Метод быстрого анализа атмосферного воздуха Текст научной статьи по специальности «Физика»

Таким образом, в результате комплексирования и обработки перечисленных измерений появляется возможность составления полной картины состояния водной среды.

Аппаратный комплекс может быть широко использован для мониторинга водоёмов, контроля за несанкционированными выбросами и качеством питьевой воды.

МЕТОД БЫСТРОГО АНАЛИЗА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

Н.Н. Чернов, П.А. Степанов (ТРТУ, г. Таганрог)

In this article there is concerned the problem of atmospheric air pollution. The optico-acoustical method of gas mixture composition determining is considered as a quick, exact, convenient and necessary way of atmospheric air condition ecological control. The structure scheme of technical realization of the method is represented. The principle which optico-acoustical method is based on and the process of acoustical waves’ excitation are briefly described.

Загрязнения атмосферного воздуха различными газами, отрицательно воздействуют на состояние окружающей среды и организм человека вызывая ряд серьезных заболеваний.

Для эффективного контроля и быстрого анализа качества атмосферного воздуха, зашиты его от различных загрязнителей требуется создание высокочувствительных быстродействующих газоанализаторов, способных контролировать содержание основных газовых загрязнителей.

Существуют различные методы определения состава газовых смесей, основанные на регистрации величины поглощения или рассеяния оптического излучения, акустического излучения, а также основанные на эффектах фо-тотер моакустики.

Последние являются наиболее точными и быстродействующими. Фо-тотермоакустический эффект - один из видов взаимодействия света с веще-ством. Взаимодействие света с веществом возможно при наличии поглощения света, являющегося первичным процессом. В веществе, в котором имеет место данный эффект, могут распространяться три вида волн: световые, температурные и акустические и наблюдаются два вида преобразования: модулированного света в температурные модуляции с возникновением температурных волн и температурных модуляций в модуляции давления с возникновением акустических волн.

Для превращения света в тепло должны реализоваться некоторые механизмы. Один из них имеет место при поглощении в среде света , модулированного по интенсивности во времени, как правило, при сравнительно ма-

105

лых интенсивностях излучения, когда не происходит изменения агрегатного состояния среды.

В наиболее упрощенном виде фотоакустическую установку можно представить состоящей из пяти частей: источника света с фокусирующими элементами, временного модулятора света, поглощающей свет среды распространения температурных или акустических волн, приемника акустических волн, устройства преобразования и обработки сигнала, полученного от приемника , выдающего необходимую информацию.

Рис.1. Процесс возбуждения и распространения температурных и акустических волн в воздухе: 1 - оптическое излучение; 2 - объект; 3 - температурные волны; 4 - акустические волны

Так как коэффициент преобразования световой энергии в энергию акустических волн мал, то очевидно, что источник света должен быть достаточно мощным.

На основе представленной схемы предлагается установка для экспресс анализа атмосферного воздуха одновременно по нескольким составляющим компонентам в реальном масштабе времени.

2

£^=|> МГ'

Рис.2. Схема установки для регистрации сигнала, образуемого в результате фотоакустического эффекта: I - источник излучения; 2 - среда; 3 - приемник акустических волн; 4 - усилитель 106

Сигнал от источника света 1 поступает на модулятор. Далее модулированный световой поток подается в камеру 2 с исследуемым газом, в котором он возбуждает акустические колебания, регистрируемые приемником 3.

К ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ ФИЛЬТРАЦИИ ПРИ ОБРАБОТКЕ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ СЛОЖНЫХ СИГНАЛОВ

А.С.Черепанцев (ТРТУ, Таганрог)

Possibility of using the system dynamic parameters considered in report. It can be determined from experimental record data of at least one of system parameter and used, for the separation of such signal from noise, which present, as a rule, on low amplitude levels. Such procedure of "dynamic" filtering can be usefull at the analysis of recording a large number of natural sources, such as fluctuations of pressure, velocities, density, saltiness, sea noise levels and etc. It's also can be use in registrations of artificial signals, passed in sea media, in which presents a noise component.

В настоящее время в практике обработки сигналов естественного происхождения находит все большее применение методы, взятые из теории динамических систем. Более того в большом количестве работ рассматриваются возможности передачи информации сложными сигналами и последующей их обработкой динамическими методами.

Для оценки размерности динамической системы по имеющемуся сигналу как правило используется параметр корреляционной размерности D3 , получаемый из расчета корреляционного интеграла С2 /1/ вида:

C2(h) = ^rZd(h"|Xi_^|>*

^ I.J

где: &{у) - единичная функция Хевисайда,

XpXj- точки фазового пространства, образованного

экпериментальными данными.

Величина неизменного значения линейного наклона зависимости от log h при увеличении размерности фазового пространства и представляет собой оценку искомой величины D2.

При анализе Сг записей реальных сигналов как правило существует