В статье проведена оценка возможностей реализации канала детектирования заряженных частиц (электронов или ионов), построенного на сочетании твердотельного нанозонда с электростатической энергоанализирующей системой, включающей светосильный энергоанализатор высокого разрешения и интегральный детектор потока заряженных частиц. В качестве энергоанализатора применен спектрометр на основе аксиальносимметричного электростатического тороидального зеркала, обладающий высокими светосилой и разрешением по энергии, которые являются результатом совмещения в пространстве двух фокусировок второго порядка и большой дисперсии по энергии, превышающей в 1.5 раза величину дисперсии полусферического анализатора. Для существования острой фокусировки оптимальны направления движения частиц, составляющие с осью аксиальной симметрии углы в интервале значений от 28 до 55 град. Большой телесный угол входящего пучка частиц (равный двум стерадианам) обеспечивает энергоанализатору светосилу не менее 30 % от 2π. Свойства фокусировки таковы, что при угловом растворе пучка, равном 25°, энергетическое разрешение по основанию спектральных линий может быть лучше, чем (DELTA E)/E = 0.1 %. Простая геометрия полеобразующих электродов делает технологичной и компактной конструкцию энергоанализатора.

Бесплатно

Особенности структуры пучка траекторий заряженных частиц в электростатическом поле

Шалыгина М.С., Щербаков А.П.

Статья научная

Исследованы особенности структуры пучка траекторий заряженных частиц в электростатическом поле. Установлены типы каустик вблизи плоскости фокусировки в зависимости от порядка фокусировки. На основе компьютерного моделирования и анализа структуры пучка траекторий исследуются фокусирующие и диспергирующие свойства поля цилиндрического конденсатора с торцевыми электродами. Предложены схемы зеркального энергоанализатора на его основе.

Бесплатно

Особенности структуры семейства траекторий на плоскости и фокусировка пучков заряженных частиц

Щербаков Анатолий Петрович

Статья научная

Исследованы особенности структуры пучка траекторий заряженных частиц в электростатическом поле с точки зрения теории катастроф и характеристик волнового фронта семейства траекторий. Установлены типы каустик вблизи плоскости фокусировки в зависимости от порядка фокусировки. Дана классификация особенностей в терминах теории катастроф.

Бесплатно

Особенности формирования сигнала ошибки при стабилизации частоты лазерного диода

Дворцов Денис Валерьевич, Парфенов Владимир Александрович

Статья научная

В работе рассматривается вопрос формирования сигнала ошибки в системе автоматической подстройки частоты лазерного диода. Показано, что из-за особенностей характеристик лазерных диодов в экстремальной системе регулирования с введением пробного сигнала будет возникать сдвиг нуля сигнала ошибки. Получена оценка величины сдвига.

Бесплатно

Особенности численного расчета траекторий заряженных частиц в импульсных электрических полях

Бердников Александр Сергеевич, Галль Н.Р.

Статья научная

Рассматривается проблема численного моделирования траекторий заряженных частиц в электрических полях, которые меняются во времени, как импульсные функции. Поскольку типовые рецепты интегрирования уравнений движения не рассчитаны на разрывный характер функций в правой части уравнений (они предполагают, что эта функция не просто непрерывная, но еще и дифференцируема необходимое число раз), такое поведение электрических полей может приводить к серьезным численным неточностям. В работе исследуется реальная погрешность интегрирования траекторий в импульсных электрических полях при использовании "гладких" рецептов численного интегрирования уравнений движения, анализируются возникающие при этом артефакты численного счета. Также предлагаются простые способы модификации алгоритма численного интегрирования траекторий, позволяющие избавиться от указанного недостатка.

Бесплатно

От квазиконических энергоанализаторов к сфероидальным

Холин Н.А., Шорина Т.А., Кубрик Д.

Статья научная

Статья посвящена дальнейшему прогрессу в области теоретического синтеза и практического воплощения электростатических энергоанализаторов с рекордными параметрами по светосиле и разрешению. В основу поиска оптимальных решений положена компъютерная стратегия, использующая самые современные пакеты программ, в частности SIMION. В данном случае речь идет о глубокой плавной деформации квазиконических систем с целью улучшения технологичности конструкции и повышения энергоанализирующих характеристик.

Бесплатно

Отбраковка "выбросов" и оценка параметров масс-спектрометрических сигналов для прецизионного изотопного анализа

Манойлов В.В., Заруцкий И.В.

Статья научная

Рассмотрены алгоритмы обработки сигналов газовых и твердотельных масс-спектрометров, применяемых для изотопного анализа веществ в геохронологии и для анализа металлов в промышленности. В алгоритмы обработки включены: алгоритмы отбраковки "выбросов"; алгоритмы настройки на центр пика; алгоритмы обнаружения и оценки параметров одиночных пиков.

Бесплатно

Оценивание необходимого числа точек наблюдения при построении линейных регрессионных моделей

Буляница А.Л., Курочкин В.Е.

Статья научная

Решается задача определения числа n точек наблюдения x1,..., xn, позволяющего исключить критические точки и обеспечить приемлемую точность построения регрессионной модели. В основе лежат методы выявления критических точек (разбалансировки и риска) xj, предложенные Хьюбером.

Бесплатно

Оценивание степени поляризации теплового оптического излучения

Покидышев А.Н.

Статья научная

Предлагается способ оценивания степени поляризации теплового оптического излучения, не требующий для своей реализации элементов, чувствительных к поляризации. Этот метод использует только измерения фотоприемника. Производится статистический синтез алгоритма максимального правдоподобия для обработки регистрируемой интенсивности. Анализируется потенциальная точность оценки и ее удобство для вычисления.

Бесплатно

Оценка амплитуд "наложившихся" масс-спектрометрических пиков при известных положениях на оси масс и известных полуширинах алгебраическим методом

Манойлов В.В., Заруцкий И.В.

Статья научная

Рассмотрены возможности алгебраического метода восстановления амплитуд "наложившихся" масс-спектрометрических пиков при известных положениях и полуширинах. В основе рассмотренного метода лежит решение методом наименьших квадратов системы линейных уравнений, в которой количество неизвестных равно количеству пиков в спектре, а количество уравнений равно количеству измеренных отсчетов в спектре. Приводятся результаты исследования метода на математических моделях масс-спектра. Показаны возможности оценки амплитуд масс-спектров примесей с массой, близкой по массе пика основного продукта. Для эффективной работы метода необходимо предварительное проведение операций сглаживания и фильтрации, с помощью которых отношение сигнала к шуму должно быть больше 500.

Бесплатно

Оценка влияния геометрии энергодисперсионного рентгеновского флуоресцентного спектрометра на форму спектра при учете многократного рассеяния

Горбунов Михаил Сергеевич, Портной А.Ю., Павлинский Г.В.

Статья научная

Рассмотрены существующие модели учета влияния геометрического фактора на формирование аналитического сигнала и фона при выполнении рентгеновского флуоресцентного анализа на энергодисперсионном спектрометре. Предложена модель учета многократного рассеяния с использованием метода Монте-Карло для моделирования процессов радиационного и электронного переноса в элементах рассматриваемого спектрометра. Показано, что учет многократного рассеяния существенно улучшает согласие расчетных и экспериментальных данных.

Бесплатно

Оценка емкости масс-спектров высокого разрешения при анализе сложных смесей

Лютвинский Я.И., Макаров В.В., Козлов Б.Н., Подольская Е.П., Труфанов А.С., Апацкая М.В., Краснов И.А., Краснов Н.В., Веренчиков А.Н.

Статья научная

Использование высокоразрешающих многоотражательных планарных времяпролетных масс-спектрометров (МОП ВПМС) привело к значительному увеличению емкости и информативности масс-спектров. В качестве модельных смесей обследовались триптические гидролизаты смеси двух белков как в режиме прямой инжекции пробы, так и в режиме ХЖ-МС. С помощью компьютерного моделирования показано преимущество МОП ВПМС перед традиционными ВПМС для анализа полного гидролизата бактерий по методу AMT Tag.

Бесплатно

Оценка параметров масс-спектрометрического пика в дублете

Манойлов Владимир Владимирович, Новиков Л.В.

Статья научная

Предлагается метод оценки положения и интенсивности пика в дублете, скрытого главным пиком, интенсивность которого превышает искомый в 10 и более раз в присутствии шума. Положение главного пика при этом задано точно, его форма известна с некоторой точностью, а амплитуда неизвестна. Метод позволяет оценить параметры скрытого пика при отношении сигнал/шум от десяти и выше и расстоянии между пиками от половины ширины на половине высоты и более.

Бесплатно

Оценка параметров цифрового управления в зондовом микроскопе "Nano educator" на основе физико-математической модели

Михайлов М.А., Манойлов Владимир Владимирович

Статья научная

В статье рассматриваются методы синтеза и анализа системы цифровой автоматической регуляции сканирующего зондового микроскопа. Представлена физико-математическая модель СЗМ в атомно-силовом и туннельных режимах, реализованная в программной среде моделирования MATLab Simulink. Предложена методика расчета оптимальных характеристик системы автоматической регуляции. Представлены результаты синтеза ПИД-регулятора предложенной методикой.

Бесплатно

Оценка результатов многократных измерений с использованием функций распределения вероятности с переменным масштабом

Тарасов И.Е., Тетерин Е.П., Потехин Д.С.

Статья научная

В статье предлагается метод анализа результатов измерений, заключающийся в использовании отсчетов выборки в качестве центров распределения функций распределения вероятности с переменным масштабом. Рассматриваются теоретические аспекты и примеры использования метода для анализа результатов измерений физических величин различной природы.

Бесплатно

Оценка результатов полимеразной цепной реакции в реальном времени КДНК онкомаркеров СК-19 методом электрофореза на микрофлюидном чипе

Евстрапов Анатолий Александрович, Буляница А.Л., Рудницкая Г.Е., Лукашенко Т.А., Тупик А.Н., Цымбалов А.И., Есикова Н.А., Посмитная Я.С.

Статья научная

Продемонстрирована принципиальная возможность реализации полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР-РВ) на микрофлюидном устройстве. Актуальной задачей является экспрессная оценка качества проводимой ПЦР. В работе показана возможность решения этой задачи при электрофоретическом анализе продуктов ПЦР на микрофлюидном чипе. В качестве объекта исследования выбран онкомаркер цитокератин-19 (СК-19). Предложены способы обработки электрофоретического информативного сигнала и сделаны выводы, касающиеся качества ПЦР и особенностей проведения электрофореза на микрофлюидном чипе. Обсуждаются перспективные задачи, решение которых может основываться на результатах проведенных исследований.

Бесплатно

Оценка функционального состояния человека при физических нагрузках по показателям конденсата выдыхаемого воздуха, регистрируемым полиселективными электрохимическими сенсорами, с применением проекционных методов многомерного анализа

Кислякова Л.П., Буляница А.Л., Кисляков Юрий Яковлевич, Гуляев В.И.

Статья научная

Статья посвящена выполнению Проекта, который реализует новый принцип неинвазивной диагностики и медико-биологических исследований с применением искусственной мультисенсорной обучаемой аналитической системы "Электронный язык". Его сущность - в применении массива полиселективных сенсоров с перекрестной чувствительностью для оценки содержания физиологически значимых компонентов в конденсате выдыхаемого воздуха, их анализа c применением искусственных нейроподобных систем и математических методов обработки больших массивов многомерной информации. Разработана структура и создан макет аналитической системы, включающей модуль пробоподготовки для сбора конденсата выдыхаемого воздуха и три функциональных модуля: сенсорный, микропроцессорный измерительный и информационный, обеспечивающий формирование образов исследуемого объекта, их запоминание и распознавание. Разработаны составы рабочих растворов для калибровки, кондиционирования, хранения сенсоров и оценки их перекрестной чувствительности, а также методики сбора конденсата, подготовки сенсоров к измерениям, оценки их характеристик в контрольных растворах. Проведены технические и физиологические исследования, которые свидетельствуют об эффективности использованного принципа неинвазивной диагностики функционального состояния испытуемых в покое и при умеренных физических нагрузках, контролируемых по показателям сенсоров, чувствительных к различным компонентам конденсата выдыхаемого воздуха. Показана эффективность применения проекционного метода главных компонент для формирования образа реакции (изменения функционального состояния) человека на физические нагрузки. Традиционный способ построения корреляционной матрицы, использующий в качестве обучающей выборки массивы информативных сигналов обследуемых пациентов. Предложен альтернативный способ формирования корреляционной матрицы, основанный на аналогии форм выражений для коэффициента корреляции и косинуса угла между векторами. При этом координатами векторов являются коэффициенты чувствительности (тангенс угла наклона калибровочной характеристики) каждого полиселективного сенсора по отношению к различным тестовым веществам. Независимость выбора тестовых веществ обеспечивает ортогональность координат вектора. Тем самым коэффициенты корреляции численно равны косинусу угла между соответствующими векторами, а способ построения корреляционной матрицы позволяет отказаться от предварительного "обучения" диагностической системы с помощью испытуемых пациентов.

Бесплатно

ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ЗЕРКАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ФУНКЦИОНИРУЮЩИХ НА ОРБИТАЛЬНОМ УЧАСТКЕ ПОЛЕТА

Н. О. Борщев

Статья научная

В данной работе представлен метод определения коэффициента теплопроводности зеркальных материалов космических аппаратов, функционирующих на орбитальном участке полета. Данная задача решается как задача поиска глобального экстремума параметризированного коэффициента теплопроводности в ходе минимизации среднеквадратичного функционала невязки между теоретическим и экспериментальным полями температур в местах установки датчиков температур. Обратные задачи считаются некорректными из-за "зашумленных" входных данных, для преодоления этого необходимо применить регуляризацию. В данной работе используется метод итерационной регуляризации, где в качестве регуляризируемого параметра выступает номер итерации. В качестве алгоритма оптимизации выбран метод сопряженных градиентов как наиболее точный метод сходимости первого порядка.

Бесплатно

ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ИЗЛУЧАЮЩАЯ АНТЕННА ДЛЯ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ПОВЕРХНОСТИ ВОДОЕМА: АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ В ВОЛНОИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЕ (ОБЗОР)

Е. В. Волощенко, С. П. Тарасов, А. П. Волощенко

Статья научная

Рассмотрено применение параметрической излучающей антенны (ПИА) в новом качестве – как источника низкочастотного ультразвукового (УЗ) сигнала с перестраиваемыми характеристиками в волноизмерительной аппаратуре, используемой для гидроакустического мониторинга водной поверхности прибрежной акватории, например при дистанционной оценке степени волнения при проведении измерений гидроусловий. Обсуждаются результаты модельных экспериментов по изучению закономерностей рассеяния УЗ-поля при подводном облучении как гладких, так и возмущенных ветровым воздействием границ раздела вода—воздух. Анализ данных позволил уточнить модель ПИА в рамках задачи эхопоиска объектов на мелководье вблизи акустически мягкой границы вода—воздух, в которой используется метод мнимого источника. Предложен информативный признак и обсуждаются основы способа измерения параметров взволнованной морской поверхности с использованием эффектов нелинейной акустики, например, для режима широкополосного облучения УЗ-сигналами со стороны дна.

Бесплатно

ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ИЗЛУЧАЮЩАЯ АНТЕННА С МНОГОКОМПОНЕНТНЫМ СИГНАЛОМ НАКАЧКИ ДЛЯ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА МЕЛКОВОДНЫХ ВОДОЕМОВ

Е. В. Волощенко

Статья научная

В статье рассмотрена возможность изменения эксплуатационных характеристик параметрической излучающей антенны (ПИА) с многокомпонентным сигналом накачки, в частности для повышения энергетического потенциала на формирующихся низкочастотных сигналах кратных частот при неизменной ширине основного лепестка характеристики направленности. Это достигается за счет использования в качестве сигнала накачки фазированных спектральных составляющих, находящихся в полосе пропускания излучающего электроакустического преобразователя, разность частот которых и определяет состав полигармонического низкочастотного сигнала, генерирующегося в водной среде. Данный способ формирования ПИА позволяет увеличить эффективность генерации зондирующих сигналов именно в длинноволновом диапазоне, что актуально при осуществлении измерений параметров движения слоистой морской среды. Особенности формирования широкополосного излучения волн разностной частоты позволяет использовать "бестелесную" ПИА в новом качестве — как инструмент для косвенной оценки степени неровности поверхности моря при проведении измерений гидроусловий на прибрежной акватории.

Бесплатно

1
...
41
42
43
44
45
46
47
...
В конец

Журнал