CC BY
20
3. ТЕХНОЛОГИЯ ТА УСТАТКУВАННЯ
УДК 532.538:539.21:621.38
ЩЕНТИФ1КАЦ1Я СПИРТОВИХ РОЗЧИН1В ЗА ПАРАМЕТРОМ 1М1ТАНСУ
€.В. Походило1, В.З. Юзва2, О.В. Втович3
Розглянуто способи щентифшаци спиртових розчинiв за 1хшми електричними параметрами, зокрема водно-спиртових розчинiв рiзноl концентраци та алкогольних напо1в. Зазначено, що iнформативними параметрами можуть бути дiелектрична проникнiсть, провiднiсть або активы та реактивш складники 1мпедансу чи адмгтшсу об'eктiв щенти-фжаци. Дослщжено спиртовi розчини в частотному дiшазонi та виявлено, що реактивш складники адмггансу водно-спиртових розчинiв i горшок мають явно вираженi екстре-мальш значения, що вщповщають певнш частой. Запропоновано таку частоту викорис-тати для щентифжацп горiлки рiзних марок, а також водно-спиртових розчииiв.
Ключовi слова: спирт, спиртовий розчин, горшка, iмiтанс, адм^шс, iмпедаис.
Вступ. Методи вдентифжацц алкогольно!' продукцií не завжди дають змогу з високим ступенем достовiрностi iдентифiкувати 'хню видову або типову на-лежнiсть. Мета вдентифшацц полягае у виявленнi i шдтверджент дiйсностi конкретного виду i найменування товару, а також вiдповiдностi певним вимо-гам або iнформацií про нього, зазначено!' на маркувант й/або у товарно-супро-вiдних документах. Юнцевий результат iдентифiкацií мае альтернативний характер: виявляеться або вiдповiднiсть або неввдповщнкть товару певним вимо-гам. На цей час проста, надшш, точт методи та засоби оперативного контролю тако! продукцií у процес ц виготовлення та використання не мають широкого застосування. Тому пошук нових способiв i простота 1хньо1 реалiзацií для забез-печення оперативного контролювання якостi горшчаних виробiв за орiентуван-ня на масового споживача е актуальним.
Способи iдентифiкацГí спиртових розчишв. Останнiм часом широкого застосування у галузi виробництва спиртних напо!в отримали методи контролю електричних параметров спирту та водно-спиртових розчишв, за якими здшснюють íхню iдентифiкацiя. Одним iз таких параметрiв е дiелектрична про-никнiсть, за якою визначають концентрацда водно-спиртового розчину [1]. Разом з тим, iдентифiкацiя за одним параметром не убезпечуе вiд фальсифжацп як спирту, так i водно-спиртових виробiв. Кращими з цього погляду е засоби вимiрювання за двома параметрами, а саме: за дiелектричною проникнiстю та провiднiстю на фжсованш частотi або на кiлькох частотах заданого дiапазону. Стосуються вони вишрювань складниюв комплексного опору [2] чи комплек-сно1 провiдностi [3] об'екпв контролю та опрацювання результатов, тобто реаль зуеться iмiтансний метод [4]. За таким методом об'ект контролю подаеться дво-полюсником, помiщеним в електричне коло змiнного струму, вимрюються па-
1 проф. €.В. Походило, д-р техн. наук - НУ " Львгвська полггехнка";
2 асшр. В.З. Юзва - НУ "Льв1вська полггехнка";
3 асшр. О.В. Вкович - НУ " Льв1вська полггехнка"
раметри його комплексного опору (провiдностi) i порiвнюються з вiдповiдними аналогiчно вимiряними параметрами стандартного (базового) зразка вщомого ртвня якостi.
Вiдомий спосiб оперативного визначення вмiсту етилового спирту у водно-спиртовому розчинi [5], за яким вимiрюють eмнiсть розчину та визначають дiелектричну проникнiсть. Масову частку спирту знаходять за емпiричною формулою з урахуванням температури. Для цього використовують серiйний ви-мiрювач параметрiв шгтансу Е7-12, частота вимiрювання 1МГц.
Для вдентифжацп партiй мiцних спиртних напо!в (переважно горшки) [6] використовують споаб, за яким виробник продукцií вишрюе питому ироввд-нiсть та даелектричну проникнiсть партiй спирту та води, як складнитв готового виробу, а також готово1 продукцií. Разом з тим виробник формуе вдентифжа-цiйну мiтку, яка мiстить результати вимрювань та частоту, на якш вони прово-дилися. З iншого боку, отримувач партií мiцного спиртного напою перевiряe вiдповiднiсть iдентифiкацiйноí мики, нанесено!' на тару облiковоí одинищ готового продукту, а також виконуе контрольнi вимiрювання тих же параметров. Iдентифiкацiя пiдтверджуеться за порiвнянням результатiв виробника та отри-мувача. Реалiзувати такий спосiб вимiрювання можна через вимрювання актив-но1 та реактивно1 складникiв серiйними вимiрювачами тштансу.
За способом [7] вимiрюють активну та реактивну складники iмпедансу об'екта контролю в частотному дiапазонi ввд 1кГц до 1МГц. Результати вимрю-вання порiвнюють з базовими шпедансограмами, отриманими для зразкiв з вь домим вмiстом спирту в водно-спиртовому розчиш. Для вимiрювань використовують багаточастотний серiйний вимiрювач Е7-25.
Отже, для забезпечення достовiрностi iдентифiкацií спирпв i водно-спир-тових розчинiв потрiбно мати вiдповiднi засоби контролю як у виробника, так i отримувача, а також дотримуватися однакових умов вишрювання дiелектрич-но1 проникностi та питомо1 провiдностi. Тобто засоби контролю повинш мати базову структуру [8], що забезпечуе однаковий режим роботи щодо рiвня тестового сигналу, фшсованих частот заданого частотного диапазону, пiд'еднання первинного перетворювача та його конструкцц, температурних умов.
Iдентифiкацiя спиртових розчишв за параметрами iмiтансу. !дентифь кацiю зазначених вище об'ектiв можна здшснити за результатами вимiрювання безпосередньо параметров iмiтансу (iмпедансу чи адмгтансу). Такими параметрами можуть бути складники шпедансу чи адмiтансу.
Отже, електричш показники на будь-якiй частота щ тестового сигналу (де г = 1,2,3,...,п - вибрана частота заданого частотного диапазону) для шпедансш 21,22,2з,...,2п та адмiтансiв ГьГ2,Гз,...,Гп порiвнюваних об'ектш АьА2,Аз,...,Ап за-писуються як:
Яе(21Щ , Яе(22Яе(2з)щ Яе(2п)
(1) (2)
(3)
(4)
Яе(ЦЩ , Яе(ГЩ , Яе(ГзЩ,.., Яе(Гп) 1Ш (ЦЩ , 1Ш (72 Щ , 1ш (Гз)^ 1ш (Гп)
Якщо iз перелiку порiвнюваних об,eктiв вибрати один як базовий, то вс решта порiвнюються з ним. Цим самим реалiзуeться диференцiйний метод оць нювання якостi продукцii [9]. Разом з тим, зважаючи на те, що кожний з об,eктiв мае сво'1 електричнi параметри на окремих частотах або свою форму за-лежностi електричних параметрiв вiд частоти для заданого дiапазону, то вони тодi легко iдентифiкуються саме за такою ознакою.
У цьому разi оцiнюють якiсть чи здiйснюють щентифшащю за результатами вимiрювання параме^в iмiтансу, зокрема активно' та реактивно' складни-кiв iмпедансу або адмгансу контрольованих об,ектiв. А оскiльки спирт та спир-товi розчини вщносять до високоомних об,ектiв, то доцшьно використовувати для вимiрювання режим задано' напруги, вимiрюючи при цьому активну Яе (У) та реактивну 1т (У) складники адмггансу [5].
Результати експериментальних дослiджень спиртових розчинiв рiзноi кон-центраци (дистильована вода i спирт) вимiрювачем iмiтансу з контактним дво-електродним емшсним первинним перетворювачем у режимi вимрювання ад-мiтансу наведено на рис. 1.
а) юоо юооо юоооо в)
Рис. 1. Залежностi реактивних складнитв спиртових розчитв рiзноi концентрацп вiд частоти (вмют води у водно-спиртовому рознит (50мл): 10 мл (20 %), 15 мл (30 %), 20 мл (40 %), 25 мл (50 %), 30 мл (60 %))
На рис. 1, а зображено залежносп реактивних складниюв у частотному дь апазош вщ 50Гц до 100кГц, а рис. 1, б краще вщображае змши реактивних складниюв у дiапазонi частот до 1000Гц. Аналопчш результати дослщження горшки рiзних марок наведено на рис. 2.
Рис. 2. Залежностi активноХ (а) та реактивное (б) складнитв горшок рiзних
марок вiд частоти
Проаналiзувавши отриман результата, встановлено, що залежнiсть реактивного складника адштансу е рiзною для певних дiапазонiв частоти. Так, для спиртових розчин1в (див. рис. 1, а) до 1кГц реактивний складник залежить вiд частоти нелшшно, а вiд 1кГц до 100кГц вона мае залежнiсть, близьку до ль нiйноí. Характер залежностей активного складника вщ частоти горшок (див. рис. 2, а) е подiбним до залежностей такого ж складника водно-спиртових роз-чинв [10], i вiдрiзняеться тiльки за абсолютними значеннями складника. При-чому в дослщжуваному дiапазонi забезпечуеться лiнiйна залежнiсть активного складника ввд частоти як для спиртових розчишв, так i для горшок. Характер реактивного складника горшок (див. рис. 2, б) вiдрiзняеться тим, що складник мктить явно виражене екстремальне значення, що вщповщае певнiй частотi. Причому кожна марка горшки мае свою частоту, на якш таке значення прояв-ляеться. Аналопчш екстремальнi значення спостерiгаються i для спиртових розчин1в (див. рис. 1, б), однак частота, на якш вони е, набагато нижча ввд частоти для горшок (див. рис. 2, б). Це можна використати для щентифшацц горшки рiзних марок, а також для виявлення спиртових розчишв, ят подають за-мiсть горшки. Тобто, вибравши фiксовану частоту цього дiапазону можна роз-рiзняти спирти та спиртовi розчини рiзного рiвня якосп як за активною, так i за реактивною складниками.
Висновки. На основi теоретичних та експериментальних дослiджень щодо щентифшацп спиртових розчинiв за параметрами 1мтансу можна зробити такi висновки:
1. Реактивш складники водно-спиртових розчишв i горшок мають явно ви-раженi екстремальнi значення, що вiдповiдають певнiй частотi. Причому як водно-спиртовий розчин рiзноí концентрацií, так i кожна марка горiлки мають сво1 частоти, на яких такi значення проявляються.
2. Частоти для спиртових розчишв е набагато нижчi вщ частот для горшок. Це можна використати для щентифшацц горшки рiзних марок, а також для виявлення спиртових розчишв, ят подаються споживачу замiсть горiлки.
Лiтература
1. Патент РосГ! № 2135993. Пристрой для визначення концентрацГ! водно-спиртових розчи-нИв, МПК 00Ш 33/14 вГд 27.04.2003.
2. Кукла А. Л. 1мпедансний аналiзатор для Идентификаци марок водно-спиртових напиткГв / А.Л. Кукла, А.С. Павлюченко, А.С. Майстренко, А.В. МамикГн // Технологiя i конструювання в електроннГй промисловостi : зб. наук. праць. - К., - 2012. - № 1. - С. 15-21.
3. МИхалева М.С СпосИб щентифжаци медичного спирту за електричними параметрами / М. МИхалева, В. Юзва // Вiсник Национального унiверситету "ЛьвГвська полiтехнiка". - Сер.: Ви-мiрювальна техника та метрологИя. - ЛьвГв : Вид-во НУ "ЛьвГвська полiтехнiка". - 2013. - № 74. -С. 45-47.
4. Походило С. Електрична модель / С. Походило, В. Юзва // УправлИння якГстю в освт та промисловостГ досвИд проблеми та перспективи : тези доп. П-о! МИжнар. наук.-практ. конф., 28-30 травня 2015 року / вИдп. за вип. М.М. Микийчук. - ЛьвГв : Вид-во НУ "ЛьвГвська полИтехника", 2015. - С. 213.
5. Походило С.В. Мтансний контроль якостИ : монография / С.В. Походило, П.Г. Столяр-чук. - ЛьвГв : Вид-во НУ "ЛьвГвська политехника", 2012. - 164 с.
6. Патент РосГ! № 2203485. СпосИб оперативного визначення мщностГ водно-спиртових розчинГв, МПК 00Ш вИд 27.04.2003.
7. Патент Роси № 2488109. СпосИб розшзнавання Идентификаци партий мГцних спиртових напо!в, переважно горшки, МПК 00Ш 33/14 вИд 27.04.2003.
8. Походило С.В. Розвиток теори та принципов побудови засобгв вимiрювання ¡мггансу об'екйв квал]метрц : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня д-ра техн. наук: спец. 05.11.05 / С.В. Походило; НУ "Львгвська полiтехнiка". - Львгв, 2004. - 40 с.
9. Походило, С.В. Диференцшннй метод ощнювання якостi продукцл за параметрами iMi-тансу / С.В. Походило, С. С Остапчак // Вюник Национального унiверситету "Львгвська полггех-нжа". - Сер.: Автоматика, вимiрювання та керування. - Львiв : Вид-во НУ "Львгвська полггехш-ка". - 2011. - № 695. - С. 41-45.
10. Походило С.В. Measurement of electrophysical parameters of alcoholic solutions / С.В. Походило, В.З. Юзва // Вюннк Национального университету "Львгвська полiтехнiка". - Сер.: Комп'ютерш науки та шформацшш технологи. - Львгв : Вид-во НУ "Львгвська полiтехнiка". -2015. - № 789. - С. 23-42.
Надтшла до редакцп 15.10.2016р.
Походило Е.В., Юзва В.З., Ыкович О.В. Идентификация спиртовых растворов по параметрам иммитанса
Рассмотрены способы идентификации спиртовых растворов по их электрическим параметрам, в частности водно-спиртовых растворов различной концентрации и алкогольных напитков. Отмечено, что информативными параметрами могут быть диэлектрическая проницаемость, проводимость или активные и реактивные составляющие импеданса или адмитанса объектов идентификации. Исследованы спиртовые растворы в частотном диапазоне и выявлено, что реактивные составляющие адмитанса водно-спиртовых растворов и водки имеют явно выраженные экстремальные значения, соответствующие определенной частоте. Предложено использовать такую частоту для идентификации водки различных марок, а также водно-спиртовых растворов.
Ключевые слова: спирт, спиртовой раствор, водка, иммитанс, адмитанс, импеданс.
Pokhodylo E. V., Yuzva V.Z., Vikovych O. V. Identification of the Alcoholic Solutions by Immitance Parameters
The methods of identification of alcoholic solutions for their electrical parameters, including water-alcohol solutions of different concentration and alcoholic beverages were examined. We have indicated that informative parameters may be permittivity, conductivity or active and reactive components of impedance or admittance of identification objects. Alcohol solvents were investigated in the frequency range and it is found that reactive components of admittance of water-alcohol solutions and vodka have clearly expressed extreme values corresponding to a certain frequency. It is proposed to use such rate to identify different brands of vodka and water-alcohol solutions.
Keywords: alcohol, alcoholic solution, vodka, immittance, admittance, impedance.
УДК 621.643
КОРОЗ1ЙНО-МЕХАН1ЧНЕ РУЙНУВАННЯ ТРУБ ВИКИДНИХ Л1Н1Й СВЕРДЛОВИН П1Д Д1£Ю ГАЗОВИХ Г1ДРАТ1В Л.Я. Побережний1, В.В. Грицанчук2, А.В. Грицанчук3
Проведено втомш випробовування на повiтрi та у корозивному середовищi (0,05 моль/л N01 + 0,05 моль/л N2804), як для сталi марки 17ГС, так i для Ст20. Зафжсо-вано тристадшну юнетику деформаци ста.т трубопроводу. Вплив газопдрату на вщносну тривалiсть стадш низькочастотно! втоми виявляеться у зменшенш третьо! стади, яка вщ-повщае робот у режим обмежено! функциональной! Поглиблене дослщження явищ, пов'язаних iз впливом газопдрайв на поверхню труби, мае велике практичне значення. Ключовi слова: трубопровод, викидна лiнiя, газовий пдрат, деградаЦя, кiнетика втоми.
1 проф. Л.Я Побережний, д-р техн. наук - 1вано-Франк1вський НТУ нафти i газу;
2 викл. В.В. Грицанчук - 1вано-Франк1вський НТУ нафти i газу;
3 асшр. А.В. Грицанчук - 1вано-Франк1вський НТУ нафти i газу
