CC BY
33
Table 1
Traffic Analyzer Features
Name of analyzer Type Platform Scalability
1. SolarWinds Real-Time NetFlow Analyzer Free Download Windows SOHO
2. SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer Free Trial Windows SMB for large enterprises
3. ManageEngine NetFlow Analyzer Free Trial Windows, Linux SMB for large enterprises
4. Plixer Scrutinizer An inexpensive tool with a free starter version for small stores hardware, virtual machine Windows or Linux, SaaS SMB for large enterprises
REFERENCES
l.Seilov Sh.Zh., Boranbayev S.N., Kasenova M.N., Seilov A.A., Shingisov D.S. Intelligent analysis of information and communication traffic. Bulletin of the L.N. Gumilyov Eurasian National University. Technical science and technology series. -2019, №3 (128), 76-87 p.
2.https://www.opennet.ru/base/sec/arp_snif.txt.ht
ml
3.T. Yu. Lushnikova. Outstanding characteristics of campus traffic, Telecommunications, №4, 2017, 5155 p.
4.https://itpro.ua/product/solarwinds-netflow-traffic-analyzer-4/?tab=description
5.Wan
Optimizations.http://searchenterprisewan.techtarget.co m/definition/W AN-optimization
6.A.I. Geltman, E.F. Evstropov, Yu.V. Markin. Analysis of network traffic in real time: an overview of applied problems, approaches and solutions, http://www.ispras.ru/preprints/docs/prep_28_2015.pdf
ГРАДИЕНТОМЕТРЫ ДЛЯ ПОИСКА ЛОКАЛЬНЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ОБЪЕКТОВ
DOI: 10.31618/ESU.2413-9335.2020.5.81.1169 Любимов Владимир Валерьевич
старший научный сотрудник Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн
им. Н.В. Пушкова Российской академии наук,
г. Троицк
АННОТАЦИЯ
Настоящая работа посвящена описанию магнитометров-градиентометров, созданных на основе феррозондовых компонентных датчиков магнитного поля. Приборы предназначены для проведения геомагнитных и поисковых работ в различных условиях и средах с возможностью использования различных средств их перемещения в пространстве.
ABSTRACT
This work is devoted to the description of magnetometers-gradientometers, created on the basis of luxgate component sensors. The devices are designed to conduct geomagnetic and search operations in different conditions and environments with the possibility of using different means of their movement in space.
Ключевые слова: магнитное поле, магнитные измерения, компонентные измерения, феррозондовые магнитометры, градиентометры, поиск ферромагнитных объектов.
Keywords: magnetic field, magnetic measurements, component measurements, fluxgate magnetometers, gradientometers, search for ferromagnetic objects.
ВВЕДЕНИЕ
Градиентометрический метод изучения магнитного поля Земли (МПЗ) является одним из основных методов, который используется как при проведении геофизических исследований в различных условиях и средах, так и в процессе проведения рекогносцировочных и специальных работ, связанных с поиском ферромагнитных масс
и скрытых объектов. Этот метод реализуется при синхронном измерении значений модуля или составляющих вектора магнитной индукции (ВМИ) поля Земли датчиками, разнесёнными на некоторое расстояние («измерительную базу» -ИБ), и последующего вычисления градиента поля в направлении этой ИБ.
Для использования градиентометрического метода измерений и поисковых работ в полевых условиях наиболее широкое применение в мире получили приборы на основе феррозондовых датчиков (ФД) магнитного поля [1-10]. Феррозондовые приборы характеризуются малогабаритностью и компактностью, малым энергопотреблением, высокой чувствительностью, точностью и возможностью непосредственного измерения составляющих ВМИ, что обеспечивает получение полной информации о структуре поля и его источниках.
Современные ФД и приборы на их основе обладают малыми собственными шумами, что позволяет проводить работы с высокой надёжностью в очень слабых магнитных полях и в широком диапазоне температур.
При использовании одновременно двух или нескольких ФД, которые являются трёхкомпонентными и жестко закреплены на ИБ на некотором расстоянии друг от друга, - можно получать синхронно картину магнитного поля в данной точке пространства, его градиенты по трём компонентам ВМИ и его модулю.
Возможности современной техники и технологий позволяют реализовать не только накопление, обработку получаемых от прибора данных и их передачу по каналам связи, но и, в процессе поисковых работ, строить карты по результатам измерений в темпе эксперимента. При этом привязка получаемых данных при проведении полевых работ осуществляется при помощи системы GPS.
Рис.1. Общий вид носимых феррозондовых магнитометров-градиентометров.
В настоящей работе обсуждаются созданные специалистами ИЗМИРАН за последние 20 лет различные конструкции магнитометров-градиентометров (МГ), - современных приборов, которые были построены с применением ФД.
ОДНОКАНАЛЬНЫЕ ПЕШЕХОДНЫЕ ГРАДИЕНТОМЕТРЫ Пешеходный малогабаритный МГ модель GF-03 «MAGIC» представляет собой компактный (вес с источником питания не превышает 1,5 кг) высокочувствительный носимый инструмент, предназначенный для проведения научно-исследовательских, поисковых и
рекогносцировочных работ на любых объектах, как в статике, так и в движении и для специальных целей [2].
Общий вид МГ GF-03 «MAGIC» показан на рис.1. Прибор является однокомпонентным. Магнитоизмерительный преобразователь (МИП) прибора выполнен на основе двух дифференциально включенных ФД разработки ЦНИИ им. А. Н. Крылова. Чувствительные оси ФД расположены на одной линии, а их центры отстоят друг от друга на расстоянии 0,5 м. Таким образом, организована "жесткая" ИБ градиентометра, выполненная в виде немагнитной "Т-образной" штанги, на обоих концах которой установлены немагнитные штыри-упоры. Штанга с датчиками соединена при помощи кабеля длиной 1,5 м с блоком измерения и накопления (БИН) информации, на котором расположены все органы управления прибором и цифровой 3,5-разрядный индикатор (ЦИ). Результаты измерения градиента
поля фиксируются на ЦИ в единицах магнитной индукции, отнесенных к длине ИБ (нТл/м).
БИН имеет встроенный источник питания постоянного тока (ИПТ) напряжением 9 В (батарея - "6F22"). При работе в помещениях, предусмотрена возможность питания прибора от сети переменного тока при помощи стандартного сетевого адаптера (СА) напряжением 7... 12 В (мощность потребления - не более 0,3 Вт).
МГ имеет пять измерительных диапазонов: ±2, ±20, ±40, ±80 и ±200 мкТл, цена единицы счета младшего разряда цифрового отсчётного устройства при этом соответственно составляет 2, 20, 40, 80 и 200 нТл/м.
МГ GF-03 «MAGIC» имеет аналоговый выход (напряжение постоянного тока 0... ±3 В), что позволяет использовать его в длительном непрерывном режиме измерения, например, в качестве вариационной станции. Габаритные размеры БИН - 82 х 36 х 36 мм, масса - 0,2 кг.
Интеллектуальный переносной МГ модель IGF-01 «GRADIMAG» [5, 8] является высокочувствительным прибором, выполненным на основе аморфных ФД (в данной разработке использованы датчики разработки Ю.В. Афанасьева). Предназначен для измерения линейного градиента магнитного поля в движении, его вариаций в статике, для исследования полей, создаваемых искусственными источниками, для систем, служащих для привязки и ориентации объектов по магнитному полю, для проведения поисковых и рекогносцировочных работ и для
специальных целей. МГ может использоваться на суше, на подвижной платформе, в полевых условиях и в качестве автономной стационарной вариационной станции.
ЮР-01 «ОКАБШАО» выполнен в виде переносного прибора и состоит из двух основных частей: блока датчиков (БД) и БИН, соединенного с БД при помощи кабеля длиной 1,5 м. Общий вид прибора показан на рис.1.
МГ является векторным прибором и меет один измерительный диапазон для измерения линейного градиента магнитного поля в пространстве равный 0... ± 20 мкТл. При этом возможно масштабирование регистрации данных на графическом индикаторе (ГИ) в 2 и в 4 раза в сторону увеличения разрешающей способности. Цена единицы счета младшего разряда цифрового отсчетного устройства составляет 1 нТл. Относительная точность измерений 0,1%. Максимальная скорость автоматических измерений 10 изм/с. Имеется возможность программного изменения цикла автоматических измерений.
Объем энергонезависимой памяти (ЭП) для регистрации измеренных данных 1 Мбайт (позволяет проводить непрерывные измерения с циклом 0,1 с и накапливать данные в течение 8 часов). Передача накопленных данных осуществляется в персональный компьютер (ПК) по последовательному протоколу (Я8232) со скоростью 9600 бод.
Напряжение питания прибора от ИПТ в пределах от 9 до 12 В (типовое напряжение питания - 9 В). Предусмотрена возможность питания от сети переменного тока (напряжением 220 В, 50 Гц) при помощи стандартного СА. Мощность потребления от ИПТ не более 0,6 Вт. Габаритные размеры и масса отдельных частей прибора:
- БД 105 х 47 х 17 мм (0,6 кг);
- БИН 228 х 115/72 х 48 мм (0,4 кг);
- БИН (в укладочном ящике) 430 х 145 х 87 мм (1,8 кг).
Переносной МГ модель GF-02 предназначен для исследования пространственного градиента магнитного поля в процессе проведения геофизических и научных исследований, а также для проведения поисковых работ [10]. МГ ОР-02 измеряет линейный пространственный градиент магнитного поля в заданном направлении в единицах магнитной индукции, отнесенных к величине ИБ (нТл/м). МГ может использоваться для измерения горизонтального градиента (ГГ) и вертикального градиента (ВГ) магнитного поля, его вариаций на одной измерительной точке в статике в течение продолжительного времени, а также может использоваться для проведения измерений ГГ и ВГ в движении в режиме реального времени. Прибор может быть использован в режиме «магнитных весов» для определения намагниченности различных материалов и минералов, для проведения испытаний на немагнитность различных предметов.
На рис.1 представлен общий вид прибора и его функциональная схема. GF-02 состоит из двух основных функциональных узлов: БД и БИН, соединенных между собой кабелем длиной 2 м. БД включает в себя два однокомпонентных феррозондовых МИП поле/частота, магнитные оси которых расположены на одной линии, а их центры отстоят друг от друга и жестко закреплены на расстоянии 1 м (ИБ). В данной разработке использованы датчики FGM-3 фирмы Speake&Co.
БИН выполнен на базе микроконтроллера (МК) и оснащен твердотельной памятью емкостью 2 Мб для хранения данных и программ, а также таймером и графическим индикатором (ГИ). Встроенный последовательный интерфейс позволяет БИН обеспечивать передачу данных и обмен информацией с ПК на расстоянии до 5...25 м. Прибор имеет три измерительных диапазона: + 1, + 10 и + 100 мкТл. Отсчетная точность во всех измерительных диапазонах равна + 1 нТл.
Питание МГ осуществляться от аккумуляторной батареи (ИПТ) напряжением в пределах от 9 до 12 В или от батарейки типа 6F22. Масса прибора в походном варианте - не более 1,2 кг.
МНОГОКАНАЛЬНЫЙ МАГНИТОМЕТР-ГРАДИЕНТОМЕТР
Многоканальный МГ (ММГ) является универсальным прибором, который позволяет проводить компонентные (или модульные) геомагнитные исследования с целью картирования местности, поиска локальных магнитных аномалий. ММГ применяется для поиска локальных ферромагнитных объектов, которые расположены в толще немагнитной среды (в грунте или воде). Методика измерений предполагает одновременное параллельное перемещение магниточувствительных датчиков (МЧД), которые расположены на определённом и устанавливаемом расстоянии (ИБ) друг от друга, в пространстве с одновременным проведением измерений и вычислений элементов ВМИ. В данном варианте конструкция прибора построена с применением пяти измерительных магнитометрических каналов (МИП). Такая конструкция измерительной части прибора позволяет за один проход исследовать достаточно большую площадь по ширине, которая может быть переменной и шире, чем у известных современных специальных приборов [1-4, 6-9].
Каждый МИП выполнен на основе ФД, в качестве которого используется прибор типа FLC3-70 фирмы Stefan Mayer Instruments [11]. Разрешающая способность каждого из измерительных магнитометрических каналов составляет 1 нТл. Структурная схема магнитометра на базе такого ФД представлена на рис.2а. На рис.2в ирис.2г показаны блок-схема и конструкция одного МИП, в состав которого входят датчики магнитного поля (ДМП) с измерительными каналами X, Y и Z, плата инклинометров (ПИ) с измерительными каналами X, Y и R, а также плата измерительного модуля (ИМ).
Рис.2. Измерительный модуль (канал) прибора: а - блок-схема одного измерительного канала феррозондового магнитометра; б - схема расположения датчиков инклинометров и магнитометра в ИМ; в - структурная схема МИП одного ИМ и блока измерения прибора; г - конструкция одного канала ИМ прибора.
В состав ИМ входят схемы МК, аналого-цифрового преобразователя (АЦП), канала передачи данных (RS232) и блока питания (БП). ПИ жёстко скреплена с ДМП (см. рис.2б), что позволяет в любой момент времени определять с высокой точностью ориентацию каждого из датчиков в пространстве, проводить коррекцию значений измеренных составляющих ВМИ в движении и осуществлять вычисление значений модуля и его градиента в каждой измерительной точки пространства.
Точность измерения составляющих МПЗ определяется параметрами применяемых феррозондовых МЧД, а также параметрами инклинометров. Применение цифровых инклинометров (выполненных на базе цифровых микросхем типа ADIS16209) в данной конструкции прибора позволяет обеспечить измерение составляющих ВМИ в процессе движения не хуже 1...5 нТл.
Каждый из пяти используемых в приборе МИП (см. рис.2в) подключён к блоку измерения (ИБ), в состав основных узлов которого (показана упрощённая структурная схема) входит управляющий МК, внутренний накопитель данных (ВНД), БП и приёмник GPS. БИ является основным
элементом синхронизации работы всех схем прибора.
На рис.3а представлена развернутая функциональная схема ММГ, которая реализует основную идею метода измерения градиента ВМИ как на суше, так и в водной среде. При использовании прибора в водной среде дополнительно используется длинный
специальный кабель и датчики гидростатического давления (ДГД), которые монтируются в корпус каждого МИП. На рис.Зб показаны схема расположения основных узлов прибора в процессе проведения исследований и возможные варианты его использования при измерении ГГ и ВГ магнитного поля.
На рис.Зв представлены возможные способы проведения исследований с использованием прибора в пешеходном, автомобильном или морском варианте.
Функциональная схема ММГ (см. рис.За) включает в себя пять МИП, которые расположены на устройстве их крепления (УКИМ) на определённом (заданном или, зависящим от ширины места исследований и размеров УКИМ) расстоянии друг от друга. Каждый МИП подключен через канал передачи данных Я8232 к ИБ. В состав ИБ входят следующие
функциональные узлы: МК, схема управления (СУ), графический индикатор (ГИ), аккумуляторная батарея (АБ), источник питания (ИП), датчик температуры (ДТ), а также приёмник GPS и модули передачи данных Bluetooth (BT) и GPRS с антеннами соответственно А2, А1 и А3.
Модуль GPS оснащён по выходу временным стробом. Модуль Bluetooth имеет опции дальности передачи данных: модуль 2 класса - до 30 м, модуль
1 класса - до 100...200 м, а модуль 1 класса с выносной антенной - до 300.400 м. А конструкция модуля GSM выполнена с применением сменной SIM-карты.
В состав схемы ИБ также входят часы реального времени (с энергонезависимым питанием) и буферная ЭП - внутренний накопитель данных (ВНД) объёмом 8 Мб.
Рис.3. Функциональная схема прибора (а), схема расположения основных функциональных узлов прибора при проведении работ по измерению ГГ и ВГ (б) и варианты применения прибора (в).
В качестве внешнего съёмного накопителя цифровых файловых данных (СФН) используется накопитель на ЭП объёмом до 4 Гб, который подключается к ИБ. ММГ позволяет накапливать и хранить данные в процессе проведения работ во внутренную ЭП, а также передавать накопленные данные по имеющимся каналам GPRS и BT на удалённый приёмный пункт (компьютер). Общее потребление одного МИП - не более 15 мА, а общее потребление всего прибора в режиме передачи данных через канал связи составляет 250 мА.
ММГ можно успешно использовать в пешеходном режиме, а также и при движении с его буксировкой в качестве прицепа к транспортному средству по земной поверхности или на плоту - по воде. Прибор позволяет одновременно регистрировать данные каждого из МИП и градиенты поля между ними.
Уникальность конструкции ММГ состоит в том, что при измерении ВГ или ГГ магнитного поля нет необходимости юстировать измерительные оси
МЧД относительно друг друга (как это делается в большинстве выпускаемых приборов) с высокой точностью. Эту работу берет на себя блок инклинометров и МК, которые в процессе проведения измерений вносят коррективы и вычисляют реальные значения измеренные МЧД.
Использование компонентных измерений, -одновременное и синхронное измерение ГГ и ВГ составляющих ВМИ в процессе магнитной съёмки, - повышают точность и информативность проводимых исследований. Это особенно важно при поиске и определении локальных аномалий, что значительно труднее сделать при использовании модульных магнитометров или однокомпонентных МГ.
Литература
1. Ferex 4.034. Technical description. Foerster Institute Dr. Forster. Edition 09/2000. - 16 p.
2. Любимов В.В. Новые приборы для измерения градиента источников магнитного поля
в различных средах. Препринт №3 (1142) М.: ИЗМИРАН,
2001. - 10 c. DOI: 10.5281/zenodo.3661285
3. Щербаков Г.Н., Анцелевич М.А., Удинцев Д.Н. Оценка предельной глубины обнаружения ферромагнитных объектов искусственного происхождения в толще полупроводящей среды // Специальная техника. М., 2004. № 2. С.29-33.
4. Щербаков Г.Н. Обнаружение скрытых объектов. М.: «Арбат-информ», 2004. -144 с.
5. Зверев А.С., Кириаков В.Х., Любимов В.В. Градиентометры для исследования магнитного поля в различных условиях и средах // Экономика и производство. /Технологии, оборудование, материалы / Журнал организаторов производства. М., 2004. №.3. С.59-60.
6. Vallon. General catalogue. Edition 2008. -
20 p.
7. Звежинский С.С., Парфенцев И.В. Магнитометрические феррозондовые градиентометры для поиска взрывоопасных предметов // Спецтехника и связь. М, 2009. №1. С.16-29.
УДК [69.05:621.31]-027.236
8. Звежинский С.С., Парфенцев И.В. Магнитометрические феррозондовые градиентометры для поиска взрывоопасных предметов. Окончание // Спецтехника и связь. М, 2009. №2. С.16-23.
9. Кириаков В.Х., Любимов В.В. Прибор для бесконтактного сканирования и диагностики трубопроводов (ПБСТ) // Aktualne problemy nowoczesnych nauk - 2012 / Materialy VIII Miedzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji 07 - 15 czerwca 2012/ Fizyka. Vol.44, Przemysl. 2012. S.46-49. DOI: 10.5281/zenodo.3693892
10. Зверев А.С., Кириаков В.Х., Любимов В.В. Магнитометры и градиентометры для научных исследований //Материалы школы-семинара «II Гординские чтения» 21-23 ноября 2012 г. ИФЗ им. О.Ю.Шмидта РАН, Москва, 2013. С.65-68.
11. Magnetic Field Sensor FLC3-70. Stefan Mayer Instruments GmbH & Co. KG, Wallstr. 7 D-46535 Dinslaken, Germany. (http://www.stefan-mayer.com)
РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ, ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ СТРОИТЕЛЬСТВА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ СООРУЖЕНИЙ.
Кандидат экономических наук, доцент: Сайфидинов Бурхонидин1,2
Магистрант: Мухин Никита Димитриевич1
Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н.Ельцина (УрФУ) Российский государственный профессионально-педагогический университет(РГППУ)
АННОТАЦИЯ
В статье рассматриваются вопросы энергосбережения, в частности сбережения электроэнергии, при строительстве зданий и сооружений различного назначения. А также представлено несколько вариантов энергоэффективных технологий при строительстве, реконструкции, капитального ремонта и эксплуатации зданий.
ABSTRACT
The article deals with the issues of energy saving, in particular energy saving, in the construction of buildings and structures for various purposes. There are also several options for energy-efficient technologies in the construction, reconstruction, major repairs and operation of buildings.
Ключевые слова: проектирование, энергосберегающие технологии энергоэффективность, ресурсы, стоимость экономии электроэнергии, эксплуата-ция зданий, сокращение расхода энергии.
Key words: design, energy-saving technologies energy efficiency, resources, cost of energy saving, building operation, energy consumption reduction.
В настоящее время идет активная борьба за бережное отношение к окружающей среде, сохранение ее ресурсов и минимизации вреда, который человек наносит природе в процессе своей жизнедеятельности. Существует множество комплексных подходов к решению задачи минимизации техногенного вреда окружающей среде, в статье рассматривается одно из наиболее актуальных направлений в строительном проектировании, которое, помимо бережного отношения к природе, решает, как грамотно распределять энергетические ресурсы, при эксплуатации здания и сооружения различного
назначения. Новейшие энергосберегающие технологии в строительстве помимо экономии финансовых ресурсов, открывают и принципиально новые возможности для снижения выбросов в атмосферу вредных веществ. Энергосберегающие технологии строительства представляют собой более выгодный и экологически грамотный способ обеспечения, растущего с каждым годом спроса на энергоносители.
Следует отметить, что современное общество давно идет по пути развития в сфере энергоэффективных технологий. К сожалению,
