Оригинальные статьи. Рубрика в журнале - Научное приборостроение
Статья научная
Рассмотрены вопросы метрологического обеспечения электродинамических сейсмоприемников ускорений на основе теории групп. Найдены группы симметрий уравнения движения чувствительного элемента сейсмоприемника: группа трансляций (переносов), группа неоднородных растяжений (изменение масштаба) и группа Галилея. Предложенный метод был разработан для определения параметров сейсмоприемников вертикальных ускорений СВУ-1 с помощью вибростенда, аттестованного в органах Госстандарта по государственным эталонам.
Бесплатно
Принцип работы спинового эхо-процессора
Статья научная
Представлена модель обработки информации в одном цикле работы спинового эхо-процессора. Она является обобщением матричных, диаграммных и алгебраических методов расчета зависимости параметров эхо-сигналов от параметров информационных и управляющих радиоимпульсов возбуждающей последовательности. Показана структура цикла работы. Вводится понятие регистровой структуры эхо-процессора и операторов ввода информации. Показаны принципы формирования потоков информации по различным траекториям переноса когерентности. Модель позволяет проследить за прохождением информации через многоканальную регистровую структуру спинового эхо-процессора и определить условия оптимального отображения полезных результатов на его выходе.
Бесплатно
Принципы построения высокоразрешающих систем пофрагментного сканирования изображений
Статья научная
Оцифровка изображений является важным этапом всех задач обработки изображений. Однако при регистрации изображений с высоким разрешением обычно возникает ряд проблем. Большинство из них может быть решено путем создания систем на основе алгоритма многокадрового сканирования. Здесь описываются основные принципы этого метода и представляется одно из разработанных устройств.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе с помощью компьютерного моделирования исследовалась возможность получения в секторных сферических энергоанализаторах с большим межэлектродным зазором фокусировки более высокого порядка, чем первый. На основе анализа влияния на фокусировку линзовых эффектов, связанных с проникновением электростатического поля сферического конденсатора в пустое пространство, показана возможность получения в системах на основе сферического дефлектора, режимов и конфигураций, обеспечивающих фокусировку второго порядка по угловым направлениям. При угловом растворе пучков частиц точечного источника вплоть до 5о энергетическое разрешение систем достигает уровня 0.1 %. Найденные конфигурации обладают свойствами одиночной линзы с изогнутой осью и могут быть преобразованы в новые оптические элементы с высоким качеством фокусировки по угловым направлениям в сочетании с большой энергетической дисперсией.
Бесплатно
Радиационная оптическая устойчивость (РОУ) кварцевого стекла
Статья научная
Экспериментально исследовано нарушение радиационной оптической устойчивости (РОУ) кварцевого стекла, проявляющееся в виде люминесценции на длине волны 0.65 мкм. Дано объяснение причин и механизма возникновения радиационных центров. Экспериментально найден технологический режим восстановления оптических свойств утратившего РОУ кварцевого стекла.
Бесплатно
Разработка Crystaltag - алгоритма частичного распознавания фрагментных масс-спектров пептидов
Статья научная
Статья представляет созданный в Институте аналитического приборостроения РАН оригинальный алгоритм частичного распознавания последовательности пептидов по масс-спектру продуктов фрагментации. Алгоритм предназначен для решения задач белкового и/или пептидного анализа посредством масс-спектрометрии и является одним из ключевых алгоритмов биоинформационного обеспечения MC-эксперимента. Первичное тестирование алгоритма показало приемлемое качество распознавания фрагментных масс-спектров пептидов. Алгоритм носит универсальный характер и может быть использован как для приборов, разработанных в ИАнП РАН, так и для импортных масс-спектрометров, особенно тандемов МС-МС.
Бесплатно
Разработка математической модели пневматической системы термостабилизации
Статья научная
В статье представлен метод расчета пневмоэлектрического устройства для проведения полимеразной цепной реакции деления молекулы ДНК - пневматического амплификатора. Особенностями данной системы являются высокие скорости изменения температуры рабочего тела - воздуха при одновременном обеспечении точности изменения температуры биологического образца в пластиковой микропробирке. Целью исследований является моделирование тепловых процессов для создания оптимальных условий для проведения реакции деления молекулы ДНК. Представлена математическая модель расчета, основанная на методе сосредоточенных параметров. Описан экспериментальный стенд. Приведены результаты расчетно-теоретических исследований и их сравнение с результатами экспериментальных исследований. Показано, что предложенный метод позволяет оценить масштабы переходных процессов, протекающих в пневматическом амплификаторе. Сделан вывод о необходимости разработки математической модели, основанной на методах описания систем с распределенными параметрами.
Бесплатно
Разработка методик дозиметрирования диапазонов А, В и С ультрафиолетового излучения солнца
Статья научная
Разработаны датчики, регистрирующие ультрафиолетовое излучение (УФИ) в диапазонах: А (315-400) нм, Б (270-315) нм и С (200-270) нм раздельно или вместе. Работа датчиков базируется на предложенном авторами методе регистрации УФ-излучения, которое преобразуется в видимое излучение и затем регистрируется обычными кремниевыми фотодиодами. после преобразования УФИ в видимый свет производится дополнительная фильтрация излучения, в результате которой отсекается все излучение с длинами волн, большими 600 нм.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье рассматривается возможность использования масс-спектрометрии тлеющего разряда для элементного анализа солей металлов. Проанализированы способы крепления пробы в газоразрядной ячейке и получены спектры солей никеля и цинка, нанесенных на индиевую подложку.
Бесплатно
Разработка мини-ЯМР-томографа для учебных и научно-исследовательских целей
Статья научная
Дано описание мини-ЯМР-томографа, работающего на частоте протонного резонанса 5.44 МГц и регистрирующего изображения от объектов с линейным размером L ~ 20 мм. Томограф позволяет в реальном времени регистрировать накопление ЯМР-сигналов, контролировать влияние электромагнитных шумов на качество изображения и выполнять суммирование томограмм до достижения приемлемого контраста изображения исследуемого слоя. Линейное разрешение томографа, достигаемое за время порядка 4 мин, равно ~ 0.3 мм. Показано использование прибора с регистрацией томограмм от ряда последовательных эхо-сигналов при исследовании объекта, содержащего области с разными временами спин-спиновой релаксации.
Бесплатно
Разработка обобщенной структурной схемы и концептуальной модели расчета амплификаторов ДНК
Статья научная
В статье представлены основные положения построения обобщенной структурной схемы амплификаторов ДНК, их классификация и концептуальная модель расчета. Обобщенная структурная схема является результатом проведенного обзора существующих конструктивных схем устройств данного типа и основой для разработки классификации амплификаторов ДНК. Представленная классификация позволяет синтезировать новые типы структурных схем устройств в зависимости от предъявляемых в каждом конкретном случае требований к амплификатору ДНК. Концептуальная модель необходима для создания частных математических моделей расчета конкретных типов амплификаторов ДНК.
Бесплатно
Статья научная
С помощью томографа "Magnetom Vision" получены магнитно-резонансные спектры белого вещества головного мозга in vivo для группы из 16 здоровых добровольцев 19-60-летнего возраста. Разработан пакет программного обеспечения, который позволяет обрабатывать спектры с минимизацией ряда систематических погрешностей и с вычислением доверительных границ погрешности результатов. Для обследованной группы получено, что средняя молярная концентрация метаболитов тканей белого вещества мозга равна: N-ацетиласпартат С(NAA) = 10.70 ± 1.25; фосфокреатин С(PCr) = 6.53 ± 0.67; холин С(Cho) = 1.67 ± 0.35; миоинозитола С(Ins)=6.39 ± 1.54 ммоль/л.
Бесплатно
Расчет параметров ионного пучка, выходящего из газонаполненного радиочастотного квадруполя
Статья научная
Теоретически рассмотрены процессы ионной транспортировки в газонаполненном радиочастотном квадруполе. С помощью программы, учитывающей эффекты упругих ион-молекулярных столкновений, рассчитаны равновесные энергетические и пространственные распределения ионов, охлажденных в транспортном квадруполе. Зависимости этих распределений от массы ионов и параметров квадруполя исследованы как внутри квадруполя, так и после вытягивания ионов в вакуум. Показано, что радиочастотное поле приводит к разогреву ионов, и фазовый объем ионного пучка после вытягивания превышает величину, прогнозируемую исходя из равновесных параметров распределения ионов внутри квадруполя. Рассмотрены пути оптимизации транспортировки ионов от источника до ускорителя ортогонального времяпролетного масс-анализатора.
Бесплатно
Расчет резонансных частот ультразвуковой многослойной камеры с пьезоэлектрическим излучателем
Статья научная
В работе предложен подход, позволяющий рассчитывать характеристики ультразвуковых резонансных камер, состоящих из пьезоэлектрического излучателя и многослойной жидкой камеры, граничащей в общем случае с жидким полупространством. Предложенный подход позволяет получить исчерпывающую информацию о физических процессах в камере. В качестве примеров рассмотрены ненагруженный излучатель, а также излучатель, нагруженный на акустическое сопротивление с постоянным и с частотно зависимым импедансами.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрена модификация метода граничных элементов, предложенная для вычислений с высокой точностью (относительная ошибка ≤ 10-5 ) трехмерных электростатических полей при использовании электродов практически произвольной формы. Продемонстрированы и проанализированы эксперименты с аналитическими тестовыми задачами.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрена визуализация распределений локальных интенсивностей и кавитационных зон в ультразвуковых пучках, генерируемых ультразвуковыми преобразователями различного типа. Приведены примеры визуализации ультразвуковых полей. Показано, что из картин распределений интенсивностей в ультразвуковых пучках можно определять количественно величины средних и локальных интенсивностей.
Бесплатно
Рентгенофотоэлектронный спектрометр для химического анализа твердофазных материалов
Статья научная
Создан экспериментальный образец рентгенофотоэлектронного спектрометра, ориентированного на задачи определения и контроля химического состава разнообразных твердофазных материалов: металлов, сплавов, полупроводников и диэлектриков, полимеров, композиционных материалов. Прибор построен на базе электронного спектрометра ЭС2403, аналитических и высоковакуумных узлов, производимых отечественной промышленностью и обладающих (по опыту эксплуатации) большими рабочими ресурсами и надежностью. В состав спектрометра входят: - электронный энергоанализатор на основе электростатического полусферического конденсатора с многоэлектродной аксиально-симметричной системой предторможения на входе анализатора; - источник рентгеновского излучения, обеспечивающий интенсивное рентгеновское излучение линий MgКα и AlКα.; - стойка спектрометра аналитическая; - стойки электропитания; - система автоматизированного управления режимами анализатора и регистрации аналитической информации; - Windows-пакет программных средств автоматизированного управления режимами энергоанализатора и регистрации. Прибор характеризуется энергетическим разрешением на уровне (0.9-1.0) эВ, погрешностью определения химических сдвигов и энергии связи 0.1 эВ.
Бесплатно
Статья научная
В статье предлагается подход к решению задачи множественного рассеяния акустической волны на совокупности тел в однородном безграничном пространстве. Для этого рассматривается задача о множественном рассеянии двух тел, находящихся в первичном поле плоской волны. Предполагаются известными исходные невозмущенные амплитуды рассеяния каждого рассеивателя. Решение строится путем учета многократного перерассеяния плоских волн между рассеивателями. Получены интегральные уравнения, позволяющие рассчитать результирующие амплитуды рассеяния каждого из тел и совокупную амплитуду рассеяния системы, состоящей из двух рассеивателей. Показано, что решение этой задачи позволяет решить задачу о поле рассеяния произвольного числа рассеивателей. Приведены выражения для амплитуды рассеяния в случае произвольного первичного поля. Продемонстрирована связь интегральных уравнений для задач о множественном рассеянии в однородном пространстве и о множественном рассеянии одиночного тела вблизи границы раздела. Приведены приближенные выражения для расчета амплитуды рассеяния при множественном рассеянии.
Бесплатно
Статья научная
В работе показана актуальность исследования альтернативных (по отношению к традиционным) методов стохастической нелинейной параметрической идентификации. Впервые предложен синтез процедуры идентификации параметра дискретного наблюдателя с использованием критерия минимума вероятности ошибки оценивания. Рассмотрен модельный пример, иллюстрирующий эффективность предлагаемого подхода. Предложенный алгоритм, основанный на применении обобщенного вероятностного критерия, может быть использован в самых различных областях связи, управления, метрологии и т. д.
Бесплатно
Система автоматического поиска и слежения за глобальным максимумом пика масс-спектра
Статья научная
Описаны алгоритм и устройство цифрового экстремального регулятора, обеспечивающего игнорирование локальных экстремумов, автоматический поиск и слежение за глобальным максимумом пика масс-спектра с точностью не хуже 0.0012 % при быстродействии 50 кГц, повышенных скоростях развертки масс до 200 а.е.м./с и устойчивости регулирования.
Бесплатно
