CC BY
14
Spectral photoluminescence characteristics of the seeds of cereal plants
in different humidity Belyakov M.1, Kulikova M.2, Novikova M.3 (Russian Federation) Спектральные характеристики фотолюминесценции семян зерновых растений
различной влажности Беляков М. В.1, Куликова М. Г.2, Новикова М. А.3 (Российская Федерация)
'Беляков Михаил Владимирович / Belyakov Mikhail — кандидат технических наук, доцент,
заведующий кафедрой, кафедра оптико-электронных систем;
2Куликова Марина Геннадьевна / Kulikova Marina — кандидат технических наук, доцент;
3Новикова Марина Александровна / Novikova Marina - ассистент, кафедра технологических машин и оборудования, филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования Национальный исследовательский университет «МЭИ», г. Смоленск
Abstract: the spectral characteristics ofphotoluminescence of the seeds of wheat, oats and corn with different moisture content. The dependences of the flow of luminescence of the moisture content of seeds. Аннотация: получены спектральные характеристики фотолюминесценции семян пшеницы, овса и кукурузы различной влажности. Построены зависимости потока люминесценции от влажности семян.
Keywords: photoluminescence spectra of the seeds of cereal plants, humidity, optical hygrometers. Ключевые слова: спектры фотолюминесценции, семена зерновых растений, влажность, оптические влагомеры.
The work is executed at support of RFBR. The project 16-48-670810.
The humidity of a substance is one of the defining indicators of quality. Technological and physical properties of substances and materials, the ability to store a large extent depend on the humidity of raw materials and semi-finished products. The presence of water in materials, even in small quantities strongly affects their physicochemical and electrical properties.
Determination of moisture it is possible to as indirect and direct methods. Optical methods are indirect and based on the dependence of the optical properties of materials on their moisture content. They are applicable for a wide range of substances and materials. For solids and liquids using an infrared and a visible region of the spectrum. Characteristic features of optical methods are high selectivity, sensitivity, accuracy and reproducibility of the measurements and the possibility of continuous nondestructive, noncontact and Express analysis. Optical methods, including fluorescent, allow you to create semi-automatic and automatic devices to control the humidity of multicomponent media both organic and inorganic origin. In the article [1] studied the spectral sensitivity of coniferous trees.
In this paper the method for determination of humidity of grain products on the basis of the study of the optical luminescent properties against humidity. The fluorescent study was carried out on the basis of hardware - software complex consisting of multifunctional spectrofluorimeter «Fluorat-02-Panorama», computer with installed software Panorama Pro and an external camera for the studied samples. Such method and apparatus applicable for studies of sensitized luminescence in doped crystals [2]. As the samples used seeds the most common grain crops: wheat, oats and corn. To create seed lots of different humidities seeds were moistened for one day. Humidity control was carried out by drying in a thermostat. Spectrofluorometrically method of research is used to analyze the emission spectra of aqueous solutions of thymine [3].
Spectral characteristics excitation Пе(^) and luminescence spectra of ф^Х) of wheat seeds is shown in Fig. 1. After that, the program «Panorama Pro» to calculate the integral curve of the luminescence of f in the working spectral range. This parameter is a relative flood of luminescence. The dependence of seed moisture W of flux f (Fig. 2) is a calibration curve of optical fluorescent hygrometer.
Fig. 1. Spectral characteristics of excitation and luminescence of seeds of wheat of different moisture
Approximation was performed in Excel using a linear function. The equations are also presented in the graphs. For biological objects applies a reliability of a=0.5, since they have different dispersion parameters. Similar experiments were conducted with seeds of oats and corn. The results presented in Fig. 3-6.
Fig. 2. The dependence of the relative flux of the luminescence of wheat seeds from moisture
Fig. 3. Spectral characteristics of excitation and luminescence of seed oats of various humidity
0 5 10 15 20 25
Fig. 4. The dependence of the relative flux of the luminescence of seed oats from moisture
60 50 40 30 20 10 0
•Pi, C. 1] i l1 I!' -4,0% -6,9%
/ 2 2 3.3 4.4 -12,0% -I1TO
> L 3 3 5,5 -15 ,0%
/ 4 4'
5
5
350
400
450
500
550
nm
600
Fig. 5. Spectral characteristics of excitation and luminescence of corn seeds of different moisture
5000 4000 3000 2000 1000
O, c. u. 1 1
j —¿j y.ow -r 3 J
1 1
11
W,%
0 2 4 6 S 10 12 14 16 IS
Fig. 6. The dependence of the relative flux of the luminescence of corn seed from moisture
On the obtained graphs, there is a clear dependence: the luminescence intensity with increasing moisture content of samples decreases. This is true for all investigated crops.
The results obtained will be further used for the calibration of optical fluorescent hygrometer [4].
References
1. Kozina L. V., Repin E. N. Vlijanie plenok raznogo spektral'nogo sostava na rostovye i produkcionnye processy hvojnyh porod // Problemy sovremennoj nauki i obrazovanija, № 3 (21), 2014, pp. 36-46.
2. Nosova D. A., Kushaeva M. A. et al. Sensibilizirovannaja ljuminescencija v primesnyh kristallah tripticena i fenantrena // Problemy sovremennoj nauki i obrazovanija, № 1 (43); 2016, pp. 13-17.
3. Malkin V. M., Tulina T. A. Vyjavlenie kolebatel'noj struktury spektrov ispuskanija ljuminescencii vodnyh rastvorov timina pri komnatnoj temperature // Problemy sovremennoj nauki i obrazovanija, № 2 (44), 2016, pp. 13-17.
4. Belyakov M. V. Opticheskie spektral'nye svojstva semjan rastenij razlichnoj vlazhnosti. Vestnik NGIEI, 2016, № 4 (59), pp. 38-50.
A study of the robustness of the process quill geometry measurement devices
"PACKER"
Vysotskaya M.1, Dmitriev A.2 (Russian Federation) Исследование робастности процесса измерения геометрии пиноли приспособления «ПАКЕР» Высоцкая М. В.1, Дмитриев А. Я.2 (Российская Федерация)
'Высоцкая Мария Владимировна / Vysotskaya Maria — аспирант, направление подготовки: управление в технических системах;
2Дмитриев ААлександр Яковлевич /Dmitriev Alexander - кандидат технических наук, доцент, кафедра производства летательных аппаратов и управления качеством в машиностроении Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королева, г. Самара
Аннотация: исследована деталь «пиноль» приспособления «ПАКЕР», с помощью таких методов как: теория вероятности и математическая статистика, робастное проектирование и оптимизация. Получены устойчивые характеристики измерительной системы, и приведен пример анализа измерительных систем.
Abstract: the detail of "quill" adaptation "PACKER", using methods such as: the theory of probability and mathematical statistics, robust design and optimization. Obtain stable characteristics of the measuring system, and an example of the analysis of measurement systems.
Ключевые слова: робастность, методы Тагути, статистические методы, анализ стабильности, смещение, линейность, сходимость, воспроизводимость, шумы, вариации, дефекты, надежность. Keywords: robustness, Taguchi methods, statistical methods, stability analysis, bias, linearity, convergence, reproducibility, noise, variations, defects and reliability.
УДК 658.562.012.7
Современное машиностроение занимается повышением технического уровня качества и надежности применяемого оборудования, обеспечением запасными частями, как по объему, так и по ассортименту, комплектности поставляемого оборудования. Качество его изготовления, наладки и монтажа остаются острыми вопросами и на сегодняшний день для любой организации, заинтересованной в выпуске конкурентоспособной продукции. Для создания такой продукции проводится мониторинг и измерение качества продукции и производственных процессов, для чего на предприятии разрабатываются и внедряются измерительные системы. К ним предъявлен целый ряд требований, связанных с конкретизацией контролируемых характеристик, но одно требование остается неизменным - это требование обеспечения надежности результатов измерений. Надежность в данном случае принимается как гарантия, что результаты измерений являются стабильными, то есть повторяемыми и воспроизводимыми в течение заданного промежутка времени.
Управление качеством, характеризуемым системой показателей, осуществляется на всех этапах жизненного цикла продукции машиностроения, но формирование качества выполняется на этапе проектирования, достижение - на этапе изготовления и реализация - на этапе эксплуатации. Исключительно важное значение имеет не только определение номинальных значений показателей качества, т.е. результатов измерений параметров изделий, но и определение величин допускаемых от них отклонений при эксплуатации.
