Анотація до роботи:

Качанов М.П. Підвищення точності вимірювальних перетворювачів при двопараметровому контролі вологості сипких матеріалів в умовах неусувного факторного впливу насипної щільності . - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.13 – прилади і методи контролю та визначення складу речовин .- Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2007.

Дисертація присвячена вирішенню науково-технічної задачі удосконалення методів підвищення вірогідності вимірювального контролю відносної вологості сипких матеріалів на базі високочастотного перетворювача.

Запропоновані математичні моделі вихідних сигналів резонансного перетворювача, які дозволяють методами дисперсійного аналізу визначити ефекти розподільного та сумісного впливу вимірюваної вологості і заважаючої насипної щільності на ці сигнали, синтезувати формальну параметричну модель функції вимірювального перетворення, оцінити вірогідність очікуваної вимірювальної інформації та розрахувати мінімальне число рівнів вологості на етапі навчання системи контролю. Запропоновано метод кластеризації діапазону вимірювання вологості (класифікаційна модель вимірювання) для автоматичної корекції результатів непрямої оцінки рівнів вологості. Доказано, що вибір числа кластерів (рівнів вологості) являє собою оптимізаційну задачу. Показана ефективність моделей непрямого вимірювання рівнів вологості при факторному впливі насипної щільності.

У дисертаційній роботі вирішена актуальна науково-практична задача по вдосконаленню методів контролю та визначення складу сипких матеріалів з використанням резонансних вимірювальних перетворювачів з корельованими вихідними сигналами.

До основних висновків дисертаційної роботи віднесено:

1. Визначені види впливаючих факторів на результати вимірювань відносної вологості та проаналізовані статистичні двовимірні моделі перехресних взаємозалежних вхідних впливів на вихідні сигнали резонансного перетворювача, які дозволяють оцінювати його чутливість за основним впливом при апріорі невідомій дійсної функції перетворення.

2. Розроблена двовимірна коваріаційна модель функції перетворення за входом та за виходом із розкладенням їх на адитивну і мультиплікативну складові при наявності впливу заважаючих факторів.

3. Визначені умови мінімізації, при градуюванні перетворювача, кількості нестандартних зразків та числа рівнів вологості, що забезпечують задану вірогідність відтворення градуювальних характеристик перетворювача, при неконтрольованому впливу сипкої щільності.

4. Розроблена класифікаційна модель функції перетворення на основі кластеризації діапазону вимірювання вологості, яка дозволяє підвищити вірогідність вимірювального параметричного контролю вологості сипких матеріалів, при використанні контрольованих вихідних сигналів резонансного перетворювача.

5. Підтверджена підвищена (більш ніж в 3 рази) чутливість резонансного перетворювача до змін рівнів щільності сипких матеріалів у порівнянні з чутливістю до змін відносної вологості.

6. Практично перевірена в ході фізичного моделювання (на зерні пшениці) ефективність оптимального синтезу регресійної моделі рівняння вимірювання вологості на основі двох корельованих вихідних параметрів резонансного перетворювача.

7. Результати робот впроваджено в ТОВ Фармацевтична компанія «Здоров’я» (м. Харків) при контролі вологості хімічної речовини для виробництва ліків та в НПО «Екструдер» (м. Харків) впроваджено мікропроцесорний пристрій для вимірювального контролю відносної вологості при виробництві олії методом гарячого пресування сільськогосподарської сировини на промисловому обладнанні «Екструдер ЕК – 75/1200».

Публікації автора:

1. Щапов П.Ф., Качанов М.П. Классификационные задачи метрологического анализа при двухпараметровом измерении влажности// Український метрологічний журнал. – Харків: ДНВО “Метрологія”. – 2002. – Вип. 4. – С. 12 – 14.

Здобувачем проведено моделювання процедури параметричної класифікації для двопараметрового вимірювання відносної вологості хімічної сировини та розрахунок похибки вимірювань для чотирьох варианів числа кластерів.

2. Качанов М.П. Оценка значимости информационных сигналов резонансного преобразователя при многопараметровом контроле влажности// Вісник Національного технічного університету «ХПІ». – Харків: НТУ «ХПІ». – 2003. – № 26. – С. 86 – 90.

3. Щапов П.Ф., Качанов М.П. Информационные модели многопараметровых измерений при априорной неопределенности функции преобразования // Харківський військовий університет. Зб. наук. праць. Системи обробки інформації. – Харків: ХВУ. – 2004. – № 2. – С. 225 –231.

Здобувачем виконаний регресійний аналіз моделей вимірювань для багатопараметрового вимірювального перетворювача.

4. Качанов М.П., Гайдаш А.М. Функциональная коррекция температурной погрешности цифрового измерителя влажности // Вісник національного технічного університету «ХПІ». – Харків: НТУ «ХПІ». – 2004. – № 17. – С. 95 – 100.

Здобувачем синтезоване рівняння вихідного коду АЦП при лінійної моделі впливу температури.

5. Щапов П.Ф., Качанов М.П., Гайдаш А.М. Анализ факторного влияния влажности и плотности сыпучих материалов на информационные параметры резонансного преобразователя // Вісник Національного технікного університету «ХПІ». – Харків: НТУ «ХПІ». – 2005. – № 7. – С. 167 – 172.

Здобувачем експериментально досліджені діелектричні властивості зерна пшениці. Проведено дисперсійний аналіз результатів двофакторного експерименту для двох резонансних частот.

6. Щапов П.Ф., Качанов М.П. Оценка нелинейности регрессионных моделей двумерных уравнений измерения // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». – Харків: НТУ «ХПІ». – 2005. – № 38. – С. 165 – 170.

Здобувач виконав регресійний аналіз чотирьох моделей рівнянь посереднього вимірювання відносної вологості.

7. Качанов М.П., Щапов П.Ф. Дисперсионный анализ многофакторных параметрических моделей информационного преобразования резонансного измерителя влажности // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. – Харків: УкрДАЗТ. – 2005. – № 3. – С. 53 – 56.

Здобувачем проведено дисперсійний аналіз статистичної моделі інформаційного сигналу, реалізованого в формі коефіцієнтів параболічної апроксимації для резонансної кривої.

8. Пат. 76326 Україна, МПК G01N 27/22, G01N 9/00. Спосіб вимірювання вологості і пристрій для його здійснення / А.М. Гайдаш, М.В. Гунбін, М. П. Качанов, О. І. Кордюмов, П. Ф. Щапов ( Україна ) /. – № 20040907865; Заявл. 27.09.2004; Надр. 17.07.2006, Бюл. № 7. – 14 с.

Здобувачем запропоновано для врахування щільності вимірювальної речовини генерування електромагнітного поля другої частоти, яка відрізняється від частоти, що є інформативною у відношенні до вологості речовини.

9. Качанов М.П., Щапов П.Ф. Микропроцессорный измеритель относительной влажности с адаптивной функцией преобразования // Труды Междунар. научн.–техн. конф. “Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я”. – Харків: НТУ “ХПІ”, 2003. – С. 276.

Здобувачем запропонований первинний вимірювальний перетворювач резонансного типу для вимірювання вологості багатокомпонентних сипких матеріалів з дворівневою системою вторинного перетворення вимірювальної інформації.

10. Качанов М.П. Информационный анализ моделей факторного влияния при двухпараметровом контроле влажности химического сырья // Труды научн.-техн. конф. “Приборостроение 2003: состояние и перспективы”. – Киев: НТУУ “КПИ”, 2003. – С. 90 – 91.

11. Качанов М.П. Информационный анализ многопараметровых функций преобразования // Труды Междунар. научн.-техн. конф. “Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я”. – Харків: НТУ “ХПІ”, 2004. – С. 340.

12. Щапов П.Ф., Качанов М.П. Дисперсионный анализ информационных сигналов резонансного преобразователя при измерениях влажности и плотности сыпучих материалов // Труды 10-й Междунар. конф. “Теория и техника передачи, приема и обработки информации”. – Харьков: ХНУРЭ, 2004. – С. 334 – 335.

Здобувачем виконаний дисперсійний аналіз інформаційних сигналів та отримані кількісні значення інформаційних параметрів, які є найбільш інформативними.