимости с отличной от нуля средней мощностью. Делается достаточно тривиальный вывод об обязательном наличии ионов в рабочей жидкости электроакустического преобразователя. Показывается, что усредненная мощность тока смещения в указанном преобразователе близка или равна нулю. Это происходит либо вследствие выполнения условий применимости уравнений электрогидродинамики, либо из-за разности фаз колебаний плотности тока смещения и вектора электрической напряженности, либо по обеим причинам одновременно. Полученные результаты могут быть востребованы при проектировании излучателей нового типа
Бесплатно
Статья научная
В работе предложен алгоритм, улучшающий пространственное разрешение сканирующих зондовых микроскопов (СЗМ), оснащенных серийными оптическими датчиками линейных перемещений. Результаты работы алгоритма демонстрируются на СЗМ-изображениях тестовых объектов.
Бесплатно
Статья научная
В работе вычислялся телесный угол, стартовав в пределах которого электроны попадают на детектор цилиндрического зеркала. Радиус наибольшего отклонения электронов от внутреннего цилиндра получен в виде ряда, который обеспечивает хорошую точность для углов до 20°. Решение уравнения движения электронов в цилиндрическом зеркале, полученное в виде ряда Тэйлора, показало хорошее совпадение с результатами прямого интегрирования модифицированного уравнения движения.
Бесплатно
Об аппаратной функции электростатических электронных спектрометров
Статья научная
В статье критически изучается понятие аппаратной функции электронных спектрометров, его генезис; строится безразмерная математическая модель, с помощью которой выводится строго определенная и однозначная интегральная связь между энергетическим спектром источника f(E) и регистрируемым на детекторе током J(U) в зависимости от энергии настройки прибора U. Показано, что аппаратная функция всегда зависит только от отношения (E / U), а не от разницы (E - U) и не от обратной величины (U / E), как это декларируется в ряде публикаций. Кроме того, показано, что возникающее уравнение по своей математической природе относится к типу Вольтерра I рода, а не Фредгольма I рода. В статье приводится ряд конкретных конструкций аппаратной функции и описываются их общие качественные свойства.
Бесплатно
Статья научная
Анализируется новая концепция эффективного потенциала, предложенная М.Ю. Судаковым и М.В. Апацкой. Указанная концепция разработана на основе огибающих стробоскопических выборок координат и скоростей ионов в радиочастотном квадрупольном поле и представляется весьма интересной. Однако предлагаемые формулы не вполне корректны и требуют некоторого уточнения.
Бесплатно
Статья научная
Публикация продолжает исследование новой концепции эффективного потенциала, которая была предложена М.Ю. Судаковым и М.В. Апацкой. Рассматриваются способы восстановления математической корректности рассуждений авторов, приводятся уточненные формулы.
Бесплатно
Об одном классе электростатических полей с пространственно-временнoй фокусировкой (1989 г.)
Статья научная
В статье определен новый (на тот момент — 1989 г.) класс электростатических полей, в котором осуществляется пространственно-временнáя фокусировка в направлении разделения ионов по времени пролета, проанализированы его свойства. Описывается общий подход к синтезу потенциалов с идеальной пространственно-временнóй фокусировкой, впоследствии с успехом использованный Ю.К. Голиковым при синтезе конкретных конфигураций для многооборотных времяпролетных масс-анализаторов. Поле, рассмотренное в данной работе в качестве основного примера, получило широкую известность в силу использования его впоследствии в новом классе масс-спектрометрических приборов — электростатических ловушках "Орбитрап"™ с Фурье-анализом.
Бесплатно
Об одном методе расчета электростатических полей с осевой и трансаксиальной симметрией
Статья научная
Предложен метод расчета осесимметричных и трансаксиальных полей, основанный на разбиении потенциала на два слагаемых. Основное слагаемое является гармонической функцией двух переменных η = ln(ρ / ρ 0) и z, удовлетворяющей заданным граничным условиям. Гармоническая составляющая потенциала находится аналитически с помощью методов теории функций комплексной переменной. Второе слагаемое является решением неоднородного уравнения с нулевыми граничными условиями Дирихле и может быть найдено численно с необходимой точностью.
Бесплатно
Статья научная
В качестве основной физической модели нового вида электроакустического преобразования предлагается использовать теорию такого электрокинетического явления, как электроосмос. Приводятся основные детали теории преобразования и связанных с ним гидродинамических и электрических параметров. Рассматривается гидродинамика стационарного электроосмотического движения жидкости в капилляре. Приводятся выражения для скоростей потоков в условиях наличия суммарного течения двух потоков: течения Пуазейля и элетроосмотического течения. Приводится также обобщение гидродинамики электроосмотического потока на произвольную капиллярно-пористую среду. Акустические аспекты теории предполагается рассмотреть во второй части настоящей работы.
Бесплатно
Статья научная
Предложены необходимые уравнения и краевые условия для описания акустических полей, вызываемых электрокинетическими явлениями: наличием двойного электрического слоя и приложенного электрического поля, являющегося суммой постоянного поля и электрического поля, несущего акустическую информацию. Уравнения рассматриваются для вязкой несжимаемой и сжимаемой жидкостей при условии расчета соответственно гидродинамики стационарного электроосмотического процесса и акустического процесса. Из полученных выражений видно, что процессы, происходящие при акустическом электроосмосе, имеют как много общего, так и содержат некоторые отличия от процессов классического электроосмоса. Разработанная в работе физическая модель и полученные соответствующие математические выражения позволяют рассчитывать акустические характеристики излучателя, основанного на наличии электрокинетических явлений, и оптимизировать его устройство. Полученные результаты могут использоваться в научном приборостроении.
Бесплатно
Об одном подходе к обобщению теории сигналов и систем
Статья научная
В статье развивается теоретико-групповой подход, позволяющий с единых позиций трактовать значительный круг теории сигналов: выявление структуры, возможность представлений сигналов и их линейных комбинаций, классификация по признаку преобразований, - что является базой для разработки единых методов решения соответствующих задач обработки сигналов. На основе представления сигналов определяются их основные частотно-временн∉е характеристики, обобщается корреляционно-спектральная теория, проводится классификация. Предлагаемый подход является конструктивным при построении систем связи и средств обнаружения сигналов, подверженных влиянию эффекта Доплера и другим преобразованиям.
Бесплатно
Об одном подходе к решению задач сверхпомехоустойчивого приема сигналов
Статья научная
Рассматриваются ограничения на фундаментальные решения задач теории оптимального приема сигналов, связанные с использованием исключительно метрики функционального гильбертова пространства. Для их преодоления предлагается диверсифицировать критерии оценки уклонения входного процесса от передаваемого сообщения за счет использования метрик, определенных в различных функциональных пространствах, отдавая предпочтение тем, в которых обеспечивается наибольшее приращение нормы, обусловленное наличием сигнала. Показано, что с точки зрения технической реализации выбор метрики и соответственно функционального пространства определяет способ детектирования, а структуру приемника, т. е. способ обработки сигналов определяет вид функционала в выбранном функциональном пространстве. Экстремальное значение функционала является критерием оптимальности приемника для данного функционального пространства. На основании повторяемости колебаний одного и того же вида или формы предлагается решать главную задачу формирования функционального пространства - выявление постоянного интервала, удовлетворяющего требованиям актуальной бесконечности и позволяющего осуществлять измерения любых статистических моментов, в том числе нечетных, среди которых наиболее информационными и экономичными, по Колмогорову, являются моменты первого порядка. Именно их предлагается использовать для сверхпомехоустойчивого приема сигналов.
Бесплатно
Об особенностях метрологического обеспечения эллипсометрии. Новый метрологический критерий
Статья научная
Рассмотрены особенности метрологического обеспечения эллипсометрии. Предложен новый подход к метрологии эллипсометрии, в рамках которого разброс экспериментальных значений поляризационных углов Ψ и Δ по измерительным зонам рассматривается как объективный метрологический критерий. Приведены экспериментальные результаты по межзонному разбросу углов Ψ и Δ на образцах со сверхтонкими поверхностными пленками.
Бесплатно
Статья научная
Представлен алгоритм решения проблемы оси применительно к методу граничных интегральных уравнений, в котором интегральное уравнение с помощью метода коллокации и метода прямого интегрирования трансформируется в матричное уравнение. При формировании матрицы особое внимание уделено особенностям ядра интегрального уравнения, расположенным вблизи оси.
Бесплатно
