Анотація до роботи:

Голдак А. Я. Вимірювання гранулометричного складу порошкоподібних речовин з використанням лазерного випромінювання. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.13 – „Прилади і методи контролю та визначення складу речовин”.

Національний університет «Львівська політехніка», м. Львів, 2007 р.

Дисертація присвячена розробленню методів та засобів визначення функції розподілу розмірів частинок порошкоподібних матеріалів з використанням лазерного випромінювання.

Встановлено залежність точності розв’язків рівняння Фредгольма першого роду для задачі визначення розподілу розмірів порошкоподібних матеріалів від спектру першої похідної обчислених розв’язків. Ця залежність покладена в основу способу вибору параметра регуляризації для цього типу вимірювань.

Запропоновано та обґрунтовано структуру устави для визначення розподілу розмірів частинок порошкових речовин та алгоритми її роботи. Принцип роботи устави ґрунтується на ефектах розсіяння світла малими частинками. В основі опису явищ розсіяння в роботі покладено теорію Мі.

Експериментальні дослідження підтвердили придатність пропонованої структури та алгоритмів роботи вимірювальної устави для вимірювання розподілу розмірів порошкоподібних матеріалів.

Основні результати праці знайшли промислове впровадження під час проектування промислових гранулометрів.

В роботі розроблено покращений метод визначення гранулометричного складу порошкових речовин на основі використання ефектів розсіяння світла малими частинками. Основні результати роботи полягають у наступному:

1. Робочі формули, одержані внаслідок розвитку теорії Мі, дозволяють зменшити кількість числових операцій при обчисленні ядра інтегрального рівняння Фредгольма першого роду, що дає змогу підвищити швидкодію приладів для визначення розподілу розмірів порошкових речовин, які ґрунтуються на пропонованих методах.

2. Встановлено залежність частотного спектра одержаних розв’язків від їх точності, що дало можливість виробити новий критерій (за спектром похідної) вибору параметра регуляризації у методі Тихонова. Результати розв’язання рівняння Фредгольма першого роду цими методами є більш точні (1,1 – 4 рази), ніж результати, одержані іншими розглянутими методами.

3. Показано, що вироблений критерій визначення параметра регуляризації за спектром похідної придатний також для вибору регуляризуючого оператора у методі Тихонова, що дозволило створити гнучкий алгоритм автоматичного вибору оператора, з допомогою якого можна досягнути найкращих результатів для кожного конкретного випадку.

4. Досягнуто покращення точності визначення функції густини розподілу розмірів частинок порошкових речовин ( внаслідок застосування статистичного усереднення та показано, що статистичне усереднення слід застосовувати до виміряних значень індикатриси розсіяного частинками світла, а не до обчислених значень розв’язків згаданого вище рівняння.

5. Проведені дослідження стійкості розв’язання рівняння Фредгольма першого роду для сімейств розподілів, що розглядались у цій роботі, дали можливість оцінити межі похибки визначення функції густини розподілу розмірів частинок та продемонстрували складність та неоднозначність задачі метрологічного забезпечення таких гранулометричних вимірювань.

6. Застосування згладження методом найменших квадратів призвело до зменшення зведеної похибки визначення (до 15 разів на деяких проміжках) при її апроксимації сімействами розподілів Релея, ч² та Гамма. У випадку апроксимації сімейством розподілів Накагамі після застосування згладження похибка зросла у 1,2 – 7 разів, що свідчить про необхідність окремих досліджень для кожної конкретної практичної задачі.

7. Результати експериментальних досліджень, одержані за допомогою дослідницької устави, принцип дії якої ґрунтується на запропонованих алгоритмах, підтвердили правильність теоретичних розрахунків та модельних досліджень.

8. Результати проведених досліджень використані у розробленні промислових гранулометрів для вимірювання дисперсного складу порошкових речовин.

Публікації автора:

1. Голдак А. Я., Шаповалов Г.О. Модель вимірювання розмірів порошкоподібних матеріалів // Вимірювальна техніка та метрологія: Вісник Національного університету «Львівська політехніка». – 2006. № 66. – С. 94 – 99.

   Голдак А. Я., Шаповалов Г.О. Обґрунтування конструкції макету дослідницької устави для вимірювання параметрів порошкоподібних матеріалів // Автоматика вимірювання та керування: Вісник Національного університету «Львівська політехніка». – № 551. – С. 173 – 177.

   Голдак А. Я. Аналіз методів визначення розмірів частинок порошкоподібних матеріалів // Методи та прилади контролю якості. – 2006. – № 16. – С. 86 – 90.

   Голдак А. Я. Метод регуляризації Тихонова при моделюванні вимірювання розподілу розмірів порошкоподібних матеріалів // Електроніка: Вісник Національного університету «Львівська політехніка». – № 558. – С. 123 – 128.