Статьи журнала - Научное приборостроение
Все статьи: 1340
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
Статья научная
Приведен алгоритм решения проблемы оси в решении аксиального уравнения Лапласа применительно к методу граничных интегральных уравнений, в котором интегральное уравнение с помощью метода коллокации и метода аналитической замены и последующего аналитического интегрирования трансформируется в матричное уравнение. Разработан алгоритм вычисления потенциала и его производных на оси до четвертого порядка. (1-я статья серии - ж. "Научное приборостроение", 2007 г., т. 17, № 1, с. 83-90).
Бесплатно
Об особенностях фона, обусловленных переносом и сбором электронов в Si-детекторе
Статья научная
Оценено влияние мертвого слоя детектора на форму расчетной функции отклика Si-детектора. В области энергий, ниже чем энергия регистрируемого излучения, показана роль мертвого слоя детектора и рассмотрены особенности формы функции отклика детектора.
Бесплатно
Об оценке свойств комбинированного двухслойного рентгеновского детектора
Статья научная
Предложена математическая модель двухслойного Si-Ge энергодисперсионного детектора рентгеновского излучения, основанная на анализе процессов переноса фотонов и электронов высокой энергии в веществе детектора и позволяющая оценивать параметры функции отклика детектора. Методом Монте-Карло рассчитаны вероятности регистрации фотонов в различных частях функции отклика детектора. Показано, что при использовании схемы антисовпадений либо схемы суммирования амплитуд импульсов таких детекторов и использовании в качестве первого слоя Si-детектора, а второго слоя Ge-детектора возможно получение детектора с улучшенными свойствами - с подавлением пика фотопотерь Ge-детектора и эффективностью регистрации при высокой энергии излучения, близкой к эффективности Ge-детектора.
Бесплатно
Об эффекте усиления при возбуждении и регистрации параметрических эхо-сигналов
Статья научная
Обсуждается формирование параметрических эхо-сигналов при воздействии на физическую систему радиоимпульсов на резонансной и удвоенной по отношению к резонансной несущих частотах. Показано, что в отличие от обычного эхо-сигнала параметрическое эхо всегда может рассматриваться как усиленный отклик системы. В импульсной последовательности, состоящей из одного резонансного и двух параметрических импульсов, на образцах бората железа экспериментально получено дополнительное усиление эхо-сигнала вторым параметрическим импульсом, равное четырем. Данный эффект может быть использован для повышения чувствительности импульсных методик при аналитических исследованиях различных физических систем и материалов, а также при создании устройств обработки информации на основе явления эха.
Бесплатно
Обеспечение температурной устойчивости параметров компенсатора эллипсометра
Статья научная
В современных эллипсометрах в качестве компенсатора чаще всего используется пластина одноосного кристалла с оптической осью, лежащей в плоскости пластины. Температурная неустойчивость эллипсометрических результатов при использовании данного компенсатора обусловлена его большой толщиной. Рассмотрен двойной компенсатор, состоящий из двух пластин одноосного кристалла, оптические оси которых лежат в плоскости пластин и взаимно перпендикулярны. Указаны его достоинства и недостатки. Как альтернатива ему предложено использование в качестве компенсатора пластины одноосного кристалла с оптической осью, образующей с нормалью к пластине сравнительно небольшой угол θ. Такой компенсатор может существенно снизить экспериментальные ошибки, связанные с температурными колебаниями.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются некоторые математические модели, описывающие процесс транспорта дисперсных смесей и одиночных частиц в потоке жидкости. Применительно к движению одиночных частиц приведены условия, когда смещением их траектории относительно основного потока жидкости можно пренебречь. Отмечена относительная простота и полезность теории массопереноса примесей в разбавленных растворах.
Бесплатно
Статья научная
В статье производится анализ существующих современных датчиков перемещения для создания системы автоматического регулирования сканера СЗМ. Также анализируются методы получения информационного сигнала и рассчитываются граничные условия параметров конструкции выбранного датчика.
Бесплатно
Обзор способов практического применения активных магнитных подшипников
Статья обзорная
Рассматриваются способы практического применения активных магнитных подшипников (АМП) в различных отраслях промышленности. Обосновывается целесообразность использования АМП вместо традиционных подшипниковых узлов в таких отраслях, как авиация, энергетика, высокоскоростное машиностроение, медицинская техника, станкостроение, газотранспортный сектор. Приводится сравнение технических характеристик трех видов подшипниковых узлов — АМП, подшипники качения, подшипники скольжения.
Бесплатно
Статья обзорная
Обзор посвящен рассмотрению поверхностных явлений и явлений переноса, возникающих при течении жидкости. Поверхностные явления рассматриваются применительно к возникающему при искривлении границы раздела фаз поверхностному давлению, а также касательному напряжению, вызванному градиентом коэффициента поверхностного натяжения. Основное внимание в обзоре уделено явлению переноса импульса при ламинарном течении жидкости и тесно с ним связанным явлениям тепло- и массопереноса. Все явления переноса рассматриваются с единых позиций теории подобия, что позволяет легко экстраполировать результаты для одного из них на другие. Большое внимание уделено критериям подобия, фигурирующим в этих процессах и позволяющим прозрачно наблюдать все их огромное многообразие. При этом широко используется формализм теории пограничного слоя, справедливый для всех указанных явлений переноса. В приложениях рассмотрены методы теории подобия применительно к рассматриваемым явлениям переноса, кратко описаны некоторые аспекты турбулентного течения. Изложенные материалы могут быть использованы в практике научного приборостроения.
Бесплатно
Обнаружение локальных объектов на цифровых микроскопических изображениях
Статья научная
Рассмотрена задача обнаружения локальных объектов, малых по сравнению с размерами изображений. Показана необходимость двух этапов решения задачи - предварительной обработки изображения и поиска объектов. Предварительную обработку составляет обостряющая фильтрация изображения фильтром Тихонова или Винера, предназначенная для разделения слипшихся объектов и их нормализации. Кроме того, на этом этапе устраняется фоновая составляющая изображения. Описан алгоритм поиска объектов, использующий формирование пороговой поверхности обнаружения. Экспериментально показано, что эффективность обнаружения превышает 90 % при времени обработки одного изображения размером 256 × 256 менее 60 мс.
Бесплатно
Обнаружение сигналов на фоне Марковской реверберационной помехи
Статья научная
В статье рассматривается вопрос оптимального обнаружения сигнала на фоне реверберационной помехи, которая представляется в виде стохастического дифференциального уравнения. На основании полученного представления предложен эффективный алгоритм обнаружения детерминированного гидроакустического сигнала на фоне реверберации и приведены результаты математического моделирования.
Бесплатно
