Статьи журнала - Научное приборостроение
Все статьи: 1385
Применение детекторов ионов с большим динамическим диапазоном в масс-спектрометрах
Статья научная
Рассмотрены устройство, основные характеристики и примеры использования гибридного электронного умножителя и электронно-оптического позиционно-чувствительного детектора ионов. Представлены методические основы изотопного анализа ультрамалых проб актинидов на термоионизационном масс-спектрометре и результаты анализа реальных образцов.
Бесплатно
Статья научная
Приводится обоснование целесообразности применения в волномерных буях индуктивных датчиков абсолютного давления. Указывается, что режим функционирования датчиков в этом приборе характеризуется рядом особенностей, что обусловило применение ранее в волнографах этого типа дифференциальных датчиков давления. С целью увеличения надежности волномерного буя, предлагается применять в качестве чувствительного преобразователя индуктивные датчики абсолютного давления. Предлагаются результаты исследований статических и динамических характеристик датчиков этого типа.
Бесплатно
Применение интерферометрии сдвига для контроля углового смещения поверхности объекта
Статья научная
Настоящая работа посвящена исследованию разработанной интерференционной установки контроля угловых смещений точек поверхности объекта на высокоразрешающих голографических пластинках. Методы голографической интерферометрии являются высокоточными и высокоинформативными методами измерений и позволяют проводить исследования процессов как в статике, так и в динамике, изучать поверхности высокополированные и грубой формы (первого, второго класса шероховатости), вести контроль волновых полей, существовавших в разное время, а также получать данные эксперимента в количественном и качественном аспектах. В работе оценен шаг интерференционных полос для проведения измерений, предложена методика устранения наклонных смещений поверхности и приведена функциональная схема разработанного устройства. Получено выражение для интерференционных полос, различимых на фоне оптического шума, для проведения реального эксперимента.
Бесплатно
Применение искусственного интеллекта в анализе данных электрокардиографа сверхвысокого разрешения
Статья научная
Целью данного исследования является демонстрация возможности классификации данных измерений малогабаритного блока для снятия, регистрации и записи электрокардиосигналов (ЭКС) по методу электрокардиографии сверхвысокого разрешения (ЭКГ СВР), разработка которого ведется в лаборатории 235 Института аналитического приборостроения Российской академии наук (ИАП РАН). Для классификации результатов электрокардиографических измерений использовалась 4-слойная сверточная нейронная сеть (НС), обученная и протестированная на базе данных, состоящей из 90 записей ЭКС СВР, полученных в ходе экспериментов по моделированию острой ишемии миокарда на подопытных крысах. Каждый опыт включал в себя три этапа эксперимента — "стабилизация", "ишемия" и "реперфузия", характеризующихся разной морфологией и спектральными характеристиками регистрируемых сигналов. Была поставлена задача автоматически оценить вероятность принадлежности каждого кардиоцикла одной записи ЭКС СВР к одному из 4 классов, соответствующих трем основным этапам экспериментов, а также переходному этапу между стадиями стабилизации и ишемии. Для оценки качества классификации была построена кривая обучения модели, а также временнáя зависимость оценки вероятности принадлежности каждого кардиоцикла одной записи ЭКС СВР к одному из 4 классов.
Бесплатно
Применение масс-спектрометрии для контроля антибиотиков в молоке
Статья научная
На примере линкомицина показана возможность использования количественной масс-спектрометрии для обнаружения антибиотиков в широком диапазоне концентраций в молоке пролеченных животных. Построена калибровочная кривая для определения концентрации линкомицина в молоке для МХ5310 - времяпролетного масс-спектрометра с источником ионов типа "электроспрей" и ортогональным способом ввода ионов. Обнаружен линкомицин в молоке при его концентрациях, меньших и больших ПДК.
Бесплатно
Применение математических методов фильтрации сигнала при анализе в потоке
Статья научная
Разработан алгоритм многопараметрической предварительной обработки детектируемых сигналов для измерительных систем анализа в потоке, сочетающих принципы проточно-инжекционного и непрерывного проточного анализа. Обоснован выбор методов и параметров цифровой фильтрации при решении различных задач. Приведены примеры практической реализации.
Бесплатно
Статья научная
Описан масс-спектрометрический интерфейс для измерения концентрации анестезиологических препаратов в биологических жидкостях (плазме крови и моче). Забор проб биологических жидкостей осуществлялся во время сбалансированной ингаляционной (севофлуран, фентанил) анестезии и тотальной внутривенной (пропофол, фентанил) анестезии. Описанная методика измерения концентрации препаратов в биологических жидкостях не требует пробоподготовки для ввода образца в интерфейс масс-спектрометра. В интерфейсе использовалась гидрофобная селективная мембрана, которая позволяла выделять анестезиологические препараты из биологических жидкостей: ингаляционный анестетик севофлуран, гипнотик пропофол. Продемонстрирована возможность использования мембранного интерфейса для измерения абсолютной концентрации внутривенного гипнотика пропофол в плазме крови.
Бесплатно
Применение металл-оксидных сорбентов для извлечения диазинона из воды
Статья научная
Проведено исследование степени экстракции инсектицида диазинона из водной матрицы на наночастицах оксидов титана, циркония и железа(III), полученных в ходе модифицированного золь-гель синтеза, в сравнении с коммерческим порошком TiO2 (P25). Степень извлечения диазинона для оксидов циркония и титана составила 86 и 77 % соответственно, для порошка TiO2 (P25) значение степени извлечения не превышало 46 %.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлена методика по определению лекарственных соединений (кофеин, кетопрофен, диклофенак, ципрофлоксацин) в природной воде с применением метода ВЭЖХ-тандемной масс-спектрометрии высокого разрешения (прибор LTQ OrbiTrap, "ThermoFinnigan", США) и твердофазной экстракции (картриджи Oasis HLB). Для растворов стандартов данных соединений установлен порог устойчивого обнаружения, пределы обнаружения (5-10 нг/л) и коэффициенты извлечения. Также представлены результаты измерения стандартов исследуемых веществ с использованием двух моделей времяпролетных масс-спектрометров - МХ 5310 (ИАП РАН) и LCMS-IT-TOF (фирмы "Shimadzu").
Бесплатно
Статья научная
Методом низкочастотной индукционной диэлькомерии высокого разрешения проведено сравнение степени чистоты воды, полученной методами: паровой дистилляции и бидистилляции, обратного осмоса отдельно и совместно с деионизацией на смолах, с исходной водопроводной водой Санкт-Петербурга. Показано, что все использованные устройства для очистки воды достаточно качественно очищают воду, но только бидистилляция и деионизация позволяют получать воду, не имеющую ионных примесей на уровне 10-7 М.
Бесплатно
Применение методов математического программирования для градуировки БИК-анализаторов
Статья научная
В статье рассматривается возможность повышения точности анализа различных образцов, проводимого с помощью анализатора, работающего в ближней инфракрасной области. Для решения задачи предлагается создание градуировки с помощью методов математического программирования.
Бесплатно
Статья научная
Предлагаются методы, расширяющие возможности существующих автоматизированных систем контроля параметров реверберации акустических сигналов, которые базируются на теории совместных частотно-временных представлений сигналов и помех. Приводятся основные аналитические соотношения для построения быстродействующих алгоритмов вычисления значений функций частотно-временных распределений энергии сигналов. Обсуждаются результаты теоретических и экспериментальных исследований возможностей предлагаемых методов. Демонстрируется существенное увеличение (примерно на порядок) скорости цифровой обработки акустических сигналов по сравнению с достаточно широко известными алгоритмами частотно-временнóго анализа на основе распределений "конусного" и "экспоненциального" типов.
Бесплатно
Статья научная
Для описания движения физиологических жидкостей в организме в ряде случаев можно использовать модель струйного течения, например, для перемещения крови из капилляра в вену или артерию. Геометрическая схема движения представляет собой объединение канала малого сечения с камерой, существенно бóльших размеров. В работе рассматривается применимость модели затопленной струи. Результаты расчета скоростей движения, основанные на моделях, допускающих аналитическое решение, а именно первое и второе приближения струйного течения, сопоставляются с результатами численного решения уравнения Навье-Стокса методом конечных элементов с использованием пакета программ COMSOL MULTIPHYSICS. Обсуждается идея корректировки параметра струи с учетом дополнительно составляющей потока импульса.
Бесплатно
Статья научная
Современные достижения в области микроэлектроники и искусственного интеллекта позволили совершить качественный скачок в развитии робототехники. Как следствие, расширилась сфера применения беспилотных транспортных систем, что повышает требования к точности и безопасности автономного управления. Актуальным является не только создание данных систем, но и их адаптация под внешнюю среду; интеграция в технику, изначально созданную для пилотирования человеком. В настоящей статье исследованы вопросы точности следования траектории, подбора или размещения паллеты. Предложен модифицированный адаптивный алгоритм на основе метода "чистого преследования" в применении к вилочным погрузчикам, оснащенным переносной бортовой системой оптической навигации собственной разработки. Тестировались сценарии выезда и движения по прямой траектории, подбор и размещение паллеты на промышленных складах. Алгоритм демонстрирует точность, соизмеримую с точностью других современных методов, но при большей скорости движения и при меньших требованиях к точности позиционирования.
Бесплатно
Статья научная
В работе проиллюстрирована возможность использования глубокой нейронной сети с двойным разрешением (DDRNet — Deep Dual-Resolution Networks) для решения в режиме реального времени задачи обнаружения на изображениях подвижных объектов (пешеходов, велосипедистов, автомобилей и др.). В работе представлено также программное решение DDR-SLAM в области VSLAM (Visual Simultaneous Localization and Mapping) в динамических средах. Данное VSLAM-решение представляет собой, по сути, улучшенную реализацию фреймворка ORB-SLAM2, в которой с помощью нейросети DDRNet производится маскирование подвижных объектов. Результаты экспериментальной апробации DDR-SLAM на последовательностях изображений из наборов данных KITTI и Cityscapes демонстрируют, что DDR-SLAM обеспечивает получение низких значений ошибок позиционирования в следующих сценариях: движение транспортного средства (ТС) в плотном потоке машин, длительное пребывание ТС в пробке, замедление движения ТС перед перекрестком, к которому приближаются также и иные ТС, и др. Показано также, что DDR-SLAM уверенно превосходит по точности позиционирования VSLAM-решение ORB-SLAM2 в тех сценариях, где присутствует большое число подвижных объектов. Исходный код DDR-SLAM доступен по ссылке: (https://github.com/YznMur/DDRSLAM.git).
Бесплатно
Статья научная
Представлен метод детектирования изменения свойств нестационарного сигнала в области вейвлет-разложения на основе нейронной сети. Дан метод вейвлет-преобразования речевого сигнала с использованием вейвлет-пакета, структура которого согласована с персептуальной моделью.
Бесплатно
Статья научная
В статье обоснован выбор и уровень сложности нейросетевого многослойного персептрона и получены характеристики его обучения. Предложен способ снижения размерности входных векторов при обучении персептрона и распознавании состояния сигнала, основанный на методе главных компонент. Получены основные характеристики нейросетевого алгоритма.
Бесплатно
Применение оптических энкодеров в микросканерах СЗМ с большим диапазоном сканирования
Статья научная
В работе представлена конструкция и результаты исследований пьезосканера с оптическими датчиками линейных перемещений (оптическими энкодерами) для сканирующего зондового микроскопа (СЗМ) с большим диапазоном сканирования. Обсуждаются алгоритмы и приводятся результаты калибровки и линеаризации пьезосканера. Демонстрируется уменьшение влияния термодрейфа на СЗМ-изображение.
Бесплатно
Статья научная
Проведен анализ системы уравнений электрогидродинамики (ЭГД) в контексте описания физических процессов, протекающих при возбуждении акустической энергии в электроакустическом преобразователе нового типа. Выявлено, что при реализации устройства преобразователя необходимо придерживаться ряда ограничений и рекомендаций. Во избежание возбуждения кратных частот необходимо прикладывать однородное электрическое поле, жидкая среда также должна быть однородной и без примесей. Рабочая жидкость в преобразователе должна обладать малой удельной проводимостью, в противном случае происходит ее перегрев, возникают другие паразитные явления. Для повышения уровня прикладываемого электрического поля необходимо повышать электрическую прочность рабочей жидкости. Использование математического моделирования при помощи системы ЭГД-уравнений позволит оптимизировать устройство электроакустического преобразователя нового типа.
Бесплатно
Статья научная
В работе продемонстрированы возможности определения концентрации диоксида углерода в атмосферном воздухе с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния света (КР). Предельная чувствительность метода, реализованного с помощью разработанного КР-газоанализатора, составила единицы ppm. Показаны пути ее улучшения и перспективы применения КР-газоанализа для одновременного мониторинга концентраций всех парниковых газов.
Бесплатно
