МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Белорусский национальный технический университет П р и б о р о с т р о и т е л ь н ы й ф а к у л ь т е т НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ Материалы 10-й Международной научно-технической конференции молодых ученых и студентов Минск БНТУ 2017 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Белорусский национальный технический университет Приборостроительный факультет НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ Материалы 10-й Международной научно-технической конференции молодых ученых и студентов 26−28 апреля 2017 г. В 2 томах Том 1 Минск БНТУ 2017 УДК 681.2.002(063) ББК 34.9я431 Н74 Редакционная коллегия : О. К. Гусев (председатель), А. М. Маляревич (зам. председателя), Ю. М. Плескачевский, Е. В. Гурина, М. Г. Киселев, М. А. Князев, Н. В. Кулешов, П. С. Серенков, К. В. Юмашев, В. Е. Васюк, Р. И. Воробей, А. К. Тявловский Проект «Межрегиональная сеть для инновационного развития экосистем техносферы, базирующаяся на технологиях микро- и нанообъектов (ECOTESY)» программы Европейского союза ТЕМPUS Рецензенты : доктор технических наук В. Б. Оджаев; доктор технических наук Л. М. Лыньков Издание включает материалы 10-й Международной научно-технической кон- ференции молодых ученых и студентов «Новые направления развития приборостро- ения» по направлениям: информационно-измерительная техника и технологии; кон- струирование и производство приборов; микро- и нанотехника; оптоэлектроника, ла- зерная техника и технология; стандартизация, метрология и информационные систе- мы; прикладные задачи приборостроения; экономика и управление производством в области приборостроения. ISBN 978-985-583-011-6 (Т. 1) ISBN 978-985-583-013-0 © Белорусский национальный технический университет, 2017 3 СЕКЦИЯ 1. ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ УДК 531.383 РАСЧЕТ МИКРОМЕХАНИЧЕСКОГО ГИРОСКОПА RR-ТИПА Студент гр. 140861/15 КБП (магистрант) Каликанов А. В. Тульский государственный университет В настоящее время для измерения угловой скорости подвижных объек- тов все большее применение получают микромеханические гироскопы (ММГ). Невысокая точность ММГ по сравнению с аналогичными прибо- рами механического типа, компенсируется такими их неоспоримыми пре- имуществами, как небольшие размеры, низкое энергопотребление, малая стоимость и массовое производство [1, 2]. Принцип действия и различные варианты построения ММГ подробно описаны в литературе [3, 4]. Разработчики ММГ в основном используют комбинации универсальных программ, таких как ANSYS и Pro/Engineer. Помимо универсальных суще- ствуют специализированные компьютерные программы, реализующие пол- ный цикл проектирования ММГ (CoventorWare, MemsCap). Использование импортных специализированных программ затруднено в связи с их высокой стоимостью и отсутствием технической поддержки. Особенно существенно, что при этом неизвестным остается математическое описание, на основе которого созданы специализированые программы, такая связь крайне важна для процесса обучения. В связи с этим актуально создание методики проек- тирования и расчета микромеханического гироскопа, который можно произ- вести без использования специализированных программ. Представлен один из возможных алгоритмов расчета микромеханиче- ского гироскопа RR-типа, позволяющий произвести расчет основных па- раметров ММГ: чувствительность элемента (ЧЭ), собственные частоты и амплитуды, датчика угла первичных и вторичных колебаний, а так же моделирование ММГ. Литература 1.Пешехонов В. Г. Гироскопы начала XXI века // Гироскопия и Навига- ция. – 2003 – № 4. – С.5-18. 2. Тыртычный А. А. Скалон А. И Микромеханические гироскопы: со- стояние разработок и перспективы развития // Датчики и Системы. – 2012 – №2. – С.59 – 68. 3. Распопов В. Я. Микромеханические приборы: учебное пособие. М.: Машиностроение, 2007. – 400с. 4.CenkAcar, AndreiShkel Вибрационные гироскопы – 2008. – 280с. 4 УДК 531.383 РЕЗЕРВНАЯ БЕСПЛАТФОРМЕННАЯ СИСТЕМА ОРИЕНТАЦИИ Студент гр. 140861/15 (магистрант) Вислогузова И. В. Тульский государственный университет В работе предлагается вариант создания резервной бесплатформенной системы ориентации (РБСО) для самолета, выполненной на микромехани- ческих гироскопах и акселерометрах. Выбранная тема является в настоящее время особо актуальной, так как современные навигационные комплексы характеризуются большой слож- ностью взаимосвязей между системами, высокой стоимостью и требуют специального электропитания. Данная система ориентации (рисунок) ра- ботает от автономного источника питания и может использоваться летчи- ками при выходе из строя штатного навигационного оборудования. Пред- ложены алгоритмы комплексной обработки информации от микромехани- ческих гироскопов и акселерометров, позволяющие устранить дрейф гиро- скопов и сделать систему избирательной к плоскости горизонта [1]. Информация о параметрах ориентации самолета выводится на тексто- вый дисплей. Макетный образец РБСО Литература Микросистемы ориентации беспилотных летательных аппаратов / под. ред. В. Я. Распопова. – М.: Машиностроение, 2001. – 184 с. 5 УДК 519.876.5 ОБЗОР ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОГО АНАЛИЗА Студент гр. ПГ-31 (бакалавр) Хоцевич М. А. Канд. техн. наук, ст. преподаватель Цыбульник С. А. Национальный технический университет Украины «КПИ» Развитие информационных и компьютерных технологий позволяет решать все более сложные задачи. Не всегда целесообразно проводить эксперименты с реальным объектом из-за его хрупкости или дороговизны (особенно, если его необходимо повреждать во время исследования). В решении этой проблемы могут помочь численные методы и имитационное компьютерное моделирова- ние. Среди множества численных методов в наше время наиболее популярен метод конечных элементов. Суть метода заключается в дискретизации иссле- дуемой области (объекта, процесса и т. д.) на множество связанных между собой частей различной формы, которые называются конечными элементами. Существует большое количество программных комплексов конечно- элементного анализа, которые отличаются набором решаемых задач и, значит, сферами применения. Целью работы является обзор возможностей этих про- грамм и предоставление рекомендаций по их выбору для решения конкретных задач в том числе приборостроения. Например ФРУНД – комплекс моделиро- вания динамики систем твердых и упругих тел, динамических процессов в машинах и конструкциях. В свою очередь, программное обеспечение Salome позволяет проводить пред- и пост-обработки результатов имитационного моделирования. Если требуется решение задач, в которых нужен анализ и расчет аэро- и гидродинамики можно воспользоваться такими программами как OpenFOAM, STAR-SD, STAR-CCM+, Fluent, CFX. Возможностью проек- тирования и расчета металлических, железобетонных, армокаменных и дере- вянных конструкций обладает программное обеспечение APM WinMachine. Но все-таки существуют более универсальные программные комплексы, та- кие как Ansys, Console Multiphysics, Nastran, Abaqus. Они обладают наиболее большим набором возможностей моделирования. Рассмотрев функциональные возможности более 25 программных пакетов можно сделать вывод, что наибольшей популярностью среди инженеров пользуются универсальные программные комплексы. Но при этом они обла- дают возможностями моделирования специфических задач. Например, редко, но можно столкнутся с потребностью решения задач по биоинженерии или моделированием и оптимизацией технологических процессов объемной штамповки. Такими возможностями обладают далеко не все программные комплексы, даже «тяжелого» уровня. 6 УДК 535.317 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАНОКОМПОЗИТОВ МЕТАЛЛ-ДИЭЛЕКТРИК Магистрант Качан Р. Ф., аспирант Бойко А. А., аспирант Бондарев В. А. Д-р физ.-мат. наук, профессор Жуковский П. Люблинский технический университет Для изучения электрических свойств нанокомпозита типа металл- диэлектрик (FeCoZr)55.9(PbZrTiO3)44.1 на переменном токе были проведены исследования частотных характеристик следующих электрических пара- метров: удельная проводимость σ, емкость C и угол сдвига фаз θ. Характе- ристики получены для диапазона частот 50 Гц – 5 МГц и температурного диапазона 20 К – 375 К. Для изучения термической стабильности была проведена термическая обработка нанокомпозита в изохронической печи в температурах 398 К – 748 К с шагом в 25 К. Установлено что в тестируемом материале, отожженном в температуре Ta = 498 К, подобно к конвенциональным схемам соединений элементов RLC, наблюдается явление резонанса напряжений при частоте fR = 199.5 кГц. При данной частоте зависимость θ(f) проходит через 0° (рис.1а, кривая 1) а на зависимости C(f) виден острый минимум характери- стики (рис.1а, кривая 3). Рис. 1. а) частотные характеристики: 1-опытных данных θ, 2- компьюторная симуляция θ, 3-опытных данных емкости нанокомпозита; б) схема замещения нанокомпозита При помощи компьютерной среды N.I.Multisim была произведена си- муляция угла сдвига фаз θ (рис.1а, кривая 2) для предложенной схемы соединений пассивных элементов RLC на рис. 1б. Параметры симуляции составили: R1 = 100 MΩ, R2 = 0.4 кΩ, L1 = 80 мГн, L2 = 30 мГн, C1 = 240 пФ, C2 = 13 пФ, V1 = 0.4 В, RP = 50Ω. Кривые 1 и 2 демонстрируют совпадение a) б) 7 результатов почти во всем диапазоне рабочих частот (50 Гц – fR), что гово- рит о возможности использования (FeCoZr)55.9(PbZrTiO3)44.1 в качестве пассивных элементов в радиоэлектронике и электротехнике. УДК 621.372 ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАНОГО СОСТОЯНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Студент гр. ПГ-32 (бакалавр) Мартынюк М. О. Ассистент Шевчук Д. В. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» В процессе контроля технического состояния объектов строительной от- расли широко применяется мониторинг напряженно-деформированного со- стояния, который подразумевает под собой оценку деформации или других параметров материала, вызванных механическим напряжением возникающих в объекте контроля. Существуют разные способы измерения деформации, которые можно по- делить на: 1. Оптические. Основаны на измерении малых смещений поверхностей, которые регистрируются, например, интерференционными методами, мето- дами муаровых узоров и др. 2. Пневматические. Основаны на измерении давления сжатого воздуха в сопле, примыкающем к поверхности исследуемой детали. 3. Акустические. Основанные на измерении изменение акустических па- раметров материала (скорость звука, акустическое сопротивление, затухание) при действии нагрузок. Эти изменения могут быть измерены пьезоэлектриче- скими датчиками. 4. Электрические. Используют изменение электрических параметров ма- териала чувствительного элемента тензодатчика при действии нагрузок, обычно изменения электрического сопротивления или генерирующие напря- жения при деформациях (пьезоэлектрические). Недостаток последних - они непригодны для измерений статических деформаций, но имеют очень высо- кую чувствительность. 5. Рентгеновские. Основанные на измерении межатомных расстояний в кристаллической решетке материала исследуемого объекта. Среди описанных методов измерения деформаций подавляющее большин- ство исследователей и разработчиков отдает предпочтение измерениям с при- менением тензодатчиков или тензорезисторов, поскольку они наилучшим 8 образом удовлетворяют критерию стоимость-эффективность, обладая опти- мальным сочетанием характеристик. На сегодняшний день существует большое количество тензодатчиков и тензорезисторов самых разных конструкции. Современные технологии же позволяют снимать с них данные с высокой точностью что позволяет проек- тировать современные системы контроля напряженно-деформированного состояния на базе тензоизмерителей. УДК 614.842.4:654.9 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СПРИНКЛЕРНОЙ СИСТЕМЫ ПОЖАРОТУШЕНИЯ Студент гр. 11301113 Костенко Е. Р. Канд. техн. наук, доцент Мисюкевич Н. С. Белорусский национальный технический университет На данный момент существуют противоречия в технических нормативных правовых актах по вопросу гидравлического расчета спринклерных установок пожаротушения. В соответствии с п. 6.5 ТКП 45.2.02.190 - 2010 требуемую интенсивность орошения спринклерной установки пожаротушения следует обеспечить каждым оросителем в каждой точке защищаемой площади (без учета суммирования интенсивностей на пересекающихся участках защищае- мой площади соседними оросителями с учетом фактических карт орошения для обеспечения нормативной интенсивности). В то же время, п. Г.1.9 ТКП 45.2.02.190 - 2010 определено, что целью гидравлического расчета явля- ется определение расчетного расхода воды из условия одновременной работы всех оросителей на расчетной площади. К тому же, ороситель, испытанный по требованиям ISO 6182-1, не может обеспечить нормативную интенсивность в соответствии с требованиями отечественных норм. В соответствии с между- народными стандартами нужная интенсивность орошения должна обеспечи- ваться работой четырех оросителей одновременно. Важным является вопрос выбора самих оросителей для спринклерной сис- темы пожаротушения. В работе проведено сравнение расчетов расхода воды для одного оросителя, обеспечивающего защиту в диктующей точке из усло- вия его работы в составе системы на расчетной площади и без работы других оросителей с вариантами работы оросителя в составе системы. Также прове- ден расчет расхода воды при работе четырех оросителей. Для проведения расчетов были выбраны оросители «Бийск». Проведено сравнение расхода воды в наиболее удаленной точке зоны защиты при работе одного оросителя, четырех оросителей и всех оросителей на расчетной защищаемой площади. 9 Из результатов проделанной работы можно сделать вывод, что расход во- ды в наиболее удаленной точке зоны защиты существенно изменяется в зави- симости от принятой схемы работы сети установки спринклерного пожаро- тушения. При принятии сценария расчета интенсивности орошения одним оросителем любой точки защищаемой поверхности не ниже нормативной следует учитывать изменение давления в сети относительно гидравлического расчета всей сети на расчетной площади. В результате увеличения давления перед оросителем изменяется карта орошения оросителя и увеличивается интенсивность. УДК 681 ОРГАНИЗАЦИЯ МОНИТОРИНГА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В МАГИСТРАЛЬНЫХ МАРШРУТНЫХ ТРУБОПРОВОДАХ Магистрант Батура А. М. Канд. техн. наук, доцент Воробей Р.И. Белорусский национальный технический университет Обеспечение должного качества производственного процесса достига- ется благодаря объективной информации о функционировании и развитии всех элементов производственной системы, получаемой в мониторинговом режиме. Мониторинг включает в себя процесс сбора информации, анализ поло- жения в области целей и задач, определение ключевых показателей, путем сравнения с данными предыдущих лет. После завершения сварочных работ, изделия должны подвергаться контролю сварных соединений с целью обнаружения и исправления де- фектов. Невооруженным глазом можно рассмотреть лишь часть из них - крупные наружные трещины и поры, непровары, подрезы и т.п. Большая часть дефектов скрыта в глубине металла или имеет такие малые размеры, что обнаружить их можно только с использованием специальных прибо- ров и материалов. Данный мониторинг будет осуществляться путем проведения радио- графического и ультразвукового контроля сварных соединений. На осно- вании заключений о качестве сварных швов будут выявлены наиболее часто встречаемые дефекты при строительстве магистральных маршрут- ных трубопроводов, а также установлены причины их образования. После дальнейшего анализа полученных данных, будут предложены способы устранения дефектов, а также меры для предотвращения образования де- фектов при сварке новых швов. 10 Устройство контроля уровня радиации Стоит отметить, что перечисленные методы контроля не 100% выявления всех дефектов. Однако использование сочетани графического и ультразвукового контролей позволяют с большой нью надежности оценить качество сварных соединений. В результате проведения мониторинга и предложенных вращения дефектов не будет гарантировано полное устранение сварных соединениях, так как причиной их образования может человеческий фактор, который не может быть исключен. УДК 621.396 УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ УРОВНЯ РАДИАЦИИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА Магистр Хлопонин П. А. Канд. техн. наук, доцент Савелов И. Н. Белорусский национальный технический университет Техногенные загрязнения окружающей среды представляют стоящее время основную современности. Это в полной относится и к радиационному нению окружающей среды изотопам, к их проникающему нию: невидимому, неслышимому неосязаемому, не обладающему запахом, ни вкусом даже недопустимых дозах. В диационная обстановка пределах нормы, но посто тролируется и проверяется Развитие в республике энергетики требует разработки боров радиационного контроля личной номенклатуры. Целью данной работы являлась разработка устройства уровня радиации подвижного состава, приписанного к АЭС Были разработаны алгоритм работы устройства, фун- принципиальлная электрические схемы. Принципиальная схема ра с жидкокристаллическим дисплеем реализована на базе сч гера СБМИ-20 и микроконтроллера PIC16F684. Установлено прочность печатной платы отвечает требованиям к устройствам гарантируют я радио- степе- мер предот- брака в являться собой в на- проблему мере загряз- - к радио- излуче- , ни в безусловно Беларуси ра- находится в янно кон- . атомной при- раз- контроля . кциональная и дозимет- етчика Гей- , что вибро- , уста- 11 навливаемым на транспортных объектах. Определено, что выбранная элементная база обеспечит работоспособность устройства в течении не менее 50 000 часов. В качестве лицевой панели управления применяется пленочная панель. При помощи САПР Soliworks была разработана твердотельная модель устройства и аксессуаров, обеспечивающих его установку на различных объектах. Конструктивно обеспечена степень защиты IP 66 устройства и его эксплуатация в условиях вибрации до 80 Гц и ударных перегрузок до 4 g. УДК 004.42 СОЗДАНИЕ ПРОГРАММЫ «СПРАВОЧНИК АСТРОНОМА» НА ЯЗЫКЕ СИ Студентка гр. 11312114 Зданович С. В. Канд. физ.-мат. наук, доцент Кривицкий П. Г. Белорусский национальный технический университет База данных – совокупность материалов, которые систематизированы таким образом, чтобы их было легко найти и обработать с помощью ПК или другой ЭВМ. База данных «Справочник астронома» разработана в среде программиро- вания С+Builder в виде оконного приложения Windows. Интерфейс про- граммы очень прост и удобен для использования. Он не вызовет никаких затруднений в использовании программы даже неопытным пользователем. Программа позволяет создавать и поддерживать зарегистрированные звезды, а именно вносить в базу данных и хранить в ней следующую ин- формацию: название звезды, созвездие, видимая звездная величина, рас- стояние, координаты на небосклоне. Также разработанная программа позво- ляет производить поиск звезд заданного созвездия, самых ярких звезд, ви- димых звезд и созвездий в заданной точке земного шара в заданное время. При запускефайлаastronom.exe открывается оконное приложение Win- dows. Затем пользователь может выбрать одно из предложенных действий: ввод данных о новой звезде с помощью клавиатуры; загрузить из текстового документа файл с данными о существующих звездах. В окне задания можно выбрать одну из следующих команд: «Поиск звезд заданного созвездия», «3 самые яркие звезды», «Видимые звезды и созвездия». Программа удобна тем, что в любой момент можно открыть сохраненный файл с результатами. Данная программа не теряет работоспособность ни при каких, даже некорректных, действиях пользователя. Всякие действия, грозя- щие потерей информации, выполняться не будут, из-за установленных в са- 12 мой программе ограничений, которые позволяют вводить только корректные данные, что в свою очередь обеспечивает устойчивость программы. Программа представляет собой законченный продукт, пригодный для опытной эксплуатации. Данная программа может быть использована астрономами-любителями, студентами, преподавателями астрономии и физики. Также она полезна специалистам-астрономам и исследователям в смежных областях науки. УДК 681 СУБЪЕКТИВНО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ЗВУЧАНИЯ FSQ (FAST SOUND QUALITY) Аспирант кафедры ИИТТ Бобрикович А. А. Д-р тех. наук, профессор Гусев О. К. Канд. тех. наук, доцент Воробей Р. И. Белорусский национальный технический университет Метод FSQ регламентирует критерии оценки звукового тракта и порядок проведения самих экспертиз, в которых одними из основных критериев оцен- ки качества выбраны: 1. Запас по неискаженному уровню громкости; 2. Равномерность фазировки и баланса каналов звукового тракта; 3. Неравномерность АЧХ в области средних звуковых частот; 4. Наличие шумов и помех; 5. Линейность стереокартины по ширине звуковой сцены; 6. Натуральность передачи музыкальной атаки; 7. Линейность АЧХ на разных уровнях громкости. В качестве оценочного эталона для проведения экспертиз по качеству зву- чания методом FSQ используется тестовый CD-диск со специально отобран- ными и записанными фонограммами. Эксперты прослушивают испытывае- мый звуковой тракт последовательно, внося свои оценки в личный протокол. Также используется и параллельный метод одновременного прослушивания несколькими экспертами[1]. При проведении контроля качества звучания тестовый диск воспроизво- дится безостановочно, а общее экспертное время для оценки основных пара- метров не превышает 13 минут, что с высокой долей вероятности исключает эффект усталости экспертов, возникающий после многочасовых прослуши- ваний. При испытаниях эксперты используют малогабаритный шумомер со взвешивающей шкалой для точных установок уровня громкости прослушива- ния и запаса звукового тракта по неискаженной громкости. После внесения экспертами своих результатов в протоколы, общая оценка усредняется. 13 Применение данного метода способствует уменьшению общей стоимости проведения контроля качества звучания. Доступность метода позволяет исполь- зовать его и опытным слушателям, изучившим методику контроля качества. Литература Московский Технический Университет Связи и Информатики: [Элек- тронный ресурс]. М., URL: http://tvs-mtuci.ru. (Дата обращения 18.02.2017). УДК 614.842.9 ВЛИЯНИЕ ТОЛЩИНЫ ОБРАЗЦА НА ТИП ГОРЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ ТЕСТОВОГО ПОЖАРА ДЛЯ КОНТРОЛЯ МУЛЬТИСЕНСОРНЫХ ПОЖАРНЫХ ИЗВЕЩАТЕЛЕЙ Аспирант Никитин В. И. Канд. физ.-мат. наук, доцент Антошин А. А. Белорусский национальный технический университет Для качественной оценки мультисенсорных извещателей, в которых реа- лизованы сложные алгоритмы обработки информации, необходима разработ- ка специальных тестовых пожаров. С этой целью выполнялась имитация различных видов горения и тления в специальной небольшой комнате, сконструированной для воспроизведения реальных, часто встречающихся ситуаций (на ограниченной площади токсич- ные выбросы и газы обычно накапливаются гораздо быстрее, чем в большой испытательной комнате). При этом проводились измерение четырех парамет- ров окружающей среды (оптической плотности, температуры, концентрации монооксида углерода СО). Получены результаты испытаний (с фиксацией контролируемых парамет- ров во времени) для тлеющего и горящего дерева, бумаги. В результате испытаний, установлено, что при толщине образцов свыше 2 мм переход от тления к пламенному горению не происходит. Наблюдался указанный переход при толщине 2 мм и при нагреве гладкой бумаги. При исследовании горения мятой бумаги перехода от тления к пламенному горе- нию не происходит. Показано, что для определения требований к тестовому пожару необходи- мо продолжить исследования с использованием образцов древесины от 0,1 мм до 2 мм, а также хлопка в уменьшенном количестве, гептана, тлеющей и го- рящей мусорной корзины, тлеющего ковра, горящей тряпки, пропитанной растительным маслом, проводов на раскаленной плите и т. д. Кроме того, в дополнение к испытаниям на тлеющие пожары и пожары с открытым огнем, планируется провести тесты на воздействие помех с имита- цией длительного приготовления картофеля фри, жарки промасленных тостов в духовке, нагревания покрытого маслом противня в духовке и т. д. 14 УДК 004.32 УЗЕЛ ИЗМЕРЕНИЯ МЕДЛЕННЫХ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ Студентка гр. 11303112 Буйневич М. В. Канд. физ.-мат. наук, доцент Тявловский К. Л. Белорусский национальный технический университет Современные измерительные преобразователи часто строятся на базе мик- роконтроллеров (МК) со встроенными модулями АЦП. Типичными для них являются значения быстродействия на уровне 105 отсчетов/с и разрешающая способность, соответствующая 10 – 12 разрядам. В ряде случаев требуется проводить измерения медленно изменяющихся физических величин, но с малой погрешностью, которую не могут обеспечить встроенные узлы АЦП распространенных микроконтроллеров, например, при фотометрических из- мерениях В качестве основы при разработке измерительного преобразователя вы- брана платформа Arduino, построенная на базе AVR-МК, с возможностью изменения программы через USB интерфейс, по которому может произво- диться и обмен данными между МК и компьютером. Параметры встроенного модуля АЦП недостаточны для производства фотометрических измерений, и он используется для ввода второстепенных сигналов для управления процес- сом измерения. Для ввода основных сигналов фотометрического преобразова- теля используются два дополнительных внешних АЦП: на микросхеме АЦП поразрядного уравновешивания AD974, и на ИС АЦП двойного интегрирова- ния. Для каждого АЦП используется стандартная обвязка. Первый канал обеспечивает «повышенное» быстродействие, но для борьбы с шумами чувст- вительного элемента и помехами используется усреднение нескольких ре- зультатов измерения в МК. Второй канал обеспечивает требуемое усреднение и подавление помех самим принципом преобразования. ИС АЦП двойного интегрирования содержит выходы только для управления семисегментным индикатором, но для ввода данных в МК можно использовать выход интегра- тора, к которому подключается внешний конденсатор (имеем временные ворота) и выход генератора синхронизации - вход предделителя внутреннего счетчика. Это позволяет преобразовать длительность первой фазы интегриро- вания ИС 572ПВ2 в двоичный код, а ее заполнение импульсами со входа преддедителя позволяет повысить разрешение ИС 572ПВ2 на два разряда (до 14 двоичных разрядов). Таким образом, разработанный модуль ввода данных в ПК содержит встроенный узел АЦП, и два дополнительных канала АЦП, которые в сово- купности обеспечивают простыми средствами реализацию ввода аналоговых сигналов в ПК с различными соотношениями параметров преобразования. 15 УДК 681 МОНИТОРИНГ ПРОЦЕССОВ ВЫДЕРЖКИ И СУШКИ БЕТОНА В РЕЖИМЕ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ Студент гр. 11312112 Ананьева И. Р. Ст. преподаватель Куклицкая А. Г. Белорусский национальный технический университет Бетон – композиционный материал, получаемый в результате формова- ния и твердения рационально подобранной бетонной смеси. Целью данной работы является создание системы неразрушающего контроля бетонных конструкций на этапе строительства в части монито- ринга процессов выдержки и сушки бетона без изготовления специальных образцов и лабораторных испытаний. Получение реальных данных о вы- держке и сушке бетонной конструкции на конкретном объекте в режиме реального времени. Избыточная влага в бетоне может иметь неблагоприятные последствия для бетонных напольных покрытий. Для предотвращения появления пле- сени и серьезных повреждений необходимо проверять поверхности на влажность до установки напольных покрытий. При разработке мониторинга будем использовать стандартный метод испытаний для определения относительной влажности в плитах бетонного пола, используя исследования в точках, указанных в ASTMF2170. Метод охватывает количественное определение процентной относительной влаж- ности в бетонных плитах в полевых или лабораторных условиях и включа- ет в себя две процедуры: формирование отверстия в бетоне, в которое затем помещается зонд для измерения относительной влажности. В качестве технического средства для разрабатываемого мониторинга используется цифровой датчик температуры и влажности Sensirion SHT- 35. В функционал датчика входит схема обработки и усиления сигнала, схема линеаризации сигнала, блок памяти калибровки, АЦП и схема сбро- са по питанию. Цифровой интерфейс l2C передачи данных имеет скорость до 1 МГц и две адресные ячейки с возможность выбора. Таким образом, система мониторинга даст возможность неразрушаю- щим способом непрерывно в режиме реального времени осуществлять контроль процессов выдержки и сушки бетона на реальном объекте без необходимости изготовления специальных образцов, проведения лабора- торных испытаний и использования дорогостоящего лабораторного оборудования. 16 УДК 681 СИСТЕМА ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ, ОПОВЕЩЕНИЯ О ПОЖАРЕ И УПРАВЛЕНИЯ ЭВАКУАЦИЕЙ ЧЕТЫРЕХЭТАЖНОГО ГОСТИНИЧНОГО КОМПЛЕКСА Студент гр.313011 Терновский М. В. ст. преподаватель Владимирова Т. Л. Белорусский национальный технический университет Объект представляет собой четырехэтажный гостиничный комплекс. Общая площадь здания – 2584,37 м2. Такой гостиничный комплекс являет- ся многофункциональным зданием, так как в его состав входят помещения различного функционального назначения: кафе, магазин, гостиница. Вместимость гостиницого комплекса – 100 человек. Пожары являются наиболее распространенной и имеющий наиболее тяжкие последствия угрозой. Необходимость пожарной сигнализации, невозможно преувеличить: пожарная сигнализация может своевременно и быстро оповестить о начавшемся возгорании и тем самым поможет пре- дотвратить пожар и сохранить собственность и жизни людей. На сегодняшний день многофункциональные гостиничные комплексы подлежат обязательному оборудованию адресной системой пожарной сигнализации. Защите подлежат все помещения, за исключением: тамбу- ров входа в здание, санузлов, лестничных клеток, вентиляционной камеры, кладовой уборочного инвентаря категории В4. При проектировании таких систем следует забывать и о системе опо- вещения о пожаре и управления эвакуацией (СОУЭ). На объектах с массо- вым пребыванием людей такая система является, самой существенной частью технических средств противопожарной защиты. Ее эффективность и надежность функционирования являются ключевыми в обеспечении безопасности людей, находящихся на объекте. Нормативные требования, определяющие структуру СОУЭ и подходы к проектированию, в опреде- ленном смысле обобщающие и не в состоянии учесть конкретную специ- фику каждого объекта. Несвоевременное оповещение в комбинации с плохо продуманными механизмами его реализации и эвакуации людей способно привести к значительным жертвам. Поэтому на объектах с массовым прибываем людей, будь то гостиницы или любые административные здания, в обязательном порядке необходимо устанавливать системы пожарной сигнализации (СПС) и системы опове- щения о пожаре и управления эвакуацией (СОУЭ). Назначения этих систем: – Назначение СПС: эффективное и своевременное обнаружение очага возгорания с точным определением места, оповещение сотрудников служ- 17 бы безопасности, Министерства по чрезвычайным ситуациям (МЧС), ини- циирование (подача сигнала на включение отключение) прочих систем, документирование информации. – Назначение СОУЭ: экстренное оповещение гостей и сотрудников гостиницы о возникновении пожара или другой экстремальной ситуации, указание путей скорейшей безопасной эвакуации, выдача прочей экстрен- ной информации. Однако пожарная безопасность гостиниц обеспечивается не только техническими средствами, но и организационными мероприятиями, к ко- торым относится : – Организация пожарной охраны и ведомственных служб пожарной безопасности в соответствии с законодательством; – Паспортизация веществ, материалов, изделий, зданий и сооружений объектов в части обеспечения пожарной безопасности; – Организация обучения работающих на объекте правилам пожарной безопасности; – Разработка и реализацию норм и правил пожарной безопасности, ин- струкций о порядке обращения с пожароопасными веществами и материа- лами, о соблюдении противопожарного режима и действиях людей при возникновении пожара; – Изготовление и применение средств наглядной агитации по обеспе- чению пожарной безопасности; – Порядок хранения веществ и материалов, тушение которых недопус- тимо одними и теми же средствами, в зависимости от их физико- химических и пожароопасных свойств; – Нормирование численности людей на объекте по условиям безопас- ности их при пожаре; – Разработка мероприятий по действиям администрации, рабочих, слу- жащих и населения на случай возникновения пожара и организацию эва- куации людей; Таким образом, пожарная безопасность гостиниц обеспечивается при- менением технических средств и организационных мероприятий. На сегодняшний день многофункциональные комплексы подлежат обя- зательному оборудованию адресной системой пожарной сигнализации. Защите подлежат все помещения, за исключением: тамбуров входа в зда- ние, санузлов, лестничных клеток, вентиляционной камеры, кладовой убо- рочного инвентаря категории В4. Исходя из вышеизложенного система пожарной сигнализации (СПС) и система оповещения о пожаре и управления эвакуацией (СОУЭ) четырехэтажного гостиничного комплекса должна иметь пдставленную ниже структурную схему. 18 19 УДК 004.925.8 ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УКРАИНСКОЙ АНТАРКТИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ «АКАДЕМИК ВЕРНАДСКИЙ» Студентка гр. ПГ-32 (бакалавр) Коменчук И. Е. Национальный технический университет Украины «КПИ» С каждым годом растет актуальность использования численных методов при проектировании новых и исследовании объектов, которые уже находятся в эксплуатации. Очень часто эти объекты являются сложными пространственны- ми конструкциями, расчет которых аналитическими методами затруднен, по- скольку приходиться вводить ряд допущений для упрощения математической модели. В этом случае полученный результат будет приближенным. Обойти ограничения аналитических позволяют численные методы, в частности, метод конечных элементов. Последний позволяет решать не только задачи механики, частотного анализа конструкций, но и гидрогазодинамики. Существует множество разнообразных программных комплексов конечно- элементного анализа, но для работы каждого из них необходимо создать гео- метрическую модель объекта исследований. Создание геометрической модели возможно как с помощью встроенного препроцессора, так и с использованием внешних програм. Как правило, использовать встроенный препроцессор не всегда удобно из-за его ограниченного функционала. Поэтому в данной работе при помощи внешней CAD-системы SolidWorks была построена трехмерная модель украинской антарктической станции Академик Вернадский (бывшая Фарадей), которую в 1996 году Великобритания передала Украине. Геометрическая модель станции строилась с использованием ее план-схемы и большого количества фотографий. Помимо основных зданий станции была также создана модель деревянных помостов, которые соединяют все постройки между собой. Среди дополнительных конструкций создано модели трех резер- вуаров для топлива: одного цилиндрического и двух прямоугольных. При по- мощи сплайнов создан эскиз и трехмерная модель прилегающей области с уче- том высоты над уровнем моря. Все здания и дополнительные объекты размеще- ны на сборочной модели в соответствии с план-схемой станции. При создании геометрических моделей применялись упрощения, которые не внесут значи- тельных погрешностей в результаты имитационного моделирования. В дальнейшем планируется провести имитационное моделирование ветро- вой нагрузки на станцию с использованием ее построенной геометрической модели. Имитационное моделирование позволит определить наиболее вероят- ные места скопления снега и разработать комплекс превентивных мер.. 20 УДК 621.3.049 СТАБИЛИЗАЦИЯ ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА В ГЕНЕРАТОРАХ ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСИ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СЛОЕВ КРЕМНИЯ Студент гр. 11303112 Боярщонок Е. В. Канд. физ.-мат. наук, доцент Шадурская Л. И. Белорусский национальный технический университет Глубокое понимание процессов, сопровождающих газовый разряд, при- вело к созданию ряда приборов и устройств, которые широко используются в различных областях науки и техники. Так, например, такое явление как тлеющий разряд применяют в технологии создания эпитаксиальных слоев кремния. По сути тлеющий разряд представляет собой самостоятельный электрический разряд в газе с холодными электродами, имеющий характер- ную структуру в виде чередующихся светящихся участков различного цвета и различной интенсивности свечения. Характерной чертой тлеющего разря- да является большая величина падения потенциала вблизи катода, состав- ляющая 100 В и выше, в то время как в дуговом разряде она имеет порядок величины потенциала ионизации газа (около 10 В) [1]. Чем и объясняется их более предпочтительное использование в технологии создания микро- электроники. Однако тлеющий разряд при атмосферном давлении проявляет некото- рую нестабильность, с целью уменьшения которой было разработано уст- ройство (генератор), вырабатывающее высоковольтные мощные импульсы для поддержания процесса тлеющего разряда при атмосферном давлении. Длительность и частота следования таких импульсов может регулировать- ся в пределах 20 – 100 Гц. Устройство содержит в своей схеме задающий генератор прямоугольных импульсов, который в свою очередь способен вырабатывать мощные импульсы тока порядка 3,5 – 4 А. Такого рода им- пульсы протекают через первичную обмотку высоковольтного трансфор- матора и посредством умножителя напряжения наводит во вторичной обмотке импульсы, напряжение которых достигает величины нескольких киловольт. Высокий и стабильный уровень напряжения обеспечивает под- держание тлеющего разряда при атмосферных условиях, что являлось целью разработки такого рода генераторов. Литература Райзер, Ю. П. Физика газового разряда / Ю. П. Райзер – Москва : МГУ, 1992. – 182 с. 21 УДК 534.08 СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ИНТЕНСИВНОСТИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ ПРИ ФИЗИОТЕРАПИИ Студент гр. ПБ-32 Васько А. П. Канд. техн. наук, доцент Терещенко Н. Ф. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Главным фактором эффективности проведения процедуры ультразвуковой физиотерапии является подержание нормированных параметров ультразвука, контроль и измерения которых остается важной задачей биоинженерии [1]. Поскольку современные измерители интенсивности имеют значительную по- грешность измерения до ± 20% [2], целью данной работы является повышение точности и однозначности проведения процедуры в заданных параметрах. Решение поставленной задачи контроля и измерения параметров ультразву- кового излучения во время терапии достигается путем определения интенсив- ности излучения по величине амплитуды колебаний А = h в зоне контакта с биологической тканью по формуле, так как механические перемещения поверх- ности биологической ткани можно определить с высокой точностью (погреш- ность до 1%), измерив тензодатчиком или бесконтактными оптическими мето- дами. Измеренные параметры интенсивности ультразвукового излучения, сравни- ваются с заданными значениями этих параметров интенсивности и при превы- шении этих значений подается сигнал на отключение. 2 21 ρ ω , 2 I с h= где ρ – плотность среды, с – скорость ультразвука, ω – угловая частота, h – вы- сота колебаний в зоне контакта «излучатель – кожа», при этом принимают зна- чения высоты h тождественным величине амплитуды h = А. Так обеспечивается высокая точность определения интенсивности по формуле, в свою очередь гарантируется безопасность пациента и повышается эффективность, достовер- ность и качество проведения физиотерапевтической процедуры. Литература Терещенко М.Ф. Дослідження параметрів впливу ультразвукового сиг- налу на біологічні структури/Терещенко М.Ф.,Кирилова А.В. //Вісник НТУУ «КПІ» Сер. Приладобудування.2011.-№41.-С. 152-161. Патент України UA №80123 МПК (2013): А61N 1/00, Спосіб контролю параметрів ультразвукового випромінювання / Терещенко М. Ф., Мережа- ний Ю. Е., Тюпа А. О.// Опубл.13.05.2013, Бюл. № 9. 22 УДК 681 СИСТЕМА ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ, ОПОВЕЩЕНИЯ О ПОЖАРЕ И УПРАВЛЕНИЯ ЭВАКУАЦИЕЙ ЗДАНИЯ АДМИНИСТРАТИВНО-БЫТОВОГО КОРПУСА КОММЕРЧЕСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ Студент гр. 11301112 Вечеринский Е. Н. Ст. преподаватель Владимирова Т. Л. Белорусский национальный технический университет Здание административно-бытового корпуса (далее – защищаемый объ- ект) – это здание, предназначенное для размещения в нем административ- но-бытовых помещений. Особенность защищаемого объекта в том, что в нем размещаются по- мещения различного функционального назначения (санитарно-бытовые, общественного питания, культурного обслуживания, административно- технические, технического обслуживания и др.) со своими значениями микроклимата, в которых в течении рабочего дня находятся сотрудники и посетители объекта. Для защиты жизни людей, имущества и охраны окружающей среды существуют требования пожарной безопасности, являющиеся обязатель- ными для применения и исполнения. Они установлены техническим рег- ламентом (далее – ТР) и взаимосвязанными с ним техническими норма- тивными правовыми актами (далее – ТНПА) в области противопожарного нормирования и стандартизации. Защищаемый объект относится к: классу Ф5.4 по функциональной и пожарной опасности здания и его частей; зданию категории В по взрыво- опасной и пожарной опасности с помещениями категорий В4 и Д по взры- воопасной и пожарной опасности. Исходя из классификации и категорирования, защищаемый объект подлежит обязательной защите: 1) системой пожарной сигнализации (далее – СПС); 2) системой оповещения о пожаре и управления эвакуацией (СОУЭ); 3) системой передачи извещений о пожаре (СПИоП). Установка данных систем на защищаемом объекте позволит: обнару- жить пожар на его ранней стадии развития; оповестить о пожаре людей и противопожарную службу; проинформировать людей о путях безопасной и оперативной эвакуации. Структурная схема СПС-СОУЭ приведена на рисунке. В состав СОУЭ входят следующие технические средства: 1) прибор пожарный управления (далее – ППУ); 23 2) объектовый прибор речевого оповещения (далее – ОПРО); 3) световые оповещатели, совмещенные с активными колонками (да- лее – СО с АК); 4) РИП. Состав СПС-СОУЭ и классификация тех- нических средств будет зависеть от технико-экономичес- ких показателей за- щищаемого объекта (этажность, общая площадь, количество помещений и т. д.). Структурная схема СПС-СОУЭ объекта Функции ПКП и ППУ могут быть объединены в приборе приемно- контрольном пожарном и управления (далее – ППКПУ). Для наиболее эффективной работы СПС на защищаемом объекте, по требованиям заказчика или ТР и взаимосвязанных с ним ТНПА в об- ласти противопожарного нормирования и стандартизации, может быть установлена адресная СПС (далее – АСПС). В отличие от безадресной СПС, она позволяет обнаружить конкретное место возникновения по- жара. Данная информация крайне важна так как позволяет: минимизиро- вать время, затраченное людьми, находящимися на защищаемом объек- те, на эвакуацию; минимизировать время, необходимое пожарному расчету для начала тушения пожара на защищаемом объекте. На сегодняшний день АСПС в большинстве случаев является более дешевым и более простым в техническом обслуживании и монтаже видом СПС. Технические средства необходимо выбирать не только исходя из технической и экономической эффективности, но и из микроклимата помещений, условий эксплуатации объекта и характеристик окружаю- щей среды. Например, в помещениях общественного питания (комната приема пищи), оборудованные техникой для разогрева и приготовления пищи, 24 целесообразно установить тепловые ПИ, реагирующие на такой опас- ный фактор пожара (далее – ОФП) как тепло. Выбранные технические средства должны пройти подтверждение соответствия и иметь сертификат и (или) декларацию соответствия. УДК 681 СИСТЕМА ОХРАНЫ РАЙОННОЙ ПОЛИКЛИНИКИ Студент гр. 11301112 Ганус М. Б. Ст. преподаватель Владимирова Т. Л. Белорусский национальный технический университет Здание районной поликлиники является специализированным лечебно- профилактическим учреждением для оказания амбулаторной медицинской помощи больным на приеме и на дому. К особенностям объекта относиться: наличие кабинетов с дорогостоя- щим оборудованием (кабинет УЗИ, стоматология, кабинет флюорографии и рентген кабинет); встроенное помещение аптеки с медпрепаратами, от- пускаемыми по рецепту и без; наличие картотеки всех пациентов поли- клиники (в электронном и письменном виде). Дабы защитить жизни пациентов и медперсонала, а также имущество поликлиники на объекте необходимо установить систему охраны, вклю- чающую в себя: система охранной сигнализации (СОС) и система охран- ного телевидения (СОТ). Для организации подобной системы целесообразно использовать прие- мо-контрольный прибор А16-512. Данный прибор позволяет: разбиение шлейфов на независимые зоны в зависимости от комплектации прибора от 1 до 48; формировать извещения «ТРЕВОГА ЧУЖОЙ» при подмене ППКОП в составе АСОС «Алеся»; формировать извещения «ТРЕВОГА ВСКРЫТИЕ» при обрыве соединительных проводов устройства доступа; организовать от 2 до 24 релейных выходов; благодаря универсальной внешней цифровой шине RS-485, позволяет объединить приборы в сеть и вести контроль их состояния с помощью клавиатуры ВПУ-А-16 подклю- ченной к модулю КСО-А; взятие на охрану при помощи PIN-кодов с кла- виатуры ВПУ-А-16 и электронных ключей DS1990A и т. п. А16-512 имеет возможность гибкого программирования функций и свойств шлейфов 2-мя способами на выбор: с помощью ПЭВМи и клавиа- туры ВПУ-А-16. Применение прибора «А16-512» возможно как в локальных системах безопасности, так и в широко распространенных системах мониторинга с 25 организацией оперативного вывода информации на верхний уровень – пульты централизованного наблюдения. При построении систем безопасности локальных объектов возможно при- менение прибора, как самостоятельное устройство (автономный режим), так и с объединением в интегрированную систему (сетевой режим). При этом преду- сматривается несколько вариантов организации сети, которые отличаются составом оборудования, используемыми линиями связи и функциональными возможностями. Структурная схема представлена на рисунке. Структурная схема прибора «А16-512» При использовании прибора «А16-512» в составе систем мониторинга, в качестве каналов связи прибора с ПЦН могут использоваться: радиока- нал в частотном диапазоне 135…175 МГц; радиоканал 433,92 МГц; заня- тые абонентские линии ГТС; локальная сеть (Ethernet); GSM (GPRS, DATA, SMS). В базовое исполнение прибора «А16-512», изначально заложена под- держка самых распространенных протоколов передачи данных: «Молния»; «МАЯК»; «STARS»; «Cortex» («ИРБИС»); «LARS» (KP Electronic Systems); «PIMA» («Андромеда»); «RRT Laboratorija»; «Ademco» («Риф Стринг-202»); «Алеся». GSM/GPRS сеть GSM; TCP/IP. 26 УДК 681 СИСТЕМА ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ, ОПОВЕЩЕНИЯ О ПОЖАРЕ И УПРАВЛЕНИЯ ЭВАКУАЦИЕЙ СШ № 5 НА 390 ЧЕЛОВЕК Студент гр. 11301112 Мустафокулов А. Ш. Ст. преподаватель Владимирова Т. Л. Белорусский национальный технический университет Назначение системы - организация своевременного оповещения о пожаре или выбросе вредных веществ с указанием путей эвакуации учащихся и персо- нала школы посредством использования комплекса оборудования и устройств. Цели создания системы пожарной сигнализации, оповещения о пожаре и управления эвакуацией СШ № 9 на 390 человек: • обнаружение пожара с медленной и средней скоростью развития (рост теп- ловыделения до 1 МВт за 150 секунд и более) в наиболее вероятных местах возникновения пожара; • обнаружение очага пожара до наступления предельно допустимых значе- ний опасных факторов пожара, воздействующих на людей; • обеспечение своевременное сообщение людям информации о возникнове- нии пожара, необходимости эвакуироваться и путях эвакуации; • минимизация возможного ущерба от пожара строительным конструкциям здания и путем оповещения персонала • своевременная передача сигнала в пункт диспетчеризации МЧС, с целью дальнейшей локализации и ликвидации очага пожара. Система предполагает установку свето-звуковых устройств, акустических динамиков и сирен с возможностью трансляции сигнала по всей территории школы. В общем виде управление эвакуацией осуществляется посредством переда- чи специально разработанных текстов, направленных на предотвращение пани- ки и других явлений, усложняющих процесс эвакуации, трансляции текстов, содержащих информацию о необходимом направлении движения, включения световых указателей направления движения и дистанционного открывания дверей дополнительных эвакуационных выходов. В зависимости от технических характеристик, способа и очередности опо- вещения, приборы управления оповещением, согласно СТБ 11.14.01 – 2006, делятся на пять основных типов. Для наиболее эффективного результата в СШ №5 используется Тип СО-5. СО-5. Способы оповещения: звуковые, речевые, световые. Информативная емкость – большая. Количество независимых, одновременно воспроизводимых текстов оповещения – не менее 2. Применяются световые указатели «Выход» и 27 указатели направления движения. Обеспечивается передача сигналов через микрофон. Обеспечивается связь зон оповещения с диспетчерской. Очередность оповещения: независимое включение оповещателей в каждой из защищаемых зон для обеспечения заданной очередности оповещения. Автоматическое управление всеми системами объекта, связанными с обеспечением безопасно- сти людей, по заданному алгоритму с возможностью его изменения. Система пятого типа отличается высокой степенью интеграции с другими системами безопасности. СОУЭ в данном примере является составляющей частью общей системы безопасности. Блок управления БУ-40 включается в магистральную линию связи ИСБ «777». Программно-аппаратный комплекс позволяет производить запуск оповещения. Состояние системы оповещения отображается на автомати- зированном рабочем месте оператора (АРМ ДО). Запуск системы осуществля- ется как автоматически (при срабатывании системы пожарной сигнализации), так и вручную оператором. Включение СОУЭ в интегрированную систему безопасности позволяет гибко и оперативно менять алгоритм работы системы оповещения. То есть при использовании СОУЭ имеется возможность: • организации необходимого числа зон и подключением исполнительных устройств с возможностью наращивания; • перекрестное управление различными зонами с разносом включения уст- ройств оповещения и управления во времени как в разных зонах, так и в пределах одной зоны; • оперативно менять алгоритм оповещения и управления в процессе эвакуа- ции; • работы в автоматическом и ручном режимах; • трансляции различных фонограмм в разные зоны оповещения; • передачи команд через микрофон; • контроль всех цепей. Литература 1. Проектирование систем оповещения и управления эвакуацией людей при пожарах в общественных зданиях: пособие (к СНиП 2.08.0289). – М.: Ассоциация «Пожинформтехника», 1992. 2. Якунькин Д. Техническое проектирование систем оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре//Алгоритм безопасности, № 4, 2006. – С. 6467. 3. Система оповещения о пожаре и управления эвакуацией Интернет ресурс: rovalent.by. 28 УДК 654.9(075.8) ОСОБЕННОСТИ ВЫБОРА ВИДЕОКАМЕР ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ НА СТАНЦИЯХ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ Студент гр. 11301112 Симанков А. В. Ст. преподаватель Владимирова Т. Л. Белорусский национальный технический университет Объект представляет собой отдельно стоящее здание, состоящее щений: склад, комната ожидания, комната персонала, уборная и ангар ре автомобиля. На объекте хранятся и используются горюче-смазочные риалы, дорогие запчасти для автомобилей, а так же дорогостоящие ты. Поэтому на объекте актуально установить систему охранного которая будет обеспечивать контроль въезда/выезда автотранспорта тификацию, входа/выхода клиентов и сотрудников СТО в здание да/выход в складское помещение и комнату оператора, а также контроль выполняемых работ и контроль трудовой дисциплины. Проектировщики предпочитают использовать монохромные имею более низкую стоимость, чем цветные и ряд преимуществ гаемого ИК фильтра можно устанавливать специальную линзу компенсиру щую фокусное расстояние. Важным пунктом при выборе камеры тип: IP -камеры или аналоговые. IP камеры позволяют получать изображение высокой детализацией, у них отсутствуют большие помехи, которые при использовании аналоговых камер, они имеют высокую скорость вания изображения. При обработке видеопотока, благодаря кодеку цессор IP-камеры подвергает видеоданные сжатию, которое значительно жает нагрузку на сеть и экономит дисковое пространство. Расположение видеокамер на объекте Вывод: на въездах\выездах следует установить по одной монохромной камере в термокожухе; для контроля ситуации в самом ангаре необходимо тановить 3 монохромных IP-камеры; для контроля входа\выхода помещение необходимо установить одну монохромную IP-камеру хромную IP-камеру требуется установить в комнате оператора. из 5 поме- на четы- мате- инструмен- телевидения, и его иден- ангара, вхо- обеспечивать камеры: они . Вместо сдви- , ю- является ее с возникают формиро- H.264 про- сни- IP- ус- в складское ; одну моно- 29 УДК 621.396 УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ Студент гр. 210201 Хацкевич А. Д. Д-р техн. наук, профессор Ланин В. Л. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Устройство автоматического контроля параметров внешней среды: микроклимата в доме, предприятии и т.д. выполнено на двух основных модулях: на микроконтроллере Atmega 328P и WIFI модуле ESP8266 (ри- сунок. Микроконтроллер считывает информацию с подключенных датчи- ков, а WIFI модуль передает данные на периферийные устройства. Схема устройства автоматического контроля параметров внешней среды Устройство в автоматическом режиме собирает информацию с различ- ных датчиков в реальном времени и выводит информацию на дисплей. Устройство может передавать информацию на мобильные устройства, центральный сервер и в сеть Internet заинтересованным службам и серви- сам. Модульная конструкция системы позволяет совместно работать с системами поддержания микроклимата, а также управлять их параметра- ми. Благодаря шинам I2C и SPI, возможно подключение различных датчи- ков контроля среды таких как: датчики кислорода, датчики углекислого газа, датчики угарного газа, датчики метана и т. д. 30 УДК 355.42 СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ ОБНАРУЖЕНИЯ МОРСКИХ ОБЪЕКТОВ Аспирант Нгуен Д. Н. Д-р техн. наук, профессор Гейстер С. Р. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Демаскирующим фактором морских объектов является их акустическое поле – шумовое излучение, возникающее при движении в водной среде [1]. Основным источником этого излучения являются гребные винты. Дополни- тельный вклад в шумовое излучение вносят бортовые машины и механизмы (турбины, дизеля, насосы, редукторы, электромоторы и т. п.). Работа гребного винта и машин (механизмов) создает в спектре шумового излучения ряд дис- кретных составляющих с частотами, кратными частотам вращения вала fV, лопастей гребного винта fL = NLfV и частей машин (механизмов), где NL – число лопастей гребного винта. Снижению шумового излучения движущихся военных морских объектов уделяется большое внимание. Прием шумового излучения объектов в гидро- локаторе осуществляется на фоне внешних помеховых излучений различного происхождения. Поэтому задача обнаружения движущихся морских объектов в пассивном гидролокаторе является задачей обнаружения получаемых на выходе приемной антенны слабых периодических сигналов, связанных с дви- жущимися объектами, на фоне интенсивных помеховых сигналов в виде ам- плитудно-модулированных шумов и сигналоподобных помех природного или искусственного происхождения. После принятия решения об обнаружении в гидролокаторе решается задача определения принадлежности сигнала к объ- ектам обнаружения или к сигналоподобным помехам, а также задача распо- знавание. Обе эти задачи напрямую связаны с определением частот повторе- ния полезных сигналов и сигналоподобных помех, маскируемых шумами. Типовым и широко используемым способом обработки принятого сигнала является прямое преобразование Фурье, обеспечивающее получение спектра принятого сигнала, который и используется для решения задач обнаружения и распознавания [2]. Литература 1. Роберт, Дж. У. Основы гидроакустики; пер. с англ. Н. М. Гусева [и др.]. – Л.: Судостроение, 1978. – 448 с. 2. Гейстер, С. Р., Нгуен Д. Н. Способ когерентного накопления спектраль- ных составляющих принятого сигнала в пассивном гидролокаторе // Наука и военная безопасность. – 2016. – № 3(50). – С. 36 – 38. 31 УДК 681 ТЕХНИЧЕСКОЕ ДИАГНОСТИРОВАНИЕ КРАНОВЫХ ПУТЕЙ Студент гр. 11312113 Бернацкая М. Д. Ст. преподаватель Куклицкая А. Г. Белорусский национальный технический университет В условиях современной экономики важным является поддержание в работоспособном состоянии имеющейся технической базы предприятия. На крупных предприятиях машиностроительной и химической промыш- ленности Республики Беларусь имеются грузоподъемные машины и меха- низмы, в том числе и подъемные краны. В соответствии с «Методическими указаниями по проведению техни- ческого диагностирования грузоподъемных кранов с истекшим сроком службы» диагностирование крановых путей предложена методика диагно- стирования, которая включает следующие основные этапы: ознакомление с документацией по устройству крановых путей, нали- чием графика ремонта, журналом осмотров, технических обслуживаний и ремонтов; проверку состояния крановых путей типовому проекту или эксплуата- ционной документации; внешний осмотр состояния всех элементов путей, включая заземление; проведение планово-высотной съемки с выдачей рекомендаций по рих- товке при несоответствии отклонений путей нормативам; выполнение работ по оценке состояния верхнего и нижнего строения крановых путей; выполнение работ по оценке общего состояния подкрановых балок и несущих строительных конструкций. Внешний осмотр состояния элементов крановых путей с оценкой их фактического состояния включает в себя следующие виды работ: выявление участков рельсов с наличием предельного износа; выявление трещин, вмятин, сколов и других дефектов рельсов; оценку целостности и комплектности крепления рельсов; оценку состояния и работоспособности тупиковых упоров и отклю- чающих линеек, проверку наличия в них трещин, механических поврежде- ний и других дефектов; оценка целостности заземления крановых путей. Результаты обследования крановых путей оформляются в виде акта и ведомости дефектов, в которых отражаются выявленные нарушения, да- ются рекомендации и сроки по их устранению. Данная методика позволит продлить срок службы крановых путей, выявлять возможные неисправно- сти вовремя, исключая возможность их полного выхода из строя и необхо- димости дорогостоящего ремонта или полной их замены. 32 Сканер УДК 621 УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ ТРУБ МАЛЫХ ДИАМЕТРОВ Студент гр.11312112 Гамезо А. А. Ст. преподаватель Куклицкая А. Г. Белорусский национальный технический университет Основной недостаток традиционного ультразвукового(УЗ) контроля - оценка величины дефекта по амплитуде отраженного от него сигнала (в случае эхо-метода). Такой способ дефектометрии не дает в полной степени информацию о дефекте. Новый уровень возможностей УЗ контроля пред- ставляет использование фазированных решеток (ФР). Основу системы ФР составляет специальный УЗ преобразователь с не- которым количеством отдельных элементов (от 16 до 256). Элементы воз- буждаются в определенном порядке таким образом, что компоненты луча формируют единый фронт волны, распространяющейся в заданном на- правлении. Аналогичным образом приемник объединяет полученные от элементов сигналы в единое представление и выдает в виде А,В, С и D- сканов . Специализированный «Браслетный» сканер разработан для контроля сварных швов труб малого диаметра (21 – 115мм). Данный сканер особен- но полезен в случаях, когда трубы расположены близко друг к другу, что значительно затрудняет доступ между и за ними. Важно, чтобы размер брас- лета соответствовал диаметру трубы для обеспечения стабильного контак- та с объектом контроля. Чтобы получить полную УЗ картину сварного соединения, достаточно провести УЗ ФР преобразователь вдоль шва. В результате получается сек- торное изображение сварного шва на заданных углах ввода, на котором можно различить границы разделки сварного шва и определить точные координаты и размеры обнаруженных дефектов. Преимущества УЗ ФР метода: может управлять фокусировкой луча по глубине или дальности, качать луч относительно апертуры на любой угол; проводить сканирование с высокой скоростью без поперечных перемеще- ний ПЭП; документировать и архивировать результаты контроля в виде В, С и D-сканов с дальнейшей возможностью повторного их анализа; получать больший объем информации в отведенное время; про- водить контроль в труднодоступных местах. 33 УДК 681 ЛЮМИНОФОРНЫЕ ПЛАСТИНЫ В ЦИФРОВОЙ РЕНТГЕНОГРАФИИ Студент гр. 11312114 Ляшук К. С. Ст. преподаватель Куклицкая А. Г. Белорусский национальный технический университет Цифровая система с использованием люминофорных пластин занимает второе место по частоте использования, после ПЗС-матрицы. В основе метода лежит фиксация изображения структуры объекта запоминающим люминофором. Покрытый таким люминофором экран запоминает инфор- мацию в форме скрытого изображения, которое сохраняется длительное время (до нескольких часов). Скрытое изображение считывается с пластины инфракрасным лазером, который последовательно сканирует его, стимулируя при этом люминофор и освобождая накопленную в нем энергию в виде вспышек видимого све- та. Свечение пропорционально числу поглощенных люминофором рентге- новских квантов. Вспышки света преобразуются в серию электрических сигналов, которые затем преобразуются в цифровые сигналы. Скрытое изображение, оставшееся на пластине, стирается способом интенсивной засветки видимым светом и далее пластины могут вновь использоваться. Преимущество люминофоров в том, что их можно применять в ком- плекте с традиционной аналоговой рентгеновской аппаратурой, что значи- тельно повышает качество визуализации.Такая пластина обладает значи- тельно большей экспозиционной широтой, чем общепринятые комбинации пленка-экран, благодаря чему значительно расширяется интервал между недо- и переэкспонированием. Этим способом можно получать достаточно контрастные изображения даже при резко сниженной экспозиционной дозе, нижним пределом которой является лишь уровень квантового шума. Поэтому даже при рентгенографии в палате у постели больного, методика цифровой люминофорной пластины гарантирует получения качественного снимка. Таким образом, преимуществом использования люминофорных пла- стин, как и всех цифровых рентгенографических систем, является пони- женная доза облучения, цифровая обработка изображений, цифровое хра- нение и улучшение качества изображений. Поэтому из-за возможности многократного использования пластин, в неразрушающем контроле в ско- ром времени они заменят рентгеновские пленки. 34 УДК 681.2 УСТРОЙСТВО СОПРЯЖЕНИЯ АНАЛОГОВОГО ИЗМЕРИТЕЛЯ КОНТАКТНОЙ РАЗНОСТИ ПОТЕНЦИАЛОВ И ХОСТ-КОМПЬЮТЕРА Студент гр. 11303113 Микитевич В. А., ассистент Пантелеев К. В. Д-р техн. наук, профессор Жарин А. Л. Белорусский национальный технический университет В различных областях науки и техники большое внимание уделяется мето- дам и средствам анализа прецизионных поверхностей. Среди зондовых методов исследования поверхности особое место занимает метод контактной разности потенциалов (КРП), который позволяет определять работу выхода электрона (для металлов и полупроводников) или электростатический потенциал поверх- ности (для диэлектриков) относительно эталонного (зондового) образца. В зави- симости от решаемой экспериментальной задачи измерители КРП отличаются многообразием, например, измерения на воздухе, в высоком вакууме, в сово- купности с зондирующими воздействиями, контроле состояния поверхности трения и др. Типовое использование измерителей КРП включает подачу выходного ана- логового напряжения, равного КРП, на вход регистратора и последующего сбора, и обработки измерительных данных. Для случаев, когда требуется дли- тельная регистрация процесса, например, испытание на трение, коррозию и т.д., без промежуточной обработки данных, достаточно использование простейших аналоговых (самопишущий потенциометр) или цифровых (Data Logger) регист- раторов. В случае необходимости обработки информации в режиме реального времени, например, в сканирующих системах зондового картирования электро- статических потенциалов, требуется использование вычислительной техники. Последнее подразумевает ввод данных с измерителя КРП в память хост- компьютера. В данной работе разработано устройство сопряжения, обеспечивающее пре- образование выходного аналогового сигнала измерителя КРП цифровой вид и передачу его на хост-компьютер по USB интерфейсу. Устройство сопряжения выполнено на базе микропроцессора STM32F405 и обладает следующими характеристиками: разрядность АЦП – 12 бит, число каналов – 2, скорость передачи информации – 5 МБит/с, Flash-память объемом до 1 Мбайт, ОЗУ объемом до 192 + 4 кбайт включая 64 кбайт CCM ОЗУ дан- ных, выходной интерфейс – USB HID. Согласование уровней выходного сигна- ла измерителя КРП и входа АЦП осуществляется при помощи операционного усилителя. Кроме того, возможность протоколирования данных во внутреннюю память микропроцессора для последующей загрузки на компьютер обеспечива- ет автономность измерителя КРП, что позволяет использовать его в качестве встраиваемого датчика для контроля различных технологических процессов. 35 УДК 681.2.088 РАСЧЕТ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ГИРОСКОПИЧЕСКОГО ДАТЧИКА УГЛОВОЙ СКОРОСТИ Студентка Товбер А. И. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» В настоящее время датчики угловой скорости широко применяются в системах автоматического управления подвижными объектами. Совре- менные требования к таким элементам систем предполагают работу в ус- ловиях значительных динамических нагрузок со стороны внешней среды, в частности, поступательную и угловую вибрацию с большими амплиту- дами в широком частотном диапазоне. Цель работы – разработка модели рассматриваемого датчика, которая позволяет оценить погрешности, возникающие при работе, а также воз- можности их уменьшения. Базовая математическая модель принята в сле- дующем виде )cossin)(sincos)(( sincos βω+βωβω−βω−+ +ω−βω−βω=β+β+β ζξζξ ηζξ xz yy JJ JHHcfJ ɺɺɺɺ Из анализа уравнения видно, что помимо информативной составляющей βωξ cosH , на чувствительный элемент датчика будут действовать нелиней- ный момент от перекрестной угловой скорости βωζ sinH , момент центро- бежных сил инерции )cossin)(sincos)(( βω+βωβω−βω− ζξζξxz JJ , а так- же момент сил инерции от переносного углового ускорения ηωɺyJ , кото- рые будут создавать погрешности в выходном сигнале датчика. При этом нелинейный характер данных моментов может приводить к появлению постоянной составляющей погрешности при отсутствии таковой в исход- ном информативном сигнале. Проведенные расчеты показали, что величина постоянной составляю- щей погрешности может достигать 10% от амплитудного значения выход- ного сигнала датчика угловой скорости. На основании математической модели (1) была разработана модель в пакете Simulink системы MATLAB, при моделировании которой получены результаты соответствующие рас- четным формулам погрешностей. Проведена также оценка величины по- грешности от момента центробежных сил инерции, которой в большинст- ве случаев можно пренебречь. Литература Одинцов А. А. Теория и расчет гироскопических приборов / А. А. Одинцов К.: Вища школа, 1985 – 392 с. 36 Твердотельная модель акустического выключателя УДК 621.396 ПЫЛЕНЕПРОНИЦАЕМЫЙ АКУСТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ Студент группы 10706115 Савелов П.И. Белорусский национальный технический университет В настоящее время существует большое количество конструкций аку- стических выключателей, различающихся как схемотехническими, так и конструкционными техническими решениями. Основным недостатком конструкций является защита от воздействия окружающей среды не выше IP 20, что сужает область их применения. Целью данной работы является разработка конструкции акустического выключателя, степенью защиты конструкции IP66 и предназначенного для эксплуатации в климатические условиях, соответствующих В1. Для решения поставленной задачи был разработан защитный корпус устройства. Для обеспечения ремонтопригодности конструкции и техноло- гичности сборки изделия, корпус выполнен разъемным. Герметизация составных частей корпуса обеспечивается прокладкой уплотнения, уста- навливаемой между ними. Оптимальным материалом для изготовления корпуса с точки зрения технологичности конструкции и ее эксплуатацион- ных свойств является АБС пластик марки 0708T. Для обеспечения герметичности коммутации с управляемыми устрой- ствами, в корпусе выключателя предусмотрена установка проход- ного изолятора, выполненного из бутадиен-нитрильного каучука. Защитный корпус конструкции препятствует прямому воздействию звуковой волны на чувствительный элемент выключателя. Поэтому в разработанной конструкции для усиления звуковой волны преду- смотрена установка рупора, имею- щего экспоненциальную поверх- ность. Данное техническое решение позволит снизить количество лож- ных срабатываний выключателя, характерных для конструкций со схемотехническим решением усиления звукового сигнала. При помощи САПР SolidWorks 2016 разработана твердотельная модель акустического выключателя (рисунок). Принятые конструктивные реше- ния позволяют обеспечить степень защиты конструкции IP 67. 37 УДК 681 СИГНАЛИЗАТОР ЗАГАЗОВАННОСТИ ВОЗДУХА Студент гр. 31303113 Станкевич П. В. Ст. преподаватель Ломтев А. А. Белорусский национальный технический университет Объектом разработки является сигнализатор загазованности воздуха. Cигнализатор выполнен на базе микроконтроллера DD1 PIC12F675, имею- щего встроенный модуль десятиразрядного АЦП. После занесения в МК кодов, сигнализатор окажется настроенным на работу от внутреннего так- тового RC генератора (4 МГц) при включенном сторожевом таймере. За- груженная во FLASH-память МК программа, переключив вывод МК на работу в качестве аналогового входа АЦП, постоянно следит за напряжени- ем, поступающим с датчика и выдает на выходы МК сигналы управления двухцветным светодиодом и звукоизлучателем со встроенным генератором. [1, 2]. Сигнализатор загазованности воздуха может запитываться от блока питания – AC/DC преобразователя, с напряжением выхода 9В или от галь- ванического элемента типа «крона» 9В. Датчик газа расположен внутри прибора. С его помощью происходит измерение уровня газа. Измеренное значение параметра поступает на микроконтроллер, преоб- разуется с помощью встроенного АЦП в дискретный (цифровой код), после поступает в регистр памяти. Значения регистра и заданного порога сраба- тывания, который записан изготовителем в ППЗУ, сравниваются на цифро- вом компараторе, и в случае присутствия опасного газа срабатывает звуко- вая и красная световая сигнализация. В случае отсутствия опасного газа светодиод светится зеленым цветом. Световая сигнализация представляет собой двухцветный светодиод, ко- торый имеет два цвета свечения: красный и зеленый. Звуковая сигнализация представляет собой звукоизлучатель электромаг- нитный со встроенным генератором. Устройство переключения питания находится в гнезде прибора и пред- ставлено в виде контактов, в случае замыкания которых происходит питание сигнализатора от AC/DC преобразователя. Литература 1. Национальный Интернет – портал Росийской федерации [Электрон- ный ресурс]. Режим доступа: http://www.chipdip.ru 2. Национальный Интернет – портал Росийской федерации [Электрон- ный ресурс]. Режим доступа: http://www.alldatasheet.ru 38 УДК 681 ИЗМЕРЕНИЕ ДВУХОСНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЯХ МЕТОДОМ ЭФФЕКТА БАРКГАУЗЕНА Студентка гр. 11312112 Буданова О. А. Ст. преподаватель Куклицкая А. Г. Белорусский национальный технический университет В основе метода эффекта Баркгаузена лежат микромагнитные явления смещения доменных границ под действием изменяющихся магнитного поля, внутренних напряжений или температуры. Свойства материалов, наряду с внутренними приложенными и остаточными напряжениями пре- допределяют целостность и безопасность конструкций, изделий и сварных соединений. Целью данной работы являетсяразработка методики измерения двухос- ных напряжений в стальных изделиях методом эффекта Баркгаузена. Для реализации измерения двухосных напряжений методом эффекта Баркгау- зена используется магнитошумовой анализатор «Интроскан» и преобразо- ватель Баркгаузена. Перед началом контроля производится настройка магнитошумового ана- лизатора. Важно задать такие параметры, как частота перемагничивания, частота анализа и амплитуда перемагничивания. Для проведения измерений выбирается образец крестообразной формы, что обусловлено однородным распределением напряжения в его центральной области. С одной стороны данного образца наклеены тензодатчики, а с противоположной – устанавли- вается преобразователь Баркгаузена. При перемагничивании контролируе- мой области образца в ней возникает магнитный шум. При этом в измери- тельном преобразователе индуцируется ЭДС, поступающая на вход мало- шумящего усилителя. Затем усиленный сигнал поступает в блок магнито- шумового анализатора «Интроскан», где фильтрируется по заданной частоте анализа, усиливается и поступает на микроконтроллер, а затем выводится на экран прибора. Полученные в ходе измерения результаты показывают некоторые зако- номерности изменения магнитного шума при разных значениях двухосных напряжений. Данные результаты требуют обработки и могут быть исполь- зованы при дальнейшем исследовании двухосных напряжений. 39 УДК 616-073.75 МАТРИЧНЫЕ ПРИЕМНИКИ ДЛЯ ЦИФРОВОЙ РЕНТГЕНОГРАФИИ Студентка гр. 11312114 Зданович С. В. Ст. преподаватель Куклицкая А. Г. Белорусский национальный технический университет Цифровая рентгенография – это метод лучевой диагностики, при кото- ром проекционное изображение объекта контроля, полученное с помощью рентгеновского излучения, обрабатывается цифровым способом. Цифровая рентгенография имеет множество достоинств: простота и скорость получения изображения; низкая стоимость цифровой рентгено- графии;отсутствие необходимости в дорогостоящей пленке и реактивах. В настоящее время широкое распространение в цифровой рентгеногра- фии получили матричные приемники. Выделяют 2 основных типа матрич- ных приемников (МП): МП с детекторами из аморфного кремния; МП с детекторами из аморфного селена. Конструкция МП с детекторами из аморфного кремния представляет собой монолитный кремниевый кристалл размерами 430×430 мм, который состоит из матрицы фотодиодов (ПЗС матрицы) с количеством пикселей (фотодиодов) 3000×3000. Данный кристалл покрыт слоем вещества, которое преобра- жает рентгеновское излучение в световое. На границах фотодиодов проходят прово- дящие шины (1, 2). По шине 1 через ком- мутатор к ПЗС матрицам подается напря- жение питания, по шине 2 на выходной каскад подается сигнал с ПЗС матриц. У МП с детекторами из аморфного се- лена нет экрана для преобразования рент- геновского излучения в световое. Аморфный селен поглощает рентгенов- ское излучение и преобразует его в электрический сигнал. Достоинством селеновых приемников является их максимальная квантовая эффектив- ность. Стоит отметить, что цифровая рентгенография имеет один существен- ный недостаток: высокая стоимость оборудования по сравнению с анало- говой рентгеновской аппаратурой. Несмотря на это она все чаще исполь- зуется на предприятиях, производящих контроль особо опасных объектов. К о м м у т а т о р Коммутатор U 1 2 Выходной каскад 40 Электронный макет печатной платы операционного блока УДК 621.396 ОПЕРАЦИОННЫЙ БЛОК ПРИБОРА КОНТРОЛЯ ДИАПА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Студент гр. 11303113 Довнар А. С. Ст. преподаватель Владимирова Т. Л. Канд. техн. наук, доцент Савелов И. Н. Белорусский национальный технический университет Контроль границ диапазона различных технологических параметров производстве является неотъемлемой частью выпуска качественной дукции. Такими параметрами могут быть температура, давление ние, влажность и т. д. Данные сигналы, преобразованные из аналоговых цифровые можно измерять с помощью приборов контроля заданной точностью. Контроль параметра может осуществляться интервал времени заданный до запуска устройства. Целью данной работы является разработка схемотехнических операционного блока прибора контроля диапазона. Исходными данными при проектировании блока являлось ввода измеряемого параметра последовательно, начиная со старшего ряда, наличие шины 3С и индикации состояния блока, а также границ измеряемого параметра Для выполнения поставленной цели был разработан алгоритм боты всего прибора и его нальная схема, определяющие следовательность функциониров ния операционного блока входящих в него модулей операционного блока блоками прибора, перечень команд, которые должны поступить управления на операционный блок. Принципиальная электрическая схема операционного блока на на основе интегральных микросхем КМОП общего назначения требляемая мощность (Pпот = 6910 мкВт) и среднее время распространения сигнала через операционный блок (τзд.р =4640 нс). Для определения габаритных размеров был разработан электронный макет печатной платы (рисунок 1) при помощи системы твердотельного моделирования Solidworks 2015. При оптимальном размещении по поверхности габариты печатной платы составят не более 86 ЗОНА на про- , напряже- в диапазона с через решений обеспечение раз- диапазон . ра- функцио- по- а- , состав , связь с другими от блока разработа- . По- элементов x 75 мм. 41 Видеоэндоскоп с рабочим каналом Разработана лицевая панель устройства, на которой отображает резуль- тат сравнения контролируемого параметра с границами диапазона и со- стояния устройства («ОСТАНОВ», «РАБОТА», «ОЖИДАНИЕ».) УДК 535.317 ВИДЕОЭНДОСКОПЫ С РАБОЧИМ КАНАЛОМ Студентки гр. 11312114 Свищ А. А.,Чурикова Я. А. Ст. преподаватель Куклицкая А. Г. Белорусский национальный технический университет Современные механические технические эндоскопы представляют со- бой оптико-механические приборы, предназначенные для быстрого и вы- сококачественного визуального исследования труднодоступных зон раз- личных объектов без их разборки. Благодаря инновационным технологиям в сочетании с системами линз высокого качества, видеоэндоскопы с рабочим каналом (рисунок) обеспечивают получение оптических изобра- жений с высокой контрастностью и четким воспроизведением цвета. Освещение осматри- ваемой поверхности узким ярким лучом света, излучаемого эндоскопом, создает условия для концентрации внимания диагноста на неболь- шом участке поверхности. Гибкий дистальный конец в прочной обо- лочке из вольфрамовой оплетки снабжен рабо- чим каналом, который обеспечивает прохож- дение инструментов, предназначенных для механического или магнитного захвата. Наконечник рабочей части большин- ства гибких эндоскопов (дистальная часть) имеет дистанционное управление и позволяет изменять траекторию движения прибора внутри объекта, а также дистанционно нацеливать объектив. Видеоэндоскопы широко применяются в различных областях промыш- ленности, где необходимо провести визуальную диагностику в труднодос- тупных местах контролируемого объекта: металлургическая промышлен- ность, службы обеспечения безопасности, строительство, авиационная промышленность и др. В настоящее время в нашей стране не используются видеоэндоскопы с рабочим каналом из-за своей высокой стоимости. Но с введением в экс- плуатацию в Республике Беларусь АЭС будет целесообразным использо- вание данных приборов для контроля элементов особо опасного объекта. 42 УДК 621.8.08 АНАЛИЗ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ В ПРОЦЕССАХ МЕХАНООБРАБОТКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЕЙВЛЕТ-ПАКЕТОВ Студент гр. ПБ -51М (магистрант) Олинийчук А. И. Ассистент Заец С. С. Канд. техн. наук, доцент Шевченко В. В. Киевский политехнический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Ключевые слова: Акустическая эмиссия (АЭ), механообработка, метод Вейвлет-пакетов. Реферат: Использование алгоритмов и свойств Вейвлет – пакетов, для создание системы высокоэффективного анализа акустической эмиссии в процессах механообработки. Обеспечение безопасной эксплуатации промышленного оборудования ну- ждается в мониторинге кинетики накопления и развития дефектов в реальном времени. Эта задача решается с помощью АЭ. Существующие модели излу- чения и распространения объемных упругих волн, как правило, описывают волны в неограниченном пространстве или полупространстве[1]. Предложенный метод анализа Вейвлет-пакетами, позволяет создавать эффективную связку расхода энергии и параметров АЭ, которые являются показателями износа инструмента. Устанавливать прямые зависимости между мощностью, энтропией и характеристиками сигнала. Когда мы регистрируем пиковые сигналы, происходит изменение в поведении дру- гих параметров, что приводит к отклонению работы системы в целом. Информативные параметры АЭ могут устанавливать зависимость с энер- гопотреблением оборудования, что дает достаточно точные результаты в работе. Недостатком можно считать, что все данные параметры и их со- единения, являются чувствительными к условиям эксплуатации. Внедрение позволяет повысить производительность и точность обработки, а также качество поверхности деталей, предупредить о износе инструмента, что в свою очередь может привести к повреждению оборудования. Литература 1. Остафев В.А., Тымчик Г.С., Шевченко В.В., Механизация и авто- матизация управления , Киев, - Киев, №1,1983 2. Heiple C.R., S.H. Carpenter, D.L. Armentrout and A. Mc Manigle, "Origin of Acoustic Emission produced during single point machining", Materi- als Evaluation, 52, 590-596. 43 УДК 621.924 АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ МЕХАНООБРАБОТКИ Студент гр. ПБ -51М (магистрант) Олинийчук А. И. Ассистент Заец С. С. Канд. техн. наук, доцент Шевченко В. В. Киевский политехнический университет Украины «Киевский политехнический институт и. И. Сикорского» Ключевые слова: Акустическая эмиссия (АЭ), механообработка, ней- ронные сети, адаптивная система, Вейвлет-пакеты (ВП) Реферат: Использование алгоритмов и свойств ВП, для создание систе- мы высокоэффективного анализа акустической эмиссии в процессах меха- нообработки. Комплексная автоматизация металлообрабатывающего произво-дства требует не только использования прогрессивного оборудования: станков с ЧПУ, многоцелевых станков, роботизированных техно-логических ком- плексов и др. Создание на базе этого оборудования автоматизированных производств, а в перспективе заводов – автоматов с управлением от искус- ственного интеллекта (ИИ) ставит задачу активного технологического диагностирования процесса обработки с целью его оптимизации, контроля и управления. Поэтому проблема создания надежного аппарата технологи- ческого диагностирования процесса обработки на прогрессивном и пер- спективном оборудовании является актуальной [1]. Использование системы диагностики, основанной на измерении сигна- ла акустической эмиссии, проанализированного с помощью ВП и само- обучающейся нейронной сети с прогнозирующей системой на базе нечет- кого метода группового учета аргументов. Комбинационный параметр акустической эмиссии используется как первичный информационный признак стабильности управления процессом резания, при выходе которо- го из допустимых пределов включается нейронная система распознавания зафиксированных отмеченных аномальных отклонений сигнала. Что по- зволяет своевременно исключить непредвиденные сбои в системе диагно- стики, а также снизить вероятность неправильной оценки работоспособно- сти инструмента и ошибочных действий системы автоматизированного контроля [2]. Литература 1. В.Н. Подураев, А.А. Барзов, В.А. Горелов. – М.:Машиностроение, 1988. 2. Остафев В.А., Тымчик Г.С., Шевченко В.В., Механизация и автомати- зация управления, Киев, - Киев, №1,1983. 44 УДК 681 ОПЕРАТИВНАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ТРУБОПРОВОДОВ НЕФТИ И ГАЗА ПРИ ПОМОЩИ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ Студенты гр. 11312113 Ахремчук Д. А., Наумова А. Г. Ст. преподаватель Куклицкая А. Г. Белорусский национальный технический университет При контроле протяженных магистральных трубопроводов возникает проблема достаточно оперативного поиска непроектного расположения, повреждения теплоизоляции, контроля охранной зоны трубопровода, об- наружения утечек транспортируемой среды и незаконных «врезок» в тру- бопровод. Поэтому, для лучшей эффективности, по сравнению с традици- онным обходом протяженных отрезков магистралей целесообразней ис- пользовать оптический и инфракрасный (ИК) контроль объекта «с возду- ха». В настоящее время компании, эксплуатирующие трубопроводы нефти и газа, практикуют диагностику принадлежащих им объектов при помощи летательных аппаратов (вертолеты, самолеты). Однако, по причине боль- ших затрат, сложно реализовать достаточно частые облеты. Республика Беларусь в настоящее время является одним из ведущих разработчиков и производителей беспилотных летательных аппаратов. Представляется целесообразной разработка методик использования легких беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в интересах проведения не- разрушающего контроля. На рисунке изображен беспилотный летательный аппарат «Беркут 2». Применение БПЛА, оснащенных ИК- и телевизионными каналами на- блюдения, позволяет увеличить оперативность контроля. При этом значи- тельно уменьшаются издержки, связанные с относительно высокой стоимостью летного часа пилоти- руемых летательных аппаратов. Таким образом, при помощи беспилотных летательных аппара- тов появляется возможность кон- тролировать протяженные участки трубопровода максимально автома- тизировано и с минимальными затратами. Беспилотный летательный аппарат «Беркут 2». 45 УДК 621.3.049 ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ ПАРОГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СЛОЕВ КРЕМНИЯ Студент гр. 11303112 Боярщонок Е. В. Канд. физ.-мат. наук, доцент Шадурская Л. И. Белорусский национальный технический университет Традиционно используемые для легирования кремниевых эпитаксиаль- ных слоев газы – фосфин, арсин, диборан и жидкости треххлористый фос- фор, треххлористый бор являются высокотоксичными веществами и тре- буют применения повышенных мер безопасности при их хранении, транс- портировании и использовании. Помимо этого, фракционирование указан- ных материалов и их адсорбция на стенках баллонов при хранении приво- дит к невысокой воспроизводимости параметров эпитаксиальных слоев. Указанные обстоятельства стимулируют поиск альтернативных источни- ков для легирования эпитаксиальных структур. В данной работе рассматривается применение для создания парогазо- вой смеси, используемых при легировании эпитаксиальных кремния, твердотельных материалов, содержащих легирующие элементы. Их выбор осуществляется исходя из требований по экологичности, электронной чистоте, доступности и удобства в работе. В качестве источников для соз- дания парогазовой смеси изучены такие высокотехнологичные вещества, как: арсенид галлия, фосфид галлия, металлическая сурьма, гексаборид лантана. Следует отметить, что вышеперечисленные вещества являются высокотоксичными. Рассмотрены различные способы и особенности тех- нологии получения твердотельных источников создания парогазовых сме- сей. Формирование легирующей парогазовой смеси проводилось с исполь- зованием газоразрядного метода легирования в режиме тлеющего разряда. [1] Получены эпитаксиальные структуры кремния, легированные фосфо- ром, мышьяком и бором с удельным сопротивлением в диапазоне 0,01 – 5 Ом·см. Установлено, что эпитаксиальные слои, полученные с применени- ем указанных парогазовых смесей характеризуются высокой воспроизво- димостью по удельному сопротивлению. Литература Козлов, Е. Ю. Технология создания многослойных эпитаксиальных структур / А. И. Семенков, Л.И. Шадурская // Приборостроение. – 1950. – № 12.– С. 10 – 12. 46 УДК 535 АВТОНОМНЫЙ РЕЧЕВОЙ ОПОВЕЩАТЕЛЬ С УПРАВЛЕНИЕМ ПО РАДИОКАНАЛУ Студенты гр. 11301113 Горбач М.И., Мацапура А.И. Ст. преподаватель Василевский А.Г. Белорусский национальный технический университет Своевременное оповещение и эвакуация людей с объектов подвержен-ных пожару является главной задачей в системах жизнеобеспечения и пожарной безопасности. Речевой способ оповещения снижает риск возникновения не- аде-кватного поведения людей при пожаре, что позволяет провести эвакуацию более организованно. Типовая система оповещения громоздкая по своему составу и энергоемкая. Ее проводные каналы связи и питания могут быть разрушены при пожаре, поэтому наиболее целесообразно использование внутриобъектовой радиосистемы пожарной сигнализации, эвакуации и авто- номного радио опове-щателя (АРО).Структурная схема автономного речевого оповещателя представ-лена на рисунке . Структурная схема автономного речевого оповещателя. Работа АРО поддерживается питанием от аккумуляторной батареи, управ- ление осуществляется микроконтроллером или в ручном режиме. В устройстве имеется светодиодная индикация «Питание», «Работа», «Запись», «Воспроиз- ведение» и звуковая «Разряд АБ». АРО воспроизводит, по команде из радио- канала несколько тревожных фраз заранее записанных в ПЗУ ИМС ISD2564. Зарядка аккумуляторной батареи производится по мере необходимости. Радио- канальный приемник работает на частоте 433,92 МГц, исправность канала осуществляется периодической индикацией. Корпус – металл IP65. 47 УДК 681 ФЕРРОЗОНД-ГРАДИЕНТОМЕТР И СИСТЕМА НАМАГНИЧИВАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ МАГНИТНОЙ АНИЗОТРОПИИ ЛИСТОВОГО ПРОКАТА СТАЛЕЙ Студентка гр. 11312112 Жевнеркевич О. Ю. Ст. преподаватель Куклицкая А. Г. Белорусский национальный технический университет На современном этапе развития машиностроения существенную роль в производственном процессе занимают такие технологические операции как штамповка и глубокая вытяжка, которые дают возможность получать детали сложной формы.Для исключения возможных дефектов изделий при штамповке и глубокой вытяжке необходимо внедрение средств неразру- шающего контроля свойств используемого металла, характеризующих его пригодность для этих технологических операций. Целью данной работы является разработка методики контроля магнит- ной анизотропии листового проката сталей. Импульсный магнитный метод является наиболее удобным и простым в реализации. По отношению к рентгеновским методам контроля он обладает следующими преимущест- вами: отсутствие источников рентгеновского излучения, меньшие размеры и простота конструкции. По отношению культразвуковым главное пре- имущество в том, что магнитный импульсный метод контроля не требует контакта с объектом контроля. Для реализации импульсного магнитного метода контроля анизотропии листового проката сталей используются импульсный магнитный анализа- тор ИМА-4М и феррозонд-градиентометр с системой намагничивания. Для повышения эффективности контроля в датчике в качестве системы намаг- ничивания используются две катушки для создания направленного маг- нитного поля, так как при радиально-симметричном намагничивании с использованием одной катушки эффективность контроля была крайне мала, что было доказано рядом исследований. Между двумя катушками расположен феррозонд-градиентометр в виде двух полузондов, располо- женных параллельно друг к другу, с помощью которого осуществляется измерение градиента нормальной составляющей напряженности поля ос- таточной намагниченности. В ходе работы была разработана методика контроля магнитной анизотропии листового проката сталей. Использование разработанной методики сводит к минимуму незарегистрированные дефекты в листовом прокате сталей. 48 УДК 004.056 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ RFID И NFC МЕТОК ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ КОНТРАФАКТНОЙ ПРОДУКЦИИ Аспирант Ковынев Н. В. Канд. техн. наук, доцент Медведев Н. В. МГТУ им. Н. Э. Баумана Современные производители различных изделий и товаров стараются защитить свою продукцию от подделок путем использования различных собственных технологий, а именно: создание уникальных голограмм и во- дяных знаков, собственные клейма и маркировки. Указанные технологии могут обеспечить достаточную защиту от подделок, но требуют дополни- тельных расходов компании и усложнения производственного цикла изго- товления изделия. При этом потребители чаще всего не знают об этих мето- дах защиты и не могут отличать контрафакт от оригинала, а обращают вни- мание только на фирменный знак. Одним из перспективных направлений в области защиты продукции от контрафакта является использование технологии RFID (англ. Radio Frequency IDentification, радиочастотная идентификация), которая обеспечи- вает бесконтактную дистанционную идентификацию объектов с помощью радиоволн за счет внедрения меток небольшого размера со встроенной ра- диочастотной схемой. Также метка может содержать дополнительную ин- формацию, помимо обязательного цифрового идентификатора. В общем случае система идентификации объектов, использующая технологию RFID, состоит из массива меток, одного или нескольких считывателей и сервера для обработки данных [1]. На основе одного из базовых стандартов RFID была создана технология NFC (англ. Near field communication – связь ближнего действия), обеспечи- вающая беспроводную коммуникацию не небольшие расстояния. Принцип использования данной технологии заключается во внедрении в мобильные устройства NFC-модуля, который будет иметь различные сценарии поведе- ния в зависимости от выполняемой задачи: NFC-метка (например, бескон- тактная оплата с помощью телефона), считывание NFC-меток (например, при считывании данных с карты метро отображается число оставшихся поездок и срок действия карты) или передача данных между двумя устрой- ствами. Сейчас технология используется для систем контроля доступа, на транспорте для оплаты проезда, в библиотечных и архивных системах авто- матизации [2 – 3]. Так каждой единице продукции в системе будет соответствовать уни- кальный QR-код, содержащий ссылку на страницу детальной информации. Ссылка состоит из адреса сайта и уникального идентификатора. Получен- ный QR-код может быть напечатан на этикетке продукции, внутрь которой встроена NFC метка, содержащая уникальный идентификатор единицы 49 продукции из ссылки в QR-коде. NFC метка и Qr-код должны содержать в себе краткую информацию о продукте, также они должны быть доступны для потребителя. Чтение QR-кода осуществляется с помощью приложений, если декоди- рованные данные распознаются как ссылка – приложение запрашивает у пользователя подтверждение действия для перехода по ссылке. Чтение NFC возможно при наличии соответствующего модуля, который в настоящее время присутствует в большинстве мобильных устройств. В результате декодирования на экран будет выведена доступная информация. Обладатель мобильного устройства, сравнивания полученные коды, сможет отличить оригинальную продукцию от контрафактной. Кроме уникальных идентификаторов в качестве дополнительной информации в NFC метку (рис.1) возможно закодировать наименование изделия, которое станет дополнительным параметром для сравнения. Схема NFC-метки Литература 1. Веремеенко Е.Г. Применение системы радиочастотной идентифика- ции (RFID) для автоматизации работы автомобильного транспорта в порту //Инженерный вестник Дона, 2013, №4 URL: ivdon.ru/magazine/archive/ n4y2013/2116 2. Казарин О.В., Рабинович А.С. Методика аутентификации пользова- теля в информационной системе с использованием технологии nfc //Вопросы кибербезопасности. 2013. № 2. С. 59-62 3. Павлова К. Д. NFC: эффективный инструмент высоких технологий // Материалы 69-й студенческой научно-технической конференции Белорус- ского национального технического университета : тезисы докладов сту- дентов факультета маркетинга, менеджмента, предпринимательства. Минск: БНТУ, 2013. С. 224-226 50 УДК 681.2 ПРОВЕРКА СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ КРАНОВ Студент гр. 11312113 Лапшевич Н. Б. Ст. преподаватель Куклицкая А. Г. Белорусский национальный технический университет Проверка состояния металлоконструкций кранов в условиях современ- ной экономики является важным элементом производственного процесса, так как увеличивает срок службы и эффективность эксплуатации особо опасного и дорогостоящего оборудования. Предлагается методика проверки состояния металлоконструкций кра- нов, включающая следующие этапы: внешний осмотр и замеры несущих и вспомогательных элементов металлоконструкций; проверку элементов металлоконструкций методами неразрушающего контроля; проверку каче- ства соединений металлоконструкций; измерение остаточных деформаций балок, стрел, ферм и отдельных поврежденных элементов; оценку степени коррозии несущих элементов металлических конструкций; выполнение проверочного расчета на сопротивление усталости. Внешний осмотр и замеры следует проводить с применением универ- сальных измерительных инструментов и приспособлений, оптических средств и переносных источников света. При этом особое внимание долж- но уделяться следующим местам возможного появления повреждений: участкам резкого изменения сечений; участкам, прорезанным шпоночны- ми или шлицевыми канавками, а также имеющим нарезанную резьбу; местам, подвергшимся повреждениям или ударам во время монтажа и перевозки; местам, где при работе возникают значительные напряжения, коррозия или износ; участкам, имеющим ремонтные сварные швы; местам возможного скопления влаги; местам, где наиболее вероятно могут воз- никнуть дефекты. При проведении внешнего осмотра необходимо обращать особое вни- мание на наличие следующих дефектов: трещин в основном металле, в сварных швах и околошовной зоне; местных механических повреждений (разрывы, вырубки, изломы); расслоения основного металла; некачествен- ного исполнения ремонтных сварных соединений; местных деформаций узлов и деталей от воздействия сосредоточенных нагрузок и деформации; люфтов шарниров, ослабления болтовых и заклепочных соединений; воз- никший очагов коррозии. Предложенная методика позволит своевременно выявлять и устранять дефекты в металлоконструкциях грузоподъемных кранов, что увеличит срок службы и обеспечит надежную безаварийную эксплуатацию этих особо опасных промышленных объектов. 51 УДК 681 ИНТЕЛЕКТУАЛЬНЫЙ ДАТЧИК ОБНАРУЖЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ Студент гр. 11301113 Мартинкевич А. В. Ст. преподаватель Василевский А. Г. Белорусский национальный технический университет В охранной технике широкое распространение получили датчики, назы- ваемые извещателями, обнаруживающими движения на объектах. Наиболее извест-ные из них, пассивные инфракрасные извещатели. Основным чувст- вительным узлом в них являются сдвоенные пироэлементы. Диаграмма направленности в них формируется сферической линзой, диапазон чувстви- тельности оптическим фильтром с полосой пропускания соответствующей спектральным характерис-тикам инфракрасного излучения тела человека. Существенным недостатком применяемых извещателей является слабая чувствительность к продольному перемещению объекта внутри основного лепе-стка диаграммы направленности. В докладе предлагается техническое решение по устранению данного недостатка с помощью применения сдво- енных двух-канальных пироэлектрических приемников. Типовое значение угла обзора извещателей в вертикальной и горизон- тальной плоскости 1100. Применение двух пироприемников, расположенных в горизон-тальной плоскости и повернутых на некоторый угол расширяет общий угол обзора до 2000. При этом, становится возможным увеличение чувствительности к продольному перемещению объекта, регистрация его местоположения, маршрута и направления перемещения. Структурная схема извещателя. Сопряжение извещателя по интерфейсу RS-485 позволяет передавать на приемно-контрольный прибор данные о траектории движения наруши- теля и таким образом способствовать решению оперативной задачи группе задержания. 52 УДК 681 ТРЕХУРОВНЕВАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ДЛИННЫХ ЛИНИЙ СВЯЗИ ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ Студент гр. 11301113 Симанкович А. Б. Ст. преподаватель Василевский А. Г. Белорусский национальный технический университет В системах противопожарной защиты, при использовании кольцевых адресных шлейфов пожарной сигнализации, особое значение приобретает защита этих шлейфов и приемно-контрольных приборов от помех. Помехи природного образования (грозовые разряды) наводят на длинных линиях шлейфов синфазные высоковольтные помехи. Замыкаясь на землю, через приемно-контрольный прибор они выводят из строя приемники каналов связи. Эффективной защитой может служить трехуровневая система, со- стоящая из нескольких элементов, последовательно снижающих напряже- ние помехи до нуля. На рисунке приведена схема фильтра кольцевого шлейфа пожарной сигнализации. Схема подключения фильтра синфазной помехи кольцевого шлейфа пожарной сигнализации. Искровые разрядники FV1, FV2 работая в пределах от 5000В до 60В снижают амплитуду помехи до нижнего предела. Конденсаторы С1, С2 совместно с дросселем Др.1 образуют ФНЧ, обрезая высокочастотную составляющую помехи. Дроссель с обмотками, включенными встречно обнуляет синфазную помеху и варистор U1 снижает амплитуду других видов помех до безопас- ного уровня. Данная схема фильтра имеет небольшой размер, может быть изготовлена в форме отдельного модуля и устанавливается на входе приемно-контрольного прибора. Испытания данной схемы показали высокую эффективность защиты длинных шлейфов и приемно-контрольных приборов от помех. 53 УДК 681 ОРГАНИЗАЦИЯ И СОСТАВ РАБОТ ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ ДИАГНОСТИРОВАНИЮ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ КРАНОВ Студент гр. 11312113 Хитрик М. Н. Ст. преподаватель Куклицкая А. Г. Белорусский национальный технический университет В условиях современной экономики техническое диагностирование явля- ется важным элементом производственного процесса, так как увеличивает срок службы оборудования, в т.ч. и оборудования с истекшим сроком службы. Одним из таких видов оборудования являются грузоподъемные краны, при- меняющиеся на множестве предприятий Республики Беларусь. Техническое диагностирование грузоподъемных кранов с целью продления срока даль- нейшей эксплуатации необходимо проводить по истечении их нормативного срока службы. Предусматриваются следующие виды технического диагно- стирования грузоподъемных кранов: первичное, повторное, внеочередное. Техническому диагностированию подвергаются грузоподъемные кра- ны, находящиеся в рабочем состоянии. Разрешается проведение техниче- ского диагностирования грузоподъемных кранов, находящихся в нерабо- тоспособном состоянии, с последующим приведением их в работоспособ- ное состояние. Техническое диагностирование грузоподъемных кранов с целью опреде- ления возможности их дальнейшей эксплуатации проводятся в один или два этапа. В один этап - если в процессе диагностирования не выявлено дефектов, препятствующих проведению испытаний грузоподъемных кранов. В два - если по его результатам для устранения выявленных дефектов необходимо проведение ремонта или реконструкции грузоподъемных кранов. При техническом диагностировании предлагается выполнять следующие основные виды работ: проверку выполненных владельцами грузоподъемных кранов работ; анализ условий эксплуатации грузоподъемных кранов; провер- ку состояния металлических конструкций кранов и их соединений; проверку состояния механизмов, канатно-блочных систем и других узлов; проверку состояния приборов и устройств безопасности; проверку состояния кранового пути; составление ведомости дефектов; статические и динамические испыта- ния грузоподъемных кранов; оформление результатов с выработкой рекомен- даций по дальнейшей эксплуатации. Предложенные мероприятия позволят увеличить срок службы грузо- подъемных кранов за счет своевременного выявления неисправностей и выполнения необходимого объема ремонтных работ. 54 УДК 621.396 КИСТЕВОЙ ДИНАМОМЕТР Студент гр. 11303113 Четырко К. М. Канд. физ.-мат. наук, доцент Тявловский К. Л. Белорусский национальный технический университет Кистевой динамометр применяется для измерения силы сжатия кисти человеческой руки. Широкое применение кистевые динамометры получи- ли в медицине, центрах реабилитации, в альпинизме, и в целом в спорте. Целью данной работы является разработка схемотехнических решений проектирования электронного кистевого динамометра. Исходными данными при разработке кистевого динамометра являются возможность измерения силы сжатия кисти человеческой руки в диапазоне 1–100 даН. Вывод информации о проведенном измерении должен осуще- ствляться на ЖК-дисплей. Для выполнения поставленной задачи были определены основные цели и задачи реализации кистевого динамометра. На основании исходных дан- ных разработан алгоритм работы кистевого динамометра, построенного на базе AVR микроконтроллера и тензометрических датчиков. Обосновано применение основных элементов устройства в составе.: • Отладочная плата Arduino Uno R3; • ЖК-дисплей; • Тензорезистивные датчики; • АЦП НХ711. Применение внешнего АЦП обосновано мостовой схемой включения датчиков, которая использована для усреднения усилия, прикладываемого к двум точкам опоры конструкции динамометра. В программной среде Arduino IDE разработано программное обеспечения и запрограммирована отладочная плата Arduino Uno R3. Для программирования отладочной платы Arduino использовался язык программирования, осно- ванный на C/C++. Измеренное усилие сжатия упругих элементов в диапа- зоне 1–120 даН с дискретностью 0,1 даН выводится на двухстрочный жид- кокристаллический дисплей. В устройстве обеспечивается запоминание до ста результатов измерения с определением максимального и минимально- го усилий, а также вычисления среднего значения. 55 УДК 681.2 ВЕЛОКОМПЬЮТЕР Студент гр. 11303113 Юнцевич А. М. Канд. физ.-мат. наук, доцент Тявловский К. Л. Белорусский национальный технический университет Велокомпьютер предназначен для измерения скорости, посуточного и общего пробега велосипеда, скорости и пробега за одну поездку, а также дополнительных параметров, таких как средняя скорость, время в пути, максимальная скорость, пульс, передача, текущее время, темпе- ратура воздуха, давление, каденса и др., что позволяет использовать результаты измерений и для контроля тренировочного процесса. Целью работы является разработка устройства велокомпьютера для измерения основных параметров движения велосипеда с использовани- ем микроконтроллера и цветного жидкокристаллического дисплея. Измерение параметров движения осуществляется с помощью магни- та, закрепленного на спице колеса велосипеда, и датчика Холла, уста- новленного на вилке. При каждом обороте колеса с датчика Холла по- ступает сигнал на микроконтроллер, отсюда зная время между двумя сигналами и длиной окружности колеса, можно рассчитать такие пара- метры как: скорость движения, общий пробег, расстояние поездки, средняя и максимальная скорость движения, и др. Также осуществлен выбор реализации измерения этих параметров на микроконтроллере. Разработаны алгоритм работы, электрические функциональная и принципиальная схема велокомпьютера. Макетный образец велоком- пьютера изготовлен на основе отладочной платы Arduino Pro Mini. Раз- работанный программный код использует 14 268 байт (99%) памяти устройства. Всего доступно 14 336 байт. Глобальные переменные ис- пользуют 424 байт (41%) динамической памяти. В велокомпьютере реализовано введение поправки результата измерения на диаметр коле- са. Разработана конструкция корпуса велокомпьютера, предусматри- вающая его крепление на руль велосипеда. 56 УДК 621.45.017 БЕСПРОВОДНАЯ ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ С БОРТОВОГО САМОПИСЦА Студент гр. ПГ-31 Чейпеш В. В. Канд. техн. наук, доцент Павловский А. М. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Предполетная диагностика самолета сложный и крайне ответственный процесс, она играет большую роль не просто в оценке ресурса летательного аппарата, но и напрямую влияет на безопасность экипажа в целом. Для оценки ресурса летательного аппарата перед каждым полетом происходит процедура снятия показателей с бортовых самописцев. На сегодняшний день единственным способом реализации данной процедуры, является пря- мое подключение к блоку хранения данных через специальный интерфейс, что является достаточно длительным и трудоемким процессом, так как рас- положения бортовых самописцев ориентировано прежде всего на сохране- ние их целостности в случае летных происшествий. Также существует еще одна немаловажная проблема – частое механического воздействия на шину при процедуре подключения/отключения чревато ее повреждением. Таким образом, было предложено разработать способ, при котором станет возможным удаленный сбор информации с блока хранения данных. Реализо- вать такой способ предлагается за счет объединения беспроводного интерфей- са с уже настроенным на авиационные протоколы специальным преобразова- телем (RZ-адаптер). Основное преимущество состоит в том, что данные адап- теры имеют возможность передавать информацию, полученную с бортового самописца, по интерфейсу SPI, который является распространенным среди модулей беспроводной передачи данных. Само устройство предлагается реализовать в виде насадки, которая будет напрямую крепиться к шине данных бортового устройства регистрации. Такая конструкция позволит использовать готовые алгоритмы считывания данных с самописца, без внесения дополнительных конструкторских и программных правок. Это, в свою очередь, позволит сэкономить ресурсы на модернизацию используемых бортовых самописцев и их линий обмена данными. Таким образом, использование беспроводных технологий для передачи данных с бортовых устройств регистрации является крайне перспектив- ным, так как позволяет ускорить сбор информации, тем самым сэкономив время, которое можно потратить на более важные аспекты предполетной диагностики самолета. 57 УДК 621.396 ЗВУКОВОЙ ТЮНЕР Студент гр. 11303113 Тушинский Н. А. Канд. физ.-мат. наук, доцент Тявловский К. Л. Белорусский национальный технический университет Звуковой тюнер в музыке – это устройство облегчающее настройку то- нальных музыкальных инструментов. Тюнер используется для измерения частоты звука и сравнения ее с эталоном в виде нот. Тюнеры могут быть реализованы как в виде отдельных устройств, так и в виде встроенной части музыкального инструмента. Измерительный преобразователь ис- пользуемый в тюнере обусловлены требованиями к эксплуатации – это чаще всего звукосниматель или микрофон. Целью работы является разработка схемотехнических и программных решений тюнера, выполненного на базе AVR-микроконтроллера. Исходными данными при проектировании тюнера являлось обеспече- ние измерения частоты в диапазоне 30-1500Гц, с погрешностью 2 Гц и временем автономной работы более 9 часов. Вывод измеренного значения с единицами измерения осуществляется с помощью блока индикации и ЖК дисплея. Определены и обоснованы основные элементы устройства: • Отладочная плата Arduino Uno R3; • ЖК-дисплей Nokia 5110; • Пьезоэлектрический датчик PC-116. Разработана принципиальная схема устройства, определены назначения всех основных элементов схемы, а также способ соединения элементов схемы. Разработан алгоритм работы устройства. Программное обеспечение звукового тюнера, выполненного на отладочной плате Arduino Uno R3, разра- ботано в среде разработки Arduino IDE. Для программирования отладочной платы Arduino использовался язык программирования, основанный на C/C++. Звуковой тюнер обеспечивает измерение частоты в диапазоне 30– о1500Гц, с погрешностью не более ±1,5 Гц. Сигнал звуковой частоты вводит- ся в тюнер с использованием внешнего конденсаторного микрофона. В тю- нере разработаны такие функции как отключение усилителя для уменьшения потребляемой мощности устройства, удержание измеренного значения час- тоты в Герцах, отключение подсветки ЖК дисплея. Питание прибора обеспечивается двумя элементами питания типораз- мера 6F22. При емкости аккумулятора 700 мА×ч и его напряжении U = 3,7 В, время автономной работы устройства составляет более 9 часов. 58 УДК 621.317 ЛЮКСМЕТР Студент гр. 11303113 Полхутенко С. А. Канд. физ.-мат. наук, доцент Тявловский К. Л. Белорусский национальный технический университет Люксметры предназначены для измерения инсоляции рабочих мест промышленных предприятий и организаций, учебных заведений, научных центров, музеев, библиотек и архивов, предприятий транспорта и связи, центров метрологии и сертификации, медицинских учреждений, центров Госсанэпиднадзора. Люксметры бывают аналоговыми и цифровыми. Ана- логовые люксметры – это, как правило, стрелочные приборы с большими габаритными размерами и массой. На смену аналоговым приходят цифро- вые приборы для измерения освещенности. В них результат измерений выводится на жидкокристаллический дисплей. Измерительная часть во многих из них находится в отдельном корпусе и связана с прибором гиб- ким проводом. Это позволяет проводить измерения в труднодоступных местах. Благодаря набору нейтральных (серых) светофильтров пределы его измерений можно регулировать. В этом случае показания прибора умно- жаются на определенные коэффициенты. Погрешность люксметра, соглас- но ГОСТ должна быть не больше 10%. Целью разработки является проектирование прибора измерения световых потоков на основе микроконтроллера, разработка конструкции эксперимен- тального образца, разработка технической документации на устройство, на- писание программного обеспечения (ПО) для микроконтролле- ра.Разработанный люксметр представляет собой переносной прибор для измерения инсоляции помещений. Прибор выполнен с использованием отла- дочной платы ArduinoNano 3.0 на базе микроконтроллера ATmega328P. ПО люксметра разработана в среде «ArduinoSoftware (IDE) 1.6.9». Люксметр показывает текущую инсоляцию, минимальное, максималь- ное и среднее значение освещенности. В нем предусмотрен разъем типа micro–USB для осуществления зарядки встроенного элемента питания. Предусмотрена программная настройка контрастности. Возможности отладочной платы ArduinoNano позволяют расширить параметры люксметра в плане функциональности, также путем введения дополнительного диапазона измерения. Возможно введение дополнитель- ного канала измерения для измерения пиковых значенийосвещенности и коэффициента пульсаций светового потока. Применение несколько более мощного микроконтроллера позволит определять частотный спектр источ- ников света. 59 УДК 629.584 МОДЕРНИЗАЦИЯ АВТОНОМНЫХ НЕОБИТАЕМЫХ ПОДВОДНЫХ АППАРАТОВ Студент гр. ПГ-41(бакалавр) Герман В. Ю. Канд. техн. наук, доцент Павловский А. М. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» На сегодняшний день существует потребность в использовании авто- номных необитаемых подводных аппаратов. Они могут использоваться в различных целях, от исследования подводных глубин до военных и спаса- тельных работ. Как правило, в существующих аналогах используются следующие группы устройств: манипуляторы, навигационные системы, датчики анализа окружающей среды, элементы питания и управления. В большинстве случаев, управление автономным необитаемым подводным аппаратом осуществляется по жестко заданной программе, а корректиро- вание заданий может осуществляться после всплытия аппарата на поверх- ность, так как беспроводная передача данных, особенно на больших глу- бинах, затруднена и экономически невыгодна. В настоящее время автономные подводные аппараты могут осуществ- лять довольно ограниченный спектр функций, что не всегда достаточно для проведения нужных работ. Современные автономные необитаемые подводные аппараты должны отвечать следующим требованиям: • большой автономностью; • развитой системой манипуляторов и комплексом необходимых дат- чиков; • интеллектуальной системой управления и обмена информацией. С появлением высокоемких Li-Ion аккумуляторов и использовании со- временных электродвигателей, удалось повысить автономность аппарата более чем в 10 раз при сохранении тех-же массогабаритных характеристик. Следующим этапом модернизации будет замена устаревшей элементной базы, на новую с использованием современных микроконтроллеров в каче- стве вычислительных ядер. Так же, перспективным направлением является использование MEMS-систем в качестве навигационных комплексов. Таким образом, модернизация автономных необитаемых подводных ап- паратов позволит существенно расширить сферы их применения, проводить новые, пока недоступные, подводные работы, уменьшить необходимость присутствия человека под водой и как следствие – повысить безопасность. 60 УДК 621.316.06 БЕСПРОВОДНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕМ Студенты гр. 11311313 Грищенко А. Н., Судникевич В. В. Ассистент Пантелеев К. В. Белорусский национальный технический университет В современных зданиях, на долю освещения приходится порядка 40% потребляемой электроэнергии. Поэтому сокращение потребления электро- энергии за счет оптимизации освещения является актуальной задачей. В настоящее время широкое распространение получают светодиодные технологии, обеспечивающие экономию до 70% потребляемой электро- энергии по сравнению с традиционными источниками освещения. При этом особое значение приобретают системы автоматического управления осве- щением, позволяющие сбалансировать электропотребление. Наиболее эф- фективными являются централизованные системы управления освещением различных объектов (улиц, офисов, рабочего места и др.) на базе компью- терного программного обеспечения и с возможностью индивидуального управления. Не смотря на высокую эффективность автоматизированных систем, их широкое внедрение в области освещения сдерживается высокой стоимостью модернизации электрических и телекоммуникационных сетей. В работе предлагается разработка автомати- зированных систем управления освещением на базе беспроводных локальных сетей общего и секретного контроля (WLAN). Использование беспроводных технологий позволяет сократить расходы на монтажные работы и материалы, и требует незначительной модернизации суще- ствующей системы освещения (рисунок). Организация WLAN сетей для автомати- зированного управления освещением имеет простую реализацию, обеспечивая возмож- ность интеграции широкого ряда информационных систем под общим бло- ком центрального управления. Кроме того, с развитием технологии VLC (Visible Light Communication), основанной на оптической передаче данных, перспективным становится организации информационных сетей непо- средственно на базе светодиодных источников освещения. Данный подход позволит объединять в единую сеть систему автоматического управления освещением, пользовательские компьютеры и др. Литература Shlomi Arnon. Visible Light Communication / Shlomi Arnon. – Cambridge University Press, 2015. – 224 pp. Схема организации системы беспроводного управления освещением УДК 681 УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ БАРАБАНОВ КОКСА МЕТОДОМ TоFD Студент гр. 11312112 Илбуть П. А. Ст. преподаватель Куклицкая А. Г. Белорусский национальный технический университет В настоящее время появились принципиально новые методы звукового неразрушающего контроля (НК). В Республике Беларусь стоящее время не имеется официально утвержденных методик технических средств, реализующих дифракционно-временной of Flight Diffraction–ToFD). Целью настоящей работы было разработать методику, применимую барабанам кокса. Ультразвуковой дефектоскоп SUPOR (рисунок 1 SIUIреализует дифракционно-временной метод ToFD и включает множество новейших технологий, а также программное обеспечение зволяющее решать различного рода задачи по контролю. Для достижения достоверности должны использоваться сканирующие устройства (рисунок 2): PTS-P05-25 для двухканального контроля головными волнами; TSB-1-P05 для основного сканирования для сканирования со смещением и для параллельного сканирования UHTS-XO2 – сканер для совмещенного сканирования методом головной волной, а также подачей контактной жидкости. Рисунок 1 – Дефектоскоп компании SIUI Рисунок 2 – сканирующее Основными этапами предлагаемой методики являются: 1) метров сканирования дефектоскопа SIUISUPOR для контроля ультразвуковых преобразователей; 3) настройки сканера; 4) поверхности; 5) настройка и проверка чувствительности и 6) проведение контроля; 7) оценка полученных данных; 8) результатов. Использование предложенных технических средств и методики полагает выявление таких дефектов сварных швов как: трещины шлаковые включения, несплавления, непровары, смещение кромок 61 ультра- в на- применения метод (Time к )компании в себя , по- следующие , ; TOFD и устройство ввод пара- ; 2) выбор подготовка диапазона; оформление пред- , поры, . 62 УДК 621.396 УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДАЛЬНОМЕР Студент гр.11303113 Довнар А. С. Белорусский национальный технический университет Дальномеры используются для замера расстояния и применяются в разных отраслях строительства, при изготовлении мебели, и т.д. Они оличаются высо- кой точностью и дальностью измерений. Заменяя механическую рулетку, даль- номер отлично справляется с измерениями и дает точные результаты. Целью данной работы является разработка схемотехнических и программных решений при проектировании ультразвукового дальномера. Исходными данными при проектировании ультразвукового дальномера яв- лялось обеспеченье измерения расстояния в диапазоне от 2-х до 400 см, с по- грешностью не хуже 0,5 сми временем автономной работы более 10 часов. Вре- мя полной зарядки элемента питания (аккумуляторная батарея телефона с емко- стью 1500 мА×ч) составляет около 1 часа. Вывод информации о проведенном измерении должен осуществляться на ЖК-дисплей. На основе анализа основных принципов работы ультразвукового дальноме- ра с диапазоном измерения 2 – 450 см, разработаны электрические функцио- нальная и принципиальная схема устройства, определен состав ультразвукового дальномера: − Отладочная плата ArduinoUno; − ЖК-дисплейNokia 5110; − Ультразвуковой датчик HC-SR04; − Лазерный указатель. Угловая апертура ультразвукового датчика составляет около 15 0, поэтому для исключения ошибок, связанных с непопаданием УЗ-луча на объект. С помощью среды ArduinoIDE разработано программное обеспечения и за- программирована отладочная плата ArduinoUnoR3. Использовался язык про- граммирования, основанный на C/C++. Разработан алгоритм работы устройства, обеспечивающий реализацию таких пользовательских функций как изменение единиц измерения расстояния(дюйм-сантиметр), отсчет расстояния от передней или задней панели прибора, включение-отключение лазерного целеуказателя и подсветки ЖКИ, настройки уровня контрастности ЖКИ, удержание измеренно- го значения расстояния. При емкости аккумулятора более 1000 мА×чпри его напряжении U = 3,7 В время автономной работы устройства составляет не ме- нее12 часов. УДК 621.315 НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ ТРУБОПРОВОДОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ НА ОБЪЕКТАХ ОСОБОЙ ВАЖНОСТИ Магистрант Шунькина Д. А. Канд. физ.-мат. наук, доцент Тявловский К. Л Белорусский национальный технический университет Во избежание аварий к трубопроводам высокого давления объектах особой важности, например, электростанциях, необходимо вышенное внимание. Требования предъявляются в первую очередь ному шву, который должен обладать идеальной прочностью и стью. Поэтому все швы необходимо подвергать регулярному Наиболее эффективными методами контроля сварных соединений проводов высокого давления являются методы неразрушающего Совместное использование нескольких методов позволяет получить товерную информацию о состоянии всего трубопровода. Основное занимают в комплексных методах контроля радиографический ультразвуковой, благодаря тому, что содержат наиболее полную цию о его внутренней структуре. В данной работе предлагается использовать два основных разрушающего контроля, а именно радиографический и ультразвуковой для определения наиболее частых и особо критичных дефектов проводов высокого давления. В качестве приборов для ультразвукового контроля сварных соединений трубопроводов обоснован выбор ковой дефектоскоп УД2-70, а для радиографического контроля дефектоскоп типа «Гаммарид-192/120 МД». На основе составленной статистики ре- зультатов контроля можно заметить именно уязвимые места, определить причины их возникновения, типы дефектов и временные тренды их развития. Применение нескольких методов кон- троля позволяет решить проблемы, связан- ные с возникновением часто встречающих- ся дефектов, что в свою очередь продлевает срок эксплуатации трубопроводов, сокра- щает затраты на дополнительный контроль и предотвращает возникновение внезапных аварий. 63 . , особенно на по- к свар- герметично- контролю. трубо- контроля. дос- место метод и информа- метода не- , у трубо- ультразву- гамма- 64 УДК 681 МОДЕЛИРОВАНИЕ И УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ ДВУХСЛОЙНЫХ МАТЕРИАЛОВ ВОЛНАМИ ЛЭМБА Студентки гр. 11312112 Тимошко М. Р., Валюк В. Г. Д-р техн. наук, профессор Баев А.Р. (НАН Беларуси «ИПФ») Ст. преподаватель Куклицкая А. Г. Белорусский национальный технический университет Для повышения износостойкости и долговечности большого количест- ва объектов используются технологии нанесения металлических и неме- таллических покрытий. При этом возникает необходимость оценки качест- ва покрытия, определения ее толщины и площади сцепления. Для решения этих задач могут быть использованы различные методы и средства нераз- рушающего контроля, включая акустический, вихретоковый, радиацион- ный и др. Однако применение этих методов контроля возможно лишь для ограниченного набора контактирующих материалов и их толщин. В част- ности, особые трудности возникают, когда контролируемый объект пред- ставляет собой протяженную двухслойную среду с достаточно малой тол- щиной покрытия h1 и основы h2, где h12 = h1/h2 < 1. Для решения этой зада- чи предлагается использовать новый подход, основанный на использова- нии особенностей распространения симметричных волн Лэмба из которых s0 – мода является наиболее быстрой и чувствительной к геометрическим и физико-механическим параметрам объекта контроля. Целью данной работы является разработка конструкции ультразвуково- го преобразователя и методики контроля двухслойных материалов волна- ми Лэмба. С помощью предлагаемого метода можно измерять не только толщину покрытия и размеры областей несцепления материалов, но и оценивать суммарную площадь некачественного сцепления материалов контролируемого изделия. Необходимо отметить, что использование тако- го подхода может быть использовано для контроля не только двухслойных объектов, но и подобных многослойных объектов. При проведении исследований в работе использовались малоапертур- ные преобразователи, толщина которых не превышает 0,2–0,3 мм. В каче- стве генератора и приемника недетерминированных электрических им- пульсов был использован дефектоскоп УД2-12. Для решения поставленных задач амплитудно-фазовым методом изме- ряется скорость распространения s0 – моды, коррелирующей с геометри- ческими и физико-механическими параметрами объекта контроля. 65 УДК681.2.08 КОНТРОЛЛЕР ДВУХКООРДИНАТНОГО РАСТРОВОГО СКАНЕРА Студент гр. 11303113 Савеня П. С. Канд. физ.-мат. наук, доцент Тявловский К. Л. Белорусский национальный технический университет Сканер – устройство ввода, которое, анализируя какой-либо объект, создает цифровую копию изображения объекта. Процесс получения этой копии называется сканированием.Во время сканирования при помощи АЦП создается цифровое описание изображения внешнего для ЭВМ об- раза объекта, которое затем передается посредством системы ввода- вывода в ЭВМ. Различают ручные, рулонные планшетные и проекционные сканеры. Разновидностью проекционных сканеров являются слайд-сканеры, пред- назначенные для сканирования фотопленок. В высококачественной поли- графии применяются барабанные сканеры, в которых в качестве фоточув- ствительного элемента используется фотоэлектронный умножитель. Целью проектирования двухкоординатного растрового сканера являет- ся разработка контроллера двухкоординатного растрового сканера с драй- верами шаговых двигателей на основе отладочной платы Arduino UnoR3, разработка программного обеспечения и алгоритма работы контроллера, функциональной и принципиальной схемы устройства, разработка техни- ческой документации на устройство. Осуществлен выбор способа сканирования объектов с использованием линейных актуаторов и шаговых двигателей со встроенными редукторами. Сигнал сканированияобъекта формируется с помощью фоторезистора. Сканирование поверхности осуществляется в монохромном режиме. Раз- работанный программный код использует 3 338 байт (10%) памяти уст- ройства. Всего доступно 32 256 байт. Глобальные переменные используют 236 байт (11%) динамической памяти. Перемещение объекта в сканирующем устройстве по двум координа- там осуществляется с помощью шаговых двигателей 28BYJ-48. Работа двигателей осуществляется в полушаговом режиме с 8-шаговой управ- ляющей последовательностью для более точного позиционирования, 5.625 градусов на шаг, 64 шага на оборот внутреннего вала мотора. Точность перемещение и позиционирования также ограничивается выбором направ- ляющих для двигателей. 66 УДК 519.654 АППРОКСИМАЦИЯ СИГНАЛОВ МЕТОДОМ НАИМЕНЬШИХ КВАДРАТОВ Студентка гр. ПГ-61м (магистр) Лысикова К. О. Канд. техн. наук, ст. преподаватель Цыбульник С. А. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» В наше время практически все инженерные и строительные сооружения эксплуатируются по фактическому ресурсу, т.е. комплекс ремонтных работ проходит не периодически, а по факту наличия повреждений конструкции. Это достигается при помощи функциональной диагностики с использованием средств непрерывного мониторинга и внешнего осмотра. Причиной для вывода конструкции из эксплуатации могут быть результаты функциональной диагно- стики, поскольку одной из ее составляющих является прогнозирование остаточ- ного ресурса. Процесс прогнозирования остаточного ресурса конструкций в эксплуатации в общем случае состоит из трех этапов: аппроксимации, диагностики и прогно- за. Первый этап заключается в исследовании поведения конструкции от начала мониторинга до текущего времени и определении функциональных зависимо- стей (математических моделей) в измеренных данных, т. е. аппроксимации результатов измерений. Второй этап подразумевает расчет номинальных, до- пустимых и предельных значений заданных параметров и их сравнение с изме- ренными значениями. На третьем этапе по определенным ранее математиче- ским моделям происходит построение прогноза (как будет вести себя тот или иной параметр в будущем). В результате прогноза принимается решение о про- ведении текущего, капитального ремонтов, операций обслуживания и устанав- ливается остаточный ресурс конструкции. При этом под остаточным ресурсом подразумевается наработка от момента диагностирования до предельного со- стояния. В работе рассмотрена возможность аппроксимации моделей сигналов раз- личной формы (как периодических, так и непериодических) при помощи метода наименьших квадратов. Суть метода заключается в разбиении сигнала на ма- ленькие отрезки (от 10 точек) и аппроксимации каждого из них. Достоверность аппроксимации определялась при помощи коэффициента детерминации. Для моделей идеальных сигналов ошибка аппроксимации не превышает 0.006%. Для моделей сигналов с шумом точность аппроксимации зависит от соотноше- ния сигнал/шум. Данный метод позволяет получить достоверные аппроксима- ции псевдодетерминированных сигналов, т. е. сигналов, в которых содержится определенные тренды (математические модели). 67 УДК 535.317 ПРИМЕНЕНИЕ ТЕПЛОВИЗОРОВ В СТРОИТЕЛЬНОЙ ОТРАСЛИ Студент гр.11312114 Макеенок Е. П. Ст. преподаватель Куклицкая А. Г. Белорусский национальный технический университет Развитие строительной отрасли в Республике Беларусь совершенству- ется с каждым днем. Появляются новые материалы, ускоряющие и облег- чающие процесс строительства, и, соответственно, повышаются требова- ния к качеству построек. Для того, чтобы повысить качество строений, нужно максимально уменьшить количество дефектов, возникающих при строительстве, еще на ранних стадиях. Самым простым и эффективным способом контроля за состоянием различных сооружений стал тепловой метод контроля, кото- рый осуществляет осмотр с использованием тепловизионных камер. Такой диагностический осмотр здания помогает визуализировать поте- ри энергии: обнаружить дефекты изоляции, источники утечки воздуха, плесень и плохо изолированные участки, тепловые мосты, места просачи- вания воды в плоских перекрытиях, повреждения конструкций, дефекты гидромагистралей и линий центрального отопления, неисправности элек- трооборудования. Результаты исследования отображаются тепловизором в виде термо- грамм (рисунок). В разной степени нагретые участки на экране представ- ляются разнообразными цветами. Можно точно определять степень нагре- вания поверхности с точностью до сотых долей градуса. Термограмма батареи Таким образом, применение тепловизора при ранней диагностике со- оружений, еще на этапе их строительства, позволит избежать множества различных проблем при их эксплуатации, найти решения для более про- стого и быстрого устранения дефектов. 68 УДК 681.5 МАНИПУЛЯТОР ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ СОЕДИНЕНИЙ АВИАЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ Аспирант Глеваский А. В. Д-р пед. наук, доцент Протасов А. Г. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт» им. И. Сикорского Сегодня увеличение интенсивности эксплуатации авиатранспорта остро ставит задачу создания высоко ресурсной и надежной авиатехники. Одним из путей повышения качества контроля наиболее слабого участка авиационных конструкций - соединения элементов является создание автоматизированных средств неразрушающего контроля этих соедине- ний. Неотъемлемой частью автоматизированных систем неразрушающе- го контроля являются манипуляторы или сканирующие устройства. Предлагается схема манипулятора на платформе Arduino, которая строится на базе микроконтроллера фирмы Atmel Corporation (ATMega 328) и исполь- зуется для получения сигналов от аналоговых и цифровых датчиков, управле- ния исполнительными устройствами и обмена информацией с компьютером при помощи различных интерфейсов [1]. В устройстве реализована возмож- ность выполнения «танкового разворота», что улучшает маневренность, по- зволяет сканеру развернуться на меньшей площади и продолжить сканирова- ние в обратном направлении. Также, за счет связи сканера с компьютером данные, полученные при контроле, могут просматриваться с помощью любо- го устройства, которое имеет доступ к Internet (телефон, планшет или ПК). Для реализации управления работой сканера, например с мобильного телефо- на, была разработана программа, код которой позволяет задавать движение сканера в необходимом направлении, а также обеспечивает бесперебойное питание двигателей, дает команды для отправки на пульт дистанционного управления сигнала об окончании сканирования и о выявленных повреждени- ях. Скорость движения сканера зависит от поставленной задачи. При движе- нии вверх по наклонной поверхности напряжение питания двигателей увели- чивается, а при движении в обратном направлении, т.е. вниз – напряжение уменьшается. Таким образом, программно задается необходимый диапазон скоростей для движения в нужном направлении. Литература Протасов, А. Г., Универсальное устройство для сбора данных с аналого- вых и цифровых преобразователей. // А. Г. Протасов, А. С. Корогод, Е. Ф. Суслов. Вісник НТУУ „КПІ”, серія Приладобудування 2015 р. № 49(1). С. 145-153. 69 УДК 004.42:004.658 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ И РАБОТЫ С БАЗОЙ ДАННЫХ Студент гр. 11301114 Иванов В. Ю. Канд. физ.-мат. наук, доцент Кривицкий П. Г. Белорусский национальный технический университет Стремительное развитие информационных технологий охватывает различ- ные сферы общества. Трудно представить хотя бы одно современное предпри- ятие, не использующее возможности компьютерной техники, ведь этот процесс повышает эффективность организации информационных процессов за счет сокращения затрачиваемого времени на ненужные действия. В ходе работы была создана программа на языке СИ, позволяющая управ- лять базами данных. Разработка проводилась в интегрированной среде про- граммирования BorlandC++Builder 6, с использованием системы управления базами данных (СУБД) MicrosoftAccess 2003. Программа состоит из трех основных окон: стартовое меню «Служба быта», меню «Справочник потребителя» и «О программе». Особый интерес представ- ляет функционал второго окна под названием «Справочник потребителя», по- этому рассмотрим его подробнее. Данное меню позволяет нам как потребите- лям найти любое необходимое нам предприятие, введя в поиск программы хотя бы один из интересующих нас критериев или признаков. Например, вписав в графе поиска «Услуги» такие словосочетания как «ремонт обуви» мы получим отфильтрованный список предприятий, предоставляющих такие услуги. Поми- мо списка нам будет доступна как краткая информация (реклама, краткое опи- сание услуг), так и подробное описание предприятия (название, адрес и другие контактные данные). Для удобства просмотра и хранения вышеописанную информацию одним кликом мышки можно сохранить в текстовый документ. Неоспоримым плюсом такого программного продукта является возмож- ность самостоятельного редактирования базы данных, а именно: добавлять новые предприятия, удалять старые, изменять устаревшую информацию или же дополнять все еще актуальные сведения. Здесь предоставляется полная свобода действий лицам, чей интерес будет направлен на развитие такой системы баз данных в пределах города, района, области или же целой страны. Таким образом, при помощи базовых знаний языка программирования Си и интуитивно понятной среды программирования BorlandC++Builder 6 можно создавать полезные в быту программы, не прилагая при этом огромных усилий. 70 УДК 004.42:004.658 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ДЛЯ РАБОТЫ С БАЗОЙ ДАННЫХ MS ACCESS Студент гр. 11301114 Милевский П. А. Канд. физ.-мат. наук, доцент Кривицкий П. Г. Белорусский национальный технический университет Внедрение современных информационных технологий в деятельность организаций направлено на повышение производительности труда сотруд- ников, совершенствование оперативности и качества принимаемых реше- ний по управлению системой с целью повышения эффективности ее функ- ционирования. Использование баз данных и информационных систем ста- новится неотъемлемой составляющей деловой деятельности современного общества. Базы данных позволяют структурировать потоки данных, хра- нить информацию в удобном для пользователя виде и обеспечивать быст- рый доступ к необходимой информации. В современном мире, где данные все чаще рассматриваются как жизненно важные ресурсы, базы данных незаменимы. Целью работы является создание полноценного приложения, работаю- щего с базами данных. Программа разработана в C++Builder 6 с использо- ванием таблицы, созданной в MicrosoftAccess 2010. Программа представляет собой базу данных с функциями регистрации поступления и отгрузки товаров, а также выводом инвентарной ведомости и последующем сохранением этой ведомости в текстовый файл. В нейиме- ется проверка допустимости исходных данных.После запуска программы на экране отображается ее стартовое окно, на котором имеются кнопки «База данных», «О программе», «Выход». При нажатии на кнопку «База данных» происходит открытие окна, в котором можно непосредственно работать с базой данных.Возможности программы сводятся к редактиро- ванию базы данных и созданию на ее основе текстового файла. Для обес- печения надежной работы предусмотрена проверка вводимых данных на корректность, при обнаружении недопустимости ввода происходит выдача сообщений об ошибке с указанием ее характера. Программа может применяться в ознакомительных целях при создании баз данных в учебном процессе. Процесс создания программ на Borland C++ Builder является не только простым и понятным, но самое главное – творческим, полезным и захваты- вающим занятием. Средства среды программирования BorlandC++Builder позволяют создавать и более сложные базы данных. 71 УДК 681.2 ЦИФРОВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ С USB ИНТЕРФЕЙСОМ Студент гр. 11303113 Микитевич В. А Канд. физ.-мат. наук, доцент Тявловский К. Л. Белорусский национальный технический университет На современном этапе развития техники в большинстве случаев затруд- нительно проводить ремонт, наладку, контроль качества электронной аппа- ратуры без возможности визуального наблюдения формы сигнала с помо- щью осциллографа. При этом электронные осциллографы довольно гро- моздки, что ограничивает их область применения. На смену электронным осциллографом пришли цифровые. Цифровой осциллограф позволяет реа- лизовать дополнительные функции, такие как запоминание осциллограммы, расчет периода и амплитуды сигнала и др. Однако цифровые осциллографы обладают высокой стоимостью. Появление новых микроконтроллеров по- зволяет разрабатывать малогабаритные дешевые осциллографы. Цифровой осциллограф разработан на основе микроконтроллера STM32F405VGT6, обладающий следующими характеристиками: тактовая частота 168 МГц, объем ОЗУ 196 кБ., USB интерфйс, АЦП разрядностью 12 бит и частотой дискретизации 2 млн. выборок/с. При этом реализованы следующие параметры: число каналов – 2; диапазон развертки: 5 мс/дел. – 10 мкс/дел.; диапазон делителя напряжения: 10 мВ/дел. – 2 В/дел.; сопро- тивление входного делителя напряжения 1 МОм; максимальное входное напряжение: 10 В. Увеличение диапазона входных напряжений возможно при использовании внешнего делителя напряжения (например, щуп со встроенным делителем напряжения). Цифровой осциллограф подключается к персональному компьютеру (ПК) через USB HID интерфейс, что значительно упрощает работу с ин- терфейсом и позволяет передавать данные со скоростью 640 кБ/с. Программное обеспечение для ПК разработано в среде программиро- вания Visual Studio на языке программирования C# и позволяет в реальном времени осуществлять построение осциллограммы в автоматическом, ждущем и однократном режимах. Предусмотрена возможность анализа параметров сигнала (амплитуды и периода) с помощью маркеров. Также реализован алгоритм быстрого преобразования Фурье (FFT), что позволяет проводить спектральный анализ сигналов. Предусмотрена возможность сохранения осциллограммы в память ПК. Цифровой осциллограф с USB интерфейсом может быть не только са- мостоятельным измерительным пробором, но и использоваться при по- строении различных измерительных систем и комплексов. 72 Твердотельная модель виброметра УДК 621.396 ВИБРОМЕТР Студент гр. 11312113 Ахремчук Д. А. Канд. техн. наук, доцент Савелов И. Н. Белорусский национальный технический университет Диагностика вибрации различных механических систем является альной задачей обеспечения безопасной эксплуатации промышленного оборудования. Устройство позволяет осуществлять контроль тельных параметров, анализировать состояние узлов трения вращающихся машин, уровней высокочастотной вибрации, температуры и пик Целью данной работы являлась разработка конструкции виброметра конструкторской документации. При помощи САПР SolidWorks разработана твердотел виброметра (рисунок). Степень защиты ции IP 66. Выбранные лы конструкции, которые печивают надежную устройства в течение периода эксплуатации нение такого конструктивного материала как АСА 757 G позволило не прочности, сделать легким и мобил ный цикл устройства ет не менее 10 лет Для обеспечения степени защиты предусмотр но наличие прокладок нения из силиконовой резины ИРП-1266 НТА. В качестве лицевой применяется пленочная клавиатурная панель. Для обеспечения возможности многократной разборки - са виброметра и обеспечения требуемого усилия сжатия прокладки нения предусмотрено наличие заформованных в корпус резьбовых В ходе выполнения работы были выполнены расчеты элементов ции. Определено необходимое усилие затяжки уплотнительного и минимальное значение выбраны толщина стенки корпуса. акту- дополни- -фактора. и ьная модель конструк- материа- обес- работу всего . Приме- -пластик S , потеряв в прибор ьным. Жизнен- составля- требуемой е- уплот- панели сборки корпу- уплот- втулок. конструк- элемента Твердотельная модель измерителя защитного слоя бетона УДК 621.396 ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЗАЩИТНОГО СЛОЯ БЕТОНА Студент гр. 11312113 Бедик А. О. Канд. техн. наук, доцент Савелов И. Н. Белорусский национальный технический университет Поддержание высоких темпов строительства невозможно без качества основных материалов. Измеритель защитного слоя бетона предназначен для измерения щины защитного слоя бетона и определения расположения оси железобетонных изделиях и конструкциях. В процессе разработки выбраны материалы, из которых изготавливаются детали конструкции выбраны покрытия, учитывающие условия эксплуатации (климатическ исполнение В 1 и степень защиты оболочки IP 55). Для обеспечения ремонтнопригодности устройства его корпус нен разъемным. Для обеспечения герметизации основанием и крышкой был пр уплотнитель, изготовленный из вой резины ИРП 1266. Определена необходимая сила уплотнителя, составляющая 470 Определено, что для обеспечения нической прочности минимальная стенок корпуса должна составлять 2,4 мм. Расчет вибропрочности печатной показал, что при заданной массе ленных элементов, печатный чит эксплуатацию при перегрузках нее 8 g. Для коммутации с внешними вами предусмотрен разъем USB рованный уплотнителем, выполненный силиконовой резины ИРП 1266 Разработана твердотельная модель измерителя защитного (рисунок) при помощи САПР SolidWorks 2016. Рабочие чертежи ния, втулки, крышки, уплотнителя и сборочный чертеж кон работаны при помощи САПР AutoCAD 2016. 73 контроля тол- арматуры в были , ое выпол- между едусмотрен силиконо- сжатия Н. меха- толщина не менее платы установ- узел обеспе- не ме- устройст- , герметизи- из ТУ. слоя бетона основа- струкции раз- 74 Спектрофотометр портативный УДК 621.396 ПОРТАТИВНЫЙ СПЕКТРОФОТОМЕТР Студентка гр. 11312113 Бернацкая М. Д. Канд. техн. наук, доцент Савелов И. Н. Белорусский национальный технический университет Спектрофотометр предназначен для проведение природоохранных гиенических проб; измерение коэффициентов оптической плотности ных растворов и твердых тел; определение спектральных свойств Целью данной работы является разработка конструкции спектрофот метра, предназначенный для работы в климатические условиях степенью защиты ции IP33, а также тимальных конс материалов. При выполнении работы было техническое задание ны материалы свойства, обеспечивающи эксплуатацию в климатическому условиях Для обеспечения степени защиты лицевой панели используется пленочная панель. Герметизация ществляется при помощи резиновой прокладки уплотнения. Был расчет силы затяжки уплотнительного элемента, которая составляет Для обеспечения требуемого усилия затяжки предусмотрено наличие мованных в корпус металлических резьбовых втулок. Рассчитана толщина стенки корпуса, обеспечивающая требуемые плуатационные нагрузки. Минимальная толщина должна составлять менее 0,8 мм. С помощью САПР SolidWorks 2016 разработаны рабочие чертежи пуса, детали для крепления линзы, пленочной панели, заглушек мов USB и преобразователя, и сборочного чертежа устройства вердотельная модель спектрофотометра (рисунок). и ги- прозрач- раствора. о- – УХЛ 3 и конструк- выбор оп- трукционных данной разработано , выбра- , имеющие е заданных . требуемой в качестве корпуса осу- выполнен F= 448 Н. зафор- экс- не кор- для разъе- , а такжет- Твердотельная модель электронного блока устройства измерения адгезии УДК 621.396 ЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК УСТРОЙСТВА ИЗМЕРЕНИЯ АДГЕЗИИ Студент гр. 11303113 Довнар А. С. Канд. техн. наук, доцент Савелов И. Н. Белорусский национальный технический университет Во многих отраслях промышленности востребован контроль адгезии клеевых, защитных, лакокрасочных, гальванических материалов. Целью данной работы является разработка конструкции электронного блока управления устройства измерения адгезии. Было разработано техническое ние на конструирование электро блока устройства измерения климатического исполнения степенью защиты IP 66. В процессе выполнения ли выбраны материалы изготавливаются детали конструкции приняты конструктивные и решения, обеспечивающие цию конструкции в заданных Требуемый уровень герметизации устройства обеспечивается уплотнения прямоугольного На плоскостях разъема частей предусмотрено наличие паза новки резиновая прокладки ния. Разъемы для подключения блока к испытательному стенду зируются резиновыми заглушками. Определена необходимая сила сжатия уплотняющей резиновой ки, которая составляет 82,4 Н. Произведены расчеты вибропрочности ной платы. Максимальное динамическое напряжение изгиба печатной составляет 0,406 МПа, а допускаемые напряжения для платы МПа. Разработаны твердотельная модель электронного блока устройства мерения адгезии при помощи САПР SolidWorks 2015 (рисунок чертежи крышки, основания, прокладки уплотнения, втулки панели и сборочный чертеж конструкции разработаны при помощи AutoCAD Mechanical 2016. 75 величины и других зада- нного адгезии УХЛ1 и проекта бы- , из которых , технические эксплуата- условиях. прокладкой сечения. корпуса для уста- уплотне- гермети- проклад- печат- платы равны 52,5 из- ). Рабочие , пленочной САПР 76 Твердотельная модель ультразвукового толщиномера УДК 621.396 УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ТОЛЩИНОМЕР Студентка гр. 11312113 Зубрей И. С. Канд. техн. наук, доцент Савелов И. Н. Белорусский национальный технический университет Контроль толщины различных покрытий является неотъемлемой стью большого числа производственных процессов. Целью данной работы является разработка конструкции ультразвуков го толщиномера климатического исполнения О1 и степенью струкции IP 67. Было разработано техническое задание, выбраны материалы ции, обеспечивающие надежную эксплуатацию ультразвукового номера в заданных условиях эксплуатации. Герметичность толщиномера была обеспечена за счет уплотнительного элемента из силиконовой резины марки НТА, так как в требуемых условиях эксплуатации свойства материала наиболее устойчивы печения рабочей функции конструкции стоянию действию климатических и механических факторов в качестве материала крышки конструкции ультразвукового толщиномера выбран AБС-пластик SD-0150. Для обеспечения герметизации, пыле проницаемости конструкции в качестве управления была выбрана пленочная панель Произведены расчеты усилия затяжки ного элемента и толщина стенки корпуса чения требуемого водо- и пылезащитного необходимо обеспечить усилие сжатия 87Н Проведенные расчеты толщины стенки показали, что минимальная толщина равна быть не менее 2 мм. С использованием системы автоматизированного проектирования AutoCAD были выполнены сборочный чертеж чертежи деталей. Разработана трехмерная модель изделия (рисунок помощи системы автоматизированного проектирования SolidWorks ча- о- защиты кон- конструк- толщи- ИРП-1265 . Для обес- и противо- и корпуса был - и водоне- панели . уплотнитель- . Для обеспе- уплотнения . корпуса должна и рабочие ) при . Твердотельная модель фотоэлектрического блескомера УДК 621.396 БЛЕСКОМЕР Студент гр. 11312113 Корнюшко С. П. Канд. техн. наук, доцент Савелов И. Н. Белорусский национальный технический университет Контроль и измерение величины блеска необходимо для однородности, совместимости с основанием, ухудшение состояния цессе эксплуатации или износа любого блестящего защитного В процессе разработки были выбраны материалы, из которых ливаются детали конструкции, соответствующие условиям эксплуатации (климатическое исполнение УХЛ 3 и степень защиты оболочки Основание и крышка корпуса изготавливаются из АБС-пластика который характеризуется высокой прочностью, стойкостью нагрузкам, имеет малую плотность по сравнению с другими онными термопластами. С целью обеспечения повышенной износостойкости, гигиеничности устойчивости к длительным истирающим нагрузкам предусматривается нанесение на поверхность корпуса покрытия «Софт тач». Для обеспечения герметизации между основанием устанавливается резиновый нитель, изготовленный новой резины ИРП 1266. В качестве лицевой пользуется гибкая пл нель с клавиатурой. Использование пленочной панели обеспечивает требуемый уровень герметизации устройства. Для коммутации с устройствами предусмотрен интерфейс USB, герметизированный нителем, выполненный из силиконовой резины ИРП 1266. Разработана твердотельная модель фотоэлектрического блескомера помощи САПР SolidWorks 2016. Рабочие чертежи основания крышки, уплотнителя и сборочный чертеж конструкции разработаны помощи САПР AutoCAD 2016. 77 определения в про- покрытия. изготав- IP 34). SD-0150, к ударным конструкци- и и крышкой уплот- из силико- панели ис- еночная па- внешними уплот- при , втулки, при 78 Универсальный парковочный радар УДК 621.396 УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПАРКОВОЧНЫЙ РАДАР Студент гр. 11303113 Кулик А. С. Канд. техн. наук, доцент Савелов И. Н. Белорусский национальный технический университет Парковочный радар представляет собой вспомогательную систему, опционально устанавливаемая на автомобилях. Кроме устройства можно применять в составе механизмов, для оповещения опасном приближении, например, к вращающимся частях устройства Целью данной работы является разработка конструкции универсальн го парковочного радара для применения в составе различных механизмов. При выполнении работы разработано техническое задание материалы элементов рукции. Материалы исходя из климатического полнения (климатическое полнение О1 и степень конструкции IP 67). Конструктивно ит из двух блоков ного и информационного пряжение которых проводным. Габаритный блоков не 140 × 55 × 110 мм. Для обеспечения технологичности производства тановки радара защитные корпуса выполнены разъемными разъемных швов конструкции осуществляется кольцевой резин кладкой. Расчетами установлено, что сила сжатия уплотнительной кладки составляет не менее 730 Н. Была проведена расчет вибропрочности односторонней печатной разрабатываемого устройства. Установлено, выбранные технические шения обеспечат эксплуатацию устройства при пятикратных перегрузках В соответствии с рассчитанными параметрами при помощи SolidWorks была разработана твердотельная модель парковочного Рабочие чертежи крышки, корпуса, втулки, сборочный чертеж сборочный чертеж конструкции выполнены при помощи САПР парковочную того, данные об . о- машин и , выбраны конст- выбирались ис- ис- защиты радар состо- – контроль- , со- будет бес- размер превышает и ус- . Уплотнение овой про- про- платы ре- . САПР радара. корпуса и AutoCAD. 79 Измеритель поглощенной дозы УДК 621.396 ПЕРЕНОСНОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОГЛОЩЕННОЙ ДОЗЫ Студент гр. 11303113 Курбатов А. И. Канд. техн. наук, доцент Савелов И. Н. Белорусский национальный технический университет Одним из параметров состояния окружающей среды, мониторинг кото- рого должен быть непрерывным, является ее радиоактивного загрязнения. Задачей данной работы являлась разработка конструкции переносного измерителя поглощенной дозы. Прибор предназначен для контроля и реги- страции величины энергии ионизирующего излучения в мелкодисперсных материалах: строительных сыпучих материалов, качества сельскохозяйст- венных культур и т. д. Было разработано техническое задание для конст- руирования устройства климатического исполнение М1, обеспечивающего степень защиты IP56. Был произведен выбор материалов конструкции в соот- ветствии с предполагаемыми условиями эксплуата- ции. Оптимальным материалом для защитного корпу- са является АБС-пластик серии SD. Форма корпуса выполнена с учетом требований эргономики для пе- реносных устройств. Габариты корпуса выбраны с учетом антропометрических параметров среднеевро- пейского мужчины. Для обеспечения герметичности конструкции пре- дусмотрено наличие прокладки уплотнения между корпусными частями устройства. Материалом про- кладки уплотнения выбрана силиконовая резина ИРП-1265 НТА. Для обеспечения требуемой степени защиты в качестве панели управления выбрана кла- виатурная пленочная панель. Произведены расчеты усилия затяжки уплотнительного элемента и оп- ределена величина вибропрочности печатной платы. Усилие затяжки уп- лотнительного элемента не превышают 180 Н. Определено, что односто- ронняя печатная плата, выполненная из стеклотекстолита толщиной 1 мм, выдерживает перегрузку при не менее 1,5g при максимальной частоте вибрации 80 Гц. Твердотельная модель конструкции измерителя поглощенной дозы (ри- сунок), сборочный чертеж и рабочие чертежи деталей были разработаны с помощью систем автоматизированного проектирования − SolidWorks и AutoCAD. 80 Твердотельная модель измерителя влажности бетона УДК 621.396 ПОРТАТИВНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЛАЖНОСТИ БЕТОНА Студент гр. 11312113 Масловский И. В. Канд. техн. наук, доцент Савелов И. Н. Белорусский национальный технический университет Контроль влажности бетона и бетонных конструкций позволяет сить качество и производительность в строительной индустрии Целью данной работы являлась разработка конструкции портативного измерителя влажности бетона. В процессе разработки был техническое задание на проектирование устройства, выбраны конструкции учитывающие условия эксплуатации климатическое нение М1 и степень защиты оболочки IP 66. Оптимальным ма основание и крышка защитного корпуса является АБС-пластик который характеризуется высокой стойкостью к ударным нагрузкам имеет плотность по сравнению с другими ционными термопластами. Для обеспечения герметизации ванием и крышкой, крышкой отсека ментов питания была предусмотрена уплотнителей, изготовленных из силиконовой резины ИРП 1266. В качестве лицевой панели управления дусматривается применение пле которая крепится в углубление на пуса, с помощью клея. Необходимая сила сжатия уплотнителя пуса составляет не менее 286 Н. Для ния ремонтопригодности основание фиксируются с помощью четыр М2 2.8 10. Для коммутации с внешними устройствами предусмотрено наличие разъе герметизации разъема разработаны заглушки, выполненные из вой резины ИРП 1266. В итоге выполнения работы разработана твердотельная модель теля влажности бетона при помощи САПР SolidWorks 2016. Рабочие тежи основания, втулки, крышки, уплотнителя и сборочный чертеж рукции разработаны при помощи САПР AutoCAD 2016. Требования нического задания выполнены полностью. повы- . разработано материалы испол- териалом для ES-0163, прочностью, , малую конструк- между осно- для эле- установка пре- ночной панели, крышке кор- кор- обеспече- и крышка ех винтов ма USB. Для силиконо- измери- чер- конст- тех- УДК 621.396 ТВЕРДОТЕЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ЦИФРОВОГО ОСЦИЛЛОГРАФА Студент гр. 11303113 Микитевич В. А. Канд. техн. наук, доцент Савелов И. Н. Белорусский национальный технический университет Осциллографы предназначены для визуального наблюдения электрических сигналов и измерения их параметров: амплитуды частоты. Целью работы являлось разработка твердотельной модели осциллографа, сборочного чертежа, рабочих чертежей дет крышка, уплотнительный элемент, пленочная панель, втулка риалов, расчет усилия затяжки уплотнительного элемента и вибропрочн сти печатной платы. В процессе выполнения работы разработана конструкция осциллографа (рисунок). Для обеспечения степени защиты герметизируется при помощи уплотнения. В качестве лицевой прибора применяется клавиатурная ночная панель, которая позволяет тить жидкокристаллический придать конструкции эстетичный Для соединения с компьютером зуется разъем USB. Электрическое ние устройства осуществляется тами питания, устанавливаемые защитного корпуса. Посредством расчетов значение силы сжатия уплотнительного элемента, которая составляет Установлено, требуемое усилие обеспечат крепежные винты минимальный диаметр 1,7 мм способом подтверждена вибропрочность печатной платы при Гц и величине перегрузки 5. При помощи системы твердотельного проектирования SolidWorks работана твердотельная модель цифрового осциллографа, сборочный рабочие чертежи деталей. Твердотельная модель цифрового осциллографа 81 формы , формы, цифрового алей (корпус, ), выбор мате- о- цифрового IP67 корпус прокладки панели пле- защи- дисплей и вид. исполь- пита- элемен- внутри определено 160 Н. сжатие . Расчетным частоте 80 раз- и 82 Электронный макет печатной платы операционного блока УДК 621.396 ОПЕРАЦИОННЫЙ БЛОК МНОГОКАНАЛЬНОГО УСТРОЙСТВА КОДИРОВАНИЯ Студент гр. 11303114 Поведайко А. Д. Ст. преподаватель Владимирова Т. Л. Канд. техн. наук, доцент Савелов И. Н. Белорусский национальный технический университет Устройства кодирования применяются для функционального напряжения, линеаризации характеристик промышленных датчиков измерения возмущений, действующих на датчик и т.д. Целью данной работы являлась разработка операционного ставе многоканального устройства кодирования. Были разработаны алгоритм функциональная и принципиал операционного блока. Операционный обеспечивает преобразования кодов данных и номера канала коды с их последующим хранением дированные данные сохраняются ются в блок вывода. Выбор канала рый будет производиться вывод ванных данных осуществляется лиза прямого кода номера канала ственно данный блок содержит преобразования, хранения и анализа Выбор элементной базы выполнен с учетом быстродействия и условий эксплуатации устройства (закрытые отапливаемые Для реализации модулей были использованы следующие ИМС преобразования обратных кодов в прямые – инвертор КР1531ЛН хранения преобразованных данных и кода номера канала, модуль закодированных данных – сдвиговый регистр ИМС К155ИР лиза номера канала – дешифратор К155ИД12. Выполнены расчеты энергопотребления операционного блока тировочно потребляемая мощность составит не более 8 Вт. Принятые мотехнические решения обеспечат задержку сигнала не более Для проведения оптимизации компоновки устройства кодирования помощи САПР SolidWorks был разработан электронный макет платы. Ориентировочные габариты печатной платы составят 63 x 103 х 1 мм. кодирования , цифрового блока в со- работы, ьная схемы блок обратных в прямые . Зако- и переда- , в кото- закодиро- после ана- . Соответ- модули . микросхем помещения). : модули 1; модули хранения 1; модуль ана- . Ориен- схе- 133 нс. при печатной не более Твердотельная модель люксметра УДК 621.396 ЛЮКСМЕТР ЦИФРОВОЙ Студент гр. 11303113 Полхутенко С. А. Канд. техн. наук, доцент Савелов И. Н. Белорусский национальный технический университет Контроль освещенности рабочих мест на промышленных ях, учебных заведениях, жилых помещениях является обязательным бованием норм охраны труда и техники безопасности. Целью данной работы являлась разработка конструкции люксметра для определения инсоляции помещений. Было разработано техническое задание и произведен выбор конструкции. Оптимальный выбор материалов осуществлялся на условий эксплуатации (степень защиты IP55, климатическое ТВ1) и функционального состава конструкции пользуемый материал для корпуса: АБС марки ABS 1534. Выбор данного материала лил обеспечить конструкции минимальные габаритные параметры. В качестве материала уплотнительного элемента выбрана резина марки ИРП–1265 НТА. В качестве панели устройства использована гибкая панель с формованными кнопками. Для срабатывания при нажатии, кнопки снабжены металлическими мембранами была определена сила затяжки уплотн элемента: Pсж = 145 Н. Установлено, что печатная плата выполненная из стеклотекстолита толщиной 1 мм, с ными на ней элементами электронной держивает максимальную перегрузку не при максимальной частоте вибрации 80 Твердотельная модель люксметра разработана при помощи системы твердотельного моделирования «SolidWorks». Разработаны рабочие чертежи основания, крышки, уплотнительного элемента, пленочной панели, сборочный чертеж конструкции системы автоматического проектирования «AutoCAD 2016». 83 предприяти- тре- мобильного материалов основании исполнение . Ис- – пластик позво- массо- для силиконовая лицевой пленочная обозначения управления . Расчетами ительного , установлен- схемы вы- менее 1,5g Гц. (рисунке) при помощи 84 УДК 621.396 ГИТАРНЫЙ ТЮНЕР-МЕТРОНОМ Студент гр. 11303113 Тушинский Н. А. Канд. техн. наук, доцент Савелов И. Н. Белорусский национальный технический университет Гитарный тюнер-метроном является незаменимым устройством стройке музыкальных инструментов, посредством определения изведения частоты звука, сравнения частоты звука с заданным также воспроизведение звука в заданный промежуток времени Целью данной работы являлась разработка конструкции метронома, измеряющего и воспроизводящего частоту звука ботано техническое задание для проведения конструирования Выбор конструкционных материалов осуществлялся на основании вий эксплуатации: степень защиты IP23, климатическое исполнение Оптимальным материалом корпуса тюнера является поликарбонат Polynex. Выбор данного материала позволил разработать конструкцию пуса с минимально возможной массой. Для обеспечения герметичности конструкции применяется ка уплотнения. В качестве ла для уплотнительного выбрана силиконовая резина ИРП–1265 НТА. Посредством четов была определена сила уплотнительного Рсж = 120,3 Н. Для обеспечения лия сжатия уплотнительного мента используется м резьбовые втулки, заформованные корпус тюнера. В качестве элемента использована гибкая пленочная панель с мембранными кнопками Определена величина вибропрочности печатной платы плата живает максимальную перегрузку при вибрации равной 1,5 мальной частоте вибрации 80 Гц. Твердотельная модель тюнера-метронома разработана при системы твердотельного моделирования «SolidWorks 2015» ( Разработаны рабочие чертежи основания, крышки, уплотнительного мента, пленочной панели, сборочный чертеж конструкции при системы автоматического проектирования «AutoCAD 2016». Твердотельная гитарного модель тюнера-метронома при на- и воспро- эталоном, а . тюнера- . Было разра- . усло- B5. марки кор- проклад- материа- элемента марки рас- затяжки элемента: уси- эле- еталлические в управления . : выдер- g, при макси- помощи рисунок). эле- помощи Твердотельная модель микровеберметра УДК 621.396 МОБИЛЬНЫЙ МИКРОВЕБЕРМЕТР Студентка гр. 11312113 Хитрик М. Н. Канд. техн. наук, доцент Савелов И. Н. Белорусский национальный технический университет Микровеберметр предназначен для измерения магнитного магнитной индукции в контуре. Устройство обеспечивает получение межуточных результатов измерения, что позволяет исследовать изменения магнитного потока измеряемого образца. Целью данной работы являлась разработка конструкции микровеберметра для исследования магнитных свойств различных риалов и измерения характеристик магнитных полей. Условия эксплуатации микровеберметра предполагают его в закрытых помещениях,и на открытом воздухе при температурах до +35°C и влажностью Степень защиты конструкции Материалы, выбранные дания конструкции, полностью ветствуют техническим являются современными ние такого конструктивного риала как ABS-пластик позволило сделать прибор мобильным. Выбранные конструкции обеспечат работу устройства в течении нее 25 000 часов. Для обеспечения требуемой пени защиты в качестве панели, используется панель. В конструкции микровеберметра она также обеспечивает ность корпуса. Так же, для обеспечения требований герметизации предусмотрено наличие прокладки уплотнения. В ходе выполнения работы были выполнены расчеты элементов рукции: определено необходимое усилие затяжки уплотнительного мента F = 504 Н и минимальная толщина стенок корпуса h = При помощи САПР SolidWorks разработаны твердотельная конструкции и электронные модели деталей микровеберметра 85 потока и про- динамику мобильного мате- применение от +15 до 75 %. IP 33. для соз- соот- требованиям, . Примене- мате- SD-0170 легким и материалы надежную не ме- сте- лицевой пленочная герметич- корпуса конст- эле- 1,2 мм. модель . 86 Твердотельная модель кистевого динамометра УДК 621.396 КИСТЕВОЙ ДИНАМОМЕТР ЦИФРОВОЙ Студент гр. 11303113 Четырко К. М. Канд. техн. наук, доцент Савелов И. Н. Белорусский национальный технический университет Измерения силы сжатия кисти руки человека востребованы спорте, но и в медицине, при реабилитации пациентов. Целью данной работы являлась разработка конструкции кистевого динамометра и его составных частей, а также выбор конструкции в соответствии с условиями эксплуатации. Разработано техническое задание руирование кистевого динамометра В процессе выполнения работы ны материалы, из которых изготавливаются детали конструкции, учитывающие эксплуатации (климатическое исполнение степень защиты оболочки IP 44). Необходимые прочность и износоустойчивость обеспечит применение для несущих ций АБС – пластика. Для обеспечения требуемой степени конструкции разъемные части конструкции метизируются при помощи прокладки ния. Расчетное усилие сжатия прокладки нения из силиконовой резины составляет Винты, которые скрепляют крышку вание, а также на которых крепится нию печатная плата выполнены стой стали 3кп с оцинкованным покрытием В качестве панели управления применяется пленочная панель Разработана твердотельная кистевого динамометра при SolidWorks 2015; рабочие чертежи крышки, основания, прокладки нения, втулки, пленочной панели. Сборочный чертеж конструкции нен при помощи AutoCAD Mechanical 2016. В результате принятых технических решений требования технического задания выполнены полностью. не только в цифрового материалов на конст- . были выбра- условия Т2 и конструкции конструк- защиты гер- уплотне- уплот- 160 Н. и осно- к основа- из углероди- . . помощи уплот- выпол- Твердотельная модель беспроводного велокомпьютера УДК 621.396 ВИБРОУДАРОПРОЧНЫЙ ВЕЛОКОМПЬЮТЕР Студент гр. 11303113 Юнцевич А. М. Канд. техн. наук, доцент Савелов И. Н. Белорусский национальный технический университет Широкое применение велосипедов в повседневной жизни лок, туризма, спортивных тренировок вызывает интерес у занимающихся контролю многочисленных параметров – средней скорости пути, максимальной скорости, каденса и т. д. Целью данной работы являлась разработка конструкции беспроводного велокомпьютера вибро-ударопрочной конструкции. В результате выполнения работы разработаны технические требования струкции, произведен выбор материалов соответствии с требованиями к конструкции и условиям эксплуатации. В качестве ного конструкционного материала разно применение АБС-пластик 1534. В соответствии с требованием ции корпуса использованы пленочная и уплотнительный элемент, устанавливаемый между корпусными частями. Уплотнител ный элемент изготовлен из силиконовой резины марки ИРП-1265 НТА. Для ния усилия затяжки уплотнительного элемента были разработаны которые заформовываются в основание. Материалом резьбовых служит бронза БрАЖ9-4. Произведены расчеты усилия затяжки уплотнительного элемента личины вибропрочности печатной платы. Усилие затяжки уплотнительн го составляет не менее Рсж = 58 Н. Твердотельная модель велокомпьютера (рисунок) разработана мощи системы автоматического проектирования «SolidWorks чертежи корпуса и сборочный чертеж конструкции разработаны мощи системы автоматического проектирования «AutoCad». Таким образом, в ходе выполнения работы выполнены все требования к конструкции и разработана вся необходимая конструкто ская документация. 87 : велопрогу- к , времени в были к кон- в , основ- целесооб- марки ABS герметиза- панель ь- обеспече- втулки, втулок и ве- о- при по- ». Рабочие при по- технические р- 88 УДК 681 УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ АППАРАТУРЫ ОТ ПЕРЕПАДОВ НАПРЯЖЕНИЯ Студент гр. 31303113 Будник А. Н. Преподаватель Ломтев А. А. Белорусский национальный технический университет Представление о том, что скачки напряжения сети отрицательно сказы- ваются на работе электроприборов, имеют практически все. Тем не менее, об этом мы вспоминаем лишь тогда, когда происходит резкое отклонение напряжения от номинального значения, что приводит к выходу из строя приборов и оборудования. В связи с этим, целью работы является разработка устройства защиты аппаратуры от перепадов напряжения сети. Данное устройство предназна- чено для регулирования напряжения поступающего на него от электросети. Устройство обеспечивает стабильную работу в пределах от 180 до 255 В. Если напряжение становится ниже или выше заданного предела то устрой- ство отключается. Устройство состоит из блока питания (преобразует высокое перемен- ное напряжение сети питания в пониженное выпрямленное), стабилизато- ра (питает узлы управления стабилизированным напряжением), узла управления (отключает нагрузку от питающей сети при напряжении сети, выходящем за верхний или нижний, установленные пределы), усилителя (усиливает напряжение, необходимое для срабатывания отдельных частей схемы). Также в устройстве используется делитель напряжения (преобразовы- вает напряжение, если для питания некоторых узлов схемы необходимо другое напряжение). Для построения устройства применяется диодный мост КЦ402А. Он не- обходим для выпрямления переменного тока в постоянный, так как посто- янный ток необходим для питания узла управления. Триггер Шмитта служит как пороговое устройство, которое срабатыва- ет, если напряжение в сети становится ниже установленной нормы. Тринисторный ключ выполняет такую же функцию, как и триггер Шмитта. Отличается лишь тем, что срабатывает при превышении напря- жения сети от заданной нормы. Сглаживающий фильтр предназначен для сглаживания напряжения, чтобы не произошло временного переключения контактов реле. Устройства индикации предназначено для визуального наблюдения за отклонением от норм напряжения сети; готовности устройства к работе. 89 УДК 615.471 МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И ДОЗ ПРИ РЕНТГЕНОГРАФИИ Студент гр. ПБ-32 Паньков С. Б. Канд.техн.наук, доцент Терещенко Н. Ф. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» На сегодняшний день трансформации аналоговых рентгенограммы в циф- ровой массив с последующей обработкой методами вычислительной техники стало распространенным процессом. Такие аналоговые системы часто имеют ограничения на экспозицию из-за малой широты динамического диапазона рентгеновской пленки. В отличие от аналоговых, цифровые рентгенографичес- кие системы позволяют получать диагностические изображения при малом уровне дозы, причем это изображение можно использовать самыми различными способами [1]. Нами предложен упрощенный метод расчета минимального эффективного напряжения на рентгеновской трубке (РТ), что есть достаточной условием для получения качественного, лечебно-ценного снимка с минимальной интенсивно- стью Ji излучения при экспонировании пациента. Для того, чтобы снимок был лечебно-ценным, значение плотности почерне- ния рентгеновской пленки должно быть не менее 2.0. Принимая это значение за основу, а также систему формул расчета коэффициентов ослабления µі и фор- мулу расчета интенсивности излучения, прошедшего через n слоев биологичес- кой ткани были получены системи уравнений расчета минимального эффектив- ного анодного напряжения на РТ :         = ⋅= ++= ∏ = − ;01.0 ; ;ln 1 2 5.3 5 n i x i ii i iie UeE EZ E Z E Z μ γ γ γγ μ ni ni ,1 ,1 = = Jі = I0е-µixі Таким образом, с помощью предложенной системы уравнений, можно расс- читать значение минимального напряжения U, эффективного для конкретного случая рентгенографического обследования для заданой РТ . Литература Терещенко Н. Ф. Влияние параметров шума на качество рентгеновских цифровых изображений/Н. Ф. Терещенко,К.В. Комбегова, В.А. Держук // Вісник КрНУ ім.М. Остроградського . Вып.4/2012(75) С.28-33. 90 УДК 621.382 ИНТЕГРИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СВЕТОДИОДНЫМ ОСВЕЩЕНИЕМ НА БАЗЕ LED-ДРАЙВЕРОВ Инженер Костина Г. А. Ассистент Пантелеев К. В., канд. техн. наук Свистун А. И. Белорусский национальный технический университет В соответствие с государственной программой «Энергосбережение» повы- шение энергоэффективности должно обеспечиваться за счет внедрения совре- менных энергоэффективных технологий и энергосберегающего оборудования во всех отраслях экономики и отдельных технологических процессах. Среди основных мероприятий, особое место занимает внедрение энергоэкономичных осветительных устройств и автоматических систем управления освещением. Одной из основных тенденций в современной светотехнической отрасли яв- ляется использование интегрированных систем освещения на базе светодиод- ных технологий. Использование полупроводниковой светотехники в сочетании с системами управления позволяет сократить расход электроэнергии на 75–80% и является актуальным как в масштабах отдельных квартир, офисов и произ- водств, так районов и целых городов (например, система управления наружным освещением Philips СityTouch успешно функционирует в Роттердаме (Нидер- ланды), Праге (Чехия), Лос-Анджелесе (США) и др., обеспечивая дистанцион- ный контроль и управление осветительной инфраструктурой города или от- дельных районов). В настоящее время широкое распространение получили интегральные мик- росхемы управления светодиодами (LED-драйверы). В большинстве случаев LED-драйверы работают по принципу широтно-импульсного регулирования и поддерживают оптимальный режим работы светодиода в широком диапазоне питающих напряжений с КПД преобразования порядка 95%. Среди отечествен- ных (РБ), следует выделить импортозамещающие микросхемы светотехниче- ского назначения, выпускаемые ОАО «ИНТЕГРАЛ»: IL9910N/D/DH, IZ9921/22/23, IL7169, IL33262N/D, IL34262N/D, IL6562D, IL3302, микросхема IL3361 высокостабильного LED-драйвера с управлением по усредненному постоянному току, микросхема IL3367 LED-драйвера со встроенным MOSFET ключом, IZ33120/D/G, IZ9922A. Представленные микросхемы изготовлены по БиКДМОП-технологии, что обеспечивает управление высоковольтными высо- кочастотными нагрузками и низковольтными сигналами или преобразование напряжения высоковольтных источников в низковольтные управляющие сигна- лы. Они позволяют создавать широкий спектр энергосберегающих высокоэф- фективных источников светодиодного освещения для разных типов выпускае- мых промышленностью светодиодов и строить на их основе интегрированные системы управления освещением. 91 УДК 519.876.5 КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВРЕЖДЕННОЙ ПЛАСТИНЫ ОБШИВКИ САМОЛЕТА Студент гр. ПГ-31 (бакалавр) Охота Б. О. Канд. техн. наук, ст. преподаватель Цыбульник С. А. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» У каждого объекта есть свой ресурс (нормативный срок эксплуатации, во время которого гарантирована надежность конструкции). По истечении этого срока велика вероятность разрушения конструкции. Но объекты могут разру- шаться не только по истечении нормативного срока эксплуатации. Причинами разрушения могут быть как технологические, так и эксплуатационные факто- ры, например, неправильный выбор материала, ошибки проектирования и производства. Последствиями преждевременного разрушения могут быть значительные материальные траты и человеческие жизни. Чтобы этого избе- жать, необходимо предотвратить развитие дефектов и повреждений. Начальной стадией разрушения конструктивных элементов любой кон- струкции или сооружения является повреждение. Причинами их возникно- вения могут стать, например, внешние природные и техногенные воздейст- вия, внутренние факторы, проявление дефектов, допущенных при проекти- ровании, недостатки и нарушения правил эксплуатации. Внешним призна- ком повреждений являются трещины. Трещины могут быть вызваны рядом причин и иметь разные последствия, которые зависят от комбинации внеш- них и внутренних нагрузок. Раскрытие трещин в твердом теле может проис- ходить разными путями. Это особенно актуально в условиях полета, когда трещина, либо дефект заклепочного соединения может привести к отрыву обшивки самолета. Именно поэтому в данной работе проведено имитационное моделирова- ние с использованием программного комплекса конечно-элементного моде- лирования ANSYS. Во внешней CAD-системе SolidWorks создано геомет- рическую модель пластины из авиационного алюминия 500 мм на 500 мм з заклепочным закреплением по ее краям. Численное моделирование прохо- дило для идеального случая неповрежденной пластины и бездефектного заклепочного соединения. Также промоделированы случаи наличия полуэл- липтической трещины в пластине и отсутствия одной из заклепок в соеди- нении. Для них определены характеристики вибрации и давления, при кото- рых происходит раскрытие трещины и отрыв пластины соответственно. В дальнейшем планируется провести имитационное моделирование пе- редней части корпуса самолета с учетом вибраций и турбулентных воздуш- ных потоков. 92 УДК 620.179.14 О РАСШИРЕНИИ ВОЗМОЖНОСТЕЙ БЕСПРОВОДНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ЗАДАЧАХ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ Студент гр. ПК-61м (магистрант) Миргородский А. А. Канд. техн. наук, доцент Петрик В. Ф. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» При выполнении большого количества измерений в условиях, которые не позволяют обработать результат “на месте”, или при выполнении мониторинга состояния каких либо ответственных конструкций, особенно необходимыми становятся системы, позволяющие передать полученный результат контроля на большие расстояния для их дальнейшей обработки, систематизации и предос- тавления отчета [1]. В работе [2] рассмотрен вихретоковый дефектоскоп, использующий переда- чу данных от датчика с помощью модуля Bluetooth. Применение систем, использующих беспроводные сети операторов мобиль- ной связи, является самым простым и эффективным способом передавать дан- ные на большие расстояния. Поскольку покрытие мобильных операторов уже охватывает огромную площадь, контроль возможно проводить на достаточно большом расстоянии от центра обработки полученных данных (например, кон- троль газовых и нефтеносных трубопроводов). В работе рассматривается блок приема и передачи данных с использованием GSM технологий на базе коммуникационного модуля Q2501B фирмы Wavecom. Данный модуль может работать при температуре окружающей среды от минус 40 ˚С до плюс 70˚ С, интерфейс подключения внешних устройств RS232, обладает flash – памятью на 61 тысячу отсчетов. Ведутся работы по уменьшению размеров модуля, а также увеличения ко- личества датчиков с которыми модуль может взаимодействовать (на данный момент четыре, три цифровых и один аналоговый). Литература 1. Петрик В.Ф. Використання безпровідних технологій передачі даних для вирішення задач у неруйнівному контролі. / О.Л. Кустовський, В.Ф. Петрик, К.М. Сєрий. // Вісник НТУ «ХПІ». 2012. - № 40. –– С.71-77. 2. Петрик В.Ф. Вихрострумовий дефектоскоп з телеметричним каналом зв’язку / А.Г. Протасов, К.М. Сєрий, О.Л. Дугін, В.Ф. Петрик // Вісник НТУ "ХПІ". - 2014 р. - № 19. – С.132-139. 93 УДК 621.372 ОБЗОР МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ МЕТАЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ Студент гр. ПГ-41 Марченко Е. С. Ассистент Шевчук Д. В. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» С появлением промышленности и началом развития приборостроения воз- никла необходимость анализировать состояние изделий, контролировать каче- ство и целостность их элементов, наличие дефектов и тому подобное. Очень удобным и эффективным стало использование методов неразрушающего кон- троля (НК), что предполагает сохранение целостности объекта и выявление скрытых (внутренних) дефектов без демонтажа самого объекта. Существующие дефекты в объекте контроля вызывают изменение физиче- ских характеристик металлов, сплавов и материалов. Среди них основными признаны упругие свойства, электропроводность, плотность и т. д. Задачей методов НК является исследование изменения характеристик материалов и выявления дефектов изделий, которые эти изменения вызвали. На сегодняшний день среди наиболее распространенных методов можно отметить следующие: 1. Акустический контроль используется для идентификации несплошностей в материале (трещины, полости, поры и т. п.), для определения состояния струк- туры материала, и для проведения разного рода исследований и измерений. Данный метод основан на регистрации упругих колебаний, возбуждаемых или возникающих в объекте, который контролируется. 2. Ультразвуковой метод основан на анализе процесса распространения уп- ругих ультразвуковых волн, которые возбуждаются в материале. Использование ультразвуковых дефектоскопов позволяет выявлять наличие дефектов малого размера, определять качество шлифовки и толщину поверхности. Объясняется это тем, что акустические свойства твердых объектов и воздуха в значительной степени отличаются и появление даже незначительных отклонениях будет го- ворить о наличии дефектов. Вибродиагностический метод, что основывается на анализе параметров вибрации, возникающей при работе объекта контроля. Наиболее эффек- тивно он проявляет себя при необходимости выявления таких дефектов как: дисбаланс, ослабление опор, отсутствие соосности и параллельности валов, обрывов болтов, изменения геометрии линии вала, дефекты смазки, износ и повреждения подшипниковых узлов и др. 94 УДК 620.179.14 МОНИТОРИНГ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОБЪЕКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИМПУЛЬСНОЙ ВИХРЕТОКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ Аспиранты Лысенко Ю. Ю., Карпинский В. В. Д-р техн. наук, профессор Куц Ю. В. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Одно из актуальных направлений развития вихретокового неразрушающего контроля связано с использованием импульсного режима (ИР) работы вихрето- кового преобразователя (ВТП) и возбуждением в объекте контроля (ОК) им- пульсных вихревых токов [1]. Такой метод контроля основан на измерении и анализе амплитудо-временных и частотных параметров сигналов ВТП им- пульсной формы, возникающих в процессе взаимодействия нестационарного электромагнитного поля с ОК. Целью доклада является анализ работы разработанного макета системы вихретоковой дефектоскопии, реализующей ИР возбуждения ВТП, а также возможностей предложенной методики обработки сигналов и отображения результатов контроля [1], которые могут найти применение в системах монито- ринга технического состояния ОК. Методика обработки сигналов ВТП основана на их анализе во временной области на основе дискретного преобразования Гильберта. Для проверки системы был использован контрольный образец в виде алюминиевой пластины с трещинами различной глубины (от 0.1 до 3 мм) и шириной раскрытия 1мм. Сканирование пластины выполнено с шагом 1 мм. На рисунок показано распределение пико- вых значений ампли- тудной характери- стики сигнала ВТП по поверхности ОК. Из анализа этого распределения видно, что наличие трещины в ОК приводит к существенному увеличению амплитуды напряжения в ее окрестности, но уменьшению над самой трещиной. Использо- вание этой зависимости позволяет в некоторых случаях оценить глубину тре- щины и за счет этого расширить функциональные возможности дефектоскопии. Литература Лисенко Ю. Ю. Застосування накладних перетворювачів в імпульсному вихрострумовому контролі / Лисенко Ю. Ю., Куц Ю. В., Протасов А. Г., Дугін О. Л. // Вісник НТУУ «КПІ». Приладобудування. – 2016. – Вип. 51. – С. 58–63. Пиковые значенния напряжения ВТП вдоль ОК координата Х, мм пи ко во е зн ач ен ие ам пл ит уд ы , В 95 УДК 681 УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ ФРАКЦИОННЫХ КОЛОНН МЕТОДОМ ФАЗИРОВАННЫХ РЕШЕТОК Студент гр. 11312112 Ребко Т. А. Ст. преподаватель Куклицкая А. Г. Белорусский национальный технический университет В настоящее время разработаны принципиально новые методы ультра- звукового неразрушающего контроля. В Республике Беларусь не имеется официально утвержденных методик применения технических средств, реа- лизующих метод фазированных решеток (ФР). Целью настоящей работы была разработка методики, которую можно применить к фракционным ко- лоннам. Основными этапами данной методики являются: 1) выбор и ввод параметров сканирования дефектоскопа SIUI; 2)выбор ультразвуковых пре- образователей; 3) выбор количества зон контроля; 4) настройки сканера; 5) подготовка поверхности контроля; 6) разметка; 7) настройка и проверка чувствительности и диапазона; 8) проведение контроля; 9) анализ и оценка изображений; 10) оформление протокола. Цифровой ультразвуковой дефектоскоп SUPOR фирмы SIUI имеет разъем под фазированную решетку. Фазированная решетка типа 5.0L64-0.5-10 с призмой 32N55Sи частотой 5 МГц. Так же используются сканирующие меха- низмы для достижения достоверности контроля. В соответствие с кодом ASMEV должны использоваться следующие сканирующие устройства:PTS- P05-25 – для контроля головной волной;UHTS-XO2 – сканер для совмещенно- го сканирования методом ФР и головной волны. Контактная жидкость – вода. Цифровой ультразвуковой дефектоскоп SUPOR и фазированная решетка. Применение дефектоскопа SUPOR и предложенной методики позволяет выявить следующие дефекты сварных швов в фракционных колоннах:поры, шлаковые включения, непровар, подрез, продольные и поперечные трещи- ны, смещение кромок, межваликовое несплавление. 96 УДК 004.925.8: 519.876.5 ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УКРАИНСКОЙ АНТАРКТИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ «АКАДЕМИК ВЕРНАДСКИЙ» Студентка гр. ПГ-61м (магистр) Пустовойт А. И. Канд. техн. наук, ст. преподаватель Цыбульник С. А. Национальный технический университет Украины «КПИ» Последние десятилетия происходит переход общества от индустриаль- ной к информационной стадии развития. Это приводит к увеличению влия- ния информационных и компьютерных технологий на развитие промыш- ленности, политики, медицины и жизни людей в целом. В сфере научно- технического программного обеспечения в наше время большое внимание уделяется «тяжелым» программным комплексам конечно-элементного ана- лиза. Эти программы инженерного анализа позволяют проводить расчеты сложного напряженно-деформированного состояния (в том числе нелиней- ного) с учетом различной по своей природе многоочаговой нагрузки. Современные тенденции в строительстве (а именно: увеличение за- стройки и этажности зданий, прокладка новых линий коммуникаций, ос- воение подземного пространства, насыщение инженерными постройками и т. д.) неизменно приводят к возникновению негативного техногенного воздействия. Это особенно актуально в условиях Антарктиды, где эколо- гическая ситуация контролируется множеством международных догово- ров. Именно поэтому в данной работе рассмотрено случай наличия трещин в различных поясах вертикального стального сварного двустенного резер- вуара, который был построен и запущен в эксплуатацию на украинской антарктической станции Академик Вернадский в 2007 году. Для исследований использовались «тяжелые» программные комплексы инженерного анализа ANSYS и Abaqus. Создание геометрической модели резервуара проходило в CAD-системе SolidWorks. Внешняя и внутренняя оболочки резервуара построены в соответствии с его чертежами. Даль- нейшее имитационное моделирование проводилось для «идеальной» гео- метрической модели без учета дефектов изготовления и монтажа, а также повреждений, полученных в ходе транспортировки и эксплуатации. В расчетные модели внешнего и внутреннего резервуара поочередно вноси- лась модель полуэллиптической трещины в каждый пояс, после чего опре- делялись приводящие к разрушению нагрузки. В дальнейшем планируется провести имитационное моделирование с учетом реальных нагрузок на резервуар (ветер, давление топлива, сейс- мика и т. д.) и их комбинаций при наличии трещин как в его стенках, так и уторном шве. УДК 621.396 ТЕРМОГИГРОМЕТР Студентка гр. 11303113 Пишняк А. С Канд. физ.-мат. наук, доцент Тявловский К. Л Белорусский национальный технический университет Относительная влажность и температура воздуха- очень важные затели, которые способны оказывать значительное влияние человека. Часто бывает, что условия труда, не соответствующие нятым стандартам, создают неблагоприятную среду для работников или иного предприятия. Контролировать показатели температуры ности воздуха – очень важно для создания благоприятных условий Термогигрометр – незаменимый прибор для моментального контроля раметров влажности и температуры воздуха. С его помощью тролировать процесс сушки изделий, параметры хранения книг тов в архивах, условия хранения сельскохозяйственной продукции овощей, фруктов). Мониторинг температуры и влажности воздуха вотноводческих фермах приводит не только к повышению продуктивности животных, уменьшению затрат на корма и энергетические ресурсы создаст в них благоприятные санитарно-гигиенические условия ны также в саунах, на кухнях и других местах для измерения и оптимальных значений температуры и влажности. Макетный образец термогигрометра разработан на основе AVR- микроконтроллера и датчика температуры и влажности DHT11. Программирование отладочной платы ArduinoUno произведено на языке программирования С. Программа занимает 180 строк кода и 9 574 байт памя- ти устройства. Глобальные переменные используют 757 байт динамической памяти, оставляя 1 291 байт ных элементов. Для реализации термогигрометра использован размерами: 150 мм – длина, 120 мм – ширина, 50 мм – толщина предусмотрены разъемы для подключения блока питания для зарядки мулятора и синхронизации с компьютером. Термогигрометр обеспечивает измерение температуры в диапазоне 5–120 0 С, влажности – до 97 . пока- на здоровье общепри- того и влаж- труда. па- можно кон- и докумен- (зерна, на жи- , но и . Они нуж- достижения для локаль- корпус с . В корпусе акку- 90 %. 98 УДК 681 ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ЭНКОДЕРЫ ДЛЯ ПРЕЦИЗИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ФОРМЫ И РАЗМЕРОВ Магистрант гр. 6М2811 Новицкий А. А. Канд. физ.-мат. наук, доцент Шахлевич Г. М. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Оптоэлектронные энкодеры (оптоэлектронные датчики линейных пере- мещений) предназначены для информационной связи по положению между позиционируемым объектом и устройством числового программного управ- ления или устройством цифровой индикации, а также для измерения и кон- троля перемещений, размеров, биений, расположения и профиля поверхно- стей, деформаций технологических объектов. Особенность линейных опто- электронных энкодеров заключается в использовании в качестве меры длины линейной шкалы, являющейся носителем регулярного и кодового растров. Возможность нанесения штрихов растров с субмикронной точностью на ма- териалы с заданным коэффициентом линейного расширения, а также стабиль- ность характеристик и высокая устойчивость к внешним воздействиям позво- ляют проводить измерения с точностью 1 мкм и выше. В основу работы оптоэлектронных энкодеров положен метод оптоэлек- тронного сканирования штриховых растров. Преобразователь содержит (рис. 1) растровую шкалу 1, плату фото- приемников 2, растровый анализатор 3, плату осветителей 4. При относитель- ном перемещении шкалы 1 и анализато- ра 3 сопряжения регулярного растра шкалы с растрами анализатора модули- рует проходящее через них излучение, принимаемое и фотоприемниками. Растровая шкала содержит две парал- лельные информационные дорожки – регулярного растра и референтных меток. Растровый анализатор (рис. 2) включает 4 окна: А, Ā, В, В инкрементного считывания и окно референтной метки Б. Названные выше окна позиционно согласованы с дорожкой регулярного растра шкалы. Шаги растров в окнах равны шагам регулярного растра шкалы (20 мкм или 40 мкм). При этом в каждой паре окон растры смещены друг относительно друга на величину, равную половине их шага, а взаимный пространственный сдвиг растров меж- ду парами окон составляет четверть шага растров. Последовательно с растро- Рис. 1. Принципиальная схема преобразователя. 99 выми окнами расположено прозрачное окно Г. Референтная метка Б позиционно согласо- вана с дорожкой референтных меток шкалы. Считывающий узел (считывающая го- ловка) решает задачу оптических растровых и кодовых сопряжений, информативно со- ответствующих величине линейного пере- мещения, а также задачу считывания, обработки и анализа текущих значе- ний оптически информативных параметров указанных сопряжений. Пер- вая задача решается кареткой, жестко связанной с анализатором и находя- щейсяв постоянном контакте со шкалой, второе – платы фотоприемников и осветителей, установленные на каретку и электронный узел обработки информации. Существуют инкрементные и абсолютные энкодеры. Последние облада- ют рядом преимуществ: абсолютное положение измерительного наконечни- ка определяется немедленно после включения питания и отпадает необхо- димость поиска референтной метки; исключена вероятность накопления или потери счетных импульсов при ударах, вибрациях и реверсе. Для примера на рис. 3 приведен оптоэлектронный преобразователь ли- нейных перемещений «РФ256» фирмы РИФТЕК. Он имеет 5 диапазонов контроля: 3, 15, 25, 35, 55 (мм). Погрешность измерения ±1 мкм. Дискрет- ность отсчета: 0,1; 0,5; 1; 5; 10 (мкм). Литература 1. http://riftek.com. – линейные абсолютные энкодеры. 2. Игнатов, А. Н. Оптоэлектронные приборы и устройства // Экотрендз, Москва, 2006. 3. Джексон, Р. Г. Новейшие датчики / Р. Г. Джексон. – М.: Техносфера, 2012. Рис. 2. Растровый анализатор Рис. 3. Энкодер РФ256 100 УДК 681 КМОП МАТРИЦЫ ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЙ Студентка гр. 311101 Цедик В. А. Канд. физ.-мат. наук, доцент Шахлевич Г. М. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники В современных системах визуализации используется два вида сенсоров: ПЗС и КМОП матрицы. В ПЗC заряды, образовавшиеся в фотоэлементах (пикселях), сдвигаются регистрами и передаются на АЦП [1] (рисунок 1). Рис. 1 Перемещение заряда в ПЗС и КМОП матрицах В КМОП для хранения заряда параллельно пикселю встроен конденса- тор. Напряжение в конденсаторе пропорционально яркости света и экспози- ции. Пиксели включены в АЦП, т.е. частота преобразования равна кадровой частоте фотоприемника, а полоса частот видеосигнала минимальная. Но малый размер фотоэлемента по сравнению с размером пикселя понижает светочувствительности [3] (рис. 2). Так, КМОП сенсоры с цифровым пиксе- лем размером 1,25×1,25 мкм обеспечивают разрешение 4096x2304 и более при скорости 60 кадров в минуту. Рис. 2 – Структурная схема ПЗС и КМОП матриц Преимущества КМОП матриц по сравнению с ПЗС: низкие энерго- затраты, высокая скорость вывода данных, малый размер матрицы. Литература 1. http://www.baslerweb.com/ru. 2. Манцветов А.А. и др. Телекамеры на КМОП фотоприемниках // Во- просы радиоэлектроники. Сер.: Техника телевидения. – 2006. – №2. 101 УДК 621.313.281.4 БЛОК УПРАВЛЕНИЯ СКАНИРУЮЩИМ КООРДИНАТНЫМ УСТРОЙСТВОМ УСТАНОВКИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ Студент гр. 11303112 Нетецкая Т. Е. Канд. техн. наук, доцент Тявловский А. К. Белорусский национальный технический университет Рассматривается автоматизированная установка, которая предназначе- на для определения магнитных полей рассеяния, создаваемых дефектами и другими магнитными неоднородностями. Основанием координатного устройства является металлическая плита, на которой смонтированы: два шаговых электродвигателя ДШИ- 200-3, перемещающаяся по двум координатам (х, z) платформа с установленными на ней кронштейном для крепления датчика и усилителем сигнала датчика. Для возможности калибровки положения платформы на плите установле- ны два концевых микропереключателя. Все координатное устройство вы- полнено из немагнитных материалов (за исключением двигателей). Блок управления координатным устройством предназначен для пере- ключения обмоток шаговых двигателей по командам программной под- держки и содержит набор управляемых электронных ключей, выполнен- ных на транзисторах. Управление происходит посредством LPT-порта компьютера. Задача работы заключается в модернизации блока управления: умень- шение габаритов и энергопотребления драйвера шагового двигателя; связь по универсальному интерфейсу USB, у которого намного выше эффектив- ность и быстродействие, чем у LPT. В результате получаем согласование с различными компьютерными программами и более широкие возможности. В работе в качестве прототипа используем EVAL6470H-DISC – отла- дочную плату на основе драйвера шагового двигателя L6470 с поддержкой микрошагового режима. Микросхема драйвера L6470 от компании STMicroelectronics представляет собой полностью интегрированное реше- ние для управления 2-фазным биполярным шаговым двигателем. Изделие является автономным и может быть использовано с программным интер- фейсом или с пользовательским ПО (firmware) благодаря встроенному микроконтроллеру STM32F105RB. Большим плюсом платы EVAL6470H- DISC является наличие интерфейса управления с помощью USB, за счет чего можно обеспечить любые алгоритмы управления. 102 УДК 621.373.52 ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР СИНУСОИДАЛЬНОГО СИГНАЛА Студент гр. 11303112 Нетецкая Т. Е. Канд. техн. наук, доцент Тявловский А. К. Белорусский национальный технический университет Электронными генераторами называются устройства, преобразующие электрическую энергию источника постоянного тока (источника питания) в энергию электрических колебаний заданных формы и частоты. Форма электрических колебаний может быть различной. Генераторы, формирующие синусоидальные колебания, называются генераторами си- нусоидальных, или гармонических колебаний. Напряжение синусоидальной формы используется во многих отраслях человеческой деятельности, а именно: в радиолокации и телевидении, в медицине, в радиосвязи и радиовещании, при различных измерениях, для автоматизации производственных процессов, для уничтожения вредителей. До недавнего времени генераторы синусоидальной формы реализовы- вались на мосте Вина. Достоинства генератора на мосте Вина – малое количество примененных деталей и хорошая стабильность частоты. Ос- новным же его недостатком является то, что амплитуда выходного сигнала приближается к величине питающих напряжений, что приводит к насыще- нию выходных транзисторов операционного усилителя, и как следствие, является причиной искажений выходного сигнала. Укротить эти искаже- ния гораздо сложнее, чем заставить схему генерировать. В работе вместо генератора на мосте Вина используется генератор MAX038. MAX038 является высокочастотным, прецизионным, функцио- нальным генератором, который производит высокочастотные треугольные, пилообразные, синусоидальные, квадратные и импульсные сигналы с ми- нимальным количеством внешних компонентов. Выходную частоту можно регулировать в диапазоне частот от 0,1 Гц до 20 МГц внутренним опор- ным напряжением (2.5 В) и внешним резистором и конденсатором. Рабо- чий цикл может изменяться в широком диапазоне путем применения сиг- нала управления ± 2.3 В, что облегчает ШИМ и генерирование пилообраз- ной формы сигнала. Частота модуляции достигается таким же образом. Рабочий цикл и частота управления являются независимыми. В процессе выполнения работы разработан измерительный генератор сигналов специальной формы, который превосходит по характеристикам и возможностям измерительный генератор синусоидальных сигналов. 103 УДК 621.91.01 СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИКИ И МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА Студенты гр. ПБ-31 Муха Р. Ю., Онкалюк О. И. Асистент Заець С. С. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Режущие инструменты являются одними из основных элементов, влияю- щих на работоспособность технологической системы обработки деталей реза- нием. Используя системы диагностики и мониторинга состояния режущего инструмента с помощью прямого или косвенного контроля можно сущест- венно повысить эффективность изготовления. Прямые методы: радиоактивные, оптико-телевизионные, лазерные, элек- тромеханические, ультразвуковые и пневматические. Косвенные методы основаны на измерениях: тепловых и электрических характеристик зоны резания, параметров заготовки силовых а так же виброа- кустические. Наибольшее распространение в диагностике и мониторинге систем обра- ботки резанием получили методы ультразвуковой и виброакустический. Ультразвуковые гарантируют диагностирования режущего инструмента, основанные на измерениях длины режущего лезвия, при определении времени через которое проходит ультразвуковая волна. Ультразвуковые колебания возбуждаются пьезоэлектрическим источником. Потом пьезо преобразователь начинает принимать сигнал, после того как его излучил. Установлено, что этим методом можно очень точно измерить разницу пути вплоть до ± 4 мкм. Виброакустические методы регистрируют параметр вибрации инструмен- та во время обработки. При анализе колебаний системы станка с износом инструмента связано соотношение между высокочастотными и низкочастот- ными колебаниями всей системы. Предлагается раскладывать виброакустиче- ский сигнал на низкочастотные и высокочастотные, так как по их соотноше- нию будет получено износ инструмента. К преимуществам виброакустических методов диагностики относится его легкость в реализации. Этот метод дает возможность получать информацию непрерывно, таким образом мы всегда знаем о состоянии инструмента. Ос- новной недостаток заключается в неточности, так как датчик для регистрации процессов необходимо располагать непосредственно на резец. А благодаря ультразвуковым методам следует выделить высокую скорость и качество исследований, причем себестоимость данного метода достаточно низкая. 104 УДК 535.317 ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И СОСТАВ ГИБКИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ (ГПК) Студенты гр. ПБ-31 Онкалюк О. И., Муха Р. Ю. Ассистент Заець С. С. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Важной проблемой для производства является переход от выпуска од- ного вида продукции к другому или переход от выпуска одной модели изделия к другой. Чтобы выпускать новую продукцию нужно заменить одно оборудование другим, перестроить технологический процесс, осу- ществить переподготовку персонала. Современное производство вынуж- дено достаточно часто делать такой переход, что объясняется быстрым моральным старением изделий. Таким образом для поддержания высокого уровня конкурентоспособ- ности изделий необходимо время от времени переходить на выпуск новой продукции, а с другой стороны каждый такой переход связан со значи- тельными затратами. Чтобы достичь компромисса между этими тенден- циями, применяются ГПК. Они состоят из отдельных, относительно само- стоятельных частей, так называемых гибких автоматизированных произ- водственных модулей (ГПМ). Каждый такой модуль способен выполнять определенный комплекс производственных операций. Переход на другой комплекс операций осуществляется программным путем, то есть заменой одной программы другой. Переход на выпуск новой продукции осущест- вляется изменением последовательности и номенклатуры модулей, а так- же перепрограммированием в случае необходимости этих модулей. При- менение гибких производственных комплексов позволяет резко увели- чить эффективность и качество производства Для реализации гибкого автоматического производства используется большое разнообразие различных датчиков и исполнительных механиз- мов, микропроцессорных контроллеров, систем управления базами дан- ных, локальных вычислительных систем, технических роботов и станков с ЧПУ, системы автоматического проектирования, системы автоматического управления, системы автоматического управления технологическими про- цессами. Звена гибкого автоматизированного производства (ГАП) могут создаваться на основе разнообразного оборудования, но, как правило, обязательно содержат станок с ЧПУ и один или несколько роботов- манипуляторов, которые выполняют смену заготовок и снимают готовую продукцию. Звена ГАП объединяются транспортными средствами. 105 УДК 621.372 ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ Студент гр. ПГ-41 Клименко А. М. Ассистент Шевчук Д. В. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Последние пять десятков лет ознаменовались значительным развитием систем технического мониторинга (СТМ) и их широким применением в сферах авиации, строительства, медицины и производства. Одной из основных задач, которые решают СТМ в современном мире, состоит в повышении надежности и увеличении эффективности использо- вания объектов контроля. Иногда утверждение про повышение надежно- сти, вызывает отрицание, поскольку многие считают, что надежность это свойство самого объекта. Но здесь следует отметить, что коэффициент готовности и коэффициент технического использования два основных комплексных показателя надежности, которые зависят от времени затра- чиваемого на ремонтное обслуживание. Современным методам технической диагностики удается выявить воз- никновение дефекта и прогнозировать его развитие - это позволяет не только сократить количество отказов, но и устранить явные дефекты во время планового обслуживания и ремонта. Сократив объем и срок ремонт- ных работ за счет их правильного планирования и организации, а в неко- торых случаях и совсем отказаться от плановых обслуживаний, проводя ремонтные работы ориентируясь на текущие техническое состояние объ- екта контроля. Учитывая возможности методов контроля технического состояния и уровень развития технологий можно сформировать перечень основных преимуществ конструируемых в наши дни СТМ, отражающие их эконо- мическую эффективность: – выявление конкретных повреждений или дефектов на начальной ста- дии их развития и определения причин их возникновения; – оценка возможности дальнейшей эксплуатации объекта контроля с учетом прогнозирования его технического состояния при обнаружении дефектов и повреждений; – организация обслуживания и ремонта объектов контроля за техниче- ским состоянием (вместо регламентного обслуживания и ремонта), обес- печение подготовки и выполнения качественных ремонтных работ; – повышение надежности объектов на этапе их эксплуатации и повы- шения эффективности их эксплуатации. 106 УДК 535.317 ВЫБОР СРЕДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАБОТЫ МОДУЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ Магистрант Качан Р. Ф. Канд. тех. наук, доцент Тявловский А. К. Белорусский национальный технический университет Задача исследования заключалась в моделировании работы системы управления трехкоординатным перемещением на базе шаговых двигате- лей. Рассмотрим самые распространенные САПР. Multisim очень простая и понятная система автоматизированного про- ектирования. Невысокие требования к ресурсам. Возможностей достаточ- но, чтобы построить АЧХ, ФЧХ, посмотреть осциллограмму процесса, причем на ходу меняя номиналы элементов. Multisim удобно использовать для моделирования работы аналоговых схем. Proteus представляет собой систему схемотехнического моделирования, базирующуюся на основе моделей электронных компонентов, принятых в PSpice. Имеет возможность макетирования. При проектировании Proteus не учитывает шумы, наводки, переходные процессы. P-CAD – система автоматизированного проектирования электроники. В состав P-CAD входят два основных модуля – P-CAD Schematic, P-CAD PCB, и ряд других вспомогательных программ. 30 июня 2008 года была прекращена поддержка. Для замены этой системы компания Altium пред- лажила систему Altium Designer. В отличие от системы P-CAD, ввод проекта в котором ограничивается лишь вводом схем, система Altium Designer предназначена для построения проекта изделия сверху вниз: аппарат – блок – субблок – модуль – ячейка – плата – компонент (ПЛИС). Altium Designer позволяет производить точ- ное, реалистичное моделирование аналоговых, цифровых и смешанных схем. Результаты компьютерного анализа идентичны результатам, полу- чаемым при макетировании, а смоделированное поведение устройств в точности повторяет функционирование реального изделия. Для решения поставленных задач было решено использовать Altium Designer. Преимущества Altium Designer заключаются в том, что поддер- живает большое количество типов анализа: частотный анализ в режиме малого сигнала, анализ переходных процессов, анализ шумов, анализ пе- редаточных функций по постоянному току, статистический анализ мето- дом Monte-Carlo, анализ с изменением значений параметров и температу- ры, анализ Фурье. Система имеет возможность математической обработки рассчитанных сигналов. 107 УДК 535.317 АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ РЕЖИМАМИ ШАГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДРАЙВЕРА L6470 Магистрант Качан Р. Ф. Канд. тех. наук, доцент Тявловский А. К. Белорусский национальный технический университет Задача исследования заключалась в оптимизации алгоритма управления шаговым двигателем с использованием интегрального драйвера L6470. Ос- новной принцип получения максимального КПД от двигателя – на низких скоростях использовать микрошаговый режим для получения плавности хода, а на высоких скоростях вращения (когда использование микрошага не нужно) переходить в полношаговый режим для отбора максимальной мощности от ШД. Переход от микрошагового режима к полношаговому должен происхо- дить плавно – в противном случае ротор ШД остановится. Когда скорость двигателя превышает пороговую скорость программируемого полного шага, устройство L6470 автоматически переключается в полношаговый режим (ри- сунок); движущий режим возвращается к микрошаговому, когда скорость двигателя уменьшается до пороговой скорости полного шага. Порог скорости полного шага устанавливается через регистр FS_SPD. Автоматическое переключение между микрошаговым режимом и режимом полного шага Регистр FS_SPD содержит значение пороговой скорости. Если фактиче- ская скорость превышает это значение, шаговый режим автоматически пере- ключается на полношаговый двухфазный. Его значение выражается в step/tick (беззнаковый формат с фиксированной запятой 0,18). Для преобразования этого значения в step/s, можно использовать следующую формулу tick SPDFS sstep 182)5.0_(]/[ − ⋅+ = . Если в регистре FS_SPD установлено значение h3FF (макс.), то система всегда работает в микрошаговом режиме. Значение скорости должно выйти за пределы пороговой, чтобы переключиться в полношаговый режим. Установка 108 FS_SPD в ноль оказывает иной эффект, чем переключение шагового режима на полношаговый двухфазный: в этом случае нулевое значение FS_SPD экви- валентно порогу скорости около 7,63 step/s. УДК 535.317 ВЫБОР МИКРОКОНТРОЛЛЕРА ДЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ С ШАГОВЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ Магистрант Качан Р. Ф. Канд. тех. наук, доцент Тявловский А. К. Белорусский национальный технический университет Для эффективной работы системы управления трехкоординатным пере- мещением шаговыми двигателями требуется обеспечить возможность одно- временного перемещения по трем координатам с максимально возможной скоростью с учетом требований по точности перемещения. Использование в разрабатываемой системе управления современного мощного микроконтрол- лера с широкими возможностями, значительно снижает размеры, энергопо- требление и стоимость готового устройства. В качестве возможного решения поставленной задачи рассмотрим плату Arduino UNO. Плата Arduino UNO имеет крупные размеры. В результате весь проект получается не таким компактным как того требует микроэлектроника. Arduino UNO имеет избыточное количество периферийных элементов, 8- битное ядро, что снижает быстродействие платы. Эта платформа предназна- чена для быстрого прототипирования и обучения. Arduino позволяет сделать прототип или тестовую партию для проверки перспективности устройства. В качестве альтернативы рассмотрим современный микроконтроллер STM32, построенный на ядре ARM Cortex-M3. В отличие от микроконтролле- ров PIC, у него отсутствует необходимость переключать страницы памяти. Pin- to-pin совместимость внутри семейства STM32 позволяет менять объем памяти (флэш-память и ОЗУ) и периферию (Ethernet, USB, CAN и т. д.), не трогая пе- чатную плату. Pin-to-pin совместимость означает, что для одного размера корпу- са все сигналы сохраняются на тех же самых вводах/выводах для разных вари- антов микроконтроллеров семейства. Pin-to-pin совместимость сопровождается и программной совместимостью. Ядро Сortex-M3 имеет отдельную шину для данных, отдельную шину для инструкций и отдельную шину для управления периферией. Это избавляет от задержек. Для разрабатываемой системы управления было решено использовать микроконтроллер STM32. Основные преимущества данного микроконтролле- ра: 32-битное ядро ARM, широкий температурный диапазон от –40 до 85 °С, небольшое энергопотребление и наличие нескольких режимов работы с по- ниженным потреблением энергии, высокое быстродействие, множество биб- лиотек для работы с периферией, невысокая стоимость. 109 УДК 681 АМПЛИТУДНО-УГЛОВОЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ ГЛУБИНЫ УПРОЧНЕННОГО СЛОЯ Студентки гр.11312112 Валюк В. Г., Тимошко М. Р. Д-р техн. наук, профессор Баев А. Р. (НАН Беларуси «ИПФ») Ст. преподаватель Куклицкая А. Г. Белорусский национальный технический университет Для повышения эксплуатационных свойств металлических изделий широко применяются методы поверхностного упрочнения, выполненные ТВЧ-закалкой, термической и химико-термической обработкой (цементи- рованием, азотированием, алитированием, борированием), лазерным от- жигом, механической обработкой, включая накатку и наклеп и др. Как правило, для контроля качества упрочненных поверхностных слоев ис- пользуют разрушающие методы. При этом контроль проводится выбороч- но, что нередко приводит к пропуску брака. В ряде случаев для этих целей применяются неразрушающие методы контроля. Среди методов неразрушающего контроля изделий с упрочняющими (неоднородными) покрытиями перспективными являются именно ультра- звуковые методы контроля, основанные на физических эффектах распро- странения ультразвуковых волн, включая их дифрагирование, рассеяние в окрестности нижней границы упрочняющего поверхностного слоя, изме- нение скорости ультразвуковой волны и ее дисперсию. Целью данной работы является разработка методики амплитудно- углового метода контроля глубины упрочненного слоя и конструкции наклонного преобразователя с переменным углом падения волны. При проведении измерений глубины упрочненного слоя в качестве ге- нератора и приемника недетерминированных электрических импульсов был использован ультразвуковой дефектоскоп УД2-12. В качестве объекта исследований использовались стальные образцы, изготовленные в форме параллелепипедов с размерами 40×40×100 мм и упрочненные ТВЧ закалкой после цементации на глубину h = 0–1,5 мм. Установлено, что угловые зависимости амплитуды поверхностной вол- ны (квазирэлеевской) имеют вид, подобный параболе, угол максимума которой возрастает с глубиной упрочненного слоя или его безразмерной глубины h* = h/λR преимущественно в диапазоне 0–1. В результате прове- дения исследований разработана методика контроля глубины упрочненно- го слоя амплитудно-угловым методом и конструкция наклонного преобра- зователя с переменным углом падения волны. 110 Электронный макет печатной платы блока ввода УДК 621.396 БЛОК ВЫВОДА АДРЕСНОГО УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ Студент гр. 11312114 Закорко Н.В. Ст. преподаватель Владимирова Т.Л. Канд. техн. наук, доцент Савелов И.Н. Белорусский национальный технический университет Блок вывода сигналов должен обеспечивать прием адреса хранение чения адреса, формирование паритета, преобразование параллельного да адреса в последовательный вывод бита паритета, а также последовател ный вывод адреса устройства от старшего разряда, подключение ние) к шинам вывода. Целью данной работы является электрической схемы блока ресного устройства контроля. Был составлен алгоритм работы блока вывода и на его основе разработана функциональная схема устройств. Произведен выбор ной базы (критерием выбора являлось минимальное время задержки странения сигнала) и синтезирована принципиальная электрическая блока вывода. Для приема хранения целесообразно регистра К155ИР1. Для формирования паритета – ИС К531ЛП5П адреса устройства и бита паритета мальным является буферный К555АП6. При помощи расчетов применяемая элементная база время задержки распространения не более 59 нс. Мощность схемы составит P=3.18 Вт чения стабильности работы контролирования напряжения были использованы резисторы с нием 16 кОм на регистре и 270 кОм на буферном элементе. Для определения габаритных параметров при помощи САПР был разработан электронный макет печатной платы (рисунок параметры составили 85х85x1 мм. В результате выполненной работы был разработан блок ресного устройства контроля. Устройство может использоваться фектоскопии, в сфере контрольно-измерительных приборов ционно–измерительной техники. , зна- выво- ь- (отключе- вывода ад- основе элемент- распро- схема адреса и его применение . Для вывода опти- элемент установлено, обеспечит сигнала потребления . Для обеспе- системы и , сопротивле- SolidWorks ). Габаритные вывода ад- в де- , информа- УДК 621.396 БЛОК УПРАВЛЕНИЯ АДРЕСНОГО УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ Студентка гр. 11312114 Зданович С. В. Ст. преподаватель Владимирова Т. Л. Канд. техн. наук, доцент Савелов И. Н. Белорусский национальный технический университет Адресные устройства контроля являются электронными устройствами контролирующими работу считывателей и управляющие исполнительн ми узлами. Эти устройства имеют один или несколько порогов ния и индивидуальный адрес в системе. Целью данной работы являлась разработка схемотехнической конструкции блока индикации адресного устройства контроля Для решения поставленной задачи был разработан алгоритм определяющий последовательность работы блока индикации нии алгоритма работы была разработана электрическая функциональная схема устройства и определена требуемая элементная база выбора элементной базы являлось быстродействие. Разработана ческая принципиальная схема блока индикации. Принципиальная схема блока индикации реализована на основе гральных микросхем ТТЛ. Описание работы, которой представлено временной диаграммы. Установлено, что расч потребляемой электрической блока индикации составляет Вт. Среднее время задержки нения сигнала не превышает Для определения оптимальной руктивной конфигурации ройства контроля, при помощи твердотельного моделирования «SolidWorks», был разработан тронный макет печатной платы, представленный на рисунке размеры печатной платы составили 48×55×0,8 мм. Разработанное адресное устройство контроля может использоваться цифровых устройствах обработки информации, устройствах неразруша щего контроля, пожарной автоматике. Электронный макет печатной платы блока управления 111 , ы- срабатыва- части . работы, . На основа- . Критерием электри- инте- в виде етная величина мощности не более 3 распростра- 32 нс. конст- адресного уст- системы элек- . Габаритные в ю- 112 Электронный макет печатной платы блока ввода УДК 621.396 БЛОК ВВОДА АДРЕСНОГО УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ Студент гр. 11312114 Кмита К. Ю. Ст. преподаватель Владимирова Т. Л. Канд. техн. наук, доцент Савелов И. Н. Белорусский национальный технический университет Адресные устройства контроля предназначены для приема поступающих от работающих первичных измерительных преобразователей сравнения введенных параметров со значением порога, заданного ски. Целью данной работы являлась разработка блока ввода адресного ройства контроля. Данный блок должен обеспечить прием значений метров в аналоговом виде, их преобразование в цифровой вид числового значения параметра и его передачу в операционный блок Были разработаны алгоритм и функциональная схема блока Синтезирована принципиальная схема работы устройства выбор элементной базы чения преобразования параметра в аналоговом виде вой вид целесообразно аналого-цифровой преобразователь К1113ПВ1. С помощью 530ТМ2 аналого-цифровой ватель преобразует входную информацию. Для хранения цифрового ния введенных параметров применяется регистр К155ИР1. Применение речисленных элементов обосновано тем, что критерием выбора базы являлось минимальное время задержки распространения сигнала При помощи расчетов были определены потребляемая мощность и время задержки прохождения сигнала: Pпот = 2,909 Вт, tзд.р.ср При помощи САПР SolidWorks был разработан электронный чатной платы с основанием из стеклотекстолита (рисунок). Это определить габаритные размеры печатной платы (70х80х1 чить осуществление компоновки адресного устройства контроля В результате выполнения работы принятые схемотехнические позволили разработать блок ввода адресного устройства контроля ветствии с предъявляемыми эксплуатационными требованиями параметров, ; механиче- уст- пара- , хранение . работы ввода. и проведен . Для обеспе- введенного в цифро- применение триггера преобразо- значе- пе- элементной . схемы = 38 нс. макет пе- позволило мм) и обеспе- . решения в соот- . Электронный макет печатной платы блока ввода УДК 621.396 БЛОК ВВОДА МНОГОКАНАЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ДЕКОДИРОВАНИЯ Студентка гр. 11303114 Радькова В. Е. Ст. преподаватель Владимирова Т. Л. Канд. техн. наук, доцент Савелов И.Н. Белорусский национальный технический университет Многоканальное устройство декодирования относится к вычислител ной технике. Устройство может быть использовано в групповых вах защиты ошибок и приема дискретной информации. Блок ввода ся одним из основных блоков многоканального устройства декодирования С помощью него в устройство поступают закодированные данные тет, которые в дальнейшем сохраняются и обрабатываются в ном блоке Целью данной работы является разработка блока ввода многоканальн го устройства декодирования. Для того, чтобы определить управляющие команды, обеспечивающие работу данного устройства, был составлен алгоритм его работы вании последовательности команд алгоритма разработана функциональная схема блока ввода. Поскольку основным критерием эффективности работы данного ройства является потребляемая при выборе элементной базы ными являлись элементы выполненные технологии КМОП: микросхемы 564ИР6, 564ТМ2. В соответствии с выбранными тами разработана электрическая альная схема. Данная схема полный состав элементов изделия детальное представление о принципе ты изделия. Для того, чтобы узнать потребляемую мощность схемы были расчеты, согласно которым значение мощности, потребляемой источников питания, не превышает 1240 мВт. Для оценки быстродействия схемы был проведен расчет среднего времени задержки распространения сигналов, которое составляет не более 1030 нс. C помощью системы автоматизированного проектирования был разработан электронный макет печатной платы блока ввода ные размеры блока составляют не более 65х85х1 мм. 113 ь- устройст- являет- . и пари- операцион- о- . На осно- уст- мощность, приоритет- по : К561ЛН1, элемен- принципи- определяет и дает рабо- проведены схемой от SolidWorks, . Габарит- 114 Электронный макет печатной платы операционного блока УДК 621.396 ОПЕРАЦИОННЫЙ БЛОК АДРЕСНОГО УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ Студентка гр. 11312114 Свищ А. А. Ст. преподаватель Владимирова Т. Л. Канд. техн. наук, доцент Савелов И. Н. Белорусский национальный технический университет Прием и обработка электрического сигнала, поступающего ных измерительных преобразователей является основным функционал ным назначением операционного блока адресного устройства контроля Целью данной работы являлась разработка операционного ресного устройства контроля. Схемотехнически должны быть следующие функции: прием параметра от блока ввода, прием порога, хранение значения порога, сравнение порога и введенного метра, формирование признаков и передачи их в блок управления Для реализации основного функционального назначения операционн го блока был разработан алгоритм его работы. Были синтезированы циональная и принципиальная электрические схемы разрабатываемого устройства. Критерием выбора элементной базы являлось минимальное время задержки распространения нала. Этому критерию соответствуют интегральные микросхемы сторно-транзисторной логики приема значения порога и ния оптимальным является К155ИР1. Для сравнения введенного параметра К531СП1П. При помощи расчетов делено время задержки распростран ния сигнала t = 52,25 нс. Данная на представляет собой среднее задержки выходного сигнала относительно сигнала на входе Была тана потребляемая мощность, которая составила Р = 1,503 Вт уровня логической единицы использовались резисторы С2- R1 = 11кОм ± 5% и R2 = 110 кОм ± 5%. Для определения габаритных параметров печатной платы ного блока при помощи САПР SolidWorks был разработан е макет (рисунок). На подложке из стеклотекстолита расположены стра, три компаратора, два резистора и разъемы, обеспечивающие тацию блока. от первич- ь- . блока ад- обеспечены значения пара- . о- функ- сиг- транзи- . Для его хране- регистр порога и – компаратор было опре- е- величи- время . рассчи- . Для подачи 6-0 из ряда Е24 операцион- е электронный три реги- комму- 115 Электронный макет печатной платы блока индикации УДК 621.396 БЛОК ИНДИКАЦИИ МНОГОКАНАЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ДЕКОДИРОВАНИЯ Студент гр. 11303114 Шульжицкий Д. С. Ст. преподаватель Владимирова Т. Л. Канд. техн. наук, доцент Савелов И. Н. Белорусский национальный технический университет Информация о рабочем состоянии является неотъемлемой частью элек- тронных устройств, так как позволяет осуществлять непрерывный кон- троль за их работоспособностью. Целью данной работы является разработка блока индикации многока- нального устройства декодирования, имеющего семь индикаторов инфор- мации: «ПИТАНИЕ», «ОСТАНОВ», «РАБОТА», «ОШИБКА ВВОДА», «КАНАЛ 1», «КАНАЛ 2», «КАНАЛ 3» Последовательность работы блока индикации была описана в разработан- ном нами алгоритме. Была разработана функциональная схема устройства и выбрана его элементная база. При реализации блока индикации была выбрана микросхема 564ЛА10.Так как микро- схема рассчитана на Uп = 5В, следова- тельно постоянное прямое напряжение светодиода должно быть меньше Uп = 5В. В связи с чем в устройстве ис- пользован светодиод АЛ307КМ с посто- янным прямым напряжением 2 В. Согласно проведенным расчетам потребляемая мощность используемых логических элементов равна 724 мВт. Для корректной работы всего устрой- ства необходимо, чтобы импульсы, поступающие от генератора тактовой частоты, имели длительность больше, чем средняя задержка распростране- ния сигнала по схеме. Установлено что среднее время задержки распростра- нения сигналов в разработанной схеме составляет не более 726 нс. Разработана временная диаграмма, которая отражает зависимость ко- манды с тактовым импульсом и порядок выполнения этих команд. C помощью системы автоматизированного проектирования SolidWorks, был разработан электронный макет печатной платы блока индикации и оп- ределены ее габаритные размеры. 116 Электронный макет печатной платы блока ввода УДК 621.396 УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ БИТА ПАРИТЕТА ДВОИЧНОГО ЧИСЛА Студент гр. 11303114 Шавейко А. А. Ст. преподаватель Владимирова Т. Л. Канд. техн. наук, доцент Савелов И. Н. Белорусский национальный технический университет Устройства формирования бита паритета применяются в системах авто- матического регулирования технологических процессов, неразрушающем контроле и диагностике, системах безопасности, спортивной и информаци- онно-измерительной технике. Целью данной работы являлась разработка устройства формирования бита паритета двоичного числа. В соответствии с исходными данными (разрядность обрабатываемых данных, время ожидания момента времени следующего ввода данных) был разработан алгоритм работы устройства и структура лицевой па- нели управления устройством. Была разработана функциональ- ная схема отображает все блоки, вхо- дящие в устройство и определяет взаимодействие между ними. При выборе элементной базы учитывалось быстродействие микро- схем, в связи с этим электрическая принципиальная схема была выполнена на микросхемах серии КМДП( ИМС К155ЛА8, К555АП6, 1531ЛИ1, 564ТМ2, четырехразрядный регистр 155ИР1). Для коммутации блока ввода с операционным блоком в схеме предусмотрена установка разъемов MOLEX 5050731100, MOLEX 39-53-2184, MOLEX 51102-0200. Разработана электрическая принципиальная схема блока ввода. Потреб- ляемая мощность схемы составляет не более 3Вт, и время задержки сигнала – не более 40нс. Для осуществления компоновки разработанного устройства, при помощи системы твердотельного моделирования Solidworks, был разработан элек- тронный макет печатной платы. Габаритные размеры составляют не более 60х80х0,8 мм. Электронный макет печатной платы блока ввода УДК 621.396 БЛОК ВВОДА МНОГОКАНАЛЬНОГО УСТРОЙСТВА КОДИРОВАНИЯ Студентка гр. 11303114 Чижонок М. В. Ст. преподаватель Владимирова Т. Л. Канд. техн. наук, доцент Савелов И.Н. Белорусский национальный технический университет Многоканальное устройство кодирования является устройством образования информации в сигнал или в совокупность сигналов ным кодом. Целью данной работы была разработка схемотехнических решений ввода многоканального устройства кодирования. Блок ввода подключение или отключение от внешней шины ввода данных полнения работы было определена последовательность блока работы алгоритма. Для реализации основной целевой функции была функциональная схема устройства. Блок состоит из следующих модуль обеспечивающий подключение - отключение от шины ввода хранения восьмиразрядных данных и модуль хранения кода номера Выбор элементной базы производился учетом быстродействия инте росхем и влияния внешней среды ции устройства (закрытые о помещения). На основе выбора элементной разработаны принципиальная электрическая схема блока и диаграмма работы виде зависимости выполнения величины тактовых импульсов При помощи расчетов установлено, что потребляемая мощность ввода не превысит 0,12 Вт. Принятые схемотехнические решения время задержки прохождения сигнала не более 69 нс. Для определения габаритных размеров и оптимизации компоновки ройства кодирования при помощи САПР Solidworks был разработан тронный макет печатной платы. В результате выполнения работы все поставленные задачи полностью. 117 для пре- с определен- блока обеспечивает . В ходе вы- в виде разработана модулей: , модуль . с гральных мик- эксплуата- тапливаемые базы были устройства в команд от . блока обеспечат уст- элек- решены 118 УДК 654.9(075.8) СИСТЕМА ОХРАНЫ МАГАЗИНА БЫТОВОЙ ТЕХНИКИ Студент гр. 11301112 Агель А.Г. Ст. преподаватель Владимирова Т. Л. Белорусский национальный технический университет В то время как охранные системы позволяют обнаружить и передать сообщение о проникновении, системы контроля и управления доступом (СКУД) препятствуют несанкционированному доступу в контролируемые помещения, а также предоставляют возможность с высокой степенью ве- роятности определить кто, в какой момент времени и как долго находился в том или ином помещении. Для эффективного использования оборудования технических средств охраны (охранная, пожарная сигнализация, контроль доступа) необходимо обеспечить оперативное управление всей системой в целом. Для этой цели используются аппаратно-программные комплексы управления: интегриро- ванные системы охраны (ИСО). ИСО позволяют обеспечить высокий уро- вень безопасности и упростить задачу предупреждения преступных пося- гательств как на материальные ценности, так и на интеллектуальную соб- ственность пользователя, а в случае возникновения таких ситуаций быстро и эффективно пресекать их. Одна и та же ИСО может быть использована на объектах разного типа: крупные промышленные предприятия, банковские объекты, офисы, адми- нистративные здания и т.п. Для того чтобы организовать эффективную и экономически выгодную ИСО конкретного объекта требуется учесть все особенности объекта. Были выявлены отличительные особенности здания магазина: наличие большого количества помещений требующих разных режимов доступа (санкционированный, свободный, запрет доступа) в установленные интер- валы времени (время приема посетителей, время внутренней работы со- трудников);большое число посетителей (наш объект - магазин);учет рабо- чего времени сотрудников, обязательная идентификация каждого пользо- вателя системы;использованиеProximity-технологии для идентификации субъектов доступа;наличие электронных баз данных, хранящих и обраба- тывающих информацию, а также систем управления базами данных; раз- ные типы информационных систем (систем документооборота); разнооб- разные информационные ресурсы и т. д. Для организации СО магазина бытовой техники была выбрана ИСО «Орион», которая позволит минимальными аппаратными средствами реализовать сложные алгоритмы работынашего объекта. 119 УДК 681.121.83 ТЕПЛОВЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ МИКРОНАГРЕВАТЕЛЯ С УГЛЕРОДНОЙ НИТЬЮ ДАТЧИКА СКОРОСТИ ПОТОКА НА АЛЮМИНИЕВОМ ОСНОВАНИИ С НАНОПОРИСТЫМ Al2O3 Канд. физ.-мат. наук Чернякова К. В., Канд. техн. наук, доцент Врублевский И. А., Тучковский А. К., Канд. техн. наук Аль-Адеми Я. Т. А. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Цель настоящего исследования – изучение теплового режима работы электрического микронагревателя с углеродной нитью, расположенной на поверхности алюминиевого основания со слоем нанопористого оксида алю- миния, определение градиента температуры между углеродной нитью и поверхностью. Тепловое поле образца исследовали с помощью неохлаждае- мого тепловизора (MobIR М4). Эксперименты показали, что при мощности микронагревателя 6,8 Вт температура углеродной нити была (150±4) ºС, и на поверхности – в преде- лах (46,0±0,3) ºС (рисунок). Наличие значительного температурного гради- ента (около 100 ºС) свидетельствовало о хороших теплоизолирующих ха- рактеристиках слоя между углеродной нитью (электронагревательный эле- мент) и алюминием, а также о правильном выборе конструкционных мате- риалов. а б Результаты тепловых измерений: (а) тепловая картина на поверхности алюминиевого основания с нанопористым оксидом алюминия и микронагревателем из углеродной нити (6,8 Вт); (б) профиль температуры вдоль линии L1 120 УДК 681 ДЕФЕКТЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДАХ И ПРИЧИНЫ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ Магистрант Батура А.М., студентка гр. 11312114 Зданович С. В. Канд. техн. наук, доцент Воробей Р. И. Ст. преподаватель Самарина А. В. Белорусский национальный технический университет Целью проведения оперативного обследования потенциально опасных производственных объектов является обнаружение дефектов, определение возможных причин их появления, оценка влияния на фактическое текущее состояние. Дефект – каждое отдельное несоответствие продукции требо- ваниям, установленным нормативной документацией. При мониторинге сварных соединений магистральных маршрутных трубопроводов установлено, что наиболее часто выявляемыми дефектами являются: поры, несплавления (непро- вары) и шлаковые включения (шлак). На рис. 1 представлено процентное содер- жание годных сварных швов, а также с наличием брака. При анализе полученных данных установлено, что причина образования дефектов связана с несоответствием технологических требований в процессе сварочных работ. Исходя из данных, построена диаграмма Парето с указа- нием причин образования дефектов (рис. 2). Рис.2. 1 – некачественная зачистка корневого слоя шва; 2 – несоблюде- ние режимов сварки; 3 – некачественная подготовка кромок торцов труб; 4 – нарушение режима прокалки электродов; 5 – не выдержан зазор при сборке труб; 6 – отсутствие просушки торцов труб; 7 – неприменение ин- вентарных укрытий; 8 – несоблюдение расстояния между продольными швами труб. 121 УДК 681 МАТРИЧНЫЕ ДЕТЕКТОРЫ НА ОСНОВЕ АМОРФНОГО СЕЛЕНА Магистрант Батура А. М., студентка гр. 11312114 Зданович С.В. Ст. преподаватель Куклицкая А.Г. Белорусский национальный технический университет Рентгеновские детекторы на основе аморфного селена (a-Se) являются матричными детекторами с прямым преобразованием энергии квантов в электрический заряд. Принцип работы таких детекторов следующий: в исходном состоянии на общий электрод детектора подано постоянное напряжение, при этом вторые обкладки конденсаторов заземлены. В рабочем объеме детектора создается электрическое поле. Во время экспозиции рентгеновского излу- чения на затворах транзисторов задан отрицательный потенциал и они закрыты. В точке поглощения квантов вследствие фотоэффекта происхо- дит генерация электронно-дырочных пар. Возникшие неравновесные элек- троны и дырки под действием электрического поля движутся в разные стороны параллельно электрическому полю. В канале возникает электри- ческий ток, который заряжает конденсатор. За время экспозиции конден- саторы в каналах детектора заряжаются, причем накопленный заряд про- порционален числу поглощенных квантов в этом канале. Для считывания информации подают управляющий сигнал, пропорциональный заряду конденсатора, а также числу поглощенных квантов, считываемых с канала. Использование цифровых детекторов на основе аморфного селена име- ет ряд преимуществ перед аналоговыми детекторами. К достоинствам использования матричных детекторов относятся: меньшее время экспози- ции, отсутствие затрат времени на проявку пленок, высокое качество снимков. При использовании детекторов данного типа сокращаются затра- ты на обслуживание и эксплуатацию, так как отсутствует необходимость в хранении пленки и химикатов; утилизации источника. Также достоинст- вом является уменьшенные трудозатраты, так как контроль может прово- дить один оператор, в то время когда с аналоговой регистрацией работают два радиографиста. 122 УДК 681 УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В МАГИСТРАЛЬНЫХ МАРШРУТНЫХ ТРУБОПРОВОДАХ Магистрант Батура А. М, студентка гр. 11312114 Зданович С. В. Канд. техн. наук, доцент Воробей Р. И. Белорусский национальный технический университет При проведении сварочных работ на трубопроводах, появление дефек- тов неизбежно. Дефекты оказывают негативное влияние на внешний вид сварных соединений, их технические характеристики, а также на надеж- ность. В связи с этим возникает необходимость в проведении неразру- шающего контроля (НК). Это обезопасит конструкцию еще до того, как начнется непосредственная эксплуатация трубопровода. Одним из методов НК является акустический контроль. В основе ульт- развукового метода – акустические изменения, которые происходят когда сквозь исследуемое соединение проводят звуковые колебания со сверхвы- сокой частотой. Ультразвуковой контроль стыковых соединений проводят путем поочередной установки щупа по обеим сторонам проверяемого шва. В процессе контроля щуп-искатель плавно перемещают вдоль обеих сто- рон шва по зигзагообразной линии, систематически поворачивая его на 5– 10 ° в обе стороны для выявления различно расположенных дефектов. Прозвучивание производится как прямым, так и отраженным лучом. В стыковых соединениях при толщине металла менее 20 мм усиление шва не дает возможности установить щуп так, чтобы ультразвуковой луч прохо- дил через корень шва. При обнаружении дефекта в сварном соединении на экране дефектоскопа появится импульс. С помощью ультразвукового метода контроля можно выявить следую- щие дефекты: поры; несплавления (непровары); дефекты свищеобразного характера и другие. Ультразвуковой метод контроля имеет следующие достоинства: высо- кая чувствительность; компактность оборудования и приборов; возмож- ность проведения контроля в «полевых» условиях. К недостаткам ультразвукового контроля относятся: необходимость подготовки соединения к контролю; данные о дефекте часто оказываются ограниченными, следовательно, сложно определить его вид и размер. 123 УДК 681 ОБНАРУЖЕНИЕ ПОЖАРА В АВИАЦИОННОМ АНГАРЕ Студент гр. 11301212 Безлюдов А. А. Канд. физ-мат. наук, доц. Антошин А. А. Белорусский национальный технический университет Авиационные ангары являются зоной затрудненного обнаружения воз- горания из-за большой площади обнаружения и электрических помех. Своевременно обнаружить возгорание в таких условиях могут извещатели двух типов: газовые и извещатели пламени. Однако пожарная нагрузка, характерная для авиационного ангара, не полностью соответствует харак- теру обнаруживаемых факторов пожара газовыми извещателями, а изве- щатели пламени являются достаточно дорогостоящими. В работе обосно- вано применение максимального теплового извещателя. Скорость обнаружения загорания является критическим условием. Со- гласно испытаниям федерального управления гражданской авиации США обшивка фюзеляжа самолета способна противостоять огню всего 45 се- кунд. Аподача огнетушащего вещества является дорогостоящей, имеет разрушительное воздействие на судно, увеличивает стоимость утилизации. В работе применен метод расчета эффективности размещения точечно- го максимального теплового извещателя, изложенный в NFPA72, с целью недопущения вывода из строя транспортных средств, хранящихся в ангаре. При выборе класса извещателя применен метод последовательных при- ближений. При расчете критического времени обнаружения пожараучтены характеристики окружающей среды, размера очага возгорания, вид горю- чего вещества, инерционность установок пожаротушения. В целях недопущения вывода из строя транспортных средств за крити- ческую принята температура 130 °С – температура размягчения поликар- боната. Очаг возгорания представляет собой разлитое авиационное топли- во площадью15 м2. Помещение ангара характеризуется значительным внутренним объемом: при площади пола 324 м2 высота составляет 10 м. Установлено, что результирующая температура извещателей на 40 с пожара при их размещении на расстоянии 9,5 м друг от друга на высоте 9 м составит 70,3 °С.Поскольку максимальная температура срабатывания порогового теплового извещателя класса A1 составляет 65 °С, а постоян- ная времени извещателей других классов превышает критическое время обнаружение пожара, то поставленную цель гарантированно выполнит только максимальный тепловой извещатель класса А1. Проведено описание способа размещения максимального теплового пожарного извещателя в авиационном ангаре. Несмотря на требования ТНПА в части размещения точечных максимальных тепловых извещате- 124 лей, показано, что их применение обеспечит обнаружение возгорания в период критического времени обнаружения пожара. Это в сочетании с применением быстродействующих установок пожаротушения позволяет обеспечить безопасность транспортных средств, хранящихся в ангаре. УДК681 АРТИКУЛЯЦИОННЫЙ МЕТОД ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ЗВУЧАНИЯ РЕЧЕВОГО СИГНАЛА Аспирант кафедры ИИТТ Бобрикович А. Д-р тех. наук, профессор Гусев О. К. Канд. тех. наук, доцент Воробей Р. И Белорусский национальный технический университет Эффективная полоса пропускания звуковоспроизводящего тракта для речевого сигнала лежит в области 300–3400 Гц. Первичным параметром определяющим качество такого сигнала, является разборчивость. Приве- денный метод используется для осуществления испытаний по оценке раз- борчивости речевого сигнала, которыe проводятсяэкспертами. Основопо- лагающей в этом случае является статистическая достоверность результа- товоценки [1]. Для осуществления контроля, подготавливается таблица исходных ре- чевых образов, регламентированная стандартом ГОСТ Р 50840–95 и запи- санная профессиональными дикторами, которая воспроизводится через испытываемый звуковой тракт. Сопоставляя воспринятую звуковую ин- формацию с исходным материалом, эксперты делают вывод о качестве разборчивости звукового тракта. Артикуляционный метод существенно применяется и для оценки качества разборчивости радиопередающих трактов совместно с «Методом комплексно- го статистического контроля передачи сигналов». Передающиеся в эфире артикуляционные таблицы прослушиваются экспертами. Результаты эксперт- ных протоколов статистически обрабатываются и достоверность таких субъ- ективных испытаний коррелирует с объективными измерениями параметра формы огибающей сигнала, что определяет возможность проведенияпериоди- ческого технологического контроля качества передачи звукового тракта. Дан- ный принцип позволяет отслеживать и корректировать измененияразборчи- вости речи и качества звучания из-за неполадок в радиопередающей аппара- туре, при введении в испытываемый тракт дополнительных устройств или замены компонентов тракта. Литература Ковалгин Ю. А. Вологдин Э. И. «Аудиотехника» – М.: Горячая ли- ния – Телеком, 2013. – 687 с. 125 УДК 681 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРОВОДОНАГРЕВАТЕЛЯ АККУМУЛЯЦИОННОГО С ТЕРМОИЗОЛЯЦИЕЙ ЗАКРЫТОГО ЭВАД-50/1,6М Студентка гр. 11312112 Буйко А. П. Д-р тех. наук, профессор Джилавдари И. З. Белорусский национальный технический университет Электроводонагреватель аккумуляционный с термоизоляцией закры- тый предназначен для использования в быту для нагрева воды ниже точ- ки кипения (35–77) ̊С и автоматического поддержания заданной темпера- туры в течении всего времени включения водонагревателя в электросеть. Основные преимущества: резервуар выполнен из нержавеющей ста- ли; трубчатый нагревательный элемент выполнен из латуни. экономичен, эффективная теплоизоляция; пожаробезопасен, исключена возможность нагрева без воды; электробезопасен в работе, предусмотрена защита от перегрузок; имеет защиту от перегрева, обратный, предохранительный и перепускной клапан. Для оценки соответствия параметров и характеристик электроводона- гревателя предлагается программа и методика испытаний, которая со- держит перечень необходимых проверок, проводимых во время испыта- ний. Например, резервуар водонагревателя, который рассчитан на дли- тельный срок эксплуатации, необходимо проверить на отсутствие течей в сварных швах резервуара. Данная методика предусматривает испытания на герметичность резервуара пробным давлением воды (0,7+0,1) МПа. Программа и методика испытаний включает проверки такие, как: – проверка внешним осмотром соответствия водонагревателей конст- рукторской документации, требованиям технических условий; – проверка электробезопасности и функционирования; – проверка комплектности, качества упаковки и ее маркировки. Предложенная программа и методика испытаний обеспечат требуе- мую надежность и высокую работоспособность электроводонагревателя. 126 УДК 620.18 КАЛИБРОВКА РАСХОДОМЕРА ATEQ Студентка гр. 11312112 Бычик А. С. Канд. тех. наук, доцент Воробей Р. И. Белорусский национальный технический университет Постоянное дорожание традиционных импортируемых в Республику Беларусь энергоносителей, в частности газа, негативно сказывается на экономическом состоянии государства. В Беларусь импортируется 99,2 % потребляемого природного газа. Поэтому возникает потребность в исполь- зовании расходомеров с высокой точностью измерения и с целью предот- вращения утечки газа. Расходомеры бывают: струйные, ультразвуковые, тепловые, вихревые, барабанные, турбинные и другие. Расходомер ATEQ обладает рядом достоинств перед выше перечисленными устройствами учета газа: простота и надежность преобразователя расхода, отсутствие подвижных частей, достаточно высокая точность измерения, независи- мость показаний от температуры, стабильные метрологические характери- стики. ATEQ – расходомер, работающий на принципе измерения падания давления при помощи дифференциального трансдьюсера, установленного параллельно трубке калиброванного потока. Когда газ проходит через трубку калиброванного потока (ламинарного потока), то давление изменя- ется пропорционально потоку  = ∆/8, где  – вязкость текущей среды,  – длина трубки калиброванного потока,  – поток, R – радиус трубки калиброванного потока, ∆ – падение давле- ния в трубе калиброванного потока. Расходомеры ATEQ (приборы для измерения расхода), изготовленны французской компанией ATEQ, поэтому возникает необходимость в раз- работке методики калибровки. Включает методика следующие основные этапы: вводная часть, операции калибровки, средства калибровки, требо- вания безопасности, условия калибровки, подготовка к калибровке, прове- дение калибровки, обработка результатов измерений, оформление резуль- татов измерений. Данная методика распространяется на расходомеры ATEQ и устанавливает калибровку по эталону расхода (эталонному ка- либратору расхода ATEQ CDF). Методика калибровки разработана в со- ответствии с требованиями ТКП 8.014, СТБ ИСО МЭК 17025–2007. Реко- мендуемый межкалибровочный интервал 2 года. ATEQ CDF – многодиапазонный переносной испытательный стенд для проверки детекторов утечки и, в частности, приборов ATEQ. Он измеряет потери, используя дифференциальный сенсор, расположенный на выходе трубки калиброванного потока. 127 УДК 628.921 ПРИБОР ДЛЯ ОЦЕНКИ ОСВЕЩЕННОСТИ НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ Студенты Губенко Е. А., Василенко Д. И., Мараховская О. Ю. Канд. техн. наук Пивторак Д. А. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Зрение является важнейшим органом чувств, благодаря которому чело- век получает более 80% всей информации. Поэтому вопросам комфортной работы зрительного аппарата посвящен большой объем медицинских ис- следований, результатом которых явилась разработка санитарно- гигиенических норм с требованиями к уровню освещенности на рабочих местах, отраженных, например, в СНИП 23.05-95. При этом в основном нормируются уровни минимальной освещенности. Исключение составляют требования к рабочим местам, оборудованны- ми мониторами компьютеров. Данные требования нормируют уровни не только минимальной, но и максимальной освещенностей. Такая разница в подходе к нормированию не является случайной. На компьютерном рабо- чем месте при работе с документом работник постоянно переводит взгляд с документа на экран дисплея и наоборот. Если при этом будет резко ме- няться яркость рассматриваемого объекта, то возникнет повышенная утомляемость глаз. Поэтому уровни яркости экрана монитора и документа должны максимально соответствовать друг другу. В настоящее время, при организации рабочего места с компьютером, руководители должны выполнять требования санитарных правил СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03, которые гласят, что «Освещенность на поверхности сто- ла в зоне размещения рабочего документа должна быть 300–500 лк». Оче- видно также, что данные требования никто не выполняет из-за отсутствия измерительных приборов – люксметров. В работе разработан прибор, предназначенный для измерения уровня освещенности на рабочих местах, содержащих мониторы компьютеров с выдачей световых информационных сигналов о нахождении измеренной освещенности в заданных пределах. Разработана электрическая принципи- альная схема прибора. В качестве чувствительного элемента, реагирующе- го на освещенность, использован фоторезистор, кривая спектральной чув- ствительности которого максимально соответствует кривой спектральной чувствительности глаза человека. Фоторезистор включен по схеме делите- ля напряжения. Сигнал с делителя поступает на вход АЦП микроконтрол- лера, который по заданной программе проводит его пороговую обработку. В зависимости от уровня освещенности, будет загораться один или не- сколько светодиодов. 128 УДК 681 ТЕХНИЧЕСКОЕ ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ОБСАДНЫХ КОЛОНН Студенты гр.11312113 Зубрей И. С., Карпович С. К. Белорусский национальный технический университет Скважины эксплуатируются при воздействии не очень благоприятных на- ружных моментов: температуры, пульсации, давления, враждебность среды, механического влияния на обсадную колонну скважин. Одной из своевремен- ных задач, образующихся при эксплуатации скважин, считается контроль технического состояния обсадных колонн и, соответственно – увеличения срока их эксплуатации. К основным видам дефектов обсадных колонн относят: сосредоточенный желобной износ замками и трубами бурильной колонны в местах интенсивно- го искривления и перегибов стволов скважин; порезы и иссечение внутренней поверхности труб резцами долот при разбуривании цементных стаканов; де- формация и смятие обсадных колонн; порывы и трещины по телу труб; сквоз- ные протертости и ослабления резьб в муфтовых соединениях; потеря герме- тичности в муфтовых соединениях и по телу труб; коррозионные поврежде- ния. Техническое диагностирование колонн проводиться с применением мето- дов неразрушающего контроля, а именно методами геофизического исследо- вания, в соответствии с действующими нормативными документами. К этим методам относятся: трубная профилеметрия, электромагнитная дефектоско- пия, магнитоимпульснаятолщинометрия, гамма-дефектоскопия, акустический каротаж, высокочувствительная термометрия, спектральная шумометрия, резистивиметрия. К наиболее эффективным методам технической диагностики колонн отно- сится магнитоимпульсная дефектоскопия, основанная на эффекте возбужде- ния в колонне тока индукции путем воздействия на нее импульсным магнит- ным полем с последующей регистрацией спада электродвижущей силы, наве- денной в трубах. По характеру этого изменения определяется толщина колон- ны и оценивается наличие и характер дефектов. Преимущество метода состо- ит главным образом в возможности проведения исследований в многоколон- ных конструкциях. Для исследования технического состояния колонн методом магнитоим- пульсной дефектоскопии используется прибор МИД-НМ-А42. Прибор позво- ляет исследовать колонны с внутренним диаметром 40–100 мм и с погрешно- стью измерения толщины стенки трубы ±0.25 мм. Постоянный мониторинг скважин выше описанным методом позволит осуществить контроль их технического состояния до наступления поврежде- ний и предусмотреть возникновение осложнений и аварийных ситуаций. 129 УДК 681 ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК ГАЗА ИЗ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ РЕЛАКСАЦИОННЫМ МЕТОДОМ Студенты гр. 11312113 Горбатенко П. Д., Квятковский А. К. Ст. преподаватель Куклицкая А. Г Белорусский национальный технический. университет Для обнаружения утечек газа из магистральных газопроводов предлага- ется использовать беспилотный летательный аппарат производства РБ и метод релаксации. Над диагностируемой трассой запускают беспилотный летательный ап- парат, оборудованный системой, состоящей из видеокамеры, тепловизора и системы спутниковой навигации. Беспилотный летательный аппарат, пере- мещаясь по заданному маршруту, осуществляет запись и передачу на Землю цифровой диагностической информации в виде последовательности привя- занных к карте изображений. Стационарный комплекс на Земле в режиме реального вре- мени осуществляет сшивку изображений в ленту, а также обработку и анализ полученной цифровой информации с целью выявления мест разрывов и утечек. Аномалии температуры служат индикаторами дефектов, а величина температурных сиг- налов и их поведение во време- ни лежат в основе оценок пара- метров объектов. Метод основан на обнаружении тепловых аномалий на поверхности почвы, вызываемых резким перепадом давления газа при выходе из канала утечки и появлением локальных тепловых градиентов в слое почвы над трубопроводом. Релаксация – процесс установления термодинамического равновесия или восстановления устойчивого положения в физической системе. Метод ре- лаксации используется для решения задач стационарной теплопроводности в телах сложной конфигурации, когда при расчете температурного поля дифференциальное уравнение теплопроводности не поддается аналитиче- скому решению, и задача решается методом последовательных приближе- ний. Результаты расчетов озволяют сделать вывод о наличии нестационар- ного источника тепла, который может быть течью. 130 УДК 621.396.6 СИНТЕЗ АЛГОРИТМА РАСПОЗНАВАНИЯ ЛИЦ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ИЗВЕСТНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ Студент гр. ИУ8-101 (специалист) Сараева Е. С. Канд. техн. наук, профессор Чичварин Н. В. Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана В рамках данной статьи будет приведен синтез алгоритма распознавания лиц на изображениях на основе анализа известных технических решений для следующей задачи. Синтезированный алгоритм должен решать задачу иден- тификации человека по лицу в условиях стабильного офисного освещения. Предполагается использование синтезированного алгоритма для идентифика- ции людей в режиме реального времени, соответственно алгоритм должен требовать как можно меньшее количество вычислительных ресурсов компью- тера, чтобы не мешать нормальной работе пользователя. Идентификация должна происходить в два этапа: обнаружение лица в кад- ре, затем идентификация найденного лица. На сегодняшний день известны следующие алгоритмы обнаружения лица: алгоритм Виолы-Джонса, алгоритм Ли на основе SURF-дескрипторов, алгоритм PICO на основе композиции простых бинарных классификаторов, а так же алгоритм на основе сверхточ- ных нейронных сетей СNN. Тестирование каждого алгоритма проводится на 70 фотографиях в высоком разрешении, каждая из которых содержит одно, либо несколько лиц. Все фотографии были найдены в Интернете и находятся в свободном доступе. Ниже приведены 3 диаграммы, демонстрирующие эф- фективность приведенных алгоритмов и быстроту обработки. Для тестирова- ния были выбраны базовые реализации всех алгоритмов, доступные в Matlab или OpenCV. На основании приведенных данных в качестве основы для распознавания будет выбран алгоритм на основе SURF. Он демонстрирует наилучшие результаты в поставленных условиях. Далее будет произведен выбор алгоритма идентификации лица. На сегодняшний день наилучшими считаются следующие алгоритмы: матод главных компонент, линейный дискриминантный анализ, синтез объектов линейных классов, гибкие контурные модели лица, сравнение эластичных графов, методы, основанные на геометрических характеристиках лица, сравнение эталонов, группа алгоритмов оптического потока, скрытые Марковские модели, корреляционные методы, детектор Харриса, многослойные нейронные сети и SURF детектор особенностей. Часть этих алгоритмов рассмотрена не будет по причине высоких вычислительных затрат. 131 Результаты тестирования алгоритмов поиска лиц на изображениях. Оценка эффективности известных алгоритмов распознавания. Метод главных компонент [1] 92% Линейный дискриминантный анализ [2] 91,5% Синтез объектов линейных классов Менее 50% Методы, основанные на геометрических характеристиках лица Менее 50% Сравнение эталонов 80% Скрытые Марковские модели [3] 84% Корреляционные методы Около 75% Детектор Харриса 93% SURF детектор особенностей 96% На основании приведенных данных об эффективности алгоритмов, делаем вывод о целесообразности использования SURF детектора особенностей. Для повышения качества распознавания возможно сочетание выбранного метода со сравнением эталонов. Литература 1. Мокеев В.В. Об эффективности анализа и распознавания изображений методом главных компонент и линейным дискриминантным анализом. Вест- ник ЮУГУ, выпуск 3, том 13, 2013г. 2. Мокеев А.В. Об эффективности распознавании лиц с помощью линей- ного дискриминантного анализа и метода главных компонент. Бизнес- информатика, выпуск 3, с. 44-54. 2015 3. Nefian A.V. Face detection and recognition using hidden Markov models. Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA 30332. 132 УДК 536.46 ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ ПРОГРАМНО-АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА TIME CATCHER Кольчевская И.Н., Кольчевская М. Н. Доцент Кольчевский Н.Н. Белорусский государственный университет Обычная цифровая камера может применяться как регистрирующий или измерительный прибор, что позволяет создавать новые измерительные уст- ройства и комплексы. Очень часто требуется долгое и рутинное наблюде- ние за объектом исследования, в связи с медленно изменяющимися его ха- рактеристиками. Для наблюдения и регистрации параметров процессов горения, установления их закономерностей была использована система Time Catcher, предназначенная для получения изображений в заданном проме- жутке времени с заданным интервалом. Горение – сложный, быстро протекающий химический процесс в боль- шинстве случаев представляющий собой окислительно-восстановительные реакции, сопровождающиеся выделением тепла и света. Исследовался про- цесс горения деревянных палочек в зависимости от угла образуемого палоч- кой с вертикалью и условий поджега. Исследовались скорость горения, раз- мер области горения, зависимости процесса горения от угла, образуемого деревянной палочкой с вертикалью и скорости движения горящей палочки. На начальной стадии горения производилось воспламенение до появления устойчивого горения. Затем записывалось видео отражающее процесс горе- ния. Проведено более 100 опытов, выполнена оцифровка результатов, про- ведены расчеты и построены графики в программном пакете Origin. Иссле- довался фронт пламени и его самопроизвольное пространственное распро- странение. Самопроизвольное пространственное распространение пламени возможно только при достижении критического угла, либо критической скорости палочки. Полученные результаты позволяют проектировать поме- щения и способы размещения горючих материалов для предотвращения самопроизвольного возгорания и распространения пожаров. Литература Теория горения и взрыва: конспект лекций / сост. П.П.Воднев – Улья- новск : УВАУ ГА(И), 2010. – 180 с. 133 УДК 620.179 МЕТОДЫ УМЕНЬШЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ТЕНЗОРЕЗИСТИВНЫХ ДАТЧИКОВ Студентка гр. ПМ-31 (бакалаврант) Сокуренко О. С. Ст. преподаватель Зайцев В. Н. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Датчики давления предназначены для регистрации измеряемой ве- личины. Не всегда бывает простой задачей выделение полезного ин- формативного сигнала, поэтому решать ее приходится различными путями [1,2]. Различают динамическое воздействие, которое чаще всего оказывает- ся со стороны измеряемой среды, и квазистатическое – которое обычно имеет место со стороны окружающей среды воздействие температуры (медленно меняющееся со временем). Температурная погрешность влия- ет на выходной сигнал первичных преобразователей [1]. Можно выделить три основных группы методов уменьшения темпе- ратурной погрешности – конструктивную, схемную и конструктивно- схемную. Таким образом, для уменьшения температурных погрешностей при разработке высокотемпературных и термоустойчивых терморезистивных датчиков давления, необходимо следовать следующим требованиям: • конструктивно равномерно распределять тепловое воздействие на элементы в цепи преобразования датчика; • не допускать возможности перегрева элементов конструкции терморезистивного датчика; • стремиться использовать в электрических и контактных соедине- ниях измерительных цепей датчика однородные металлы и сплавы, для контактных соединений – металлы и сплавы с высокой электро- проводностью; • концентрировать элементы измерительной цепи датчика в зонах равных температур, стремиться к концентрации их в одной точке; • выбирать материалы с температурнонезависимым модулем упруго- сти или незначительно меняющимся в рабочем интервале температур; • применять материалы с низким температурным коэффициентом сопротивления и низким коэффициентом объемного расширения. 134 Литература 1. Васильев В. А. Классификация и методы уменьшения темпера- турных погрешностей датчиков на основе твердотельных структур // Датчики и системы. – 2001. – № 12. – С. 6 –7. 2. Васильев В. А. Уменьшение влияния дестабилизирующих факторов на информативный сигнал датчиков // Там же.– 2002.– № 4. – С. 12 – 15. УДК 535.317 ОДНООСНЫЙ СТЕНД ВРАЩЕНИЯ Студенты гр.120831-ПБ Понитков Е. И., Толмачев К. М. Канд. техн. наук, доцент Шведов А. П. Тульский государственный университет При разработке навигационных приборов, использующих: гироско- пы, датчики угловой скорости, акселерометры и т.п., требуется их про- верка и дальнейшая калибровка. Для этого применяются устройства, которые могут точно задавать параметры вращения. В связи с этим особый интерес представляет разработка стенда вра- щения для датчиков крена и датчиков угловых скоростей, работающих в диапазоне частот вращения до 20–30 Гц. На сегодняшний день существуют стенды, которые позволяют зада- вать такое вращение, например: ВПС ИУ-2 (отечественный), АcutronicAC1120S (импортный). Существующее стендовое оборудова- ние, как правило, дорого. При этом оно не позволяет обеспечить син- хронизацию выходных сигналов исследуемого прибора и тарированного сигнала со стенда. На больших частотах вращения рассинхронизация данных может привести к методической погрешности, которая может значительно превышать погрешности прибора. Это в ряде случаев не позволяет адекватно оценить точность исследуемого прибора. В связи с этим актуальной является задача разработки стенда позво- ляющего обеспечивать: задание параметров вращения, съем и передачу данных, а также точную синхронизацию показаний приборов и стенда. На кафедре «Приборы управления» ТулГУ был разработан стенд с возможностью синхронизации данных и программным управлением с помощью компьютера. Для определения положения вала в состав стенда введен оптический абсолютный однооборотный энкодер, так же являю- щийся разработкой кафедры «Приборы управления». В работе показан принцип работы стенда и его реализация. 135 УДК 681 ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗМЕЩЕНИЯ ТОЧЕЧНЫХ ТЕПЛОВЫХ ПОЖАРНЫХ ИЗВЕЩАТЕЛЕЙ В ТОРГОВОМ ЦЕНТРЕ Студент гр. 11301212 Тростянко С. И. Канд. физ-мат. наук, доцент Антошин А. А. Белорусский национальный технический университет Одной из главных задач любой системы пожарной сигнализации яв- ляется уменьшение последствий от возможных пожаров. Основой сис- темы пожарной сигнализации являются пожарные извещатели. Обеспе- чивая быстрое и надежное обнаружение пожара, пожарные извещатели предопределяют своевременность и эффективность всего комплекса мероприятий по защите людей и устранению очага пожара. Поэтому для надежного функционирования системы пожарной сигнализации очень важно наиболее оптимально подобрать типы применяемых извещателей и определить места их установки. При выборе типа точечного теплового пожарного извещателя необходимо учитывать тепловой порог и инер- ционность срабатывания извещателя, а также характеристики возмож- ного места его расположения. Несмотря на большое разнообразие различных по назначению по- мещений в зданиях торговых центров наиболее часто пожары встреча- ются в помещениях офисного типа таких как: кабинет директора, руко- водителей отделов, бухгалтерии, рекламные отделы. В результате по- жаров происходит уничтожение бумажных документов, а в дальнейшем и обрушение строительных конструкций из-за воздействия больших температур. В работе выполнен расчет динамики вероятного пожара и инерцион- ных свойств различных классов точечных тепловых пожарных извеща- телей в здании торгового центра в кабинете директора по методике представленной в NFPA 72, целью которых в системе пожарной сигна- лизации являлось обеспечение сохранности бумажных документов и недопущение обрушения строительных конструкций выполненных из железобетона. Методом последовательных приближений осуществлен выбор пожарного извещателя и с учетом коэффициента отклика пожар- ного извещателя, радиального расстояния до центра пожара, температу- ры под потолком в критическое время обнаружения пожара, определено 136 расстояние между точечными тепловыми пожарными извещателями, при котором они гарантировано и своевременно обнаружат пожар. По результатам расчетов установлено, что точечный тепловой по- жарный извещатель класса А1 обеспечит обнаружение возгорания в период критического времени обнаружения пожара при расстоянии между извещателями не более 3,1 метра. Представленная методика рас- чета может быть использована для определения эффективности разме- щения точечных тепловых пожарных извещателей в зданиях и помеще- ниях, в которых возможные сценарии возникновения пожаров сопрово- ждаются медленным процессом тепловыделения, так как при пожарах с быстрым процессом тепловыделения система пожарной сигнализации является неэффективной. УДК 621.382 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ И ПРИБОРОВ СИЛОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ Студент гр. 11303114 Чижонок М. В. Канд. физ.-мат. наук, доцент Сопряков В. И. Белорусский национальный технический университет Контроль качества и диагностика отказов являются важнейшими со- ставляющими технологического процесса. Электропараметрический контроль силовых приборов и структур в большинстве случаев не выяв- ляет признаков неустойчивости протекания тока, связанной с неодно- родностью распределения удельного сопротивления и структурных де- фектов. В настоящей работе предложен комплекс методов контроля исходного кремния, а также диодных структур и готовых приборов. В качестве информативного параметра, который контролируется в области высоких обратных напряжений и связан с неоднородностью материала и дефектами структуры была выбрана разность между напря- жением пробоя и напряжением включения первой микроплазмы (∆U). Для измерения величины ∆U применялась техника двойного дифферен- цирования вольт-амперных характеристик, позволяющая разрешать отдельные микроплазмы. В работе показано, что значения ∆U для кон- трольных и потенциально ненадежных элементов значительно различа- ются. Другим эффективным методом прогнозирования надежности явля- ется измерение низкочастотного шума, который связывается с дефек- 137 тами структуры, состоянием поверхности и контактов. Измерялось среднеквадратическое значение флуктуаций обратного тока при напря- жении 200 В. Коэффициент корреляции флуктуаций и ∆U оказался равным 0,85. В работе показана возможность применения метода измерения фото- ЭДС на межфазовой границе полупроводник-электролит для неразру- шающего входного и операционного контроля полупроводниковых пла- стин и структур, используемых в производстве силовых диодов. Их особенностью является наличие поверхностного нарушенного слоя, необходимого для получения надежных контактов. Метод измерения фото-ЭДС, однако, дает хорошие результаты только на пластинах с уда- ленным нарушенным слоем. Применение аммиачно-перекисной отмыв- ки кремниевых пластин, поступающих в производство, позволило вы- явить на излучении Не-Ne лазера с длиной волны λ = 0,63 мкм пластины с макрофлуктациями сигнала до ± 30 % на длине 1 мм. Исследование влияния длины волны излучения показали, что при λ = 0,8 мкм, соответ- ствующей ширине запрещенной зоны кремния, величина фото-ЭДС возрастает в 7…8 раз, что значительно облегчает проведение контроля. 138 СЕКЦИЯ 2. КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ПРИБОРОВ УДК 621.792.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТИ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИМПЛАНТАТОВ СПОСОБОМ ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ Студентка гр. 11302115 Потапенко Е.А. Ассистент Монич С.Г. Белорусский национальный технический университет Емкость, или объем углублений характеризует пространственные пара- метры микрорельефа. Исследование емкости поверхности является достаточ- но информативным показателем остеоинтегрирующей функции имплантата, так как известно, что чем большую емкость поверхности имеет имплантат, тем крепче он свяжется с белковыми молекулами жидкой среды организма человека. В настоящее время одним из способов, позволяющим определить емкость поверхности является способ, заключающийся в раскатывании масла по обра- ботанной поверхности роликом. Однако данный способ обладает тем недос- татком, что емкость определяют косвенно, путем пересчета толщины пленки в емкость поверхности [1]. В качестве способа определения емкости модифицированной поверхности образцов металлических имплантатов предлагается использовать способ цен- трифугирования, который достаточно просто реализуется на практике и обес- печивает высокую повторяемость результатов. Формула определения объема оставшейся на исследуемой поверхности жидкости после выполнения процедуры центрифугирования 2 . lV R α ⋅ = ρ ⋅ ω ⋅ Откуда следует, что при неизменных параметрах частоты вращения ω и радиуса образца R проведения процедуры центрифугирования и постоянных для данной жидкости значениях плотности ρ и коэффициента поверхностного натяжения α, емкость исследуемой поверхности V будет зависеть только от длины границы раздела между ней и жидкостью. В свою очередь, ее величина определяется микрорельефом исследуемой поверхности. Данное положение дает принципиальную возможность оценивать влияние параметров шерохова- тости поверхности, а следовательно, применяемых при их формировании методов и режимов обработки, на ее емкость при взаимодействии с той или иной жидкостью. Литература Радионенко А. В. Способ определения маслоемкости поверхности трения. Патент SU 985549. Опубл. 30.12.1982. 139 УДК 681 РАЗРАБОТКА УНИВЕРСАЛЬНОГО УСТРОЙСТВА «AQUAUINO» ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ АКВАРИУМА Студент гр. БИВ-142 (бакалавриат) Некрасов Г. А. Канд. техн. наук, ст. преподаватель Романов А. Ю. Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», г. Москва Предлагаемое устройство относится к одному из элементов Умного дома, построенного по принципу Интернет вещей, которое выполняет мониторинг и поддержку заданного микроклимата в замкнутой экосистеме типа аквариум или террариум. Разработанное устройство позволяет удаленно контролировать различные параметры, которыми, до настоящего времени, человек управлять в ручном режиме. Контроль состояния различных процессов жизнеобеспечения осущест- вляется с помощью датчиков. Например, контроль температуры – с помощью датчика температуры, а управление лампами подсветки, выполняющих роль имитации день/ночь, и нормирование подачи корма – соответствующими реле и сервоприводами по ранее заданному режиму и графику срабатываний. В случае возникновения сбоев или резкого изменения параметров среды, владельцу от- правляется предупредительное уведомление по электронной почте или смс, чем достигается круглосуточный мониторинг параметров аквариума. Разработанное устройство является уникальным, функциональным и недо- рогим решением, не имеющим аналогов на рынке [1]. Данное соотношение достигается благодаря модульности, присутствию единого узла контроля, невы- сокой себестоимости отдельных ее компонентов и низкого потребления элек- троэнергии. Управляющий модуль обладает высокой степенью надежности благодаря использованию контролера с современной архитектурой ядра. Разработка управляющей программы осуществляется с помощью про- граммной оболочки (IDE) разработанной компанией Arduino Software [1] на языке C++ (компилятор AVR-GCC). Благодаря модульному подходу и простоте сборки, имеется возможность по модернизации данного решения без дополнительных трудозатрат путем добав- ления вспомогательных датчиков или модулей с учетом пожеланий и индиви- дуальных предпочтений потребителей. Спроектированный прототип системы Aquauino можно использовать с аквариумами или террариумами любого объема. Литература Кашкаров А. П. Электронные конструкции для аквариумов / А. П. Кашкаров. – М.: НТ Пресс, 2007. – 112 с.: ил. – (В помощь радиолю- бителю). ISBN 5-477-00455-Х. 140 УДК 621.792.4 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ЧЕЛЮСТНО-ЛИЦЕВЫХ НАРУШЕНИЙ У ЧЕЛОВЕКА Студент гр. 11307113 Горбач Д. Ю. Канд. техн. наук, доцент Минченя Н. Т. Канд. техн. наук, доцент Савченко А. Л. Белорусский национальный технический университет В настоящее время для диагностики челюстно-лицевых нарушений у человека используется устройство, которое называется мастикациографом. С помощью этого устройства записываются всевозможные движения ниж- ней челюсти на ленте кимографа. На основании полученных данных судят о характере жевательных движений нижней челюсти. С помощью масти- кациографии можно изучать изменения биомеханики жевательной систе- мы при аномалиях ее развития и при потере зубов. В настоящей работе был рассмотрен графический метод определения двигательной функции жевательного аппарата при помощи выше указан- ного мастикациографа, автором которого является И. С. Рубинов. Сущ- ность этого метода заключается в том, что при помощи данного устройст- ва, состоящего из резинового баллона и пластмассового футляра прижи- маемого к нижней челюсти поясом, движения нижней челюсти приводит к изменению давления воздуха связанного с записывающим органном кимографа. После анализа существующей конструкции было решено преобразо- вать механическое движение в электрический сигнал, так как это в значи- тельной степени повышает точность устройства. Вместо резинового бал- лона помещенного в пластмассовый футляр мы используем манжету по- мещенную в корпус, а так же, вместо воздушной передачи через специаль- ную капсулу использовался чувствительный элемент – сильфон, с закреп- ленным на нем якорем, который при перемещении изменял индуктив- ность. Индуктивный датчик перемещения имеет П-образным сердечник, работающий на перекрытие площади. Далее сигнал усиливается и подает- ся на самописец либо на компьютер через программу. Предлагаемое нами устройство позволяет повысить точность измере- ния, производительность и обрабатывать информацию с помощью совре- менных устройств. Литература Физиологические основы стоматологии. / И.С. Рубинов. – Ленинград: Медицина, 1970. – 334 с. 141 УДК 615.83 ПРИМЕНЕНИЕ АППАРАТА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ДИСТРАКЦИИ В УСТРОЙСТВАХ ВНЕОЧАГОВОГО ОСТЕОСИНТЕЗА Студент гр. 11307112 Ларионова Т. О. Канд. техн. наук доцент Зайцева Е. Г. Белорусский национальный технический университет Удлинение нижних конечностей одна из актуальных проблем в ортопе- дии. Количество несчастных случаев, связанных с травмами человека, появление врожденных пороков, к сожалению, не уменьшается с каждым годом. Методика дистракции костных тканей существует уже довольно давно. Наиболее всего распространено удлинение конечностей при помощи аппа- рата Илизарова. Данный способ основан на дозированном перемещении костных фрагментов за счет разового поворота гаек на резьбовых стерж- нях, соединяющих опоры аппарата. Чаще всего осуществляется удлинение костного фрагмента на 1 мм в сутки за 4 хода, т. е. на 0.25 мм за ход. Кон- троль за величиной подкрутки гаек осуществляется на глаз по движению рукоятки ключа, при этом необходимо мысленно представить угол, на который требуется повернуть гайку. Основным недостатком данного метода является его болезненность для пациента. Также существует опасность что накопленная погрешность смещения по каждому резьбовому стержню аппарата за весь период дист- ракции может привести к нарушению оси удлиняемой конечности к необ- ходимости дополнительных лечебных манипуляций и нарушению стан- дартизованной методики лечения. Новым этапом в процессе удлинения конечностей являются аппараты автоматической дистракции. Современные разработки в микропроцессор- ной технике позволили создать алгоритм, следуя которому, аппарат сам определяет ежесуточное удлинение и контролирует состояние больного. Дистрактор позволяет автоматизировать и оптимизировать процесс формирования дистракционного регенерата компрессионно- дистракционного остеосинтеза, осуществляемого аппаратами Илизарова в специализированных отделениях ортопедии и травматологии медицинских учреждений. В основе работы дистрактора лежит способ передачи высо- кодробной дистракции на опорные полукольца аппарата Илизарова при продольном перемещении фрагментов кости. Все три привода дистракции – взаимозаменяемые. 142 УДК 69.002.5 АННОТАЦИЯ БЫТОВЫХ ПОДЪЕМНИКОВ Студент Кисель П. Р. Канд. техн. наук доцент Зайцева Е. Г. Белорусский национальный технический университет Каждый день, человек сталкивается с различным родом трудностей, который он стремится решить, причем не просто решить, а решить их в достаточно быстрей срок, при этом затратив на это минимум усилий и времени. Например, ремонт помещений, реставрация, сбор урожая с де- ревьев. Для решения данных проблем человек придумал подъемники. Но подъемники имеющихся конструкций не совсем легко применять в быту, а бывают и случаи, когда и вовсе невозможно их применить. Причинами невозможности их применения в быту стали их большие габариты, мас- сивность, и неповоротливость. Поэтому подъемники используют, в основ- ном, в промышленных целях, при ремонте цехов, зданий, либо при замене каких-либо частей на высоте. Бытовой подъемник предназначен для решения тех же вопросов, что и промышленный, только он должен обладать рядом дополнительных пре- имуществ, т. е. он являться мобильным, поворотливым и должен позво- лить добраться в самые сложные места. Базируется бытовой подъемник, на 4 колесиках, что легко позволяет ему передвигаться как по дому, так и по улице. Движение подъемника не огра- ничено, он может двигаться как вперед, так и назад, а также поворачивать, за счет направляющей передней пары колес. Сидение, которым оборудован бытовой подъемник, вращается на 360о, что позволяет не спускаться с подъ- емника, а также н не передвигаться, когда необходимо выполнить тот или иной вид работ в пространстве, которое оказалось за спиной. Чтоб исключить частые спускания и подъем за инструментом, либо смене инструмента, и сэкономить время, устройство оборудовано кобурой для дрели, болгарки, футляром для ключей, а также креплениями для ем- костей с красками. Так же на стуле установлена вилка, которая позволит подключить бытовые электроприборы. Для выполнений каждой функции необходима разработка отдельного узла. Кроме того, необходимо устройство управления и привод для выпол- нения перемещений. Бытовой подъемник оборудован так же надежной и достаточно простой системой безопасности как от падения, выхода из строя механизма, раз- рядке аккумулятора, так и поражения электрическим токам. 143 УДК 621.9.048 ФОРМИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ С ЧАСТИЧНО РЕГУЛЯРНЫМ МИКРОРЕЛЬЕФОМ МЕТОДОМ ЭЭО Студентка гр.11307113 Лапутина Д. Г. Д-р техн. наук, профессор Киселев М. Г. Ассистент Монич С. Г. Белорусский национальный технический университет Необходимые условия выполнения электроэрозионной обработки (ЭЭО), обеспечивающие формирование на металлической поверхности частично регулярного микрорельефа: 1. Обеспечить точное и управляемое место воздействия электрического разряда на обрабатываемую поверхность. 2. Обеспечить управляемое перемещение поверхности в заданном на- правлении относительно электрода-инструмента за промежуток времени между двумя последовательными разрядами с целью получения требуемо- го шага между лунками. Для подтверждения правомочности указанных условий была проведена серия экспериментов с использованием устройства, реализующего эти условия, принципиальная схема представлены на рисунке . Принципиальная схема устройства Установлено, за счет изменения режимов и условий выполнения ЭЭО можно влиять на геометрические параметры получаемого частично регу- лярного микрорельефа. С повышением U c 18 до 75 В значение dл.ср. при обработке на воздухе увеличилось с 0,176 до 0,678 мм. По сравнению с обработкой на воздухе применение дистиллированной воды приводит к уменьшению диаметра лунок в среднем на 12–15 %. 144 УДК 621.127 УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПОДАТЛИВОСТИ ЗУБОВ Студент гр. 11307112 Пархута И. Н. Канд. техн. наук, профессор Минченя В. Т. Белорусский национальный технический университет Среди актуальных проблем современной стоматологии заболевания па- родонта занимают одно из ведущих мест. Методы диагностики и лечения данного заболевания трудоемки, требуют большого числа посещений больного и далеки от совершенства. В вопросах их этиологии и патогенеза имеется много неясного, а имеющиеся работы часто противоречивы [1]. Это свидетельствует о том, что проблема патологии тканей пародонта является актуальной. Предлагаемое техническое решение устройства представлено на рисунке. Техническое решение устройства 1 – исследуемый зуб, 2 – пружина кручения, 3 – пневмоцилиндр, 4 – датчик перемещения поршня, 5 – соединительный кабель, 6 – блок управления, 7 – индикатор, 8 – компьютер. Устройство работает следующим образом. При воздействии на зуб с переменной силой ~F будет изменяться давление в поршневой области пневмоцилиндра ~P. Изменения давления ~P пропорционально перемен- ной силе ~F ( F=P ×0.7854d2 , где d-диаметр поршня). Перемещение поршня фиксируется блоком управления 6. Давление в полости цилиндра зависит от положения поршня. Чем дальше поршень смещается от своего первоначального положения, тем больше изменение объема в полости цилиндра, а следовательно больше сила воздействия на зуб. Разница между максимальным и полученным перемещением поршня будет равна подвижности зуба. Литература Канканян, А.П. Болезни пародонта: новые подходы в этиологии, пато- генезе, диагностике, профилактике и лечении / А. П. Канканян, В. К. Леон- тьев. – Ер., «Тигран Мец», 1998. – 360 с. 145 УДК 616-72 КОЛЬЦЕВЫЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ КОНЦЕНТРАТОРЫ Студенты гр.11307113 Емельянова А. С., Плескач М. А., Солодкая Н. В. Канд. техн. наук, доцент Степаненко Д. А. Белорусский национальный технический университет Ультразвук нашел широкое применение в таких областях как ультра- звуковая терапия и хирургия, ультразвуковая сварка, ультразвуковые при- воды. Основным элементом ультразвуковой системы является концентра- тор, который служит для увеличения интенсивности ультразвука. Обычно в ультразвуковой технике используются стержневые концентраторы, кото- рые делятся на простые и составные. Стержневые концентраторы облада- ют рядом недостатков: сложность изготовления, большие габариты, малая ширина резонанса. Кольцевые концентраторы, предлагаемые в работе, по сравнению со стержневыми обладают рядом преимуществ: простота изго- товления, малые габариты, увеличение ширины резонанса. Предложены следующие конструкции кольцевых волноводов: цельные и составные. По конструкции цельные концентраторы можно разделить на концентраторы с соосными поверхностями (постоянной толщиной попе- речного сечения) и концентраторы с несносными поверхностями (пере- менной толщиной поперечного сечения). Коэффициент усиления колеба- ний по амплитуде в кольцевых концентраторах зависит от соотношения толщин входного и выходного сечений. Изменение толщины поперечного сечения у концентратора с несоос- ными поверхностями позволяет усилить колебания по амплитуде подобно стержневым концентраторам. Коэффициент усиления амплитуды колеба- ний в кольцевых концентраторах с переменной толщиной сечения зависит от соотношения толщин входного и выходного сечения. Принцип действия составных концентраторов основан на использова- нии разнородных материалов, соединяемых диффузионной сваркой или иным методом. Усиление колебаний по амплитуде происходит вследствие различных механических свойств материалов. Для подтверждения работо- способности предложенных конструкций и их оптимизации планируется проведение экспериментальных и теоретических исследований. 146 УДК 621.9.048 ВОССТАНОВЛЕНИЕ РЕЖУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ РАБОЧЕЙ ЧАСТИ СТАЛЬНОГО ЗУБНОГО БОРА ПРИ ПОМОЩИ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ Студент гр.11307113 Семенкович В. П. Аспирант Богдан П. С., магистрант Крышнев М. М. Д-р техн. наук, профессор Киселев М. Г. Белорусский национальный технический университет Объектом исследования является зубной бор с цилиндрической рабочей частью (головкой) и с прямым стоматологическим наконечником. Исходный диаметр головки бора, составляет 2,17 мм при длине рабочей части 5.5 мм и общей длине бора 44 мм. Испытаниям подверглись боры в исходном состоянии их рабочей поверх- ности (новые), в изношенном состоянии рабочей поверхности и боры, изно- шенная поверхность которых была модифицирована путем ЭЭО. Для моди- фицирования использовалась установка с прямой полярностью. При этом выполнялось условие, чтобы формируемые на поверхности бора лунки не перекрывали друг друга. В изношенном состоянии диаметр рабочей режущей поверхности равен 1,95 мм. После электроэрозионного модифицирования изношенной поверхно- сти при U=75В ее диаметр увеличился на 0,14 мм, а при U = 120 В – на 0,20 мм и достигает величины 2,15 мм, что практически соответствует диа- метру режущей поверхности в исходном состоянии. Такое увеличение диа- метра изношенной поверхности бора после ее электроэрозионного модифици- рования связано с формирование на ней наплывов металла, выходящих за ее исходный контур. Эти наплывы металла оправдано рассматривать как своеоб- разные режущие элементы (зубы), придающие его изношенной поверхности режущую способность. Режущая способность бора оценивалась по значению интенсивности реза- ния i текстолитовой пластины. Глубина h полученного на на ней пропила измерялась с помощью малого инструментального микроскопа ММИ-2 с точность ±5 мм. Интенсивность резания i = 1,0 мм2/с обеспечивает бор в исходном состоя- нии, i =0,013 мм2/с – бор с изношенной режущей поверхностью. В результате электроэрозионного модифицирования при U = 75 В значение интенсивности резания увеличилось до i =0,033 мм2/с, а при U = 120 В – до 0,043 мм2/с. Установлено, что интенсивность резания модифицированной поверхности по отношению к интенсивности резания изношенной поверхностью бора при U = 75 В увеличилась в 2,5 раза, а при U = 120В – в 3,3 раза. 147 УДК 621.822 УГОЛ КОНТАКТА ШАРИКОПОДШИПНИКА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ОСЕВЫХ КОЛЕБАНИЙ Магистрант Берхин Е. В. Канд. техн. наук, доцент Савченко А. Л. Белорусский национальный технический университет Осевые колебания одного из колец подшипника могут использоваться для управления его кинематикой. Это позволяет, например, повысить точ- ностную долговечность подшипника за счет равномерного износа шари- ков. При работе подшипника в условиях осевых колебаний одного из колец из-за изменения кинематики шарика будет изменяться угол контакта, что потребуется учесть при выборе режима колебаний. Для установления ре- ального значения угла контакта в условиях одновременного осевого на- гружения и осевых колебаний было использовано специально разработан- ное устройство. Отклонение угла контакта определяется косвенным методом по соотно- шению угловых скоростей внутреннего кольца и сепаратора по формуле: с в 2ωα arccos 1 ωm ш d d  = −     , где ωс – угловая скорость сепаратора; ωв – угловая скорость внутреннего кольца. С помощью этого устройства были получены зависимости колебания угла контакта от осевой нагрузки и параметров ультразвуковых колебаний. Было установлено, что при увеличении амплитуды и частоты колеба- ний значение угла контакта увеличивается, что можно объяснить увеличи- вающимся проскальзыванием шариков в местах контакта. При увеличении осевой нагрузки угла контакта также увеличивается, что связано с увели- чением деформаций в местах контакта. Вместе с тем, снижение измеренного угла контакта относительно неве- лико. Поэтому можно сделать вывод о том, что при управлении кинемати- кой можно пренебречь изменением угла контакта. При этом действитель- ные кинематические соотношения в подшипнике будут незначительно отличаться от расчетных. 148 УДК 621.397 КОНЦЕПЦИЯ ПРОБЛЕМЫ ШУМОПОДАВЛЕНИЯ Магистрант Гавриленко В. В. Канд. техн. наук, доцент Зайцева Е. Г. Белорусский национальный технический университет Происхождение звукового шума носит природный и антропогенный характер. Человек в настоящее время испытывает воздействие шумов вто- рого типа. В подавляющем большинстве случаев это воздействие отрица- тельно. Исключением можно считать шумовую диагностику техники. Отсюда становится очевидной одна из тенденций технического прогресса - уменьшение воздействия шума на человека. Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи. Во-первых, требуется разработать объективный критерий, который возможно однозначно связать с оценкой состояния человека, подвергаю- щегося шумовому воздействию. Это позволит сравнить влияние шумового воздействия на определенные социальные группы, а также установить наиболее значимые источники шума, которые необходимо нейтрализовать в первую очередь. Во-вторых, необходимо проанализировать причины возникновения шума в данном источнике. Это позволить усовершенствовать принцип действия и конструкцию технического изделия. Здесь возможны два под- хода: активное шумоподавление, когда технический объект перестает из- давать шум, и пассивное (с использованием звукоизоляции). Если уровень развития техники и технологий не позволяют решить про- блему указанными способами, возможен другой подход – произвести звуко- изоляцию непосредственно человека. Самый примитивный вариант – дистанционно удалить человека от источника шума. Данный способ может быть применим, например при замене человека в шумном производстве роботизированными линиями. Для инженерных и творческих специально- стей возможно дистанционное выполнение заданий в условиях сетевой свя- зи. Когда такое удаление человека невозможно, используется способ подачи шумового сигнала в противофазе. В этом случае сложение шумового и по- давляющего сигнала приводит к исчезновению шума. В данном способе сложно учитывать геометрию пространства, где происходит распростране- ние шума. Кроме того, она может изменяться во времени. Так как шум представляет собой механические колебания воздушной (или другой) среды, представляет интерес проблема создания звуковых аккуму- ляторов, превращающих энергию шума в полезную энергию. Для решения этой задачи требуется анализ известных физических и других эффектов, а также изучение применимости новых материалов. 149 УДК 621.397 ШУМОЭКСПОЗИЦИЯ КАК КРИТЕРИЙ ШУМОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ Магистрант Гавриленко В. В. Канд. техн. наук, доцент Зайцева Е. Г. Белорусский национальный технический университет Для уменьшения воздействия шума на человека необходимо выбрать и обосновать критерий, который будет однозначно связан с оценкой состоя- ния человека, обусловленного шумовым воздействием. Чаще всего в каче- стве критерия в настоящее время используется уровень шума, измеряемый в децибелах. Соответственно составлены шкалы, связывающие уровень шума состоянием человека. Например, выделен уровни болевого порога и т. д. В то же время известно, что длительное воздействие шума ухудшает состояние человека. Поэтому, кроме уровня шума, имеет смысл учитывать и длительность его воздействия. Следовательно, имеет смысл проанализировать возможность использо- вания в качестве критерия шумового воздействия экспозицию шума (шу- моэкспозицию) – произведение уровня шума в Ваттах на время воздейст- вия шума в секундах. В этом случае шумоэкспозиция может рассматри- ваться как шумовая энергия (в джоулях), т. е. обладать физическим смыс- лом, что увеличивает вероятность однозначной связи предложенного кри- терия с субъективной оценкой влияния шума. Для построения зависимости этой субъективной оценки от шумоэкспозиции необходимо выбрать тип шкалы. При создании субъективной шкалы возможно принять, что мини- мальное значение оценки должно соответствовать полному отсутствию шумового воздействия, а максимальное значение – возникновению необ- ратимых изменений в организме. Следующим этапом исследований применимости данного критерия может стать проведение экспериментов по установлению его связи с субъ- ективной оценкой. Для этого необходимо сформировать группы экспертов, создать для них условия соответствующие определенным уровням крите- рия и получить значения их субъективной оценки. Для этой цели может быть использована и уже известная информация. Другим способом установления связи шумоэкспозиции с субъективной оценкой является мониторинг шумоэкспозиции людей, находящихся в течении суток в различных шумовых условиях и получение информации по их субъективной оценке. Предложенная методика требует проведения экспериментов по установлению опорных точек шкалы. Для этого необходимо создать определенные уровни шумоэкспозиции и указать их субъективную оценку. 150 UDC 621 : 616-72 METHOD OF REGENERATION OF BIOLOGICAL TISSUES BY THE LIGHT EMISSION Student, gr. PB-52m (bachelor’s degree) Hrybanova I. O. PhD, Assoc. prof. Klotchko Т. R. National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute» RELEVANCE OF THE PROBLEM. Modern medical practice more often uses laser technology for medical purposes both internal organs and external integument of the human body [1]. The regeneration of biological tissues, in particular, skin, is provided by the integrated absorption of electromagnetic radiation of specific wavelength and heat generation, which has a widely acting effect [2]. MATERIALS AND METHODS. Under the influence of low-intensity laser radiation the level of oxygen consumption increases improves microcirculation of biological fluids in the body, that, in its turn, it has a positive effect on the condition of the patient. Ensuring the effectiveness of the healing of wounds, injuries, burns, scar removal of structures is also relevant [3]. The method of exposure in vivo on the biological tissue of the body certain modes of integrated radiation was problem offered. Researches have shown, that efficiency of expo- sure modes prevail over other methods of treatment is needed to improve as a result of good tolerability by patients and, further, absence of pathological con- ditions on the part of the body's systems. It is important to provide usage safe exposure mode, which will depend on the purpose of treatment and the level of organ tissue damage. CONCLUSIONS. Оn the basis of conducted researches dependence of the rate of healing of the surface structures on the radiation modes are revealed. The research of the proposed method gives the opportunity of development of new devices and therapy systems in the field of dermatology and combustiology. References 1. Москвин, С.В. Основы лазерной терапии. / С.В. Москвин, В.А. Буйлин М., «Триада», 2006. − 256 с. 2. Тимчик, Г.С. Інтегровані фізіотерапевтичні системи ТОНТОР. / Г.С. Тимчик, В.І. Скицюк, Т.Р. Клочко К., НТУУ «КПІ», 2007. – 216 с. 3. Дастжерди, А.Х.М. Физиотерапевтический метод комплексного воздействия на рубцовые ткани. / А.Х.М. Дастжерди, Т.Р. Клочко, В.Ф. Рассохин // Вісник НТУУ “КПІ”. Серія «Приладобудування». – 2006. – Вып. 32. – С. 139-146. 151 УДК 621-272 ИССЛЕДОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ОПОР АВТОМОБИЛЬНЫХ ВЕСОВ Магистрант Журавский А.А. Канд. техн. наук, доцент Савченко А.Л. Белорусский национальный технический университет Автомобильные весы, позволяющие измерять массу автомобиля в дви- жении, работают в режиме периодического нагружения и разгружения весоизмерительных опор, что является причиной возникновения переход- ных процессов. Измерение массы производится после успокоения колеба- ний, возникающих в ходе этих процессов, поэтому динамические характе- ристики колебательной системы ограничивают максимально возможную скорость движения автомобиля в ходе взвешивания. Целью исследования является изучение динамических свойств некото- рых упругих элементов, используемых в автомобильных весах. Движение колебательной системы, состоящей из автомобиля, платфор- мы и упругих элементов опоры, описывается уравнением колебательного звена ,m x cx kx F+ + =ɺɺ ɺ где m – масса колеблющихся элементов, то есть автомобиля и плат- формы; с – коэффициент демпфирования; k – жесткость упругих элемен- тов; x – деформация; F – внешняя сила, в данном случае – вес автомобиля. Исследования направлены на установление связи между геометриче- скими параметрами упругого элемента и коэффициентом демпфирования. Для этого используется весовая функция (импульсная переходная характе- ристика) упругого элемента. Для получения весовой функции на пружину воздействуют ударной нагрузкой, имитирующей δ-функцию, и регистри- руют изменение деформации во времени с помощью индуктивного преоб- разователя. Из полученного графика расчетным путем получают параметр затухания ξ, связанный с коэффициентом демпфирования и являющийся одним из коэффициентов передаточной функции колебательного звена ( ) 12 1 22 +ξ+ = TppT pW , где k mT = – постоянная времени; km c 2 =ξ – параметр затухания. Отсюда может быть рассчитан коэффициент демпфирования kmс ξ= 2 . 152 УДК 616-71 СИСТЕМА УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДИАГНОСТИКИ НОВООБРАЗОВАНИЙ В БИОЛОГИЧЕСКОМ ОБЪЕКТЕ Студентка гр. ПБ-62м (магистрант) Зорко Е. В. Канд. техн. наук, доцент, ст. научный сотрудник. Клочко Т. Р. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Ранняя и точная диагностика патологических новообразований в медицинской практике является осно- вой точного диагноза и проведения своевременного лечения. Ультразвуко- вая диагностика структуры объектов [1, 2] имеет широкий спектр приме- нения в практике благодаря ряду преимуществ, таких как неинвазивность, отсутствие необходимости проведения дополнительных манипуляций, безболезненность, возможность визуализации объекта в режиме реального времени, объективность полученной информации. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Целью работы была разработка конст- рукции ультразвукового излучателя устройства, основанного на эффекте Допплера [1], для повышения точности и объективности получаемой ин- формации при диагностике патологических новообразований, улучшение разрешающей способности излучателя, уменьшение артефактов и чистоты получаемого сигнала. В работе предложено провести ряд экспериментальных исследований, направленных на изучение зависимостей изменения геометрической фор- мы пъезоелемента, его химического состава, к разрешающей способности датчика. По мнению авторов, выбор оптимальной формы пьезоелемента напрямую влияет на качественные характеристики излучаемого и прини- маемого сигнала, в частности, на разрешающую способность системы диагностики. ВЫВОДЫ. Предложено для улучшения точности фокусировки излу- чаемого ультразвукового сигнала использовать акустические линзы, кото- рые устанавливаются на головку излучателя, при этом, помимо фокуси- ровки, они выполняют защитную функцию пьезоелемента датчика от ме- ханических повреждений при выполнении процедуры диагностики. Литература 1. Клиническая Допплеография окклюзирующих поражений артерий мозга и конечностей. / [Гайдашев А. Э., Лаврентьев А. В.,. Тутова М. Г и др.]; под ред. Е. Б. Куперберг, - [ 2-е изд.], НЦССХ РАМН им. А.Н.Бакулева, 1997. - 106 с. 153 2. Тимчик, Г.С. Відчутники контрольно-вимірювальних систем. / Г.С. Тимчик, В.І. Скицюк, М.А.Вайнтрауб, Т.Р. Клочко. К.: НТУУ «КПІ», 2008. – 240 с., іл. УДК 62-1/-9 ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ «БЕНЗОРЕЗ» Студент Клименко П. А. Канд. техн. наук, доцент Зайцева Е. Г. Белорусский национальный технический университет Бензорез – это универсальный ручной инструмент, рабочими элемен- тами которого являются металлический режущий диск, покрытый алмаз- ным опылением, рукоятка, привод и 2х-тактный бензиновый двигатель. Применяется инструмент для демонтажа бетонных, металлических конст- рукций, изделий из камня. Используя законы развития технических систем, можно спрогнозировать будущее системы «Бензорез». В ближайшем будущем бензиновый двига- тель будет заменен на электрический, который более удобен в эксплуатации и регулировке, более экологичный. Ременная передача будет заменена на хорошо согласованный тип передач, например коническую или гиперболо- идную (которая уже нашла свое применение в отдельных моделях данных устройств). В будущем будет предусмотрена система контроля угла, вклю- чающая в себя датчики и средства сигнализации, извещающая рабочего о выходе угла при распиливании из допустимого диапазона. Также будут усовершенствованы системы избавления от пыли: возможно появления аэрозольных систем, когда влага будет распространяться на всю рабочую зону, вместо современных систем, которые удаляют лишь часть пыли и требуют частых мероприятий по замене фильтра. В будущем может поя- виться система регулировки скорости распиливания, которую можно будет подстраивать под конкретный материал, что сэкономит электроэнергию, и система которая часть тепловой и механической энергии, вырабатываемой при распиливании, будет преобразовывать в вид энергии источника и отда- вать ему обратно, тем самым увеличивая время работы с устройством и срок службы источника энергии. Далее человек будет максимально вытеснен из данной системы: появятся автоматические распиловочные станции и авто- маты, с конвейерной подачей заготовок, которые будут работать по задан- ной программе, все необходимые параметры будут поддерживаться в авто- матическом режиме, система будет адаптироваться к различным условиям обработки и сама определять необходимые параметры. Участие человека в данной системе сведется лишь к созданию программы для работы данного 154 устройства. Механическое деформирование при помощи пильного диска может быть заменено на ультразвуковое, электроэрозионное, что в перспек- тиве может существенно увеличить производительность, пропадет необхо- димость в замене изношенных пильных дисков. УДК 621.38 МОНТАЖ SMD-КОМПОНЕНТОВ НА МАНИПУЛЯТОРЕ Студент гр.210201 Королев А. С. Д-р техн. наук, профессор Ланин В. Л. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Применение манипуляторов позволяет механизировать и увеличить точность сборочно-монтажного процесса в мелкосерийном производстве. Внедрение такого оборудования позволяет при минимальных инвестициях повысить качество выпускаемой продукции и снизить потребности в вы- сококвалифицированных монтажниках. Манипулятор ЭМ-4725 ОАО «Планар-СО» (рисунок), предназначен- ный для монтажа SMD-компонентов и других элементов на поверхность печатных плат, дополнен термофеном для пайки, что позволило значи- тельно сократить время сборочно-монтажных работ. Схема манипулятора для поверхностного монтажа Манипулятор состоит из следующих составных частей: вакуумного пинцета, привода вакуумного пинцета, дозатора, термофена, панели управления, подлокотника, педали, камеры и монитора. 155 При монтаже компонентов с шагами выводов от 0,4 до 1,0 мм мани- пулятор обеспечивает точное дозирование паяльных паст через насадки диаметром от 0,15 до 0,25 мм с высокой повторяемостью. Пайка проис- ходит под воздействием нагретого воздуха, что обусловливает стабиль- ность температуры в зоне нагрева. Рабочая температура термофена регу- лируется от 100 до 480⁰С. УДК 615.831.7 ПРИНЦИПЫ ПРИМЕНЕНИЯ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ФИЗИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИМ АППАРАТОМ Аспирант Кравченко А. Ю., магистрант Швидкий В. В. Канд. тех. наук, доцент Терещенко Н. Ф. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Сегодня возникает потребность в совершенствовании, как техниче- ского оборудования, так и алгоритмов работы с организационной струк- турой самого физиотерапевтического кабинета. Эти изменения обеспе- чивает принцип адаптивного управления, и, в нашем случае, заключает- ся в построении управляющей системы, которая не требует полной ап- риорной информации об объекте (пациенте) и условиях его функциони- рования. Эффект приспособления к условиям функционирования в адаптивных системах обеспечивается за счет накопления и обработки информации о проявлениях объекта в процессе его функционирования, позволяет существенно снизить влияние неопределенности на качество управления, компенсируя нехватку априорной информации на этапе проектирования систем. Нами предложены и исследованы физиотерапевтические аппараты (ФТА), выходные параметры которых корректируются извне [1]. На- пример, с помощью дополнительного интерфейса для подключения к персональному компьютеру (ПК). Также к этому ПК подключены при- боры для измерения биологических параметров тела пациента (напри- мер, датчиков температуры в области лечебного воздействия луча, поля или сигнала), с программным обеспечением адаптивного управления процессом лечения и выбором дополнительных факторов – например, структурированной воды [2]. Проведение физиотерапевтической проце- дуры происходит по следующей схеме (рисунок). 156 Схема проведения физиотерапевтической процедуры. Врач, назначая лечебную процедуру (ЛП), описывает нужные парамет- ры лечения на направлении в программе на ПК 1, на котором также со- держится вся необходимая информация о пациенте. Необходимые лечеб- ные параметры для проведения терапии передаются через информацион- но-телекоммуникационную систему лечебного учреждения 2 на ПК фи- зиотерапевтического кабинета 3. К нему подключены ФТА 4, и измери- тельные приборы 5, считывающие биологические параметры от тела паци- ента 6. Затем пациент приходит в физиотерапевтический кабинет для про- ведения ЛП, когда получены необходимые настройки аппарата через блок 3. При проведении лечения блок 3 за счет программного обеспечения реа- лизует принцип адаптивного управления лечебным аппаратом 4. После проведения сеанса лечения, медсестра вносит данные о проведении проце- дуры в ПК 3. По завершению курса лечебных процедур, врач получает отчет в электронном виде через систему 2 на свой ПК 1 и оценивает эф- фективность лечения. Таким образом, предлагаемая схема проведения лечебной процедуры реализует современные алгоритмы работы кабинета ФТА (электронный документооборот), а также реализует новые принципы построения адап- тивных физиотерапевтических аппаратов. Литература 1. Заявка на патент Украины u 2016 11878 Лазерный медико- терапевтический аппарат / Н.Ф. Терещенко, В. В. Швидкий, А. Ю. Крав- ченко и др. – 2016. 2. Влияние ультразвука терапевтических интенсивностей на кластер- ную структуру дистиллированной воды/ Терещенко Н. Ф., Кравченко А. Ю., Чухраєв Н. В., Курлянцева А. Ю. // Вестник НТУУ «КПИ» Серия Приборо- строение. – 2016. – Вып.51(1) . – С. 126–131. УДК 621.792.4 ПЛАТФОРМА МОБИЛЬНАЯ ДЛЯ МЕДИЦИНСКОЙ ТЕХНИКИ Студент гр. 11307112 Рекеть А. И. Канд. техн. наук, доцент Савченко А. Л. Белорусский национальный технический университет В настоящее время большая часть необходимых транспортных ций в больницах и лечебно-диагностических учреждениях со ми выполняется почти исключительно вручную специальным ским персоналом с использованием тележек или медицинских Особенно плохо обстоит дело с перевозкой тяжелобольных или нарушением опорно-двигательного аппарата на процедуру или Эта работа оказывается непосильно тяжелой для санитаров причиной физических травм и других недугов. Поэтому в настоящее автоматизация перевозки больных, а также автоматизация таких ных, но чрезвычайно трудоемких ввиду их многочисленности ных операций, как снабжение питанием лежачих, разнос по палатам лекарств и медицинских карт, смена белья и постельных лежностей, являются одними из наиболее актуальных пробл Разработанная платформа включает следующие основные вание, систему привода и систему питания, систему управления нием движения. Систему привода имеет каждое колесо, и она включает в себя двигатель, вращение вала которого передается на колесо жесткой муфты. Конструктивно сами двигатели и соответствующие им детали чивающие передачу, расположены на основании зеркально относительно как продольной, так и поперечной оси тележки, что вызвано стью реализовать разворот тележки на месте. Внешний вид платформы мобильной 157 опера- стационара- медицин- столиков. больных с операцию. и является время неслож- транспорт- кабинетам и принад- ем. части: осно- направле- шаговый посредством , обеспе- необходимо- 158 UDC 621:681.2:535.853 METHOD OF DIAGNOSING DISORDERS OF BONE DENSITY OF THE BODY Student, gr. PB-32 Kavyn E. D. PhD, Assoc. prof., Sen. Res. Klotchko T. R. National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute» RELEVANCE OF THE PROBLEM. Now common disease is osteoporosis as a violation of bone mineral density that is a consequence of the loss of mac- ronutrients in the human body [1]. The actual task is the definition in the bone mass the localization of reductions in density for predicting fractures. Recently in the field of diagnostics of pathological formations established certain meth- ods that allow based on analysis, the gradient fields to determine the coordinates of pathological entities [2] in biological tissues in vivo. Since, diagnosis of oste- oporosis is not possible investigating all the bones, while at the same time, you need to determine the coordinates of location and identify the disease, which is why there is need to create of integrated system diagnostics. MATERIAL AND RESEARCH RESULTS. In this work, we propose using the model system of screening diagnostics based on the measurement of the propagation velocity of ultrasonic vibrations in the bones of the patient. Shows the principle of operation of the peripheral converters of the system, containing the vibrations source and the receiver, which are not in a single all- in-one (integrated) housing. Influence of soft tissue on the measurement results is minimized, when using Omnipatch-technology. Method of measurement provides the ability to diagnose not only on limited areas of the bones, but on the whole bones (radial bone, humerus, etc.) and parts of the skeleton. However, the measurement results are used for screening diagnostics of the general condition of the patient. CONCLUSIONS. Proposed measurement principles make it possible compre- hensively to diagnose human skeletal system, and as a result, increase the accuracy of measurement of the coordinates of localization disorders of bone density. References 1. Яковенко, І.О. Визначення макроелементів K+, Ca++, Na+ у крові ди- тини з подальшим оцінюванням гомеостазу організму. / І.О. Яковенко, Т.Р. Клочко, Е.А. Леус // Вісник НТУУ "КПІ”. Серія приладобудування. – 2009. – Вип. 38. – С.155-160. 2. Skytsiouk, V.I. Determination of the coordinates of the pathological zones in the mass of the biological object. / V.I. Skytsiouk, T.R. Klotchko / Microwave & Telecommunication Technology. – 2013. – Vol. 2. – Р. 1083-1084. 159 УДК 608.2 КОНСТРУИРОВАНИЕ МЕДИЦИНСКИХ ПРИБОРОВ Студент гр. ПБ32 Батурин А. П. Ст. преподаватель Паткевич О. И. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Современная медицина все больше нуждается в конструировании мо- бильных приборов и аппаратов, которые могут эффективно использовать- ся в автомобилях скорой помощи, в условиях боевых действий, для непре- рывного мониторинга важных показателей человека даже в домашних условиях. Недорогая элементная база электронных устройств, которые являются базовыми в современном медицинском приборостроении, возможность минимизации оборудования, позволяет конструктору создавать такую аппаратуру, которая отвечает всем требованиям, предъявляемым к мо- бильным приборам диагностики и не всегда зависит от стационарного электроснабжения. Следует отметить, что микроконтроллеры заняли важ- ное место в конструировании медицинской аппаратуры и без них тяжело представить работу современного врача. Ключевой возможностью мони- торингу пациента является использование удобного персонального обору- дования с возможностью записывать и сохранять данные пациента, а про- граммное обеспечение и электронная компоновка приборов позволила создавать многофункциональные медицинские системы. Такие системы позволяют качественно и быстро снимать показания больного, вести де- тальную статистику изменения показателей для анализа и прогнозирова- ния состояния здоровья пациента и методов лечения. Примером такой системы может быть многофункциональный тонометр с возможностями измерения артериального давления, частоты сердечных сокращений, а также не инвазивного измерения гемоглобина, глюкозы и билирубина. Такая система позволяет качественно и быстро снимать пока- зания работы сердечно-сосудистой системы, показатели крови, используя микроконтроллер и его программное обеспечения. [1] Такие приборы не требуют высокой квалификации персонала и подхо- дят для использования при большом количестве пациентов. Литература Тинтиналия Ж.Е. Неотложная медицина // Ж.Е. Тинтиналия, Ж.С. Страпс- зински, клайд Д.М. // The McGraw-Hill Companies, 7th ed., 2010. – С. 129–135. 160 УДК 621.91 ЭЛЕКТРОПАТРОН ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ СВЕРЛА Студент Бодашко В. М. Канд. техн. наук Подолян А. А. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Электропатрон для закрепления сверла используется в области режу- щего и вспомогательного инструмента для обработки материалов резани- ем, а сам процесс фиксации сверла в патроне подлежит контролю. Рассмотренный электропатрон для закрепления сверла Конструкция кото- рого представлена на рисунок. При закреплении сверла в патроне, сверло устанавливается через отверстия втулки 1 и втулки 3 сдвигая продольные элементы 4 в пазы 7, сдвиг которых повторяет форму сверла. Показана возможность контроля фиксации сверла электромагнитно-акустическим (ЭМА) методом установив преобразователь на патрон в месте установки сверла. Электропатрон для закрепления сверла 1 – втулка; 2 – продольное отверстие; 3 – втулка; 4 – продольные элемен- ты; 5 – цилиндрический корпус; 6 – корпус патрона; 7 – пазы; 8 – шнур питания; 9 – электрический провод. Использование предложенного электропатрона позволит расширить технические возможности и унификацию патрона на производстве. Литература: 1. Анализ электромагнитно-акустического преобразователя с угловым вводом возбуждения ультразвуковой волны / Г.С. Тымчик, А.А. Подолян // Вестник НТУУ «КПИ» серия приборостроение. – Киев: Изд-во НТУУ «КПИ», 2014 – Вып.47 – С.85-94 161 УДК 536.331 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ИК ИЗЛУЧАТЕЛЯ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ С НАНОПОРИСТЫМ Al203 С ЭЛЕМЕНТОМ НАГРЕВА – УГЛЕРОДНОЙ НИТЬЮ Магистрант Аль-Камали М. Ф. С. Х., Тучковский А. К., Канд. физ.-мат. наук Чернякова К. В. Канд. техн. наук, доцент Врублевский И. А. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Преимуществом использования ИК излучателей для процессов нагрева является бесконтактный способ передачи энергии от источника излучения к поверхности нагрева, малая инерционность, возможность создавать большие тепловые потоки на единицу площади поверхности, высокое постоянство потока излучения во времени. Целью настоящей работы было исследовать температуру поверхности ИК излучателя в корпусе из алюминия с нанопористым оксидом алюминия и ленточным нагревателем в виде углеродной нити для различной подво- димой электрической мощности. Для исследования теплового поля образ- ца использовали неохлаждаемый тепловизор (MobIR М4). Эксперименты показали, что при удельной мощности нагревателя 0,47 Вт см-2 температу- ра на поверхности после 60 с нагрева была 97±5 ºС (рисунок). Малая тол- щина ИК излучателя (1,0 мм) обеспечивала высокую скорость нагрева. Температура излучающей поверхности на уровне 90–98 ºС позволяет ис- пользовать такой ИК излучатель в режиме нагрева без сжигания кислорода и сушки воздуха. Тепловая картина на поверхности ИК излучателя в корпусе из алюми- ния с нанопористым оксидом алюминия и углеродной нитью в качестве электронагревателя через 60 с нагрева 162 УДК 620.179.14 КОМБИНИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ ФОРМИРОВАНИЯ АКУСТИЧЕСКОЙ ВОЛНЫ Студент Шалоумов Е. В. Канд. техн. наук Подолян А. А. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Комбинированный способы формирования акустической волны отно- сятся к технике неразрушающего контроля метаталлических изделий ульт- развуковым методом. Рассмотрены комбинированные способы формирования акустической волны электромагнитно-акустическим (ЭМА) методом [1, 2, 3] с использо- ванием: электроискрового нагрева, нагрева лучом импульсного лазера, нагрева пучком заряженных частиц и механического воздействия на по- верхность контролируемого объекта. Предложенные способы позволяют сформировать в контролируемом объекте звуковую волну, через воздуш- ный промежуток, слой покрытия или ржавчины. При этом формирование акустических волн происходит так, чтобы частоты сформированных на поверхности объекта контроля акустических волн предложенными спосо- бами имели значения при которых в контролируемом объекте формирова- лась суммарная акустическая волна. Использование предложенных способов формирования акустической волны позволит подобрать оптимальные характеристики акустической волны на поверхности контролируемого объекта, что приведет к росту качества и достоверности контроля. Литература 1. Формирование магнитного поля с заданными характеристиками в ЭМА преобразователях систем неразрушающего контроля промышленного оборудования / А.А. Подолян // Методы и приборы контроля качества. – Ива- но-Франковск : Изд-во Ив.- Франковского нац.техн. ун-ту нефти и газа, 2006 – Вып. 17. – С.18-21. 2. Формирование импульсов специальной формы для электромагнитных акустических преобразователей / Г.С. Тымчик, А.А. Подолян // Вестник НТУУ «КПИ» серия приборостроение серия приборостроение. – Киев: Изд-во НТУУ «КПИ», 2013 – Вып. 45 – С.64-69. 3. Анализ электромагнитно-акустического преобразователя с угловым вводом возбуждения ультразвуковой волны / Г.С. Тымчик, А.А. Подолян // Вестник НТУУ «КПИ» серия приборостроение. – Киев: Изд-во НТУУ «КПИ», 2014 – Вып.47 – С.85-94. 163 УДК 621.002:531.71(075.8) АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ Студент гр. 11302112 Ермаков Е. В. Ст. преподаватель Суровой С. Н. Белорусский национальный технический университет В современных длиномерах такие функции как скорость перемещения, установка измерительного усилия, перемещение и фиксация измеритель- ной каретки, температурная компенсация, вывод информации и т.д. кон- тролируются автоматически при помощи электроники и персонального компьютера содержащего программное обеспечение. В стандартной комплектации длиномеров присутствует система тем- пературной компенсации, которая постоянно осуществляет контроль и перманентную компенсацию влияния температуры в соответствии с ее изменениями. При этом пользователь всегда проинформирован о стабиль- ности температуры, для удобства такая система может быть включена или отключена в любой момент. Благодаря этому современные длиномеры обладают высокой точностью с погрешностью измерения от 0,3/0,15 мк, что позволяет использовать их в машиностроении, точном приборострое- нии, лабораториях научно-исследовательских институтов. На основании произведенного анализа ставится следующая задача: Разработать универсальный горизонтальный длиномер позволяющий кон- тактным методом, соблюдая принцип Аббе, при наличии специального приспособления выполнять измерения деталей с плоскими, цилиндриче- скими и сферическими поверхностями, производить аттестацию концевых мер длины, выполнять измерения среднего диаметра, шага наружной и внутренней резьбы, производить измерения по определению угла наруж- ного конуса деталей. Особенность разрабатываемой конструкции заключа- ется в возможности измерения большого количества параметров деталей, что является главным преимуществом над узкоспециализированными длиномерами. Наличие преобразователя линейных перемещений, работающего со- вместно с вычислительным устройством, обеспечит управление, решение вычислительных задач с автоматической обработкой результатов измере- ния и выдачей на компьютер. Такая система упростит процесс считывания информации для оператора и позволит увеличить точность измерения. Еще одним преимуществом разрабатываемого длиномера над полно- стью автоматизированными системами - возможность ручной настройки прибора, такая функция позволит увеличить надежность конструкции, упростит и удешевит ремонт, повысит ресурс эксплуатации. 164 УДК 621.316 ГЕРМЕТИЧНЫЙ КАБЕЛЬНЫЙ ВВОД Студент Манзюк Ю. Ю. Канд. техн. наук Подолян А. А. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского Кабельный ввод относится к уплотнителю, вводу или к переходному устройству для кабелей. Рассмотрен ввод кабельный, конструкция которого показана Показано, что с помощью устройства 6, что создает давление шприц, другое) полость 5 заполняют веществом, которое герметизирует давлением, что позволяет разгрузить кабель в месте соединения Кабельный ввод 1 – гайка; 2 – стержень с резьбой; 3 – хомут; 4 – уплотнитель веществом; 6 – устройство, что создает давление Использование данного ввода позволяет повысить уплотнительные герметичные свойства, а также уменьшить нагрузку на кабель соединения кабельного ввода с электрокабелем. Литература 1. Контроль качества работ при муфтовом ремонте магистральных зопроводов / Г.С. Тымчик, А.А. Подолян // Вестник НТУУ приборостроение серия приборостроение. – Киев: Изд-во НТУУ 2010 – Вип. 39 – С.64-70. 2. Экспериментальные исследования эффективности усиления трубопровода высокого давления муфтой с внутренним наполнением Тымчик, А.А. Подолян, С.В. Пудрий // Сборка в машиностроении ростроении. - Москва: Издательство “Машиностроение”, 2013 35-39. » на рисунок. P, (насос, , под [1, 2]. ; 5 – полость с ; и в месте га- «КПИ» серия «КПИ», участка / Г.С. , прибо- – Вып.4 – С. 165 UDC 535:3 TO THE NON-INVASIVE OPTICAL CONTROL OF GLUCOUSE LEVEL Student (magister) Kuprii A. I. National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute» Diabetes problem is very acute in modern society, and therefore there is a need for a device to control of glucose level. Most of mass devices are using the invasive diagnostic principle. However, to preserve the organism integrity is possible and necessary to create devices, which functioning is based on non- invasive determining of sugar concentration in blood. The most used optical methods in non-invasive diagnosis of blood glucose are: near infrared spectroscopy (NIRS), mid-infrared spectroscopy (Mid-IRS), Raman spectroscopy, photoacoustic spectroscopy (PA), polarization changes, optical coherence tomography (OCT), photonic crystal and fluorescence tech- nology. In this diversity the most approach to the certified device are Raman and near infrared spectroscopy. The basis of Raman spectroscopy (combination scattering light) is the inelas- tic scattering of optical radiation on the molecules of biological media... This method requires the use of constructive elements such as [1]: a bandpass filter that passes the desired waveband for research, as well as a band-stop filter that extracts the desired wavelength at which is possible to reveal the presence of glucose in the blood. The most difficult to study and use in biophotonics are the near infrared spec- trum. In this diapason, the passbands intensity of light penetration in tissue decreases as compared with the mid-infrared spectroscopy. Application of these methods for non-invasive diagnostic of blood glucose could increase the accuracy of result. Based on methods discussed above, particularly on Raman spectroscopy, worked out technical solution of device for determining the concentration of blood glucose using the principles of photometry by ellipsoidal reflectors [2]. According to the developers, such combination of biophotonic methods will qualitatively improve the diabetes diagnostic procedure. References 1. Wróbel M. S. Non-invasive blood glucose monitoring with Raman spec- troscopy: prospects for device miniaturization / Wróbel M. S. // IOP. – 2015. 2. Bezuglyi M. A. Optical biometry of biological tissue by ellipsoidal re- flectors / Bezuglyi M. A., Pavlovets N. V. // Proc. OSA-SPIE. – 2013. – 87980Q. 166 УДК 621.881.2 ЭЛЕКТРОТИСКИ Студент Литвиненко Д. Н. Канд. техн. наук Подолян А. А. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» При проведении механической обработки деталей различной формы широко применяются тиски, при помощи которых можно зафиксировать обрабатываемую деталь в неподвижном положении, что дает возможность обрабатывать деталь различным резальным инструментом. Также рас- смотрена возможность контроля фиксированной детали электромагнитно- акустическим (ЭМА) методом [1]. Рассмотрены тиски, которые позволяют зажимать тяжелые детали средних габаритов. Конструкция предложенных тисков показана на рисунок. Электро-тиски: 1 – неподвижная губка; 2 – губка; 3 – подвижная губка; 4 – электромотор; 5 – винт; 6 – гайка; 7 – втулка; 8 – коническое зубчатое колесо; 9 – основа; 10 – фланец; 11, 12 – болт; 13,14 – винт; 15, 16 – гайка; 17, 18, 19 – шайба; 20 – пружина. Предложенные тиски позволяют ускорить и автоматизировать зажим де- тали путем ведения в конструкцию электромотора, который вращает винт вместо человека, что позволит расширить технические возможности тисков. Литература Анализ электромагнитно-акустического преобразователя с угловым вводом возбуждения ультразвуковой волны / Г.С. Тымчик, А.А. Подолян // Вестник НТУУ «КПИ» серия приборостроение. – Киев: Изд-во НТУУ «КПИ», 2014 – Вып. 47. – С. 85–94. 167 УДК 621.9 СПОСОБ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ РЕЗЦОМ Студент Матвеева А. А. Канд. техн. наук Подолян А. А. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Способ токарной обработки резцом относится к области металлообра- ботки для снятия стружки и может быть использовано для разделения стружки при обработке крупногабаритных деталей. Рассмотренный способ токарной обработки резцом с применением од- новременно двух и более резцов, который представлен на рисунок. Пока- зана возможность контроля обрабатываемой детали электромагнитно- акустическим (ЭМА) методом установив преобразователь в место обраба- тывания детали. Способ токарной обработки резцом: 1 – деталь; 2- главный резец; 3 – дополнительный резец; t1, t2 – глубина установки резцов 1 и 2; n1,n2 – частота оборотов, которая определяет ско- рость резания, s – подача; ∆l1, ∆l2 – сдвиг резца в доль оси вращения Применение предлагаемого способа позволит повысить скорость обра- ботки детали. За счет использования двух и более резцов одновременно. С учетом переточек трудозатраты по предлагаемому способу сокращаются. Кроме того, улучшается качество обработанной поверхности, так как нет необходимости менять резца. Литература Анализ электромагнитно-акустического преобразователя с угловым вводом возбуждения ультразвуковой волны / Г.С. Тымчик, А.А. Подолян // Вестник НТУУ «КПИ» серия приборостроение. – Киев: Изд-во НТУУ «КПИ», 2014 – Вып.47 – С.85-94. 168 УДК 621.81 УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ НАТЯЖЕНИЯ РЕМНЯ ПРИВОДА Студент Филоненко К. Г. Канд. техн. наук Подолян А. А. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Устройство контроля натяжения ремня привода относится к измери- тельной технике, в частности к устройств для контроля усилия натяжения приводных ремней, и может быть использовано в области машинострое- ния, а также во всех отраслях народного хозяйства. Рассмотрено устройство контроля натяжения ремня привода, конст- рукция которого показана на рисунок. В основу устройства был положен преобразователь, основанный на электромагнитно-акустическом (ЭМА) методе [1]. Устройство контроля натяжения ремня привода: 1 – Ремень; 2 – ЭМА преобразователь; 3 – интерфейс; 4 – блок индикации; Использование предложенного устройство контроля натяжения ремня привода позволит расширить технические возможности и унификацию контроль на производстве. Литература Анализ электромагнитно-акустического преобразователя с угловым вводом возбуждения ультразвуковой волны / Г.С. Тымчик, А.А. Подолян // Вестник НТУУ «КПИ» серия приборостроение. – Киев: Изд-во НТУУ «КПИ», 2014 – Вып. 47. – С. 85–94. 169 УДК 671.739(075.8) ОСОБЕННОСТИ ДИЗАЙНА ЮВЕЛИРНЫХ УКРАШЕНИЙ МУЖСКОГО КОСТЮМА Студент гр. 11309114 Волошин Н. В. Канд. техн. наук, доцент Луговой В. П. Белорусский национальный технический университет Костюмы составляют основу гардероба современного мужчины, 80 % времени кото- рого занимают карьера и бизнес. Все должно быть к месту и ко времени. Не менее умест- ны и украшения в мужских костюмах, кото- рые в основном присущи дамам. Но это глу- бокое заблуждение. Стремительно изменялась женская одеж- да, что не скажешь про изменения в мужской моде. Наибольшее влияние на формирование повседневного мужского кос- тюма оказала первая мировая война. Модный костюм имел полувоенный вид, состоял он из френча, бриджей, высоких сапог и фуражки. Зато вечерний костюм почти не изменился. Большой популярностью пользовались ювелирные украшения, которые создавали своеобразный муж- ской парюр. Фрак и смокинг, узкие брюки с шелковыми лампасами остава- лись наиболее парадной одеждой для мужчин. С фраком полагалось носить бархатные, шелковые жилеты, застегнутые на перламутровые, жемчужные или ювелирной работы пуговицы из серебра или матового золота, украшен- ные эмалью изысканным орнаментом. С таким костюмом носили рубашку из тонкого полотна, на манжетах сверкали маленькие золотые запонки с брил- лиантами, рубинами, хризолитами, опалами или жемчугом. Модными были запонки из матового золота с чеканным изображением женской головки и с геометрическим или растительным орнаментом. Галстуки, шейные шарфы, завязанные бантом начала XX века как эле- менты костюма отличались многообразием и дополнялись также украше- ниями. Как правило, узлы галстуков закалывали декоративной булавкой. Учитывая общие тенденции и стилевые особенности модерна, ювелиры не- сколько видоизменили форму этого традиционного мужского украшения. Так, к примеру, головка булавки часто принимала форму кисти женской руки, украшенной алмазами, рубинами и другими драгоценными камнями, или форму шарика из жемчуга, коралла, опала, бирюзы в золотой оправе. 170 УДК 67.05 ИСПЫТАНИЕ ИЗДЕЛИЙ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ТРАНСПОРТНОЙ ТРЯСКИ Студентка гр. 11302112 Ижмайлович В. П. Канд. техн. наук, доцент Савченко А. Л. Белорусский национальный технический университет В процессе транспортировки изделие подвергается воздействию единич- ных толчков и ударов, вибрации низкочастотного спектра – транспортной тряской. Параметры тряски зависят от качества дорог, по которым перевозят изделие. Состояние автомобильных дорог в Республике Беларусь в настоящее время не является удовлетворительным. Как показывает статистика, большинство отказов техники в течение га- рантийного срока вызвано повреждениями, полученными при транспорти- ровке. Поэтому особенно актуальным является вопрос выявления потенци- ально ненадежных изделий еще на предприятии-изготовителе. Стенд для испытания изделий на воздействие транспортной тряски пред- назначен для имитации транспортной тряски при ускоренных испытаниях. Испытания могут проводиться как в условиях предприятия-изготовителя, так и в специализированных испытательных центрах учреждений стандар- тизации и сертификации, аккредитованных лабораториях и т. п. Стенд ориентирован на испытания среднегабаритных изделий размером не более 1500х650 мм и весом не более 150 кг. К ним относятся приборные комплексы в стоечном исполнении, приборные шкафы, климатические ка- меры, холодильники промышленного и бытового назначения, специальная радиоаппаратура и т. п. Испытания с использованием разрабатываемого стенда производятся ус- коренно, то есть многочасовая перевозка по автомобильным и железным дорогам имитируется вибрациями в течение не более двух часов. Различные типы дорог имитируются заданием различных режимов работы стенда за счет изменения скорости вращения кулачковых колес и сменных колес, на которых установлена платформа. Стенд испытания изделий на воздействие транспортной тряски является наиболее эффективным оборудованием для выявления потенциально нена- дежных изделий еще на предприятии-изготовителе. В отличие от существующих конструкций для расширения режимов ис- пытаний предлагается использовать четыре виброопоры с раздельным зада- нием параметров колебаний – амплитуды (перегрузки), частоты и относи- тельного фазового сдвига. 171 УДК 621.91.01 УСТРОЙСТВО ДИАГНОСТИКИ ТОКАРНЫХ СТАНКОВ С КОНТРОЛЕМ КАЧЕСТВА ДЕТАЛИ Студент Скибчик В. В. Канд. техн. наук Подолян А. А. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Устройство диагностики токарных станков с контролем качества дета- ли предназначено для использования на предприятиях металлообрабаты- вающей промышленности при диагностике токарных станков. Рассмотрено устройство диагностики токарных станков по параметрам точности, конструкция которого представлена на рисунок. Дополнительно в месте обработки детали один или несколько безоткатных датчиков кон- троля, в частности электромагнитно-акустических преобразователя [1]. Устройства диагностики токарных станков с контролем качества детали, изготавливаемой: 1 –угл поворота шпинделя; 2 – патрон; 3 – резец; 4 –бесконтактный датчик контроля; 5 – интерфейс; 6 – заготовка (деталь); 7 – центра; 8 – датчик перемещения; 9 – токарный станок Использование предложенного устройства позволит расширить техни- ческих возможностей при диагностике токарных станков с возможностью контроля качества детали изготавливается, и повышение их производи- тельности. Литература: Анализ электромагнитно-акустического преобразователя с угловым вводом возбуждения ультразвуковой волны / Г.С. Тымчик, А.А. Подолян // Вестник НТУУ «КПИ» серия приборостроение. – Киев: Изд-во НТУУ «КПИ», 2014 – Вып. 47. – С. 85–94 172 УДК 621.886.6 ШПОНОЧНОЕ ГЕРМЕТИЧНОЕ СОЕДИНЕНИЕ Студент Юрковець В. И. Канд. техн. наук Подолян А. А. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Шпоночное герметичное соединение относится к области машино- строения, а именно к шпоночным соединениям. Рассмотрено шпоночное соединение, конструкция которого показана на рисунок. Показано, что с помощью устройства 9, что создает давление P, (насос, шприц, другое) полость 6 заполняют веществом, которое герметизи- рует, под давлением, что позволяет разгрузить соединения [1, 2]. Шпоночное герметичное соединение: 1 – вал; 2 – лыска; 3 – втулка; 4 - цилиндрическая канавка; 5 – шпонка; 6 – полость с веществом; 7 – кольцо; 8 – бурт вала; 9 – шприц с веществом; Использование предложенного шпоночного герметичного соединения позволяет повысить надежность самого соединения, а также уменьшить нагрузку в месте соединения. Литература: 1. Контроль качества работ при муфтовом ремонте магистральных газо- проводов / Г.С. Тымчик, А.А. Подолян // Вестник НТУУ «КПИ» серия прибо- ростроение серия приборостроение. – Киев: Изд-во НТУУ «КПИ», 2010 – Вип. 39 – С. 64–70. 2. Экспериментальные исследования эффективности усиления участка трубопровода высокого давления муфтой с внутренним наполнением / Г.С. Тымчик, А.А. Подолян, С.В. Пудрий // Сборка в машиностроении, при- боростроении. - Москва: Издательство “Машиностроение”, 2013 – Вып.4 – С. 35–39. UDC 617.57-621.8 PROTOTYPE OF BIOMECHANICAL HAND PROSTHESIS Student of gr. PB-62s Haponiuk A. O. National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute» Modern prostheses upper limbs divided into two main groups: cosmetic, which serve as an aesthetic substitute, and functional (active), which enable almost entirely to provide the functional properties of the healthy hand. Depen ing by level of amputation prostheses divided into prostheses of fingers, hand, forearm and shoulder. Since the hand and fingers in constant contact with a variety of traumatic objects at manufacturing or at living, they are the limb parts that required prosthetics. This work is a part of working prototype of human hand prosthesis with an intellectual control system. 3D model of prototype biomechanical hand prosthesis (base Fig. shows the structure of biomechanical hand prosthesis consisting of the following elements: metacarpus 1, which is connected with forearm 4 by means of two axel 5; axle 2 and cap 3 are used to fasten of fingers to metacarpus; non elastic cords of nylon fasten to contact pins 6, which are insert into appropriate socket of forearm 4 for connection with each finger; non-elastic cords are te sioned by screws 7. In the fig. 1 not shown non-elastic cord, fingers and fixings to connect them one together. Mechanical prosthesis has an advantage over electric in case when the p tient is a child or a person with hand congenital defects. This is due to not d veloped or underdeveloped muscles of forearm that control the patient’s fingers. For such patients the biomechanical hand prosthesis primarily intended for the development of forearm muscle groups with subsequent transition to the bio lectric prosthesis. 173 d- ) - n- a- e- e- 174 УДК 620.179.14 ТЕХНОЛОГИЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА ОБЪЕКТА КОНТРОЛЯ Студент Шалоумов Е. В. Канд. техн. наук Подолян А. А. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» В настоящее время электромагнитно-акустический метод практически не применяется для контроля физико-механических свойств материала объекта контроля, что существенно ограничивает области его использования. Вместе с тем, ЭМА метод широко применяется для контроля геометрических размеров изделия, а также поиска в нем дефектов [1, 2, 3]. В работе рассмотрены вопросы практического применения ЭМА метода для контроля физико-механических свойств материала объекта контроля. С помощью математического моделирования исследовано, а также экспери- ментально подтверждены зависимость, показывающие влияние физико- механических свойств материала на акустические параметры ЭМА преобразо- вателя. В основу исследований положен широко апробированный подход к анализу процесса формирования акустической волны ЭМА методом. Достоверность полученных результатов подтверждается корректным использованием матема- тического аппарата и хорошей сходимостью результатов теоретических и экс- периментальных исследований. Литература 1. Формирование магнитного поля с заданными характеристиками в ЭМА преобразователях систем неразрушающего контроля промышленного оборудо- вания / А.А. Подолян // Методы и приборы контроля качества. - Ивано- Франковск : Изд-во Ив.- Франковского нац.техн. ун-ту нефти и газа, 2006 – Вып. 17. – С.18–21. 2. Формирование импульсов специальной формы для электромагнитных акустических преобразователей / Г.С. Тымчик, А.А. Подолян // Вестник НТУУ «КПИ» серия приборостроение серия приборостроение. – Киев: Изд-во НТУУ «КПИ», 2013 – Вып. 45. – С.64–69. 3. Анализ электромагнитно-акустического преобразователя с угловым вво- дом возбуждения ультразвуковой волны / Г.С. Тымчик, А.А. Подолян // Вестник НТУУ «КПИ» серия приборостроение. – Киев: Изд-во НТУУ «КПИ», 2014 – Вып.47 – С.85–94 175 УДК 620.17 ТЕХНОЛОГИЯ КОТРОЛЯ ДЕТАЛИ МАГНИТООПТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ Студентка Сергиенко Е. С. Канд. техн. наук Подолян А. А. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Среди исследований, связанных с созданием аппаратуры неразрушающего контроля, особое место занимают поиски бесконтактных методов возбужде- ния и регистрации ультразвука в твердых телах [1]. Области использования магнитооптических методов довольно широки. Технический контроль явля- ется неотъемлемой составляющей частью процесса управления качеством продукции и осуществляется на всех стадиях ее жизненного цикла: разработ- ки, изготовления, эксплуатации или потребления продукции. Рассмотрен магнитооптический метод контроля заготовок с использовани- ем магнитооптического преобразователя, который позволяет производить контроль без предварительной подготовки поверхности детали [2, 3]. Рассмот- рена возможность контроля магнитооптическим методом, как с предваритель- ным намагничивание объекта контроля в месте контроля, так и без него. В исследовании показана возможность анализа процесса контроля за- готовок с помощью магнитных волн и магнитооптического преобразовате- ля. Кроме того, показана возможность контроля покрытия без его предва- рительной подготовки, что значительно сокращает временные и финансо- вые затраты. Также метод позволяет визуализировать магнитную структу- ру материала контролируемого объекта. Литература 1. Анализ электромагнитно-акустического преобразователя с угловым вводом возбуждения ультразвуковой волны / Г.С. Тымчик, А.А. Подолян // Вестник НТУУ «КПИ» серия приборостроение. – Киев: Изд-во НТУУ «КПИ», 2014 – Вып.47 – С.85-94 2. Белотелов В. Фотонные кристаллы и другие метаматериалы / В. Бе- лотелов, А. Звездин. // Бюро Квантум. – 2006. – №94. 3. Топоров А. Ю. Магнитооптический метод метрологического кон- троля изделий и его применение в технологии твердотельных приборов : автореф. дис. на получение науч. степени канд. техн. наук : спец. 05.27.01 «твердотельная электроника и микроэлектроника» / Топоров Андрей Юрь- евич – Москва, 1995. – 21 с. 176 УДК 641.06 КОНЦЕПЦИЯ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЛЮД ИЗ ИЗМЕЛЬЧЕННЫХ ПРОДУКТОВ Студент гр. 11302213 Ивашко Е. Н. Канд. техн. наук доцент Зайцева Е. Г. Белорусский национальный технический университет Развитие науки в последние годы способствовало широкому использо- ванию кухонной техники. Внедрение новых идей в технику для кухни позво- ляет в рамках концепции «умный дом» эффективно совершенствовать тради- ционные устройства для приготовления пищи. Устройство для приготовления блюд из измельченных продуктов включа- ет в себя несколько процессов: очистка продуктов, измельчение и смешивание продуктов, дозирование продуктов, термическая обработка продуктов напри- мер, (жарка, варка, тушение и т. п.) Блок очистки продуктов возможно реализовать несколькими способами: механическим и термическим (паровой, огневой) и химический. При огневом способе продует подвергаются в течении нескольких секунд обжигу. При паровом способе подвергаются воздействию острого водяного пара повышен- ного давления и температуры. Химический способ очистки основан на обра- ботке раствором щелочи. При механическом способе наружный покров сди- рается о шероховатую поверхность рабочего органа и стенки рабочей камеры машины. В настоящее время этот блок является наименее технически разра- ботанным в бытовой технике. В зависимости от продукта, который будет подвергнут обработке и продукта который должен быть получен, для измельчения и смешивания используется следующие элементы: терочные диски, куттерные ножи, лопатки, шнеки и т. д. Дозирования продуктов можно производить дозаторами дискретного (объ- емные и весовые) и непрерывного (бункерные и ленточные) действия. Если устройство используется в домашних условиях, то оптимально использовать дискретные дозаторы, так как они обладают возможностью регулировать дозу. В столовых или предприятиях, где устройство используется постоянно, целесообразно ставить дозаторы непрерывного действия. Традиционно термическая обработка происходит тремя способами: варка (в жидкостях, паром, СВЧ-нагрев), жарка (на нагретых поверхностях, в жа- рочных шкафах, на открытом огне) и их комбинирование (тушение, запекание и брезирование). Рационально создать модульную систему с несколькими блоками и воз- можностью их комбинации. 177 УДК 536.24 ПАРОВЫЕ КАМЕРЫ КАК ЭЛЕМЕНТЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ Соискатель Кравец Д. В. Д-р техн. наук, профессор Гераимчук М. Д. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» В настоящее время продолжается тенденция уменьшения радиоэлектрон- ных устройств до минимальных размеров с одновременным повышением их функциональных возможностей. Что приводит к интенсивному нагреву, как отдельных электронных элементов, так и всего прибора. Для обеспечения на- дежного режима роботы устройства необходимы новые системы охлаждения. Наиболее перспективными элементами отвода тепла от таких устройств есть тепловые трубы: малого размера [1] и с диаметром больше 6 мм [2], которые сложно эффективно использовать в миниатюрных устройствах. В таких случа- ях есть возможность применения паровых камер имеющих небольшие размеры с довольно высокими теплопередающими характеристиками [3]. Основное преимущество их заключается в трансформации теплового потока большой плотности в тепловой поток малой плотности на большую площадь, с возмож- ностью отведения ее за счет свободной конвекции, а также возможность ис- пользования ее как корпус прибора. В данной работе рассматривается перспективное направление охлаж- дения миниатюрных устройств - создание паровых камер малой толщины меньше 1 мм. Это связано с некоторыми технологическими трудностями обеспечения условий интенсивного отвода тепла в зоне нагрева и в зоне конденсации паровой камеры. А также распределение паровой фазы по всему ее внутреннему объему. Для этого необходимо определить влияние определяющих факторов на теплопередающие характеристики этих уст- ройств. И, прежде всего, выбор эффективного теплоносителя. Литература 1. Cotter, T. P. Principles and Prospects of Micro Heat Pipes/ T.P. Cotter // 5th International Heat Pipe Conference, Tsukuba, Japan. – 1984. – p.328-335. 2. Семена М.Г., Гершуни А.Н., Зарипов В.К. Тепловые трубы с металло- волокнистыми капилярными структурами.- Киев: Вища школа, 1984. – 215с. 3. Wang R. T., Wang J. C., Chang T. L. Experimental analysis for thermal performance of a vapor chamber applied to high-performance servers// Journal of Marine Science and Technology, 2011 – Vol. 19 – No. 4. – pp. 353–360. 178 УДК 621.7.015:004.89 ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЗНАНИЙ В ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ Магистрант Ярмошенко А. В. Канд. техн. наук, доцент Выслоух С. П. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Низкая эффективность традиционных методов автоматизации проекти- рования, обрабатывающих информацию с ранее известными методами, которые основаны на применении сложных математических моделей при решении задач в приборостроении, требует использования современных экспертных систем. Они позволяют решать различные задачи с учетом знаний, которые заложены в соответствующую базу, построенной на ис- пользовании опыта и умений проектировщика. В работе рассматриваются вопросы создания экспертной системы для про- ектирования технологических процессов механической обработки деталей в приборостроении. Структурная схема системы состоит из: базы знаний, меха- низма логического вывода, модуля выбора знаний и системы объяснений [1]. Анализ различных методов представления знаний показал, что наибо- лее эффективным для представления конструкторско-технологической информации является использование продукционной модели. На основе данной модели создано базу знаний, которая реализована с помощью программного инструментария «Prolog». Согласно алгоритму проектирования технологии с помощью созданной системы инженер-проектировщик описывает характеристики детали и типы ее поверхностей с помощью совокупности данных и правил, которые заложение в базе знаний. Данные определяют объекты, их характеристики и значения, существующие в области проектирования технологических процессов. Правила определяют способы манипулирования данными, которые характерны для соответствующей предметной области. Использование базы конструкторско-технологических знаний с под- системой интеллектуального анализа данных на основе экспертных пра- вил, справочников и стандартов как источников информации о предметной области позволяет повысить эффективность автоматизированного проек- тирования технологических процессов. Литература Ярмошенко О.В. Інтелектуальні системи прийняття рішень при проектуванні технологічних процесів / О.В. Ярмошенко, С.П. Вислоух // Молодий вчений. – 2017. – №2. 179 УДК 534.6.08 АВТОМОБИЛЬНЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПАРКОВОЧНЫЙ РАДАР С ТЕМПЕРАТУРНОЙ КОРРЕКЦИЕЙ Студент гр. ПГ-32(бакалавр) Римский Р. О. Канд. техн. наук, доцент Павловский А. М. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» На сегодняшний день ультразвуковые датчики все более популярны, они используются в парковочных системах, навигационных приборах, даже в быту, как измерители расстояния. По сравнению с лазерными дат- чиками, ультразвуковые менее точны и их точность напрямую связана с температурой измеряемой среды. Достоинствами таких устройств является широкий диапазон измерений, низкое энергопотребление, невосприимчи- вость к цвету отражающей поверхности и относительно низкая стоимость. Для компенсации температурной погрешности был создан макетный образец, структурная схема которого представлена на рисунок. В качестве чувствительного элемента были использованы ультразвуковые датчики модели JSN-SR04 от автомобильной парковочной системы и цифровой термометр DHT22. В качестве вычислительного ядра используется микро- контроллер фирмы ATMEL ATMEGA328. Вывод информации осуществ- ляется на экран бортового компьютера или индикатор парковочной систе- мы. Для вывода информации на ПК использовалось ПО созданное в среде NI LabView. Схема ультразвуковой парк. системы с температурной коррекцией Проведенные эксперименты показали, что при использовании темпера- турной коррекции при изменении температуры от -20 ℃ до +30 ℃, измерение одно и того-же расстояния, может отличатся более чем на 10 см. В дальней- шем для системы парковочных радаров планируется использовать бортовые датчики температуры. Таким образом, введение температурной коррекции позволит компенси- ровать недостатки ультразвуковых парковочных радаров, избежать аварий- ных ситуаций и расширит функционал прибора. 180 УДК 621.9.048 ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ШТРИПСЫ НА ЕЕ РЕЖУЩУЮ СПОСОБНОСТЬ И ШЕРОХОВАТОСТЬ РАСПИЛЕННОЙ ПОВЕРХНОСТИ ОБРАЗЦОВ ИЗ ХРУПКИХ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВОБОДНОГО АБРАЗИВА Студент гр.11307113 Русанов А. П. Д-р техн. наук, профессор Киселев М. Г. Аспирант Богдан П. С. Белорусский национальный технический университет Статья посвящена экспериментальному исследованию влияния элек- троэрозионного модифицирования рабочей поверхности штрипсы на ее режущую способность и шероховатость распиленной поверхности образ- цов из хрупких неметаллических материалов, в частности, мрамора, стекла и кремния с использованием свободного абразива. Штрипсовые пилы широко используются при распиливании дорого- стоящего сырья (кварц, лейкосапфир и т.п.) так как позволяет резать мате- риалы больших площадей при минимальных потерях сырья на пропил, но этот метод отличается низкой производительностью, что объясняется пе- рекатыванием абразивных зерен. Поэтому, чтобы повысить производи- тельность, необходимо обеспечить такие условия распиливания, при кото- рых абразивные зерна закреплялись бы на рабочей поверхности штрипсы и осуществляли микрорезание материала заготовки. С этой целью предло- жено осуществлять электроэрозионную обработку рабочей поверхности штрипсы, в результате чего на ней образуются лунки, препятствующие перекатыванию абразивных зерен в процессе распиливания. Установлено, что применение электроэрозионного модифицирования поверхности штрипсы позволяет по сравнению со штрипсой в исходном состоянии повысить интенсивность распиливания образцов из всех иссле- дуемых материалов. При этом с повышением их твердости интенсивность распиливания снижается. С увеличением энергии электрического разряда отношение интенсивностей распиленной поверхности с модифицированной поверхностью штрипсы и в исходном состоянии, а так же параметр Ra ше- роховатости распиленной поверхности образцов во всех случаях возрастают. При распиливании мрамора удаление материала происходит главным обра- зом за счет его микрорезания наплывами металла, образующимися по краям лунки и выходящими за исходный контур поверхности, а участие абразива не значительное. В результате поверхность приобретает более однородную структуру и имеет значительно меньшую шероховатость. 181 УДК 621.9.048 ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ ГЛАДКИХ РАБОЧЕЙ И БОКОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ СТАЛЬНОГО ОТРЕЗНОГО ДИСКА НА ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ Студент гр.11307113 Русанов А. П. Д-р техн. наук, профессор Киселев М. Г. Аспирант Богдан П. С. Белорусский национальный технический университет Статья посвящена экспериментальной оценке влияния электроэрозион- ного модифицирования гладких рабочей (режущей) и боковых поверхно- стей стального (У8А) отрезного диска на его эксплуатационные показате- ли: устранение явления заклинивания диска в зоне реза, интенсивность распиливания образца из текстолита, износостойкость инструмента и ше- роховатость распиленной поверхности. Приведены основные сведения о методике проведения этих исследований, включая описание устройств электроэрозионного модифицирования поверхностей испытуемых дисков, а также примененных методов и средств измерения геометрических пара- метров их обработанных поверхностей. Объектом исследования являлся стальной (У8А) диск диаметром 75 мм и толщиной 0,2 мм с центральным посадочным отверстием 16 мм. Электро- эрозионное модифицирование его рабочей поверхности (режущей кромки) и боковой поверхности осуществлялось с использованием специальных уст- ройств. По завершению этих операций исследовалось состояние модифици- рованной поверхности диска и измерялись геометрические параметры полу- ченных на ней лунок. Как показали измерения, после модифицирования рабочей поверхности диска при напряжении накопительного конденсатора U = 75 В и его емкости C = 350 мкФ толщина его режущей кромки увеличи- лась по сравнению с исходной на 38 мкм, а при дополнительном модифици- ровании его боковых поверхностей это приращение составило 74 мкм. Бла- годаря этому увеличению толщины режущей кромки, исключается явление его заклинивания в пропиле, которое наблюдается при использовании диска с модифицированной только рабочей поверхностью. Установлено, что дополнительное модифицирование боковых поверх- ностей диска позволяет в сравнении с диском, у которого модифицирована только рабочая поверхность, повысить в среднем на 10% значение интен- сивности распиливания с некоторым увеличением параметра Ra шерохо- ватости распиленной поверхности образца. 182 УДК 620.111 ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ФАР ПРИ КОНТРОЛЕ СТАЛИ Студент гр. ПК-61с (специалист) Горло В. О. Ассистент Дугин А. Л. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Фазированная антенная решетка (ФАР) - это антенна с управляемыми фа- зами или разностями фаз волн, излучаемых ее элементами. Управление разно- стью позволяет: формировать необходимую диаграмму направленности; из- менять направления луча; корректировать форму диаграммы направленности – изменять ширину луча. Контроль стальных изделий занимает большое место в НК, поэтому суще- ствует много способов его осуществления. Поскольку ультразвуковой метод самый популярный в неразрушающем контроле, мы рассмотрим именно его. Проведя анализ, мы выделили основные преимущества, и недостатки ФАР при контроле стали. Основными преимуществами является возможность ре- гулировать коэффициент усиления антенны. Антенна с электрическим скани- рованием луча дает возможность быстрого просмотра объекта. Больше 64 элементов в системе существенно не повлияет на качество контроля. Так же стоит выделить возможность фокусировки луча, что повышает разрешаю- щую способность. Если в активную группу добавить дополнительные линии задержки, появится возможность совместить сканирование луча и его фоку- сирование. Немаловажной является возможность изменения углов и формы фронта. По сравнению с другим классом антенн, ФАР имеет лучшие массога- баритные характеристики. Функциональные возможности ФАР расширяются при совместном использовании активного приемопередающего модуля с каж- дым излучающим элементом. Из недостатков стоит выделить сложность управления ФАР. Углы откло- нения имеют свои границы. Ну и не стоит забывать про стоимость ФАР, кото- рая значительно выше стоимости одного преобразователя. Одним из минусов является зависимость движения отдельных лучей. На данный момент ФАР активно используется в неразрушающем, контро- ле, радиосвязи, радионавигации. ФАР имеет широкие перспективы, поэтому в недалеком будущем ожидается удешевление технологии изготовления, что сделает использование системы еще более целесообразным. 183 УДК 621.924 ДИАГНОСТИКА НАДЕЖНОСТИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА В УСЛОВИЯХ БЕЗЛЮДНОГО ПРОИЗВОДСТВА Студент гр. ПБ-61м (магистрант) Богачев Е. В. Канд. техн. наук, доцент Шевченко В. В. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Одной из самых важных характеристик технологического процесса есть надежность технических средств, вовлеченных в него. Надежность – это способность сохранять свои ключевые значения в пределах определен- ного допуска. Поэтому в автоматизированном производстве необходимо уделить тщательное внимание диагностике режущего инструмента, кото- рая сведет возможность появления бракованной продукции до минимума, а также позволит регулировать режимы резания в зависимости от его из- носа. Также диагностика процесса резания позволит следить за режущим инструментом в динамике резания и вовремя заменить его или его режу- щую часть в случае определения его непригодности. Наиболее эффективными методами диагностики есть электрические методы, с помощью которых можно отслеживать геометрию резца и сте- пень износа его режущих поверхностей, а также залегание дефектов, кото- рые могут привести к сбою всей системы ТОС. С данными задачами справляется система диагностики, которая осно- вана на фиксации сигнала акустической эмиссии, сигнала с датчика, кото- рый определяет силу резания и крутильный момент, сигнал датчика изме- рения мощности резания, а также информацию от системы измерения размеров детали[2]. Вся эта информация отправляется в адаптивную сис- тему, которая с помощью баз данных анализирует всю вошедшую инфор- мацию и корректирует составляющие силы резания с помощью управ- ляющих сигналов, которые направляются в программу обработки [1]. Таким образом, данная система диагностирования определяет надеж- ность режущего инструмента и позволяет заменить его. Литература 1. Остафьев В.А., Тымчик Г.С., Шевченко В.В. Адаптивная система управления. – Механизация и автоматизация управления. – Киев, №1, 1983. – с. 18-20. 2. Шевченко В.В. Контроль стану різального інструменту за допомо- гою електричних сигналів. Збірник наукових праць V науково-технічної конференції ПРИЛАДОБУДУВАННЯ: стан і перспективи, 25-26 квітня 2006 р., м. Київ, ПБФ, НТУУ ‘КПІ’. – 2006. – с. 112–113. 184 УДК 621.9.01 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИГНАЛЫ В ДИАГНОСТИКЕ РЕЗАНИЯ Студент гр. ПБ-61м (магистрант) Богачев Е. В. Канд. техн. наук, доцент Шевченко В. В. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Режущий инструмент – это одна из самых важных составляющих тех- нологического процесса. При поломке или износе режущего инструмента на выходе получаются бракованные изделия, которые несут предприятию огромные убытки. Поэтому очень необходимыми являются системы диаг- ностики, которые бы могли следить за режущим инструментом и преду- преждать о скором выходе его из строя. Наиболее простым и эффектив- ным есть метод контроля состояния режущего инструмента по ЭДС реза- ния, который позволит контролировать режущий инструмент непосредст- венно во время работы, а также прогнозировать его работоспособность. Проводить диагностику режущего инструмента целесообразно в мо- мент врезания, из-за появления паразитных термо-ЕДС, возникающих в месте контакта державки и режущей пластины. Чувствительный элемент достаточно просто можно разместить без специальных установок [1]. Диагностика производится следующим образом: для выявления полом- ки инструмента чувствительный элемент улавливает ЕДС резания при врезании инструмента в заготовку и сравнивает его с максимально допус- тимым значением в блоке сравнения, если значение превышает критиче- ское, то поступает сигнал замены инструмента. Также для выявления по- ломки сравнивается величина изменения получаемого сигнала в пределах некоторого времени с максимально допустимой разницей этих сигналов, если она превышает ее, то, как по аналогии с предыдущим сравнением, посылается команда замены инструмента [2]. Данный метод позволяет повысить продуктивность работы, качество изготавливаемой продукции и уменьшает себестоимость производства, избегая получения бракованной продукции. Литература 1. Шевченко В. В. Контроль стану різального інструменту за допо- могою електричних сигналів. Збірник наукових праць V науково-технічної конференції ПРИЛАДОБУДУВАННЯ: стан і перспективи, 25-26 квітня 2006 р., м. Київ, ПБФ, НТУУ ‘КПІ’. – 2006. – с.112-113. 2. Шевченко В. В. Система контролю стану різального інструменту за допомогою електричних сигналів / В. В. Шевченко, А. В. Любас, Д. В. Шевченко. // Приладобудування. – 2006. – №32. – С. 89–93. 185 УДК 681.2.008 СПОСОБ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ПРИ ОБРАБОТКЕ ДЕТАЛЕЙ ПРИБОРОВ Студент гр. ПБ-61-м (магистрант) Коробцов Е. И. Канд. техн. наук, доцент Шевченко В. В. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Данный способ оптимизации процесса обработки деталей приборов предназначен для использования при автоматическом управлении процес- сами обработки деталей точением в различных отраслях приборостроения. Это техническое решение способствует повышению точности и эффек- тивности обработки, уменьшение глубины деформированного слоя и оста- точных поверхностных напряжений. Основным диагностическим признаком способа оптимизации является функциональная связь крутящего момента главного привода движения заготовки и выходного сигнала с преобразователя ЭДС, установленного в направлении действия составляющей Fp или Ff силы резания, минималь- ный крутящий момент вызывает максимальный сигнал ЭДС [1]. Этот спо- соб оптимизации базируется на изучении динамики процесса резания на основе анализа спектра сил и движения в широком частотном диапазоне. Также включает регистрацию изменения силы резания, в том числе реги- страция отбора активной составляющей мощности электропривода главно- го движения и регистрацию вспомогательных физических параметров, несущих информацию об условиях разрушения материала, в условиях плоскости "скола" зоны стружкообразования [2]. Предложенный способ для определения оптимальной скорости резания позволяет повысить производительность и надежность процесса обработки детали, за счет улучшения качества поверхностных характеристик деталей. Литература 1. Шевченко В.В., Скороход А.А. Патент UA №94951, МПК В23В В1/00, от 30.05.2014. 2. Остафьев В.А., Тымчик Г.С., Шевченко В.В. Адаптивная система управления. – Механизация и автоматизация управления. – Киев, №1, 1983. – С. 75–84. 186 УДК 681.2.008 СИСТЕМА РАЗМЕРНОЙ НАСТРОЙКИ В ГИБКИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМАХ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ Студент гр. ПБ-61-м (магистрант) Коробцов Е. И. Канд. техн. наук, доцент Шевченко В. В. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Развитие приборостроения требует к производству деталей высокой точности геометрической формы, а также размеров, чтобы деталь прибора и прибор в целом, исправно и безошибочно продолжали работу. Удовле- творить нужные потребности возможно повышением точности самого процесса механообработки. Чтобы обеспечить заданную точность одним из важных факторов есть размерная настройка гибкой производственной системы, которая позволяет автоматически устанавливать и закреплять детали, а также проводить обра- ботку согласно с заданной программой без влияния человеческого фактора на процесс механообработки. Эта система реализует необходимую настройку режущего инструмента, с параметрами, которые повышают точность регист- рации координат касания, как измерительные координаты базовых точек дви- жения рабочих органов станка по его осям Z и X в рабочем пространстве [1]. В процессе работы возникают неизбежные погрешности в позиционировании режущего инструмента, которую можно выразить функцией: . Для определения периодичности отладки рассчитывается погрешность от износа станка: . По этому значению можно определить, как часто нужно проводить на- стройку станка с ЧПУ [2]. Рассмотренная система повышения точности системы автоматической размерной настройки усовершенствует повышение точности размерной настройки ГПС, тем же повысит поднастройку в процессе обработки, что сделает механообработку более точной и, соответственно, точность обра- батываемых деталей приборов. Литература 1. Остафьев В.А., Тымчик Г.С., Шевченко В.В. Адаптивная система управления. – Механизация и автоматизация управления. – Киев, №1, 1983. – С. 18-20. 2. Шевченко В.В., Симута Н.А., Скороход А.А. Система автоматиче- ской размерной настройки ГПС. – Киев, 2014 – С. 7-10. 187 УДК 620.179.16 ИЗМЕРЕНИЕ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА В ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛАХ Студентка гр. ПК-31 Кеба Ю. В. Ассистент Дугин А. Л. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Важнейшей задачей современной порошковой металлургической про- мышленности является разработка порошковых конструкционных мате- риалов, которые имеют заданные физико-механические характеристики. Эти характеристики напрямую зависят от комбинации выбранных техно- логических режимов, применяемых при их изготовлении. Для оценки из- менения физико-механических характеристик в объеме изделия на любой стадии изготовления с высокой точностью, а также оценки эффективности выбранных технологических режимов применяются различные оператив- ные системы контроля. Для диагностики процессов формования порошковых материалов ши- рокое распространение получили ультразвуковые методы, которые обла- дают методической простотой и универсальностью. Вместе с тем при про- ведении ультразвукового контроля имеет место значительное влияние на результат измерений субъективных факторов [1]. Основным измеритель- ным параметром ультразвукового контроля порошковых материалов явля- ется скорость распространения ультразвука. Для обеспечения достоверности полученных данных необходимо, что- бы погрешность измерения в каждой отдельно взятой точке на поверхно- сти образца из порошкового материала была на порядок меньше, чем раз- брос значений скорости ультразвука, который обусловлен разбросом фи- зико-механических характеристик. Анализ субъективной составляющей общей погрешности измерения позволяет предложить различные подходы к ее уменьшению. Главным способом является автоматизация процесса контроля с одновременной разработкой специализированных алгоритмов обработки данных. Литература Галаган Р.М. Анализ погрешностей измерения скорости распространения ультразвуковой волны в многофазных порошковых материалах. Часть 1: влияние субъективной погрешности / Р.М. Галаган, Г.А. Богдан // Вестник НТУУ «КПИ». Серия приборостроение. – Киев. – 2015. – № 49(1). – С. 53-60. 188 УДК 612.171.1 ПОРТАТИВНЫЙ КАРДИОГРАФ Студентка гр. ПК-31 Кеба Ю. В. Канд. техн. наук, доцент Галаган Р. М. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Болезни сердца являются одной из основных причин смертности мил- лионов людей во всем мире. Поэтому своевременный контроль сердечной активности является очень важной задачей. С этой целью применяют кар- диограф – прибор, который позволяет простым и безболезненным спосо- бом определить состояние сердца. На сегодняшний день производители предлагают несколько типов кар- диографов: одноканальные и многоканальные, а также компьютерные и портативные. В зависимости от вида данные аппараты применяются в диагностических центрах, машинах скорой помощи, в отделениях кардио- логии, интенсивной терапии и функциональной диагностики, и даже в домашних условиях. К сожалению, далеко не у каждого человека есть возможность регуляр- но посещать медицинские учреждения для проведения кардиографии. В связи с этим, многие могут даже не подозревать о возможных отклонениях работы сердца или о развитии заболеваний сердца, поскольку многие из них могут протекать без видимых симптомов. В таком случае можно использовать портативные кардиографы, так как они очень удобны для домашнего пользования. Но в связи с финансовыми затратами, далеко не каждый может позволить себе приобрести собствен- ный портативный кардиограф. Разработать недорогой кардиограф для домашнего пользования можно используя плату кардиографа на одно отведение на микросхеме AD 8232, подключенную к управляющей плате Arduino. Данный набор удобен тем, что в нем есть все необходимое – сама пла- та, провода и электроды. Arduino используется только для подачи питания на плату и передачи информации с нее для просмотра на компьютере. Следует заметить, что электрокардиограф можно усовершенствовать, подключив к нему SD-карту для непрерывной записи информации или же Bluetooth-адаптер для мгновенной передачи информации на смартфон. Это позволит постоянно носить кардиограф с собой и контролировать работу сердца находясь где угодно. 189 УДК 620.179 ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДВУХСТЕПЕННОГО МАНИПУЛЯТОРА ПРИ СКАНИРОВАНИИ ТЕПЛОВЫХ ПОЛЕЙ Студент гр. ПК-61м (магистрант) Матущак И. Р. Ст. преподаватель Павленко Ж. О. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Возможной альтернативой применения тепловизионной техники в не- которых случаях может быть использование двухстепенных манипулято- ров с пирометрическим датчиком и компьютерной обработкой информа- ции, позволяющей восстановить с определенной точностью изображение теплового поля по точечным значениям температуры. Такой манипулятор значительно дешевле, проще по конструкции и способствует автоматиза- ции процесса контроля. Планируется, что устройство сканирования будет использоваться для проведения лабораторных исследований при решении вопросов, связан- ных с реконструкцией тепловых полей. Объектом для исследований избран блок нагревателей АЧТ "Радуга", ко- торый используется при калибровке тепловизоров. Блок состоит из двух плас- тин размерами 150х150мм, которые нагреваются к заданной температуре. Поверхность пластин обеспечивает значение коэффициента излучения 0.99. Устройство сканирования состоит из двух модулей линейного движе- ния разработчика Hiwin серии KK60 с длиной линейного перемещения 200мм, двух шаговых двигателей NEMA23 SY57ST41-1106B с шагом 1.8о, пирометрического датчика MLX90614xCI с оптической системой, обеспе- чивающей оптическое разрешение 5:1, и платформы Arduino Uno с микро- контроллером, который обеспечивает управление устройством и передачу информации на компьютер. Формула для расчета необходимого количества шагов N двигателя для получения линейного перемещения L (мм) имеет вид LN ⋅= 40 . Двухстепенной манипулятор обеспечит привязку к координатам и повто- ряемость измерений в одних и тех же точках, обезопасит от субъективного влияния человека-оператора и позволит автоматизировать измерения, что важно для будущих исследований. Этих всех преимуществ нет у тепловизора. Перспективность данного устройства заключается в возможности улучшения оптической системы, в выборе любой траектории сканирова- ния. Данное устройство можно использовать для построения тепловых полей которые будут эталонными. 190 УДК 620.179 СИСТЕМА ДЛЯ РЕКОНСТРУКЦИИ ТЕПЛОВОГО ПОЛЯ ОБЪЕКТА Студент гр. ПК-61м (магистрант) Матущак И. Р. Д-р пед. наук, доцент Протасов А. Г. Национальный технический университет Украины «КПИ им. И. Сикорского» На данный момент проблема реконструкции тепловых полей имеет ряд нерешенных вопросов: выбор оптимального метода реконструкции, опре- деление оптимального количества точек измерения температуры в зависи- мости от размеров ОК, взаимного расположения измерительных точек, увеличение точности и скорости процесса реконструкции. Вниманию предлагается система, которая позволит проводить лабора- торные исследования для решения этих проблем. Система состоит их двухстепенного манипулятора на основе двух шаго- вых двигателей и пирометрического термодатчика MLX90614xCI, который измеряет значения температуры в нескольких точках. Управление и передача измеренных значений в персональный компьютер осуществляется через USB порт при помощи устройства, использующего микроконтроллер платформы Arduino Uno [1]. В компьютере, с помощью разработанного программного обеспечения в математическом аппарате MATLAB происходит реконструк- ция теплового поля методом интерполирования сплайнами. На рисуноке а изображено эталонное тепловое поле лабораторного об- разца, где для реконструкции было взято 25 точек. Реконструированное тепловое поле изображено на рисунке б Среднеквадратическое отклонение составило 0.1138. а б Реконструкция теплового поля интерполированием. Литература Протасов, А. Г., Универсальное устройство для сбора данных с анало- говых и цифровых преобразователей. // А. Г. Протасов, А. С. Корогод, Е.Ф. Суслов. Вісник НТУУ „КПІ”, серія Приладобудування 2015 р. № 49(1). С. 145-153. 191 УДК 620.179 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ GSM ТЕХНОЛОГИЙ В СИСТЕМАХ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ Студент гр. ПК-51м (магистрант) Украинец С. С. Канд. техн. наук, доцент Петрик В. Ф. Национальный технический университет Украины «КПИ им. И. Сикорского» На сегодняшний день актуальным является улучшение качества про- мышленной продукции, а также повышение надежности и срока службы сложных систем, что может быть успешно достигнуто при условии совер- шенствования методов контроля. В данной работе рассматривается возможность создания ультразвуко- вого дефектоскопа с беспроводным каналом передачи данных [1], который позволит проводить дистанционный контроль и передавать необходимые данные для дальнейшего анализа и обработки на большие расстояния с помощью GSM технологий [2]. Данная технология передачи информации может быть использована при создании автоматизированных систем неразрушающего контроля (НК) трубопроводов и систем акустической эмиссии. Такой канал связи позво- лит сократить количество обслуживающего персонала, выполняющего НК, и уменьшить время проведения контроля удаленных объектов или объек- тов большой протяженности. Ведутся работы по созданию макета на основе самого маленького сото- вого GSM/GPRS модуля Sierra Wireless AirPrime WS6318, который облада- ет более миниатюрной, более простой и высокоинновационной компонов- кой по сравнению с его конкурентами, данный модуль поддерживает мно- жество протоколов передачи, имеет низкое энергопотребление и малые габариты 18х15х2,5 мм. Из трех возможных вариантов отправки данных с помощью GSM канала был выбран GPRS способ из-за большой скорости передачи пакетов до 170 Кбит/с и низкой стоимости трафика. Литература: 1. Петрик В. Ф. Використання безпровідних технологій передачі даних для вирішення задач у неруйнівному контролі. / О.Л. Кустовський, В.Ф. Петрик, К.М. Сєрий, Д.О. Мельник // Вісник НТУ «ХПІ». – 2012. – № 40. –– С.71–77. 2. Петрик В.Ф. Мобильный вихретоковый дефектоскоп с беспровод- ной системой передачи данных / В.Ф. Петрик, А.Л.Дугин, В.Карпинский, А.Л.Кустовский, Ю.Ю. Лисенко // Ж-л «Научные известия на НТС маши- ностроения»:«Дни НК 2016». – 2016. – №187. – С. 43–45. 192 УДК 621.792.4 СТЕНД ИСПЫТАНИЯ ОПРАВ КОРРИГИРУЮЩИХ ОЧКОВ Студент гр. 11307112 Щорс И. А. Д-р техн. наук, профессор Киселев М. Г Белорусский национальный технический университет Разработанный стенд (рисунок) предназначен для проведения испыта- ний оправ корригирующих очков на усталостною прочность. Путем созда- ния циклических нагрузок настраиваемой величины и периодичности. Испытания направлены на выявление дефектов конструкции оправ корри- гирующих очков, проверку на усталостный износ материалов мостов и заушников, а также износостойкость шарнирных соединений. Конструкция установки позволяет проводить испытания, устанавливая в нее оправы различных размеров и материалов в соответствии с ГОСТ 31589–2012 Оптика офтальмологическая. Оправы корригирующих очков. Общие технические требования и методы испытаний. Испытательный стенд: 1 - шкала амплитуды смещения оправы; 2 - крепежные винты; 3 - окно счетчика; 4 - контрольный выключатель; 5 - фиксационный винт 6 - шари- ковый подшипник; 7 - универсальный шарнир; 8 - регулируемый ограни- читель моста; 9 - регулируемый узел поддержки моста; 10 - регулируемая стойка для различных размеров очковых оправ; 11 - подвижный зажим. 193 УДК 531.7 МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗРЕШЕНИЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ Студент гр. ПН-31 Луенко Д. В. Канд. техн. наук Маркина О. Н. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского», Оптико-электронная измерительная система проектируется на основе оп- тической микроскопии, за основной узел обычно выбирают оптический мик- роскоп, который является оптической составляющей системы, а за электрон- ную составляющую выбрано цифровую передающую камеру с CСD - матри- цей. Разрешение оптико-электронной измерительной системы определяется оптической составляющей системы или сложившимся изображением объекта измерения. Предлагаем, определять разрешение по количеству штрихов на миллиметр изображения объекта. Конечно при проектировании закладывается теоретически максимальное разрешение измерительной системы, однако существует необходимость экс- периментальной проверки теоретических значений. Ведь разрешение опреде- ляет точность измерения параметров объектов исследования с применением этой измерительной системы. Предлагаем методику определения разрешения оптико-электронной измерительной системы с применением стандартного набора штриховых мер ГОСТ 15114–78. Известно, что разрешение оптических систем ограничено дифракцией на объективе: видимые точки фактически являются дифракционными пят- нами. Две соседние точки являются разделенными, если минимум интен- сивности между ними достаточный для их различения. Аналогичный кри- терий существует и для оптических устройств с нанесенным рельефом, например, дифракционных решеток, или для оптических изображений, а также для разделения линий в спектре. То есть, две близкие спектральные линии считаются разделенными, если максимум одной линии совпадает с минимумом другой линии. Экспериментальное определение разрешения оптико-электронной систе- мы проводили путем фотографирования специального тестового объекта меры ГОСТ 15114–78. При этом каждый раз увеличивали количество штри- хов на 1 мм и записывали числовой ряд распределения штрихов меры с по- мощью специализированного программного обеспечения. Такой алгоритм действий повторяли до тех пор, пока не возникало уменьшение разрешения. Таким образом и определяли максимум разрешения оптико-электронной сис- темы, который составлял 6 мкм. Такой числовой показатель практически сов- падает с геометрическим размером пиксела CСD – матрицы камеры. Для 194 повышения разрешающей способности системы предлагаем заменять пере- дающую камеру с меньшим размером пиксела, что применялся ранее. Литература 1. О.М.Маркіна, В.А.Порєв, Ю.А.Агінський Вимірювання лінійних розмірів за допомогою телевізійних інформаційно-вимірювальних систем // Восточно-европейский журн. передовых технологий. – 2013. – №2/10 (62). – С. 59-62. 2. О.М. Маркіна, Качур Н.В., Маслов В.П Розроблення способу телевізійного контролю матеріалів прозорих в оптичному діапазоні // Качест- во, стандартизация, контроль : теорія і практика: XIV Международная науч.- практ. конф., 23–26 сентября 2014 г. – Одесса, 2014. – С. 88-89. УДК 62-519 СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ЗА УРОВНЕМ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ И ТЕМПЕРАТУРОЙ ВОЗДУХА В ТЕПЛИЧНОМ ХОЗЯЙСТВЕ Студент гр. ПН-31 Набока В. А. Канд. техн. наук Маркина О. Н. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Современное использование приборов для измерения и контроля уровня относительной влажности и температуры в помещении привычное дело для большинства предприятий, офисов, учебных учреждений, даже в салоне авто- мобиля для комфорта встроена система климат контроля. Такое же отношение к контролю за жизненно важными параметрами спроецировано на растения. Технологическое обеспечение и системы интеллектуального расхода ресурсов (тепла, влаги, удобрения) развиваются параллельно с современной наукой и технологическим прогрессом. Появилось целое научное ответвление, что является собирательным компонентом знаний по выращиванию растительно- сти беспочвенным способом, но с автоматизированным контролем за уровнем влажности и температуры в тепличном помещении, что приобрело название гидропоника. Все эти функции выполняют специализированные системы контроля. Однако, хотим обратить ваше внимание, на тот факт, что они явля- ются достаточно дорогими для приобретения. Но без использования таких умных автоматизированных систем не будет достигнута главная цель гидро- поники – получение максимального урожая, наивысшего качества (наивыс- ший сорт), с мощными, налитыми влагой листьями, плодами, и с минималь- ными затратами. Предлагаем спроектировать систему контроля с самыми важными параметрами микроклимата теплицы – температурой и влажностью, 195 которые необходимо поддерживать в оптимальных режимах выращивания, для каждого растения они свои и задаются программным способом. Наша научно-исследовательская работа направлена на создание лабора- торного макета системы с использованием доступных модулей, что позволит проводить контроль за параметрами микроклимата помещения либо теплицы. В качестве лаборатории для проведения экспериментальной работы с сконст- руированным лабораторным макетом выбрано помещение площадью 16 м2, высотой потолков 4 м, что соответствует 64 м3. Конечно система автоматизи- рованного контроля за поддержанием оптимальной температуры в теплице должна быть тесно связана с системами обогрева и охлаждения, это же каса- ется и системы полива, но в нашей лаборатории нет возможности подключит- ся к этим системам самостоятельно. И мы смогли только проконтролировать следующие параметры микроклимата в лаборатории – температуру и влаж- ность воздуха без вмешательства в коммуникации лаборатории. Основным модулем для сконструированной системы контроля является ARDUINO UNO R 3-2 DHT 22. Возможность удаленного контроля через ком- пьютер или через мобильное устройство была произведена на базе операци- онной системы Android, что значительно расширяет возможности и упрощает управление системой. Удаленный контроль – обычное дело на сегодня, ведь не нужно постоянно следить за показаниями в теплице, достаточно просто запустить нужное приложение с компьютера или мобильного устройства и отслеживать данные и управлять прибором на расстоянии. Диапазон измерения влажности датчиков ARDUINO UNO R 3-2 DHT 22 составляет 0 – 100 %, с погрешностью ± (2 – 5) %, диапазон измерения темпе- ратуры -40 °С – +80 °С, с погрешностью 0,5 °С, что способствует поддержа- нию необходимых параметров микроклимата среды теплицы с высокой точ- ностью. Низкое энергопотребление (3 – 5 В), имеет положительный аспект при использовании спроектированной системы. А наличие уведомлений о самых мелких изменениях параметров повышает контроль над средой выра- щивания растений. Система уведомлений построена на простых принципах визуального уведомления (в зависимости разницы влажности от оптимальных значений будет меняться цвет индикатора на приборе, а в приложении прихо- дить уведомление об уровне риска). В целом, данный прибор узкоспециализирован и направлен на поддержа- ние основных параметров микроклимата в гидропонике, но, учитывая стреми- тельное развитие этого способа выращивания растений, делает это устройство очень востребованным. Литература Digital-output relative humidity & temperature sensor/module [Електрон. ресурс] : Aosong Electronics Co.,Ltd // DE Wolf, 2012. – Режим доступа: https://www.sparkfun.com/datasheets/Sensors/Temperature/DHT22.pdf. 196 УДК 681.518.5 РАЗРАБОТКА ДОРОЖНОГО ПРОФИЛОМЕТРА Студент гр. ПГ-31 (бакалавр) Билоус Е. И. Ассистент Лакоза С. Л. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» На сегодняшний день актуальной является проблема состояния и качества дорожного покрытия. Уже много лет дорожные компании, что занимаются строительством, контролем и ремонтом дорог, используют профилометры – приборы для измерения профиля любой дорожной поверхности. С развитием науки и техники стремительно модифицировались и профилометры – от гро- моздких механических устройств до бесконтактных малогабаритных автома- тизированных датчиков. Проблема в том, что такие системы очень дорого- стоящие. Поэтому целью работы является разработка малогабаритного бес- контактного профилометра, который не будет уступать по точности, быстро- действию, качеству и цене нынешним аналогам. Современные бесконтактные профилометры зачастую бывают двух типов: на базе ультразвуковых и оптических датчиков. Последние, как правило, обеспечивают большую точность измерений (до 0.1 мм), так же они позволя- ют проводить измерения при большей скорости перемещения. Тем не менее, ультразвуковые датчики не столь требовательны к структуре дорожного по- крытия, в частности речь идет о влажной дороге. Учитывая все факторы, вы- бор датчиков проводится экспериментально. Не менее важной частью прибора является навигационная система. В ран- них аналогах использовались дорогостоящие платформенные системы ориен- тации. На сегодняшний день их можно заменить бесплатформенными, кото- рые справляться с поставленными задачами и значительно дешевле. На дан- ном этапе был разработан алгоритм работы бесплатформенной инерциальной гировертикали на базе трехосевого датчика угловой скорости и трехосевого акселерометра. При этом возникает проблема коррекции, так как в сигнале датчиков угловой скорости присутствует дрейф, который приводит к накап- ливаемой со временем ошибке ориентации. У акселерометров такой ошибки нет. Для комплексирования этих двух измерителей было решено использовать алгоритм фильтра Калмана. Дискретный фильтр Калмана реализован в виде цикла, в котором по данным с акселерометров проводиться коррекция пара- метров ориентации, полученных после интегрирования кинематических урав- нений Пуассона с использованием сигналов датчиков угловой скорости. В дальнейшем будут проведены такие работы: выбор датчиков для макета, их калибровка, испытания системы для определения точности, модернизация и улучшение конструкции и алгоритмов. 197 УДК 620.111 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ ПРИ ИМПУЛЬСНОМ ИМПЕДАНСНОМ КОНТРОЛЕ КОМПОЗИТНИХ МАТЕРИАЛОВ Студент гр. ПК-61м (магистрант) Верютин М. В. Канд. техн. наук, доцент Суслов Е. Ф. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» В акустическом импедансном методе используется влияние дефекта на изменение механического импеданса системы ОК – преобразователь. Метод контроля состояния изделий на основе оценки их механического импеданса (МИ) относится к группе акустических методов неразрушающего контроля. Основная область его применения - выявление дефектов клееных и паяных соединений между сравнительно тонкой внешней обшивкой и элементами жесткости или заполнителем - специальным пенопластом или сотовыми структурами, дефектов типа расслоений и непроклея в неметалли- ческих покрытиях и изделиях из слоистых пластиков. Наиболее распространенным сегодня является импульсный вариант им- педансного метода контроля. В отличие от метода, использующего непре- рывное возбуждение, дефектоскопы, которые реализуют импульсный вари- ант, не требуют источников питания значительной мощности для обеспече- ния генерирования сравнительно высоких напряжений возбуждения преоб- разователей. В импульсном варианте импеданс влияет на такие параметры сигнала, как: амплитуда (уровень сигнала на выходе преобразователя), фаза сигнала, несущая частота (влияние механического импеданса контролируемой зоны на собственную частоту системы «преобразователь – ОК») и спектр сигнала. Чрезвычайно важным аспектом является интерпретация результатов ко- нтроля. На данный момент нет возможности делать выводы о наличии или отсутствии дефектов, основываясь на нескольких вышеперечисленных па- раметрах. Поэтому, целесообразно использовать методы машинного обуче- ния на примере нейронной сети. Стоит выделить то, что таким способом можно легко распознавать диаг- ностические признаки, основываясь на нескольких параметрах и анализиро- вать данные. 198 УДК 616.7 К ВОПРОСУ О СТАНДАРТИЗАЦИИ В СТАТИСТИКЕ ИНВАЛИДНОСТИ Студентка гр. 11307112 Корытко А. Г. Канд. техн. наук, доцент Габец В. Л. Белорусский национальный технический университет Инвалидность (лат. invalidus – слабый, немощный) – это стойкое дли- тельное нарушение трудоспособности либо ее значительное ограничение, вызванное хроническим заболеванием, травмой или патологическим со- стоянием. Понятие «инвалидность» имеет медицинский, юридический и социальный аспекты. За установлением факта инвалидности следует пре- кращение работы или изменение условий и характера труда и назначение различных видов государственного социального обеспечения (пенсия, трудоустройство, профессиональное обучение, протезирование и др.), гарантированное законодательством. Актуальность проблемы стандартизации в статистике инвалидности выте- кает из большого разнообразия недугов и заболеваний организма человека, в частности опорно-двигательного аппарата. В настоящее время основопола- гающим международным документом в данной сфере является Конвенция ООН о правах инвалидов. Несмотря на огромное количество эксперименталь- ных и клинических работ по данному вопросу, его следует считать открытым и нерешенным практически [1]. Следует отметить, что в отличие от Европей- ского стандарта регламент Республики Беларусь согласно СТБ 2030-2010 учитывает больше показателей, что является немаловажным фактором при рассмотрении вопроса стандартизации в статистике инвалидности. Стандартизованные показатели относительны, они показывают, какими были бы интенсивные показатели при условии одинакового возрастного со- става сравниваемых групп населения, а величина их зависит от выбранного стандарта. В демографии показателей смертность унифицирована, в качестве возрастного стандарта населения применяется единый Европейский стандарт, причем к сопоставимому виду приводят не только общие, но и частные пока- затели смертности по отдельным причинам. Среди используемых в настоящее время стандартов практически нет ни одного, в полной мере удовлетворяющего вышеописанным требованиям. Литература Пряткина О.П. Метод стандартизации в статистике инвалидности. БНИИЭТИН. – 2013. - С.30-31. 199 УДК 616-78 КРЕСЛО-КОЛЯСКА РАСШИРЕННОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ ДЛЯ ДЕТЕЙ БОЛЬНЫХ ДЦП Студентка гр. 11307112 Корытко А. Г. Канд. техн. наук, доцент Габец В. Л. Белорусский национальный технический университет В процессе реабилитации детей, страдающих ДЦП, исключительно большое значение имеют кресла-коляски. Инвалидные коляски для детей с ДЦП должны быть удобными, способствовать сохранению правильной осанки, профилактике формирования вторичных деформаций опорно- двигательной системы, психомоторному развитию, познавательной дея- тельности, общению и т. д. Используемые кресла-коляски в настоящее время являются малофунк- циональными и имеют ненадежную конструкцию. Поэтому основное направление дальнейшего развития кресел-колясок является расширение функциональных возможностей кресла-коляски, а также высокая эргономичность и надежность. На рисунке 1 показан вид разработанного кресла-коляски, которая имеет возможность регулировки подножки 1, спинки 2, а также для дополнительной безопасности предусмотрен ручной 3 и ножной 4 (стояночный) тормозы. Общий вид кресла-коляски Применение данного кресла – коляски, оснащенного специальными приспособлениями для удобства больного ребенка: сиденьем, ограничите- лями для тела больного с мягкой обшивкой, ограничителем для сохране- ния зазора между ног и предотвращения их скрещивания, ручкой – огра- ничителем, а также тентом от дождя и солнца, должно способствовать повышению функциональности и комфорта эксплуатации. Литература Технические средства реабилитации для детей ДЦП. Каталог техниче- ских средств реабилитации. Коляски для детей с ДЦП. Обзор. – Режим доступа: http://invaportal.ru/directory/go. – Загл. с экрана. 1 2 3 4 200 УДК 616-77;621.1 УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПРОШИВАНИЯ ОТВЕРСТИЙ Студент гр. 113021-12 Янович В. А. Канд.техн.наук, профессор Минченя В. Т. Белорусский национальный технический университет Основным элементом разработанного оборудования является медный электрод-инструмент 1 диаметром 0,07 мм. Электрод-инструмент с помо- щью цангового зажима 2 закрепляется на двух координатном микрометри- ческом столике 3. Микрометрический столик позволяет точно позициони- ровать электрод-инструмент относительно продольной оси трубчатой за- готовки 4, а также обеспечивает плавную подачу электрода-инструмента в зону обработки. Позиционирование по вертикальной оси осуществляется с помощью направляющей пары с соединением «ласточкин хвост» 5, кото- рая приводится винтовой передачей. Рисунок 1 – Изображение установки для прошивания отверстий в труб- чатых волноводах Заготовка трубчатого волновода зажимается в кулачковый патрон 6, ко- торый соединяется с направляющей через диэлектрические кронштейны из фторопласта 7 и трубку 8. Трубка вращается вокруг своей оси для с целью установки требуемого углового шага взаимного расположения прошивае- мых боковых отверстий в рабочем наконечнике. При этом осевое переме- щение трубы относительно диэлектрических кронштейнов ограничено двумя фиксирующими кольцами 9.Для работы установки используется источник питания с регулировкой рабочего напряжения от 12 до 20 В с силой тока до 8 А. Положительный полюс источника питания подключает- 201 ся к заготовке через хомут 10, отрицательный к электроду-инструменту через контакт 11. Электролит в зону обработки подается через патрубок 12 из емкости 13, закрепленной на стойке 14. Для сбора электролита предусмотрен бак 15. УДК 621.929.6 МАШИНА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ТРЕНИЕ И ИЗНОС Студент гр. 11302112 Шершень В. В. Д-р техн. наук, профессор Киселев М. Г. Белорусский национальный технический университет Наиболее близкой по технической сущности к разработанной конструкции машины является выбранная в качестве прототипа машина для испытания материалов на трение и износ 2168 УМТ, содержащая два диска, на торцевых поверхностях которых закреплены образцы, один из дисков имеет привод вращения от размещенного в станине электродвигателя, а другой установлен в корпусе на нагружающем штоке и соединен гибкой связью с охватывающим шток полым валом, на котором установлен рычаг, взаимодействующий с датчиком момента трения, закрепленным на корпусе, а также узел силонагру- жения, системы измерения и управления, причем консольный упругий эле- мент датчика момента, работающего на изгиб, установлен перпендикулярно линии действия силы от рычага, а узел силонагружения содержит манометры для измерения давления на образцы . Данная конструкция обеспечивает регистрацию динамических процессов, но имеет ряд недостатков: подвижный контакт передающего момент рычага с упругим элементом датчика момента трения, сопровождающийся изменением точки и плеча приложения силы, виброизнос и виброползучесть датчика под действием вибрационных нагрузок от трения, что приводит к нестабильности метрологических характеристик машины и снижению надежности. Целью разработки является улучшение метрологических свойств машины и повышение надежности. Указанная цель достигается тем, что машина для испытания материалов на трение и износ, содержащая два диска, на торцевых поверхностях которых закреплены образцы, один из дисков имеет привод вращения от размещенного в станине электродвигателя, а другой установлен в корпусе на нагружающем штоке и соединен гибкой связью с охватывающим шток полым валом, на котором установлен рычаг, взаимодействующий с датчиком момента трения, закрепленным на корпусе, узел силонагружения и системы измерения и управления, при этом датчик момента трения, работающий на сжатие, уста- новлен так, чтобы его силовая ось проходила на постоянном расстоянии от оси вращения полого вала и совпадала с линией действия силы от рычага, 202 передающего момент трения от образцов, а в узле силонагружения последова- тельно с нагружающим штоком дополнительно установлен датчик силы при- жима образцов. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая ма- шина отличается тем, что датчик момента трения, работающий на сжатие, установлен так, чтобы его силовая ось проходила на постоянном расстоянии от оси вращения полого вала и совпадала с линией действия силы от рычага, передающего момент трения от образцов, а в узле силонагружения последова- тельно с нагружающим штоком дополнительно установлен датчик силы при- жима образцов. УДК 624.03.2 ОСОБЕННОСТИ АНАЛИЗА СОСТАВА ОТРАБОТАВШЕГО ГАЗА Студент гр. 11302112 Плескач С. А. Доцент Суровой С. Н. Белорусский национальный технический университет Внедрение прогрессивных автоматических методов ведения технологи- ческих процессов повышает требования к точности измерения отдельных параметров и процессов. Одновременно с этим неизбежное осложнение процессов производства заставляет существенно расширять пределы изме- рения величин и изыскивать новые методы их измерения в новых, более сложных условиях. Существующие газоанализаторы измеряют содержания окиси углерода (СО), двуокиси углерода (СО2), кислорода (О2) и суммы углеводородов (СН) в отработавших газах бензиновых двигателей, дымности дизельных двигателей при различных частотах вращения коленчатого вала двигателей, индикации температуры охлаждающей жидкости и температуры масла. Газоанализаторы предназначены для отбора, транспортирования, под- готовки отработавших газов карбюраторных двигателей и измерения объ- емной доли окиси углерода, двуокиси углерода и суммы углеводородов в газовой пробе. В газоанализаторе использован оптико-абсорбционный метод анализа газа, основанный на измерении поглощения инфракрасной (ИК) энергии излучения анализируемым компонентом, с применением интерференцион- ных фильтров. Степень поглощения ИК энергии излучения зависит от концентрации анализируемого компонента в газовой смеси. Каждому газу присуща своя область длин волн поглощения. Это обуславливает возмож- ность проведения избирательного анализа газа. 203 Измерение содержания СО, СО2 и СН в отработавших газах основано на принципе селективного поглощения газами света, О2 – электро- химической ячейкой. Как известно, каждый газ имеет характерные линии поглощения. Для СО эта линия с максимумом поглощения на длине волны 4,24 мкм, для СН – 3,38 мкм. Излучение с соответствующей длиной волны, проходя через газ, ослабева- ет. Величина этого ослабления зависит от концентрации того или иного газа. Газоанализаторы, принцип действия которых основан на анализе степени поглощения различными газами ИК энергии излучения, являются наиболее эффективными и точными средствами измерения состава отработавшего газ. УДК 612.11 ПУЛЬСОКСИМЕТР Студентка гр. ПБ-32 Плакса Д. В. Ассистент Яковенко И. О. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» При недостатке кислорода в организме относительно здорового человека могут наблюдаться нарушения сна, памяти и работоспособности, появляются головные боли и увеличивается риск серьезных сердечнососудистых заболе- ваний. Особенно важно проводить мониторинг насыщенности кислородом в условиях интенсивной терапии больных или при анестезии, чтобы избежать критических последствий, для оценки состояния конечностей после хирурги- ческого вмешательства. На сегодняшний день один из неинвазивных методов определения насы- щенности кислородом артериальной крови есть пульсоксиметрия. Оксигени- рованный (HbO2) и не оксигенированный (Hb) гемоглобин может абсорбиро- вать свет разной длины волны – в наибольшей степени инфракрасный (940 нм) и красный (660 нм) соответственно [1]. Пульсоксиметр измеряет измене- ние абсорбции света при пульсации артерии. Прибор состоит из датчика, мик- ропроцессора и дисплея для отображения исследуемой информации. Микро- процессор отделяет компонент артериальной крови от постоянного компонен- та венозной и капиллярной, анализирует соотношение поглощения инфра- красных и красных волн и рассчитывает насыщение артериальной крови ки- слородом. Датчик прибора состоит из источника - двух светодиодов и фото- приемника. Датчик следует размещать на тех участках, на которых можно обеспечить просвечивание насквозь исследуемых тканей [2]. 204 Пульсоксиметры просты и удобны в использовании, имеют доступную цену и высокую достоверность результатов, с их помощью можно получать информацию о больных, находящихся без сознания. Но данная категория приборов имеет ряд недостатков одним из которых является несвоевременное или очень частое срабатывание аларм-системы без причины. Устранить дан- ный недостаток можно с помощью улучшения программного обеспечения, обрабатывающего полученную информацию. Литература 1. Каков С.П., Мулер В.П. Пульсоксиметрия // Вестник новых меди- цинских технологий. – 2006. – №1. 2. Шурыгин И.А. Мониторинг дыхания: пульсоксиметрия, капногра- фия, оксиметрия.. – СПб. «Невский диалект»: Бином, 2000. УДК 612.11 ОШИБКИ ПУЛЬСОКСИМЕТРОВ Студентка гр. ПБ-32 Плакса Д. В. Ассистент Яковенко И. О. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» В современной медицинской практике широкое применение нашел не- инвазивный метод определения насыщенности крови кислородом. Так как приборы данной категории используются в основном для больных во вре- мя анестезии или интенсивной терапии, очень важно избежать погрешно- стей в их работе. Ошибки пульсоксиметров в таком случае могут привести к серьезным по- следствиям. К таким относится постановка неверного диагноза из-за неточно- сти измерений. Чрезмерно частое срабатывание аларм-системы, что так же является источником постороннего шума, вызывает ложную тревогу меди- цинского персонала и в следствии при реальной угрозе жизни пациента не предоставляется должное внимание. Самым распространенные ошибки пульсоксиметра могут быть связаны с неправильной настройкой прибора и установкой датчика на исследуемый участок. Если же при соблюдении обслуживания прибора погрешности при- сутствуют, то следует говорить о технических проблемах. Погрешность изме- рений пульсоксиметров должна находится в пределах ±2% при SpO2 70–100%, ±3% при SpO2 50–69%. Главной проблемой простых моделей пульсоксиметров является отобра- жение артефактной информации, вызванной движением пациента. Такие при- боры не имеют системы защиты от помех и программного обеспечения, учи- 205 тывающего артефакты при измерении. Появление артефактов связано с тем, что расстояние и оптическая плотность между светодиодами и фотодетекто- ром меняются в зависимости от движений пациента или при неправильной установке датчика. Также одним из важных факторов для правильности измерений есть зна- чение качества светодиодов, где для обеспечения точности в этом случае све- тодиоды тестируются и выбираются подходящие. Устанавливается пиковая длина волны светодиода для определения калибровочной кривой каждого отдельного датчика, что в свою очередь уменьшит возможность появления артефактов и обеспечит точность и правильность определения насыщенности крови кислородом, а так же своевременность оказания необходимой медицин- ской помощи пациенту. УДК 681.3.014 РАЗРОБОТКА МАЛОГАБАРИТНОЙ КУРСОВОЙ СИСТЕМЫ Студент гр. ПГ-31 (бакалавр) Мульганов К. Ю. Ассистент Лакоза С. Л. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Определение курса объекта и управление объектом по курсу всегда явля- лось важной задачей в навигации. Также на данный момент не потеряла акту- альность задача управления и стабилизация подвижных платформ в плоско- сти горизонта относительно избранных ориентиров. А учитывая стремитель- ное развитие микромеханических технологий, актуальной является разработка и создание миниатюрных систем. Исходя из этого всего, была поставлена задача разработки управляемой в азимуте платформы на базе аналитического компаса, с использованием современных чувствительных элементов. Таким образом, в процессе роботы над системой, ее было разбито на две независимые части: а) разработка аналитического компаса; б) синтез и макетирование дистанционной следящей системы. Аналитический компас (АК) состоит из чувствительных элементов (3-ох осевого магнитометра и акселерометра) и микроконтроллера, в котором происходит обработка данных, определение магнитного курса, тангажа и крена. Дистанционная следящая система состоит из подвижной платформы, двигателя, энкодера (Э) и блока управления. Управление двигателем выполняется с помощью сигнала отрицательной обратной связи по углу рассогласования (разница между углом Э и АК с учетом выбранного ориентира). Принцип действия предлагаемой системы следующий. Блок АК опре- деляет угол магнитного курса, крена и тангажа. Энкодер на оси поворота 206 платформы определяет угол ее поворота. Дальше эти данные передаются в блок управления платформой, в котором выполняется процесс перерас- чета угла магнитного курса в угол поворота платформы. Это нужно делать, потому что подвижная платформа не всегда находится в плоскости гори- зонта и необходимо учитывать выбранный ориентир. После чего опреде- ляется угол рассогласования, который отрабатывается двигателем при повороте платформы. Для малогабаритной системы выдвигаются жесткие требования по мас- согабаритным характеристикам элементов. Было принято решение о само- стоятельной разработке Э на базе микросхемы AS5040 от AMS. Это реше- ние позволит получить датчик угла поворота размерами 28 13∅ × мм. Уже построена математическая модель АК и всей системы, исследова- ны типовые законы управления платформой. Следующим этапом роботы будет непосредственно ее реализация в виде макета, калибровка чувств. элементов, натурные испытания макета системы, доработки по оптимиза- ции конструкции и уменьшению погрешностей. УДК 681 СТЕНД ДЛЯ КОНТРОЛЯ УГЛОВ Студент гр.11302112 Мамчиц Е. Д. Канд. техн. наук, доцент Есьман Г. А. Белорусский национальный технический университет В настоящее время бурное развитие получили контроль и регулировка установки углов колес (УУК). Используются множество методов и обору- дования для данной операции. Наиболее распространенным методом явля- ется компьютерная 3D регулировка. Под термином развал-схождение (рисунок) понимают установочные углы положения колес автомобиля. Не соответствие этих углов норме в «лучшем случае» ведет к увеличению расхода топлива, преждевременному износу покрышек и дополнительной нагрузке на подвеску. В «худшем случае» у автомобиля с неправильными углами положения колес могут возникнуть проблемы с управлением и устойчивостью на дороге, что влияет на безопасность движения. Причиной неправильного развала может стать естественный износ хо- довой части автомобиля, который возникает при его эксплуатации, разовая ударная нагрузка на подвеску, мелкие аварии и любой ремонт или замена запчастей ходовой части автомобиля. Качественно и точно проверить и настроить углы развала-схождения колес можно только с помощью стенда для контроля углов. 207 Развал-схождение колес автомобиля На данный момент широкое распространение получили 3D стенды раз- вал-схождения. К достоинствам данного стенда можно отнести: Колесные зажимы и мишени исключительно легкие - изготовлены из магниевого сплава, что делает их удобными в работе (нет никакой опасно- сти уронить и повредить как часто бывает в головочных стендах - это ос- новная головная боль). • Для стендов 3D горизонтальная плоскость не является базовой для измерений, поэтому требования к горизонтальности установки подъемни- ка гораздо ниже, чем для обычных головочных CCD–стендов. • Стенд не требует нивелирования места измерения и вывешивания ав- томобиля, имеет автоконтроль юстировки • Схождение, развал, продольный и поперечный наклоны, разность уг- лов определяются за один цикл измерений • Стенд не требует компенсации биения обода – вместо этого автомо- биль просто прокатывают назад-вперед Принцип работы оборудования прост и заключается в анализе переме- щения «мишеней» в пространстве. Система постоянно отслеживает расстоя- ние до каждой из меток, одновременно определяя изменение геометриче- ских параметров их отображения, сравнивая с эталонной моделью (нахо- диться в памяти системы). На основе полученных данных производится построение виртуальной модели с позиционированием ее в пространстве относительно датчиков стенда. Теперь при перемещении мишеней (автомо- биля) в пределах видимости камер, система будет рассчитывать, и выдавать данные, в режиме реального времени, основываясь на построенной модели. Другими словами, система построила виртуальную модель автомобиля, и она привязана к мишеням, которые в свою очередь пространственно привя- заны к датчикам, с момента проведения калибровки стенда. Так же существуют уже и бесконтактные стенды. Это новейший тип стенда развал-схождения. В таких системах не требуется дополнительного оборудования, размещаемого на колесах автомобиля. Машина просто 208 въезжает на стенд, а все измерительные работы производятся полностью в автоматическом режиме. К подъемнику подключаются четыре датчика, которые свободно перемещаются вдоль автомобиля и производят дистан- ционное исследование углов установки колес. Но главный недостаток данного метода заключается в том, что оборудование для него в разы до- роже, чем оборудование для 3D стендов. УДК 620.179 АКУСТИКО-ЭМИССИОННЫЙ КОНТРОЛЬ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ Студентка гр. ПК-31 Макаренко А. В. Ассистент Дугин А. Л. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» В современном производстве приборов широко используется контакт- ная точечная сварка. В основу ее технологии заложены тепловое воздейст- вие электрического тока по закону Джоуля — Ленца и усилие сжатия сва- риваемых деталей. В процессе сварки ток проходит от одного электрода к другому через металл заготовок. Применяется для соединения тончайших деталей (до 0,02 мкм) электронных приборов, для сварки стальных конст- рукций из листов толщиной до 20 мм в автомобиле-, самолето- и судостроении, в сельскохозяйственном машиностроении и других отрас- лях промышленности. Процесс создания точечного соединения очень сложный, поэтому стоит использовать разные методы контроля процесса сварки, для того чтобы в результате обеспечить соединения нужного уровня качества. Одним из основных дефектов контактной точечной сварки является не- провар. Обнаружить подобного рода дефект известными методами кон- троля очень сложно. Решить эту проблему можно с помощью метода аку- стической эмиссии. Акустическая эмиссия (АЭ) — явление возникновения и распростране- ния упругих колебаний (акустических волн) в различных процессах, на- пример, при деформации напряженного материала, истечении газов, горе- нии и взрыве и прочее. В процессе точечной сварки датчик АЭ, который размещается или на одной из свариваемых деталей, или на электроде, регистрирует два типа сигналов: полезный сигнал АЭ и помехи. Эти полезные сигналы содержат в себе информацию о событиях, связанных с существенными изменения- ми в расплавленной области точечного соединения и в зоне термического 209 влияния. Помехи представляют собой разнообразные шумы, которые не влияют на изменения, происходящие во время формирования соединения. Анализ полезных сигналов АЭ дает возможность определить уровень качества сварного соединения. УДК 612.16 ПОРТАТИВНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПУЛЬСА Студентка гр. ПК-31 Макаренко А. В. Канд. техн. наук, доцент Галаган Р. М. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Умение определять в норме ли пульс ценно и необходимо каждому чело- веку, так как этот показатель свидетельствует о состоянии здоровья. Опыт- ный врач, прослушав пульс, способен рассказать, какие болезни есть у чело- века или какие он перенес на протяжении жизни, особенно если эти болезни отображаются на деятельности сердечной мышцы. Измерения пульса особенно важно людям, которые страдают заболева- ниями сердечно-сосудистой системы. Среди этих людей, много тех, кто ведет активный образ жизни, занимается спортом, а значит подвергается постоянным физическим нагрузкам, при которых пульс учащается. На сегодняшний день есть большое количество приспособлений для изме- рения пульса. Но для случаев, описанных выше, важно иметь возможность измерить показатель пульса не зависимо от времени и места нахождения че- ловека. А значит, пульсометр должен быть портативным. Современные уст- ройства подобного рода предоставляют такую возможность, но их цена может оказаться недоступной для определенной части нуждающихся людей. Существует более бюджетный вариант пульсометра, который не сложно собрать самому, имея соответственные комплектующие. С помощью платы Arduino UNO R3, датчика пульса, Bluetooth модуля и смартфона, проведя не сложные манипуляции, можно получить недорогой, но эффективный при- бор, который поможет контролировать показатель пульса. Для измерения пульса используется оптический аналоговый датчик, со- стоящий из светодиода и фотоприемника. Луч света, излучаемый светодио- дом, попадает на фотоприемник только отразившись от препятствия, кото- рым может выступать подушечка пальца или мочка уха. Сосуды, наполняясь кровью, меняют свою оптическую плотность, что влияет на изменение ко- личества отраженного света. Следовательно, при постоянном уровне свето- вого потока, излучаемого светодиодом, интенсивность света, регистрируе- мая фотоприемником, будет зависеть от наполняемости сосудов кровью. Правильно запрограммированная плата Arduino UNO R3 гарантирует точный алгоритм действий устройства и безошибочный результат. 210 УДК 621.929.6 ОСОБЕННОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ТВЕРДОГО КОМПОЗИЦИОННОГО ТОПЛИВА Студент гр. 11302112 Круталевич Н. В. Доцент Суровой С. Н. Белорусский национальный технический университет Основной стадией технологического процесса получения твердого композиционного топлива из отходов нефтепродуктов и гидролизного лигнина является равномерное смешение компонентов в определенных массовых соотношениях. Для получения однородной сыпучей смеси необ- ходим закрытый реактор-смеситель периодического действия с принуди- тельным способом перемешивания. Смеситель должен быть оборудован: – мешалкой рамочной конфигурации, которая обеспечит равномерное смешение жидких и твердых компонентов топлива; – двумя загрузочными местами для одновременной подачи точного ко- личества компонентов топлива; – разгрузочным устройством. Дозирование гидрофобизованного лигнина в реактор-смеситель осуще- ствляется с помощью весового бункера-дозатора. Отработанные нефтепродукты подаются в смеситель из бака-накопителя через объемный дозатор. Объемный дозатор представляет собой мерную емкость, объемом 0,8–1,0 м3, обеспечивающую точную дозировку отрабо- танных нефтепродуктов в реактор-смеситель. Дозатор может быть изготов- лен из стали 3 или стали 20 и снабжен терморубашкой. Перед подачей в реактор-смеситель, отработанные нефтепродукты должны быть предвари- тельно отфильтрованы через сетчатый фильтр для удаления механический примесей, вязкие нефтепродукты предварительно подогреты до 50–70 0С. Нестандартное оборудование (реактор-смеситель и объемный дозатор для нефтепродуктов) для получения твердого композиционного топлива на опытно–промышленной установке также должно включать в себя соеди- нительную, запорную и регулирующую арматуру. Соединительная, запорная и регулирующая арматура должны быть предназначены для регулирования потоков гидрофобизованного лигнина и жидких нефтепродуктов. В технологическом процессе получения твердого композиционного то- плива из гидрофобизованного лигнина и отходов нефтепродуктов не ис- пользуются агрессивные материалы и среды. В связи с этим при изготов- лении технологического оборудования не требуются материалы со специ- альными свойствами. 211 Смеситель оснащен светодиодной панелью на наружной стенке корпу- са для отслеживания продолжительности перемешивания смеси, состояния смешивания, режимы смешивания, интенсивность и стадию процесса. Разрабатываемое оборудование должно быть компактным и легкораз- борным. Все узлы его конструкции должны быть доступны для промывки и ремонта. УДК 621.86 УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ ГИБКИХ ВОЛНОВОДОВ Студент гр. 11307112 Краева Я. В. Канд. техн. наук, доцент Савченко А. Л. Белорусский национальный технический университет Стареет тело, а вместе с ним стареют сосуды. В тканях меняется обмен веществ, нарушается свертываемость крови. Хронические заболевания ускоряют эти процессы. Как следствие − в сосудах формируются сгустки крови, способные перекрыть кровоток. Это заболевание носит назва- ние тромбоза. В зависимости от локализации тромба у человека может развиться инфаркт миокарда, инсульт (инфаркт мозга) и другие не менее грозные осложнения. Восстановить кровоток можно, удалив тем или иным способом тромб. Ультразвуковой тромболизис – метод сочетанного внут- рисосудистого воздействия низкочастотного ультразвука и тромболитиче- ского препарата. Для проверки параметров инструмента для ультразвукового тромболи- зиса была разработана установка для измерения изгибной жесткости вол- новода. Данный параметр очень важен, так как волновод должен двигаться в теле по артериям, венам и должен быть достаточно гибким для этого. Механическая часть устройства состоит из двух узлов: устройство для нагружения и измерения деформации волновода и привод перемещения волновода. Устройство для нагружения и измерения деформации волново- да предназначено для создания измерительной нагрузки, ее измерения и измерения деформации участка волновода. Контролируемый волновод устанавливается в текстолитовые втулки для исключения радиального смещения в процессе контроля. При этом волновод ложится на ножи, за- крепленные на держателе, являющиеся опорами при деформировании. В центре деформируемого участка к волноводу прикладывается измеритель- ная нагрузка линейным шаговым двигателем через пружинный динамо- метр на основе цилиндрической прорезной пружины. Деформация пружи- ны измеряется бесконтактным дифференциальным индуктивным датчи- ком. Выводы катушек подключаются к мостовой схеме через электриче- 212 ский разъем, розетка которого установлена на корпусе. Деформация участ- ка волновода определяется как разность заданной измерительной дефор- мации (задается с помощью микрометрического винта и отсчитывается по его шкале) и деформации пружины динамометра. Жесткость участка вол- новода определяется как частное от деления нагрузки на деформацию участка волновода. УДК 62-231.311 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЖУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ИНСТРУМЕНТА Студент гр.11302112 Кед К. О. Профессор Киселев М. Г. Белорусский национальный технический университет Для моделирования операции распиливания была создана специаль- ная лабораторная установка. На массивном основании смонтированы цилиндрические направляющие, по которым перемещается каретка. Она от электродвигателя (РД-09) через кривошипно-шатунный механизм получает возвратно-поступательное движение с постоянной частотой 120 дв.ход./мин при величине хода равной 50 мм. На верхней плоскости ка- ретки смонтирован узел, в котором закрепляется образец в виде прямо- угольной стеклянной пластины. На вертикальной стойке закреплены цилиндрические направляющие, по которым свободно под действием силы тяжести вниз перемещается каретка. На ней неподвижно установ- лена съемная П-образная планка, между боковыми сторонами которой закреплена и натянута испытуемая проволока-инструмент. Таким обра- зом, за счет веса каретки и установленных на ней дополнительных гру- зов, она с постоянным усилием прижимается к поверхности обрабаты- ваемого образца, совершающего возвратно-поступательное движение. В зону обработки периодически подается абразивная суспензия, состоящая из одной весовой части абразива и двух частей машинного масла, кото- рая с помощью кисточки наносится на поверхность проволочного инст- румента. С целью предотвращения попадания абразивной суспензии на детали установки на верхней плоскости каретки закреплена пластмассо- вая ванночка. 213 УДК 621.929.6 АДСОРБЕР Студент гр. 11302112 Н.В. Зенкевич С. С Доцент Суровой С. Н. Белорусский национальный технический университет Адсорбер осушки газа (далее адсорбер) предназначен для предвари- тельной очистки природного и попутного нефтяного газа от жидкости и механических примесей, осушки его жидкими сорбентами, доулавливания жидкого сорбента, уносимого потоком осушенного газа. Адсорбер уста- навливается на открытых площадках, в обогреваемом или необогреваемом помещениях. Основным конструкционным материалом адсорбера являют- ся низколегированные стали, внутренних устройств – хромистые и хромо- никелевые стали. Аппарат является многофункциональным агрегатом, выполняющим функции предварительной сепарации газа, адсорбции, окончательной очи- стки газа. Кратко метод его работы можно описать так: пары бензина, образующиеся в баке, поднимаются вверх, и через отверстие у горловины бака попадают сначала в сепаратор. Там они конденсируются и сливаются обратно в бак. Та их часть, которая не успевает превратиться в конденсат, через гравитационный клапан по паропроводу, попадают уже непосредст- венно в адсорбер, где и поглощаются активированным углем. Это проис- ходит тогда, когда двигатель не работает. С помощью электромагнитного клапана идет переключение режимов работы системы улавливания паров бензина. При выключенном двигателе адсорбер сообщается с атмосферой (пары бензина попадают в адсорбер из бензобака) где происходит их по- глощение. При пуске двигателя контроллер системы впрыска подает управляющие импульсы на клапан, в результате чего происходит продувка сорбента. Пары бензина высасываются в ресивер и дожигаются в камере сгорания. Плюсы и минусы адсорбера: + атмосфера не загрязняется лишними, вредными испарениями; + небольшая экономия топлива, пары бензина не испаряются, а сгора- ют в работе двигателя. + отсутствие стойкого запаха бензина (спорно) — занимает место в подкапотном пространстве — неустойчивая работа двигателя на холостом ходу при неисправном адсорбере — стоимость адсорбера 214 УДК 62-231.311 УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКОСТИ ПЛАНЕТАРНОГО ТИПА Студент гр. 11302112 Быковский Е. В. Профессор Киселев М. Г. Белорусский национальный технический университет В разработанной конструкции расходомера рабочая часть выполнена в виде неподвижного вала (статора) с аксиальными и радиальными под- водящими каналами, а барабан с замыкателями вращается вокруг стато- ра. Это дает возможность уменьшить количество уплотнений на подво- дящих участках, а наличие торцовых и диаметральных зазоров между ротором и статором исключает удельное давление на рабочие части рас- ходомера. Расходомер содержит статор 1 в виде неподвижного вала с лопастями 2 и ротор – вращающийся вокруг статора барабан 3, с встав- ленными в него замыкателями 4, совершающими планетарное движение вокруг статора благодаря наличию синхронизирующего шестеренчатого передаточного механизма 5 с передаточным отношением 1:2. Торцовые и диаметральные зазоры 6 между ротором и статором делают с помощью гаек 7 и подшипников качения 8. Рабочая среда поступает через подво- дящий канал 9 в рабочие полости 10, приводит в движение ротор, пере- носится в отводящий канал 11 и далее в выходной штуцер 12. Замыкате- ли снабжены диаметральными зазорами. Устройство через шестеренча- тый передаточный механизм связано со счетным прибором. УДК 681 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ КАБЕЛЯ Студент гр.11302112 Баранчук А. С. Профессор Минченя В. Т. Белорусский национальный технический университет Основная область применения устройства для измерения длины и ли- нейной скорости движения кабеля и кабельных изделий в процессе их производства, а также для измерений длины кабеля при совершении торговых операций на предприятиях кабельной промышленности и тор- говых организациях. Точное измерение длины основано на использова- нии оптического узла, работа которого основана на корреляционном методе. Использование оптического узла позволяет достичь самой высо- кой точности. Проскальзывание кабеля, механический износ не оказы- вают влияние на точность измерения. Назначением устройства является 215 повышения производительности и качества процесса на производстве кабельно-проводниковой продукции. Схема конструкции представлена на рисунке. Измеритель длины кабеля Данное устройство предназначен для измерения длины и линейной скорости движения кабеля (провода, троса, каната, пленки, мебельной кромки и т.п.) в процессе их производства, а также для измерения длины кабеля (счетчик кабеля) при совершении торговых операций на предпри- ятиях кабельной промышленности и в торговых организациях. Технические характеристики: - Скорость протяжки кабеля 1,7 м/с; - Мощность привода намоточного устройства 11 кВт; - Питание системы 230В-50Гц; - Система контроля – узел измерительный оптический; - Система управления – микроконтроллер; Диаметр измеряемого кабеля 0,8-80 м. 216 УДК 681 СТЕНД ПОВЕРКИ КВАДРАНТОВ ОПТИЧЕСКИХ Студент гр.11302112 Баранчук А. С. Доцент Степаненко Д. А. Белорусский национальный технический университет В настоящее время бурное развитие получило строительство и маши- ностроение. Детали современных машин состоят из поверхностей сложной формы, при этом точность изготовления их повышается. Так же и высота зданий в строительстве с каждым годом увеличивается, при этом зданиям придают все более причудливую архитектурную форму. В данных отрас- лях народного хозяйства требуется с высокой точностью измерить угол наклона к горизонту, для чего используют квадранты оптические. Данные измерительные приборы можно использовать при настройке станков, про- верке углов наклона деталей и оборудования, проверке правильности ус- тановки строительных плит. Количество приборов данного типа растет, соответственно растет и количество квадрантов требующих поверки. Это обстоятельство делает весьма трудоемким процесс поверки квадрантов оптических предложенный в ГОСТ 8393–80. В соответствии с ним, повер- ку квадрантов оптических следует осуществлять при помощи оптических делительных головок (ОДГ). Однако, применение ОДГ увеличивает трудо- емкость и уменьшает производительность поверки, что с точки зрения экономики недопустимо в современных условиях развития промышленно- сти. Поэтому, будет актуально разработать приспособление для поверки квадрантов оптических, которое повысит производительность процесса и сохранит достоинства полученные с применением ОДГ. Целью данного курсового проекта является разработка приспособления для поверки квадрантов оптических, которое повысит производительность процесса поверки, при этом сохранив достигнутую с применением ОДГ точность. 217 UDC 616-072.5 SEMI-INVASIVE BLOOD TEST Yakovenko I., assistant National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky KyivPolytechnic Institute» One of the most informative laboratory diagnostics of the human body is a blood test and establish his individual patterns of oscillation analyzed indicators and definitions for each range change quantitative characteristics. The results depend on the technique of taking blood and on tools that directly influence on quality of diagnostic. Currently, all methods can be divided into two main groups, such as invasive and non-invasive methods that have their advantages and disadvantages. Non- invasive methods, without blood from a finger or from a vein, can define all parameters of homeostasis of the body, replacing the clinical, immunological, biochemical blood [1]. Invasive methods require blood sampling in large enough volumes and compliance with a number of sample preservation re- quirements during transportation to the laboratory. Because of this, these meth- ods are quite traumatic, have great value and require much time for analysis and diagnosis. But invasive methods have a significant advantage in quality and accurate analysis because non-invasive methods have measurement errors caused by the influence of blood components, surface tissue structures, their biophysical properties in different conditions of heat exchange, blood supply, resulting in the omission of simultaneous recording of many parameters outside and internal environment, which have a direct correlation. Today there is such thing as minimally invasive blood test, where using mi- cro needles and nano-biotechnological tests can be carried out qualitative analy- sis about a hundred indicators. Due to the speed, safety and ease of analysis this laboratory method research can be used for mobile rapid diagnosis. The paper presents the development of a mobile unit for rapid laboratory tests of blood with international standards, consisting of biometric, information- analytical and bio-diagnostic blocks that allow you to comply with all the stand- ards and use the unit in the field of humane medicine, veterinary, food produc- tion, forensic, insurance and other areas. Literature 1. І.О.Яковенко. Визначення макроелементів K+, Ca++, Na+ у крові ди- тини з подальшим оцінюванням гомеостазу/Яковенко І.О. Клочко Т.Р. - Вісник НТУУ “КПІ” серія приладобудування, 2009. 2. G. Wang. Development of Wearable Semi-invasive Blood sampling de- vices/ Gang Wang, Martin P.Mintchev.-Engineering, 2013, 5, pp. 42-46. 218 УДК 681 РАЗРАБОТКА БИБЛИОТЕКИ ПОСТРОЕНИЯ ТРЕХМЕРНЫХ РЕЗЬБ ДЛЯ САПР КОМПАС-3D. Студент гр. 650701 Крылов Н. Д. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Современное производство оригинальной продукции не может обой- тись без проектирования. На современном этапе для ускорения проектиро- вания используется компьютерная техника, которая требует программного обеспечения типа САПР. Одной из распространенных программ в странах СНГ является Компас-3D. Данная программа характеризуется возможно- стью расширения функционала за счет подключения дополнительных модулей (библиотек). Библиотеки позволяют ускорить создание изделия за счет упрощения процесса создания документации и передачи геометрии в системы подготовки производства. Такой эффект достигается благодаря автоматизации повторяющихся действий или расчетов, к примеру добав- ление к модели детали типовых элементов. Ни одно изделие, состоящие из нескольких деталей, не может обойтись без различного рода соединений; они могут быть винтовые, сварные, заклепочные и т.д. При проектировании детали с винтовым соединением, возникает необ- ходимость построения трехмерной резьбы. Обычно для указания резьбы на модели используется схематическое обозначение, что вносит неточно- сти в автоматизированные массогабаритные расчеты. Это особенно кри- тично при наличии резьб большого диаметра на детали, в деталях с боль- шой долей резьбовых соединений или в деталях требующих высокой точ- ности изготовления. Также это препятствует возможности экспорта моде- ли для изготовления детали методом трехмерной печати. Мой проект посвящен созданию библиотеки, позволяющей автомати- зировать процесс нанесение различных резьб на модель детали. Компания “АСКОН” (разработчик САПР Компас-3D) предоставляет пользователю открытый API, пакет компонентов и документации для раз- личных сред программирования, в том числе и для Delphi. Существует две версии API – 5 и 7 версии. При разработке использовались сразу обе вер- сии так как обе обладают определенными ограничениями. В API Компас- 3D существует набор стандартных объектов, соответствующих объектам при построении вручную, которые позволяют автоматизировать опреде- ленные действия. На основе предлагаемых компонентов была разработана библиотека, позволяющая автоматизировать представленный выше алго- 219 ритм построения трехмерных резьб. Резьба строится по исходным (длинна резьбы, шаг) и расчетным (диаметр резьбы) параметрам. На сегодняшний день библиотека позволяет строить внешнюю и внут- реннюю метрическую резьбу с мелким и крупным шагом по автоматиче- ски определяемым параметры в соответствии с диаметром цилиндриче- ской поверхности детали и ГОСТ [1]. Планируется внедрить возможность построения других типов резьб (трубных, упорных, трапецеидальных и др.), многозаходных резьб. Построение трехмерных резьб позволяет производить более точные масса-габаритные расчеты, позволяет получить фотореалистические изо- бражения, а также экспортировать модель для непосредственной трехмер- ной печати. Массо-центровочные характеристики модели шпинделя (Сталь 18ХГТ ГОСТ 4543–71): Литература В. И. Анурьев. Справочник конструктора-машиностроителя. Москва – «Машиностроение», 2001. Расчетные параметры Без резьбы / со схематической С трехмерной резьбой Масса 9957.582949 г 9640.308574 г Площадь 185236.721895 мм2 201972.552234 мм2 Объем 1276613.198632 мм3 1235936.996690 мм3 Центр масс Xc 0.000000 мм 0.000473 мм Yc 0.000000 мм 0.000474 мм Zc -202.743494 мм -198.081305 мм 220 УДК 679.91 УСТАНОВКА ДЛЯ ДОВОДКИ ШАРОВ ИЗ СТЕКЛА И МИНЕРАЛОВ Студентка гр. 11309114 Гуринович Т. И. Канд. техн. наук, доцент Щетникович К. Г. Белорусский национальный технический университет Изготовление точного шара может быть достигнуто при равномерном воздействии абразивного инструмента на все участки сферической верхности. Мгновенная ось вращения шара в этом случае должна мерно изменять свое положение в пространстве. Реализовать кинематику шара позволяет установка, представленная на рисунке Схема установки Обрабатываемый шар 7 устанавливают на кольцевом инструменте румент расположен под шаром и на схеме не показан) между двумя ненными роликами 3 и 9. Ролики получают вращение от электродвигателей 2 и 5 через клиноременные передачи 1 и 6. Помимо вращения мещаются поступательно вдоль оси под действием пальцев 4 в криволинейные пазы на цилиндрической поверхности роликов Шар, под действием сил трения, получает постоянное вращение горизонтальной оси и переменное вокруг вертикальной. Определенное соотношение между диаметрами роликов и шара позволяет угол поворота шара вокруг вертикальной оси с величиной поступательн го перемещения роликов. Это позволяет регулировать величину сетки следов на поверхности шара от контакта с инструментом по- законо- требуемую . (инст- обрези- ролики пере- и 8, входящих . вокруг согласовать о- смещения . УДК 621.923.74:553.8 МЕХАНИЗМ МНОГООСНОГО ВРАЩЕНИЯ КОНТРОЛИРУЕМОГО ШАРА Студентка гр. 11309114 Русскина А. В. Канд. техн. наук, доцент Щетникович К. Г. Белорусский национальный технический университет При визуальном контроле шаров необходимо обеспечить сканирование световым лучом всей сферической поверхности с определенным Управляемое многоосное вращение шара обеспечивает механизм ставленный на рисунке. Положение контролируемого шара 2 определяется боковыми роликами 3 и 7, прижимным обре- зиненным роликом 1 и опорным элементом, расположенном под шаром (на рисунке не показан). Основное вращение шар совершает вокруг горизонтальной оси, парал- лельной оси вращения ролика 1. шарику придается вращение по одной оси, перпендикулярной оси вращения ролика. Изменение поло- жения мгновенной оси вращения шара получают за счет периодиче- ским кратковременным вращением ролика 3 или 7, согласованным с основным вращением шара. Враще- ние роликов осуществляется продоль- ным перемещением фрикционного диска 5 до контакта с дисками Величина смещения светового луча по сферической поверхности относительно предыдущего следа регулируется временем фрикционных дисков, имеющих малую угловую скорость постоянного вращения прижимного ролика и дискретного вращения роликов обеспечивает неперрывный контроль всей поверхности шара Схема механизма вращения шара 221 шагом. , пред- 3 или 7. шара контакта . Сочетание боковых . 222 УДК 679.91 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ ШАРОВ КОЛЬЦЕВЫМ ИНСТРУМЕНТОМ Студентка гр. 11309114 Олешкевич Н. Ю. Канд. техн. наук, доцент Щетникович К. Г. Белорусский национальный технический университет Машинно-ручной способ шлифования шаров требует от исполнителя высокой квалификации и значительных физических усилий. Данное уст- ройство позволяет повысить качество и производительность процесса обработки шаров, уменьшить участие человека в процессе обработки. Схема устройства для обработки шара Устройство работает следующим образом. Шар 9 (рисунок) устанавли- вается на кольцевой абразивный круг 7 и поджимается боковыми ролика- ми 8. Абразивный круг получает вращение от электродвигателя 1 через муфту 2 и конический редуктор 3, 5, находящийся в корпусе 4. Привод обрезиненных боковых роликов осуществляется от электродви- гателя 14 через карданную передачу 13. Изменение положения мгновенной оси вращения шара достигается периодическим кратковременным отведе- нием боковых роликов от шара. Перемещение роликов, установленных на плоских пружинах 12, обеспечивается кулачком 11, закрепленным на валу электродвигателя 10. В момент отведения роликов шар получает вращение вокруг вертикальной оси и в контакт с кругом вступают другие участки сферической поверхности. Угол дополнительного поворота шара регули- руется временем разрыва контакта с роликами. Необходимое усилие при- жима шара к абразивному кругу обеспечивается различием линейных ско- ростей роликов. 223 УДК 621.9.048 ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШАРОВИДНЫХ ЛИНЗ Студенты гр. 11307113 Тищенко А. В., гр. 11309112 Сао Чжаохуэй Канд. техн. наук, доцент Филонова М. И. Белорусский национальный технический университет Необходимость разработки технологии изготовления шаровидных линз вызвана большой трудоемкостью обработки обычными средствами таких деталей с погрешностью оптических поверхностей N ≤ 1, ∆N ≤ 0,1 и чис- тотой P не грубее 2-го класса. Характерными особенностями изготовления шаровидных линз является шлифование и полирование сферической поверхности в свободном со- стоянии, т.е. без закрепления заготовок на наклеечном приспособлении. Это позволяет механизировать и автоматизировать большинство операция и переходов. Весь технологический процесс обработки разбит на опера- ции, одинаковые по времени. Заготовка будущего шарика в зависимости от партии делается в виде прессовок − кубиков, рассчитанных на получение кратного числа единич- ных заготовок. Готовая линза больше или равна половине диаметра шара, заготовка представляет собой монолитный кубик или шар. При *+ < + заготовка представляет собой кубик, состоящий из двух склеенных поло- винок, а шар − из двух склеенных полушарий. Заготовкой является куб, состоящий из восьми штук склеенных между собой кубиков при *+ ≪ +. В зависимости от вида и размеров заготовки, типа в конкретных условиях производства некоторые операции могут выпадать. В шариковой технологии, применяемой на производстве при обработке шариков из хрупких материалов (стекла, камней) размером до 20мм, ис- пользуется заготовка в виде кубиков и состоит из трех стадий. Первая − грубая обработка на станке типа центрифуги. Вторая − предварительная обработка, придание всей партии заготовок правильной геометрической формы и одинакового размера. Третья стадия финишное шлифование и полирование. Сущность изготовления шаровидных линз по методу пневмоцентро- бежной обработки заключается в том, что заготовки кубической формы, помещенные между соосно расположенными инструментами с кониче- скими рабочими поверхностями, вращают вокруг оси посредством среды под давлением, где в результате грубого шлифования придается предвари- тельная форма шара. Меняя в таком инструменте зернистость абразивного слоя, можно обеспечить все стадии шлифования шаровидных линз. 224 УДК 621.792.4 УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРИГЛАЗНОГО ДАВЛЕНИЯ Студентка гр. 11307113 Сударь А. В. Канд. техн.наук, доцент Габец. В. Л Белорусский национальный технический университет Измерение внутриглазного давления – это один из способов диагностики здоровья глаз, применяемый в офтальмологии. Серьезные отклонения от нормы говорят о проблемах и могут привести к нежелательным последстви- ям. Рассмотрим несколько видов измерения внутриглазного давления. Пальцевая тонометрия – это ориентировочный метод тонометрии гла- за, при котором врач-офтальмолог, используя собственные подушечки паль- цев, через веко определяет уровень напряженности глазного яблока. Данный метод используется в послеоперационном периоде. Тонометрия по Маклакову – заключается в том, что на глаз пациента, в который предварительно закапывают анестетик, ставят специальный грузик, смоченный краской. Затем на бумаге делают отпечаток, по которому, с по- мощью специальной линейки, измеряют, какое количество краски было удалено с его поверхности при соприкосновении. Принцип основан на том, что чем мягче глаз, тем больше площадь соприкосновения между роговицей и цилиндром, и тем больше краски остается на глазу. Бесконтактная тонометрия глаза – принцип бесконтактной тономет- рии глаза основан на скорости и степени изменения формы роговицы, в ответ на давление, создаваемое потоком воздуха. При этом контакта с гла- зом нет, поэтому при данном способе измерения внутриглазного давления отсутствуют инфекционные осложнения и какая-либо болезненность. Сама процедура бесконтактной тонометрии глаза проводится за несколько секунд в автоматическом режиме: пациент фиксирует голову в специальном аппа- рате, затем смотрит на горящую точку, широко раскрыв глаза и фиксируя взгляд. Из аппарата подается прерывистый поток воздуха, под действием которого изменяется форма роговицы. По изменению роговицы компьютер выдает врачу цифры давления. На основе анализа проведенных способов, наиболее перспективный яв- ляется бесконтактный метод измерения, так как он позволяет делать измере- ния не причиняя боль человеку, его результаты более точные, а сам аппарат удобные в использовании, так же он вполне безопасен, поэтому с его помощью можно обследовать пациентов даже после хирургического вмешательства. 225 УДК 621.9.048 CОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДВУСТОРОННЕГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ДВОЯКОВЫПУКЛЫХ ЛИНЗ Студент гр. 11307113 Семенкович В. П. Канд. техн. наук, доцент Филонова М. И. Белорусский национальный технический университет В технологии финишного формообразования высокоточных линз вы- бор режимов обработки в каждом конкретном случае определяет оператор опытным путем, что приводит к непроизводительным затратам времени и повышает себестоимость продукции. Отмеченных недостатков можно избежать, если провести предвари- тельный расчет интенсивности съема материала в той или иной зоне дета- ли в зависимости от величины наладочных параметров станка. В основу такого моделирования процесса обработки целесообразно положить гипо- тезу Ф. Престона, согласно которой производительность обработки Q = pl, где p – давление в зоне соприкосновения притирающихся поверхностей инструмента и детали, l – длина пути трения произвольно выбранной на поверхности детали опорной точки относительно инструмента. В ходе работы был произведен расчет параметра Q для линзы с R1 = 71,26 мм и диаметром dд = 90 мм. С целью проверки соответствия резуль- татов расчетов проводили полирование выпуклой сферической поверхно- сти линзы изготовленной из оптического стекла марки К8, на устройстве для двусторонней обработки двояковыпуклых линз, смонтированном на полировально-доводочном станке 6ПД-100М. Выполненные теоретико-экспериментальные исследования законо- мерностей двусторонней обработки двояковыпуклых линз позволяют сде- лать следующие выводы: а) Из наладочных параметров рычажных шлифовально-полировальных и полировально-доводочных станков для управления процессом формооб- разования наиболее выгодно изменять амплитуду возвратно- вращательного перемещения инструмента и его диаметр. б) С целью уменьшения величины локальных погрешностей на поверх- ности линзы такие наладочные параметры технологического оборудова- ния, как скорости вращения входного звена его исполнительного механиз- ма и детали, следует устанавливать минимальными. При этом для усиле- ния съема припуска в центральной зоне обрабатываемой поверхности необходимо использовать диаметр инструмента dи = (0,8 – 0,85)dд, а ам- плитуду его колебательных движений L назначать (0,6 – 0,62)dд. Для более интенсивной обработки периферии детали целесообразно применять dи = (0,96 – 1,0)dд и L = (0,77 – 0,8)dд. 226 UDC 621.336.2 NEW METHODS FOR DESIGNING THE MOVING ROBOTS USING BIOLOGICAL PROTOTYPES Becker F. 1, Zimmermann K.1 , Lysenko V.2 , Minchenya V.2 1 Technical University Ilmenau, Germany 2 Belorusian Nationale Technical University, Minsk, Republik Belarus A new approach of special problem-solving methods at the initial design stages is presented. The methods are based on analysis and the combination of technical or biological objects and a legged robot. New robots can be created by applying the introduced method. Merging the kinematics of a salamander with the kinematics of an octopod allows us to develop a new eight legged robot with only three actuators. Combining a flying insect and a piezotransducer with extremities supplies a new object - the piezomicrorobot [1]. We use the trawling wave of the Holothuria for movement of multi-legged robot through a pipe. Biological objects as prototypes are used preferably due to the fact that during millions of years of evolution their principles of motion have been developed contemplating minimal energy wasting. The developed method is based on the well-known principle known as the combination of alternative systems. It enables the transfer of characteristics and structure from one object (i.e. its kinematics) to another object leading to new desirable characteristics or optimisations of existing technical objects. In our opinion, there exist only 4-5 main principles of functioning of biologic objects for providing the necessary trajectory of the legs movement. Several actuators for moving each leg are used in known walking robots. Our principle allow using each actuator for moving several legs. Thus, we managed to minimize number of actuators at the robot. It opens new possibilities of mobile robots considerable miniaturization in the future. We have developed essentially new tiny moving system. As the case and as the actuators the piezo-bimorph-plate are used. The analyses of biological objects and alternative technical systems offer new opportunities for the engineers. That analysis is an indistinct provisional approach of solving a technical problem. The described technique does not supply convertible constructive drawings immediately, however, it provides new solutions with new ideas. Furthermore, it is possible to develop essential new-legged robots with minimal number of actuators. References: Becker, F., Minchenya, V., Zimmermann, K., Zeidis, I. Single Piezo Actua- tor Driven Micro Robots for 2-dimensional Locomotion. Aachen: Electro. Proc. Of Workshop on Microactuators and Micromechanisms, 2010. 227 УДК 001.892.001.13 ИЕРАРХИЧЕСКАЯ СТРУТУРА СИСТЕМЫ «ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ ДОМ» Магистрант Михайловский В. В. Канд. техн. наук, доцент Зайцева Е. Г. Белорусский национальный технический университет В качестве системы «интеллектуальный дом» будем рассматривать сис- тему, предназначенную для улучшения физического и психологического состояния человека в процессе его нахождения в домашних условиях. Кроме того, система «интеллектуальный дом» в составе надсистемы «интеллекту- альная среда обитания» должна выполнять эти же функции для общества в целом во всем ареале обитания людей. Для выполнения вышеуказанных функций необходимо обеспечить решение ряда технических задач. Физическое состояние человека обусловлено климатическими усло- виями (состав, температура, влажность воздуха), световыми (яркость и спектральный состав освещения с учетом изменения во времени), качест- вом и количеством питания, физической активностью, отсутствием стрес- совых воздействий. Психологическое состояние, во-первых, обусловлено физическим состоянием, а также возможностью реализации творческих способностей не только в производственной деятельности, но и в процессе досуга. Важным фактором является гарантия безопасности человека в социальном и техническом аспектах Соответственно соблюдение перечис- ленных условий требует совершенствования ряда имеющихся в доме сис- тем и создания новых. Параметры комфортных условий индивидуальны для каждого человека и должны изменяться во времени и в пространстве. Поэтому необходима система мониторинга состояния здоровья человека в домашний условиях. Ряд индивидуальных медицинских приборов, информация медицинской карты пациента должны быть объединены единой сетью, связанной с со- ответствующими медицинскими базами данных. Одновременно требуется создание программного обеспечения для индивидуальных рекомендаций по рациону питания с учетом здоровья человека и его материальных воз- можностей. На аналогичной основе должно быть создано программное обеспечение для рекомендаций по физической активности. Таким образом в системе «интеллектуальный дом» можно выделить следующие подсистемы: система мониторинга параметров состояния че- ловека, система создания внешних условий, система обеспечения питания, система обеспечения рекомендаций по режиму труда и отдыха. Все под- системы должны быть связаны единой сетью и иметь доступ к необходи- мым базам данных. 228 УДК 001.892.001.13 ВЫБОР ИНТЕГРАЛЬНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ КАЧЕСТВА СИСТЕМЫ «ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ ДОМ» Магистрант Михайловский В. В. Канд. техн. наук доцент Зайцева Е. Г. Белорусский национальный технический университет Как любая техническая система, система «интеллектуальный дом» должна оцениваться интегральным показателем качества, включающем показатели качества по частным признакам с учетом их коэффициентов весомости. Известна модель интегральных показателей качества, пред- ставляющая сумму произведений частных показателей на их коэффициен- ты весомостей. Другим вариантом модели является произведение частных показателей, где каждый показатель возведен в степень, связанную с ко- эффициентом весомости. Сравнение этих двух простейших моделей по- зволяет отдать предпочтение последней, так как в первом случае очень низкое значение одного частного показателя может компенсироваться высокими значениями остальных показателей, что недопустимо. Очевидно, что в выбранной модели частные показатели должны быть безразмерными. В качестве этих показателей можно использовать харак- теристики, аналогичные сенсорным, – зависимости субъективно оценки качества в функции определенного технического и/или экономического параметра. Следовательно, на первом этапе создания интегрального кри- терия необходимо обосновать перечень таких характеристик, для чего выбрать соответствующие технические и экономические параметры, а также тип шкалы для субъективной оценки. При создании субъективной шкала качества необходимо учитывать, что максимальное значение оценки должно соответствовать не имеющемуся в настоящее время высокому техническому и экономическому показателю, а «идеальному», к которому необходимо стремиться. Следующим этапом является проведение экспериментов по установле- нию связи технических и экономических показателей с субъективной оцен- кой. Для этого необходимо сформировать группы экспертов, создать для них условия соответствующие определенным уровням показателей и полу- чить значения их субъективной оценки. Аналогичная серия экспериментов позволит определить коэффициенты весомости для частных показателей. Часть сведений может быть получена из информационных источников. Разработка интегрального показателя качества позволит производить сравнение различных моделей интеллектуального дома и прогнозировать его дальнейшее усовершенствование. 229 UDC 615.4.697 CUVETTES FOR NEWBORNS Student of group PB-32 Maliarenko D. assistant Yakovenko I. National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute» Sick and premature babies should be treated and brought up in conditions that compensate the underdevelopment of vital systems of a newborn organism. These conditions should also provide their sustainable recovery. The ther- moregulation possibilities of neonates, especially premature, are limited [1]. To provide comfortable conditions of intensive care, special incubators (cuvettes) are used, which help to resist to the aggressive influence of external factors for not enough mature bodies. Currently existent cuvettes of opened and closed types provide necessary level of humidity, temperature comfort, oxygen levels, many of them contain devices for phototherapy and other similar manipulations [2], but most of them are too unwieldy, their design do not maintain parental access to a baby. Even when this function is possible, these cuvettes do not protect enough a newborn from noises and other stimuluses. The children may stay in cuvettes from sever- al days to several weeks: the duration of a stay in the neonatal incubator is de- termined by maturity and adaptive skills of a neonate. It is quite important for a baby to keep in touch with parents, not only for its physical, but also for its mental health. This can also reduce the length of stay in hospital. The specially constructed incubator with silent covers, boxes and electronic mechanisms for bed tilting could be used to speed up the recovery of premature newborns, which can result in reduction of negative impacts, thus providing the opportunity to complete all necessary maintenance procedures without disturb- ing the child’s relaxation. Literature 1. Chapter 2: Smith, J., Alcock, G., & Usher, K. (2013). Temperature measurement in the preterm and term neonate: A review of the literature. Neo- natal Network, 32(1), 16-25. 2. Патент №2003110406/14, Российская Федерация, № 2147859. 2000. Кувез интенсивной терапии / Емельяненко А. И., Калимагамбетов А. М., опубл.14.08.2001, Бюл. №5. 230 UDC 615.47 NEONATAL INCUBATORS Student of group PB-32 Maliarenko D. Iryna Yakovenko, assistant teacher, National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky KyivPolytechnic Institute» Premature birth of a child is one of the contemporary problems. Being born too soon – when the lungs, brain and other organs have not yet developed – can make babies highly vulnerable. Therefore, saving optimal temperature condi- tions of the environment in the first days of life is essential for the full develop- ment of premature neonates. Babies are prone to cooling; they are also can be quickly and easily overheated because of external warming [1]. Nowadays, the actual task is to improve and to develop new incubators (cuvettes for newborns), thus saving time to compensate the heat loss of the child. Cuvette is a box made of a transparent glass that contains a heating element. Incubators usually are equipped with air humidification devices, regulated by the control unit [2]. Incubators for newborns are mainly made from organic glass or similar materials, which are stable during chemical disinfection. In addition, an artificial lung ventilation equipment is usually built-in. A constant body temperature of infants and necessary humidity level are maintained with manual or automatic control inside the incubator. Premature babies are mostly prone to respiratory diseases, so there is a need for respiratory comfort system inside a cuvette. The medical dispersion is a must too. This will ensure the penetration of healing aerosol to the upper respiratory tract and will support necessary temperature level and humidity conditions. The first few minutes, hours, days are crucial for the development of baby’s health. This is why an oxygen-regulated cuvette with a system of automatic support and controlled parameters, such as temperature, humidity etc. should be developed which can result in more reliable and comfortable work of neonatol- ogists and nurses. Literature 1. Н.Н.Володин. Принципы выхаживания детей с экстремально низ- кой массой тела./ Володин Н.Н., Дегтярев Д.Н./Вопросы гинекологии, акушерства и перинатологии, 2003, т.2,№ 2, с.64-69. 2. Adverse Events and Safety Issues with Neonatal Incubator. Web. 02 Apr. 2010. 231 УДК 62.13058 АППАРАТ ДЛЯ ПОДВОДНОГО ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ВЫТЯЖЕНИЯ ПОЗВОНОЧНИКА Студент гр. 1137112 Адашкина К. Р. Канд. техн. наук, доцент Есьман Г. А., канд. техн. наук, доцент Габец В. Л. Белорусский национальный технический университет Проблема остеохондроза позвоночника притягивает внимание не толь- ко врачей различных специальностей, но и инженеров. Одним из методов восстановительного лечения опорно-двигательного аппарата является тракционная терапия (вытяжение). Исследование механизма вытяжения позвоночника показало, что при этом устраняется контрактура мышц, восстанавливаются правильные со- отношения между позвонками, понижается внутридисковое давление, что способствует разгрузке диска, содействует вправлению протрузий и грыж дисков, освобождению сдавленного спинномозгового корешка [1]. Устройство для подводного горизонтального вытяжения позвоночника Устройство для подводного горизонтального вытяжения позвоночника, представленное на рисунке, содержит ванну, средство для размещения пациента, выполненное в виде щита с механизмом подъема и опускания его в ванну, элементы фиксации пациента в виде грудного и тазового поя- сов, механизм нагружения, имеющего возможность соединения, по край- ней мере, с одним из поясов фиксации пациента и подсоединенный к во- допроводной сети. Устройство не может обеспечить больших углов на- клона пациента. Использование устройства обеспечивает гарантирован- ную безопасность процедуры ввиду отсутствия гидравлических и пневма- тических систем. Литература 1. Шевелев И.Н. Обоснование тактики хирургического лечения грыж межпозвонковых дисков шейного отдела позвоночника / И.Н. Шевелев, А.О. Гуща, Т.П. Тиссен // Вопр. нейрохирургии им. Н. Н. Бурденко. - 1997. - № 3. 232 УДК 621.792.4 О ВОЗМОЖНОСТИ ИМПЛАНТИРОВАНИЯ СЕТЧАТКИ Студент гр. 11307113 Бабынина А. А. Канд. техн. наук, доцент Габец В. Л. Белорусский национальный технический университет Имплантат сетчатки – класс биомедицинских технологий, способных заменить собой сетчатку человеческого глаза в случае ее повреждения или дисфункции. Они предоставляют пользователю возможность видеть с низким разрешением с помощью электрической стимуляции сохранив- шихся клеток сетчатки. Имплантаты сетчатки подразделяется на два типа эпиретинальные и субретинальные. 1. Основным недостатком эпиретинальных имплантатов является необ- ходимость внешнего устройства, которое может быть громоздким для носки. Внешняя камера также вынуждает субъекта делать движение голо- вой при изменении направления взгляда. 2. Основным недостатком субретинальных имплантатов является тре- бовательность достаточности уровня падающего света для нормальной работы микрофотодиодов, может препятствовать стимуляции и увеличе- нию порога стимуляции. Таким образом, субретинальные имплантаты часто включают внешний источник питания для усиления эффекта па- дающего света. В настоящее время проведены клинические испытания, которые ука- зывают о преимуществах субретинальных имплантатов по сравнению с эпиретинальными в плане простоты их конструкции и разработки. Полу- чение световой картины, ее обработка и стимуляция — все осуществляется микрофотодиодами, установленными на одном чипе, в отличие от эпире- тинального имплантата, требующего внешней камеры, чипа обработки, и имплантирования множества электродов. Несмотря на недостатки субретинальных имплантатов сетчатки, они частично возвращают зрение незрячему человеку и являются наиболее перспективными. Литература J. Weiland, T. Liu, M. Humayun (2005). «Retinal prosthesis». Annual Re- view of Biomedical Engineering 7: 361–401. 233 УДК 671.739 (075) АФРИКАНСКИЕ МОТИВЫ В СОВРЕМЕННЫХ УКРАШЕНИЯХ Студент гр. 11309114 Богданович А. В. Канд. техн. наук, доцент Луговой В. П. Белорусский национальный технический университет Массивные и яркие украшения в африканском стиле «ворвались» на модные подиумы еще в 2015 году и популярность на них не проходит до сих пор. Они впечатляют своим необычайным колоритом и хорошо узна- ваемым дизайном. \ Основными особенностями украшений являются: орнаменты в виде символов-оберегов, защищающих от злых духов и болезней, сочетание различных материалов ,контрастность и массивные формы. Обычно при изготовлении аксессуаров в этом стиле используют желтое и белое золото, реже применяют серебро. Множество моделей отливают из различных цветных сплавов, а вот камни в украшениях обязательно долж- ны быть натуральными, особенно если речь идет о цветных вставках – рубины, сапфиры, топазы и т.п. В свою очередь ювелиры, при разработке дизайна изделий в стиле «черного» континента, любят использовать ассоциативные элементы такие как: статуэтки, ритуальные шаманские маски, изображения животных, звериные расцветки и узоры. Подобные аксессуары достаточно велики и часто пестрят самыми разными оттенками. Мотивы африканских узоров различаются по признаку этническому при- знаку африканских народов севера и юга континента. Тем не менее они привносят свежую струю в современную моду от друга по хорошо вписы- ваются в композицию современной одежды и украшений. 234 УДК 621 СВЯЗЬ МЕЖДУ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬЮ И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬЮ МЕТАЛЛОВ Студенты гр. 10115116 Бурвель Е. В., Третьякевич М. Г. Канд. техн. наук, доцент Смурага Л. Н. Белорусский национальный технический университет Рассмотрим данную зависимость с позиции классической электронной теории. Согласно этой теории электроны в металлах ведут себя как клас- сический идеальный газ: с одной стороны они переносят теплоту, а с дру- гой - электрический заряд. Теплопроводность газа λ = + . /01234. Удельная теплоемкость газа /0 = 56уд 58 , удельная внутренняя энергия газа 9уд = 6 : = ;<=> ?@ : = AB8 CD . Удель- ная теплоемкость будет равна /0= AB CD = AEFG C:FG = .E C: . С учетом плотности газа 1 = HI и преобразований окончательно теплопроводность электронного газа примет вид λ = + C HJ234. Здесь число степеней свободы для одноатомного газа i=3, n- концен- трация электронов, J- постоянная Больцмана, 23- длина свободного пробе- га электронов, 4- средняя скорость хаотического движения электронов, I - масса электрона; , , Kа- соответственно молярная масса газа, молярная газовая постоянная, число Авогадро. Удельная электропроводность металлов L = M ?NOP C:0 ; поделив λ Q и с уче- том IRC=3JT, окончательно получим связь между теплопроводностью и электропроводностью для металлов: λ Q = 3 U E MV C T. Данное выражение в физике является законом Видемана- Франца, хорошо выполняется при низких температурах и немногим боль- шим комнатной. Здесь число Лоренца  = 3 UEMV C определяется универ- сальными константами и поэтому не зависит от природы металла и чис- ленно равно ≈ 2.25х10YZ, [Вт Ом^ _C⁄ . Изучение явления электропроводности металлов с позиции классиче- ской физики сводится к нахождению численного значения числа Лоренца. Экспериментальным путем находят коэффициент теплопроводности ме- талла, далее определяют сопротивление образца и его удельное сопротив- ление в пределах температур 30-40 ℃, потом удельную электропровод- ность, затем число Лоренца и сравнивают его с теоритическим значением. 235 УДК 621.06 ИСТОРИЯ ЮВЕЛИРНЫХ ИЗДЕЛИЙ В ЕГИПЕТСКОМ СТИЛЕ Вербицкая Л. И. Ст. преподаватель Самойлова М. С. Белорусский национальный технический университет В Древнем Египте ты – это то, что ты носишь. Украшения носили как женщины, так и мужчины во всех слоях общества. Без драгоценностей не обходились и умершие – украшения отбывали в Мир Мертвых вместе со своим хозяином, чтобы обеспечить ему роскошную жизнь после смерти. Основные металлы, используемые при изготовлении украшений, это медь и золото. Выбор металла зависел от социального класса: бедным – медь, бога- тым – золото. Серебряных украшений в Древнем Египте было мало. Зале- жей серебра не было. В результате в дело шли разные оттенки золота, полу- ченные с помощью присадок – от зеленого до красновато-коричневого и редкого розового золота. Цвет зависел от пропорций примесей посторонних металлов. Для инкрустации активно использовались природные камни, эмаль и стекло. Из самоцветов активно использовались оникс, аметист, опал, гранат бирюза, ляпис-лазурь, обсидиан и горный хрусталь. Бирюза символизировала радость, лазурит – милосердие, а камни красного цвета – власть. Любимый прием египетских ювелиров древности – изготовление подделок, которые имитируют более дорогие камни. Для этого размалывал- ся кварц, в него добавлялись красители. Полученная смесь нагревалась и формовалась. Популярным было широкое ожерелье-воротник, которое на- зывалось ускх. Это украшение закрывало все расстояние от шеи до ключиц и было еще очень тяжелым. Так же носили кольца, широкие браслеты и серьги. Последние иногда были настолько тяжелыми, что оттягивали и де- формировали мочку уха. Самыми популярными символами в украшениях был жук-скарабей, солнце, уджат, который изображался в виде продолгова- того глаза, анкх – символ вечной жизни в виде креста с кольцом наверху. Две вороны, змея с прикрытым остальной частью тела хвостом. В бедных слоях общества в ход шли керамика, стекло и кость и работы небогатых умельцев в красоте и исполнении не уступали изделиям из золота. В совре- менном мире многие древние ювелирные изделия завораживают взгляд посетителей музеев. И многие производители украшений стараются подра- жать стилю древних мастеров. В наше время можно встретить ювелирные изделия или бижутерию, которая украшена любыми из тех древних симво- лов, которые были перечислены выше. Такие аксессуары дополнят любой, даже самый изысканный образ. Одним из наиболее популярных украшений в египетском стиле является браслет, который содержит камни: оникс, лазу- рит, бирюзу и другие. 236 УДК 671.739(075.8) РУССКИЙ И УКРАИНСКИЙ ОРНАМЕНТ В ЮВЕЛИРНЫХ УКРАШЕНИЯХ Студентка гр. 11309114 Гуринович Т. И. Канд. техн. наук, доцент Луговой В. П. Белорусский национальный технический университет Орнамент – узор, основанный на повторе и чередовании составляющих его элементов; предназначается для украшения различных предметов ар- хитектурных сооружений произведений пластических искусств у перво- бытных народов также самого человеческого тела. Орнамент, связанный с поверхностью, которую он украшает и зрительно организует, как правило, выявляет или акцентирует архитектонику предмета, на который он нане- сен. Орнамент либо оперирует отвлеченными формами, либо стилизует реальные мотивы. Традиционный русский орнамент – использовался нашими предками задолго до возникновения письменности. Узоры появлялись на предметах одежды, текстильных изделиях, предметах обихода и даже в виде фили- гранной резьбы в архитектуре. В русском орнаменте невероятной красоты детали использовались не только для красоты, но неизменно несли глубо- кую смысловую нагрузку. Украинский орнамент своими корнями уходит в глубину веков и пред- ставляет собой языческие символы той эпохи. Самые распространен-ные знаки в украинских орнаментах это символы Воды и Солнца. Солнце сим- волизирует мужчину, а Вода – женщину. Символ Солнца изображается в виде восьмиконечной розетки, а символ Воды в виде свернутого в спираль ужа. Возникновение этого символа связано, скорее всего, с чисто практи- ческими наблюдениями наших предков. Образцы русского и украинского ткаческого орнамента Элементы орнамента имеют четкую геометрическую конфигурацию и могут быть использованы при составлении композиций для декоративного оформления ювелирных украшений. 237 УДК681 СТЕНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЗУБЧАТОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ Студент гр. 313221 Ермак. Ю. Т. Канд. техн. наук, доцент Есьман Г. А. Белорусский национальный технический университет Стенд основан на базе прибора МЦМ – 160 для проверки зубчатых ко- лес по комплексному методу. Стенд предназначен для измерения колебания F”ir, измерительного ме- жосевого расстояния за оборот колеса (показатель нормы кинематической точности колеса), колебания f”ir, измерительного межосевого расстояния на одном зубе (показатель нормы плавности работы)и предельных откло- нений +Еа”s и -Еа”i измерительного межосевого расстояния (показатель нормы бокового зазора) для зубчатых колес внутренним и внешним зацеп- лением с модулем ≤ 4 мм и диаметром до 200мм. Стенд включает в себя следующие базовые модули: • станину корпусного типа, внутри которой размещен привод стенда,на станине установлены узел измеряемого зубчатого колеса и узел образцового зубчатого колеса; Общий вид стенда • привод, который обеспечивает вращение измеряемого, а вместе с ним и образцового колес(включает в себя электродвигатель, фланцевую муфту, конический редуктор, датчик количества оборотов двигателя); • узел измеряемого зубчатого колеса, который состоит из направляю- щих качения, установленных на пластине, и трехкулачкового патрона, в котором устанавливается измеряемое зубчатое колесо, а также индикатор биения, который измеряет колебания межцентрового расстояния; • узел регулировки образцового зубчатого колеса, состоит из стойки, на которой расположены направляющие скалки,две винтовые пары (вводят в зацепление образцовое зубчатое колесо с испытуемым), а также крон- штейн для крепления образцового колеса и датчик количества оборотов образцового зубчатого колеса; ЭВМ, с помощью которой происходит управление стендом, обработка полученных данных измеряемого колеса. 238 УДК 671.739(075.8) ОБРАЗЦЫ ОРНАМЕНТОВ БЕЛАРУСИ Студента гр. 11309114 Еромин Е. С. Канд. техн. наук, доцент Луговой В. П. Белорусский национальный технический университет Белорусский орнамент отличается богатством колорита и множеством разновидностей форм узоров. В последнее время он стал очень популярен в нашей стране, и особенно среди молодежи, что свидетельствует о воз- росшем чувстве патриотизма. Белорусский орнамент можно встретить на современных молодежных текстильных изделиях, сувенирах и пр. Свое отражение он может найти и в ювелирных украшениях, отображая этниче- ские особенности белорусов. Национальный орнамент Белоруссии отличает колорит неизменно бе- лого фона с красными изображениями. Считается, что только у этой на- циональности получилось сохранить неизменным первоначальный вид узоров, существовавших еще со времен древнеславянских племен. Белый цвет признанно обозначает чистоту и открытость, а огненно-красный изо- бражает кровь, солнце и, соответственно, жизненную силу. Черный цвет начали применять с конца позапрошлого века, но в мизерных количествах. Другие цветовые гаммы при этом не использовались. Орнаменты Беларуси берут начало в ткачестве и потому имеют строго геометризованный характер. В некоторых случаях осуществлялось плавное перетекание фигур в растительные мотивы. Они имеют смысловую и эмоцио- нальную окраску. Для белорусов орнамент – это своего рода оберег, который должен содержать в себе только положительные эмоции. В них отсутствуют символы смерти. Примеры орнаментов Беларуси 239 УДК 681 СТЕНДА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЙ НА ВИБРОУСТОЙЧИВОСТЬ Студент гр. 313221 Калашманов А. П. Канд. техн. наук, доцент Есьман Г. А. Белорусский национальный технический университет Виброустойчивость – способность изделия выполнять свои функции и сохранять свои параметры в пределах значений, предъявляемых к этому изделию, в условиях воздействия вибрации в заданных мерах. Стенд предназначен для создания вибрационных колебаний с помо- щью электромагнита и создания линейных ускорений за счет вращения центрифуги. В основу конструкции стендазаложена: – центрифуга представляет собой стол, на которым установлены крон- штейны. В кронштейны установлены стаканы, в которых перемещаются оправка с испытуемым изделием и противовес. К оправке и противовесу прикреплен фланец, к которому крепятся тяги, состоящие из рычагов. Верхняя тяга с шаровым шарниром прикреплена к узлу создания парамет- ров вибрации (электромагнит). Энкодер, считающий количество оборотов; – электромагнит (узел создания вибрации) состоит из элктромагнитной катушки, в корпусе вибратора установлен шток, подвешенный на двух пружинах. На штоке установлена вибрирующая крыльчатка. Вибрация создается при перемещении штока на плоских пружинах при создании магнитного поля в катушке. Электромагнит связан с дисплеем, где задают- ся параметры вибрации; – монитор с дисплеем, на котором вводятся заданные параметры. И об- работка полученных данных; – привод, который обес- печивает вращение центри- фуги (включает в себя элек- тродвигатель, вал с зубчатым колесом, вал-шестерня, муфта). Общий вид стенда 240 УДК 671.739(075.8) ТЕНДЕЦИИ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННОГО ДИЗАЙНА ЮВЕЛИРНЫХ УКРАШЕНИЙ РОССИИ Студентка гр. 11309114 Киреева О. А. Канд. техн. наук, доцент Луговой В. П. Белорусский национальный технический университет Российский рынок ювелирных изделий на сегодняшний день составля- ет более пяти тысяч различных специализированных организаций. Это совокупность различных по величине и объемам производства ювелирных компаний и частных предпринимателей. В настоящие дни состояние рынка характеризуется следующими аспек- тами: усиление конкуренции, мировой финансовый кризис, рост цен на сырье, рост себестоимости ювелирной продукции, снижение покупатель- ской способности населения. По данным Росстата, доля рынка драгоценных металлов и драгоценных камней на сегодняшний день составляет всего 1,3 % всего объема ВВП при оценке данных показателей в денежном выражении. Показатели продажи ювелирных украшений в общем обороте розничной торговли составляют около 1 % , при том, что именно Россия является одним из мировых лиде- ров по добыче золота и платины, а также других металлов и камней. Определяющими факторами развития ювелирной отрасли России являют- ся: сезонность продаж, увеличение сетей и количества ведущих компаний на рынке, несовершенство законодательной базы, отсутствие модернизации ювелирного производства, некоторые внешнеэкономические факторы. Сего- дня ювелирный рынок России переживает не лучшие времена. Выживанию ювелирного бизнеса в кризисное время может способст- вовать: поиск и завоевание новых рынков, внедрение новых технологий производства, создание новых более эффективных способов продаж, раз- работка новых дизайнов продукции, более частое обновление коллекций, формирование грамотного подхода к ассортименту реализуемых на рынке товаров, более тщательное изучение потребительских предпочтений. Потребительский рынок Российской Федерации на ювелирные изделия имеет много общего с рынком Беларуси. В связи с этим анализ данного вопроса дает возможность. 241 УДК 621.923.74:553.8 ЖЕНСКИЕ УКРАШЕНИЯ ДРЕВНЕЙ РУСИ Студент гр. 11309114 Кругликов Д. Г. Канд. техн. наук, доцент Луговой В. П. Белорусский национальный технический университет Женские крашения в Древней Руси имели не только украшательское но еще имели и сакральное предназначение. Считалось, что через отверстия нашего тела могла вылететь душа человека, или, наоборот, могло проник- нуть внутрь какое-нибудь недоброе волшебство. Не слишком доверяя сво- ей способности противостоять злу, люди старались защитить свое тело с помощью предметов из кости, дерева или металла. Славянские мастера никогда не довольствовались подражанием образ- цам, перенятым от соседей или привезенным купцами и воинами из чуже- дальних земель. В их руках «общеевропейские» вещи скоро обретали такую «славянскую» индивидуальность. К своеобразным древнерусским украше- ниям отнсятся гривны, височные кольца, подвески, колты, украшения для одежды и пр. Гривна – металлический обруч, надетый на шею, казался древнему человеку надежной преградой, способной помешать душе поки- нуть тело. Это название родственно слову «грива». По-видимому, это слово в древности означало «шея». Височные кольца – украшение головного убора, укреплявшимся обыч- но возле висков, археологи назвали «височными кольцами». Подвески носились на длинных шнурах или цепочках и крепились к платью на груди или на поясе. Делались они из серебра, меди, бронзы и билона. Чаще всего привески выступали в роли оберегов и исполнялись в форме языческих символов. Колты крепили на головном уборе на уровне виска на сложен- ной вдвое цепочке или ленте. Обычно они состояли из двух выпуклых пластинок, которые соединялись вместе и сверху еще дополнялись дужкой для крепления. Все эти древнерусские украшения, представленные в со- временном стиле могут представлять огромный интерес при разработке новых моделей для молодежи. Образцы женских украшений Древней Руси 242 УДК 671.739(075.8) МОТИВЫ СРЕДНЕАЗИАТСКИХ И ВОСТОЧНЫХ ЮВЕЛИРНЫХ УКРАШЕНИЙ Студентка гр. 11309114 Олешкевич Н. Ю. Канд. техн. наук, доцент Луговой В. П. Белорусский национальный технический университет Целью данной научной работы является анализ композиции ювелир- ных украшений народов Средней Азии и Востока. Украшения Востока отличаются ярким, неповторимым, запоминаю- щимся орнаментом. Для сережек характерно обилие ярких натуральных камней и цветочное исполнение украшения, а порой - ажурное переплете- ние из мелких минералов. В кольцах присутствуют натуральные камни пестрых цветов. Ожерелье в основном покрыто множеством повторяю- щихся элементов, несущих тайный и глубокий смысл. Все украшения в такой стилистике имеют схожие черты: – замыслова- тые, красивые и изысканные формы; отражение вековых традиций и зага- дочной культуры; – изготовление украшений из золота, платины и других драгоценных металлов; – щедрое использование декора (камни, гравиров- ка, текстиль, роспись, этнические узоры); – комбинаторность элементов (браслеты и кольца, цепочки и серьги); этничность и роскошь. В украшениях, несмотря на филигранность исполнения, существует определенный сюжет и закономерность. Особенностью является то, что все изделия носят симметричный характер, в них отсутствует беспорядоч- ность. Также получили распространение геральдические и эмблематиче- ские композиции с фигурами грифонов, крылатых гениев, вепрей, быков, иногда с человеческими головами (шеду), лошадей. Наиболее распростра- ненным мотивом в орнаменте была розетка (ромашка, маргаритка). Она имеет вид стилизованной круглой головки распустившегося цветка, если смотреть на него сверху. Из растительного мира в декоре заимствованы: пальметта, плоды граната, плоды ананаса, гроздья фиников, колосья (эмб- лема бога плодородия), зерно и др. Существуют два основных вида орнамента, имеющих бесконечное разнообразие вариантов – растительный (узор из гибких, вьющихся расти- тельных стеблей, побегов, усыпанных листьями и цветами) и геометриче- ский (жесткие прямоугольные и полигональные непрерывные фигуры- сетки, узлы). Эти виды всегда строго математически выверены и рассчита- ны. Их варианты и композиции многообразны и практически неисчерпае- мы и бесконечны. 243 УДК 671.739(075.8) УЗОЫ ДЕТСКОГО КАЛЕЙДОСКОПА КАК ВАРИАНТЫ КОМПОЗИЦИЙ ЮВЕЛИРНЫХ УКРАШЕНИЙ Студентка гр. 11309114 Пенталь Н. В. Канд. техн. наук, доцент Луговой В. П. Белорусский национальный технический университет Целью данной научной работы является анализ узоров калейдоско- пов, котрые могут служить прототипами композиций многокаменных ювелирных украшений. Калейдоскоп – опти-ческая иг- рушка, в виде трубки, содер- жащей внутри три или более продольных, сложенных под углом зеркальных стекол. При повороте трубки вокруг продоль- ной оси цветные элемен-ты, на- ходящиеся между зеркалами, отражаются и создают меняю- щиеся симмет-ричные узоры. Различное взаимное угловое рас- положение зеркал позволяет по- лучить разное количество дублированных изображений. Калейдоскоп (в переводе с греческого – «смотрю красивый вид») – это игрушка, в которой разноцветные кусочки стекла, многократно отра- жаясь в нескольких зеркалах, создают красивый узор. Зеркала, располо- женные в виде боковых граней правильной треугольной призмы, образуют между собой углы, которые создают в отражениях симметричный узор. Сегодня существует несколько основных разновидностей калейдоскопов: классический калейдоскоп, гелевый, калейдоскоп с вращающимися коль- цами , талейдоскоп (или теледоскопы). Каждый из них имеет свои особен- ности и уникальные свойства. Калейдоскоп применяется в работах дизайнеров для создания новых рисунков тканей, обоев, в ковроткачестве. Очевидно, большой интерес представляют узоры, образованные в калейдоскопе, которые могут слу- жить прототипами большого числа вариантов композиций, которые могут быть использованы в оригинальных дизайнерских решениях при проекти- ровании ювелирных украшений. 244 УДК 681 СТЕНД ГРУППОВОЙ ПОВЕРКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЧЕТЧИКОВ Студент гр. 313221 Томашевский А. В. Канд. техн. наук, доцент Есьман Г. А. Белорусский национальный технический университет Стенд относится к области измерительной техники и предназначен для испытания счетчиков электрической энергии. Устройство может быть применено в установках, с помощью которых осуществляется поверка и регулировка счетчиков электрической энергии. Стенд малогабаритный, высокой производительности, класса точности 0,05, для автоматической поверки индукционных и электронных электро- счетчиков активной энергии и реактивной энергии класса 0,2. Позволяет поверять в автоматическом режиме до трех электросчетчиков одновремен- но. Может работать автономно и под управлением ПЭВМ. Стенд позволяет прово- дить поверку электросчетчи- ков и измерительных преоб- разователей мощности с ана- логовым выходом в ручном, полуавтоматическом и авто- матическом режимах. При поверке электросчет- чиков определяется погреш- ность, проверяется порог чувствительности, проверяет- ся отсутствие самохода. Общий вид стенда В автоматическом режиме поверка проводится по любой из 16 предва- рительно записанных программ поверки. Автоматический, полуавтоматический и ручной режимы обеспечива- ются, как с ПЭВМ, так и без нее. Стенд состоит из рам, пластины, которые образуют каркас, установ- ленный на виброопорах. На каркасе установлены механизм вертикального и горизонтального перемещения испытуемого счетчика к контактам блока электроники. Счетчик устанавливается на рейке. Перемещения механиз- мов происходит до контактов микропереключателей, характеризующих конечные положения механизма. 245 UDC 535.317 OPTICAL, STRUCTURAL AND MAGNETIC PROPERTIES OF (Ga,Mn)As and (Ga,Fe)As LT-MBE LAYERS Tataryn N.1, Yastrubchak O.2 1National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», College of Instrument Design and Engineering, 2V. Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics at the National academy of science of Ukraine The GaAs-based ferromagnetic semiconductor alloys doped with Mn, Fe, In or Bi emerged as potential candidates for novel microelectronic and spintronic applications. In this work, the structural, optical and magnetic properties of (Ga,Mn)As and (Ga,Fe)As epi-layers grown by low-temperature (230oC) molecular beam epitaxy on semi-insulating (001) GaAs substrates were studied using high reso- lution X-ray diffraction (HR-XRD), Transmission electron microscopy (TEM) as well as photo-reflectance (PR) and µ-Raman spectroscopies. The magnetic properties of the epi-layers were studied using the superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometry. The in-situ UV Angle Resolved Photoemission Spectroscopy (ARPES) was used for the band structure analysis of the epitaxial layers. High-quality of the epi-layers was confirmed by HR-XRD and TEM obser- vation. Based on the PR measurements, the band gap (E0) optical transitions were determined. The µ-Raman spectroscopy confirmed p-type character of some films by the observation of the Coupled Plasmon-LO Phonon Mode (CPPM). Promised magnetic properties of the epi-layers offer their future suc- cessful application. The authors would like to thank Prof. T. Wosiński, Dr. J.Z. Domagała and Dr. M. Sawicki from Institute of Physics (Warsaw, Poland), Dr. Ł. Gluba, and Dr. Jerży Żuk from Maria Curie-Skłodowska University of Lublin (Lublin, Poland) and Dr. J. Sadowski from MAX-Lab of Lund University (Lund, Swe- den) for their help with the experiments. Keywords: ferromagnetic semiconductor compound, X-ray diffractometry, (Ga,Mn)As epitaxial layers. References: 1. Dietl T., Nature Mater. 9, 965 (2010). 2. Yastrubchak O. et al. Phys. Rev. B 83, 245201, 2011. 246 UDC 535.317 OPTICAL ANDSTRUCTURAL PROPERTIES OF (Ga,Mn)As EPI-LAYERS Tataryn N.1, Yastrubchak O.2 1National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», College of Instrument Design and Engineering, 2V. Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics at the National academy of science of Ukraine The GaAs based ferromagnetic semiconductor alloy compound containing Mn, Bi and In emerged as potential candidates for novel microelectronic and spintronic application. It was developed two main band structure models of zinc blende (Ga,Mn)As for the understanding of ferromagnetic interactions. All the epitaxial layers were grown using low temperature (230) MBE pseudomorphically on semi-insulating (001) GaAs substrates. They alloy compositions were determined using high resolution X-ray diffractometry (XRD) followed by the in-situ Reflection High Energy Elec- tron Diffraction (RHEED). The quality of the epi-layers were estimated using Transmission electron microscopy (TEM). The superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometry have been used for the in- vestigation of the magnetic properties of the heterostructures. Photoreflectance (PR) measurements were used the determination of the band gap (E0) and spin-orbit split-off (ESO) band to conduction band opti- cal transitions. Besides the PR technique, the samples have been investigated by the µRaman spectroscopy to confirm p-type character of some films by the observa- tion of the Coupled Plasmon-LO Phonon Mode (CPPM). The in-situ UV Angle Resolved Photoemission Spectroscopy (ARPES) was used for the band structure analysis of the epitaxial layers. Keywords: ferromagnetic semiconductor compound, X-ray diffractometry, GaAs substrates, epitaxial layers. Thanks for all 1. Jarosław Z. Domagała for working at X-Ray 2. Maciej Sawicki, Janusz Sadowski - Institute of Physics, PAN, 02-668 Warsaw, Poland 3. Łukasz Gluba, Tadeusz Wosiński and Jerży Żuk - Maria Curie- Skłodowska University in Lublin, Lublin, Poland 4. MAX-Lab, Lund University, 22100 Lund, Sweden 247 Reference 1. Dietl T., Nature Mater. 9, 965 (2010). 2. Dobrowolska M., Tivakornsasithorn K., Liu X., Furdyna J.K., Berciu M., Yu K.M., Walukiewicz W., Nature Materials 11, 444–449, 2012. 3. Yastrubchak O., Zuk J., Krzyzanowska H., Domagala J.Z., Andrearczyk T., Sadowski J., T. Wosinski, Phys. Rev. B 83, 245201, 2011. 4. Yastrubchak O., Sadowski J., Gluba L., Domagala J.Z., Rawski M, Żuk J., Kulik M., Andrearczyk T., Wosinski T., Appl. Phys. Lett. 105(7) 072402, 2014. 5. O. Yastrubchak, J. Sadowski, H. Krzyżanowska, L. Gluba, J. Żuk, J.Z. Domagala, T. Andrearczyk, T. Wosinski, J. Appl. Phys. 114, 053710, 2013. 6. Yastrubchak O., Wosinski T., Gluba L., Andrearczyk T., Domagala J. Z., Żuk J., Sadowski J., J. Appl. Phys. 115, 012009, 2014. 7. Yastrubchak O., Bak-Misiuk J., Lusakowska E., Kaniewski J., Domagala J.Z., Wosinski T., Shalimov A., Reginski K., Kudla A., Physica B-Condensed Matter. 340, 1082-1085, 2003. 8. Gluba L., Yastrubchak O., Sęk G., Rudno-Rudziński W., Sadowski J., Kulik M., Rzodkiewicz W., Rawski M., Andrearczyk T., Misiewicz J, Wosinski T, Żuk J, Appl. Phys. Lett. 105(3), 032408, 2014. УДК 615.847+616.895.4 МЕТОДЫ МОНИТОРИНГА ДЕПРЕССИВНЫХ СОСТОЯНИЙ ЧЕЛОВЕКА Студент гр. ПБ-52м (магистрант) Цокота М. В.1 Канд. техн. наук, доцент Терещенко Н. Ф.1 Д-р техн. наук, профессор Тымчик Г. С.1 Канд. техн. наук Чухраев Н. В.2 1Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского», 2 «Научно-методический центр «Мединтех» Ощущение сильной тревоги или депрессии на протяжении длительного времени может привести к ряду медицинских проблем. Исследование электроэнцефалограммы (ЭЭГ) больных тревожно- депрессивним синдромом на начальных этапах позволяет изучать биоло- гические основы заболевания, диагностировать и измерять необходимые параметры [1]. При анализе ЭЭГ особые типы припадков нередко диагностируются как психогенные расстройства, тики, дискинезии, а соответственно и больные не получают адекватного лечения. При рутинной ЭЭГ патологию можно вы- 248 явить только в менее 50% пациентов. Повысить информативность ЭЭГ до 90% можно с помощью выполнения повторных исследований, длительной по времени регистрации ЭЭГ и т. д. Благодаря современным технологиям появи- лась возможность проведения такого ЭЭГ-мониторинга. Нами предложен новый способ диагностики и терапии при лечении сложных пациентов, основанный на измерении спектральной плотности (СП) колебаний в диапазоне (α, β, θ, γ) – ритмов биопотенциалов коры головного мозга методом корелляционно-экстремального анализа с рас- пределением СП этих ритмов в подтвержденных классах функционального состояния пациента [2]. Таким образом, для неотложного мониторинга состояния пациентов та- кие исследования выполняют при экстренной диагностики заболеваний в полевых условиях , и отсутствии возможности направлять пациентов в специализированные медицинские учреждения. Литература: 1. Терещенко М.Ф., Коротиш А.И. Экспериментально психологичес- кая диагностика латентной депрессии у студентов // International Scientific Journal http://www.internauka.com/ issues/2016/5/1203. 2. Заявка на патент Украины u 2016 12715 Способ диагностики и ле- чения психических расстройств / Н.Ф.Терещенко, Г.С.Тымчик, Н.В.Чухраев, М.В. Цокота и др. 2016. УДК 679.8 СТАНОК ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ КАМНЯ НЕКРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ Студент гр. 11309113 Роскач Е. Н. Канд. техн. наук, доцент Луговой В. П. Белорусский национальный технический университет В промышленности имеют широкое распространение шлифовальные станки. Как правило их делят на станки для шлифования плоских поверхностей или различных поверхностей вращения. Станки для шлифования тел вращения обладают большей производительно- стью за счет обработки детали по всему периметру сечения перпендикулярного оси. В то время как на плоскошлифо- вальных станках профиль многогранных деталей обрабатывается в несколько 249 установов. Для повышения производительности обработки многогран- ных изделий из камня предлагается адаптировать круглошлифовальные станки для обработки заготовок некруглого профиля. Модификация заключается в сообщении шпинделю с инструментом качательных движений, синхронизированных со скоростью вращения детали. Деталь 1 вращается со скоростью nз. Инструмент 2 установлен- ный на шпинделе 3 получает вращение от отдельного привода со скоро- стью nшп. Шпиндель совершает качательные движения относительно точки С. Качательные движения сообщаются шпинделю кривошипом 4. Скорость вращения кривошипа настраивается как nкр = x*nзг, где x – чис- ло граней обрабатываемой заготовки. Конструкция позволяет регулиро- вать отклонение от круглости обрабатываемой детали с помощью изме- нения длины рычага КО либо позиции соединения кривошипа со шпине- делем К. Это позволяет увеличить или уменьшить разброс положений инструмента относительно заготовки АВ. Данная конструкция обладает рядом преимуществ: осуществляется обработка многогранных заготовок различной степени круглости в один установ. В конструкции имеется возможность применения шлифовально- го инструмента любого диаметра. Улучшаются условия охлаждения ин- струмента. УДК 658.512:621.9 АЛГОРИТМ КЛАССИФИКАЦИИ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ИХ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ Студент Волошин К. П. Аспирант Соколенко В. Н. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Состав конструктивно-технологических свойств изделий можно оп- ределить на основе классификации их сборочных единиц и деталей. При этом конструктивно-технологические свойства используются как клас- сификационные признаки. Таким образом, принципы, закладываемые в алгоритм классификации признаки, определяют правила определения и формирования состава свойств, а также способы их описания и система- тизации [1]. Алгоритм классификации изделий можно представить следующим образом: из множества деталей, подлежащих классификации формирует- ся множество свойств, с помощью которых описываются сборочные единицы. В связи с тем, что объем свойств, описывающих разные 250 сборочные единицы велик, разрабатывают классификационную модель, которая представляет собой описание изделия, стандартное по объему и упорядоченности. Если с использованием полученного набора свойств не «удается» получить классификационную модель, то набор свойст уточ- няют и цикл повторяется. В противном случае осуществляется разбиение множества сборочных единиц на непересекающиеся классы, и, если на- бор свойств на входе на обеспечивает удовлетворительного разбиения, то он уточняется или расширяется. По окончании алгоритма классификации формируется эталонное описание классификационных признаков, кото- рое используется для кодирования группы изделий. Таким образом, основной особенностью процесса классификации из- делий на основе конструктивно-технологических свойств деталей и сбо- рочных единиц, является метод последовательного приближения. Результаты классификации изделий являются основанием для разра- ботки групповых технологических процессов их сборки, при этом в клас- сификационных признаках учтены возможные методы сборки, как сбо- рочных единиц, так и изделий целом. Литература Вислоух С.П., Філіппова М.В. Комплексне конструювання оптико- механічних виробів та автоматизоване проектування технологічних про- цесів їх складання // Надійність інструменту та оптимізація технологіч- них систем. Збірник наукових праць. – Краматорськ - Київ, вип. №20, 2006. – с 162-170. 251 СЕКЦИЯ 3. МИКРО- И НАНОТЕХНИКА совместно с проектом «Межрегиональная сеть для инновационного развития экосистем техносферы, базирующаяся на технологиях микро- и нанообъектов (ECOTESY)» программы Европейского союза ТЕМPUS УДК 620.9 ТЕХНОЛОГИИ СОЛНЕЧНО-ВОДОРОДНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ Студент гр. 11310113 Белькевич Ю. А. Канд. физ.- матем. наук, доцент Щербакова Е. Н. Белорусский национальный технический университет Целью данной работы является аналитический обзор современных технологий, используемых в солнечно-водородной энергетике, пер- спективы использования, а также достоинства и недостатки. Солнечно-водородная энергетика фокусируется на использование солнечной энергии для получения водорода. С помощью солнечной энергии водород можно производить четырьмя различными путями – прямым нагревом, термохимическим путем, электролизом и фотолизом. Прямой нагрев. В этом методе водяной пар нагревается до 1400 ◦C или выше, после чего молекулы воды начинают распадаться, образуя газообразные водород и кислород. Чем выше температура, тем выше скорость распада молекул в паре. Для получения большого количества водорода нагрев необходимо проводить при температуре 2500–3000 ◦C, что возможно при использовании параболических зеркал, фокусирую- щих солнечную энергию на контейнеры с водой. Термохимический метод. Пар с температурой 300–1000 ◦C пропус- кают через железный порошок, что приводит к окислению железа ки- слородом и высвобождению связанного водорода. Это один пример термохимического метода. Данный метод является дорогостоящим. Электролитический метод. С помощью данного метода элементы используются для производства водорода и кислорода из воды. Каждый элемент состоит из двух электродов, помещенных в электролит, и под- соединен к источнику постоянного тока. Если к электродам приложить напряжение, достаточное для возникновения тока, то кислород будет выделяться на аноде, а водород – на катоде. Фотолитический метод. В этом методе солнце используют для прямого разложения воды на водород и кислород, не прибегая к помо- щи высоких температур или электричества. Молекулы воды поглощают фотоны и после их поглощения малекула распадается на водород и 252 кислород. Фотолитический метод получения водорода не очень эффек- тивен, хотя он дешевле, чем остальные методы. Основными недостатками при использовании солнечно водородной энергетики является хранение и транспортировка водорода из-за малой плотности и взрывоопасности. Массовое применение водорода ограни- чено, преодоление которых потребует серьезных вложений и усилий на протяжении, по крайней мере, нескольких десятилетий. УДК 621.7 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯ МЕЖСОЕДИНЕНИЙ Студент гр. 11310113 Березовский Н. М. Канд. физ.-мат. наук, доцент Щербакова Е. Н. Белорусский национальный технический университет Целью данной работы является рассмотрение основных технологий формирования межсоединений контактов кристаллов с контактами корпуса. В связи с тем, что степень интеграции современных электронных уст- ройств постоянно растет, актуальным вопросом является реализация но- вых технологий, таких как TAB, Flip-Chip, ACF, ClawConnect, обеспечи- вающих повышение плотности монтажа кристаллов микросхем на носи- тель. В технологии TAB (Tape-automated Bonding) кремниевые кристаллы крепятся к полимерной ленте, формирующей внутренние соединения вы- водов чипа. Присоединение выводов чипа к сборке второго уровня (печат- ной плате либо иной подложке) достигается при помощи внешних выво- дов полимерной ленты. Для соединения внешних выводов компонента TAB с подложкой обычно используются методы контактной пайки, пайки горячим газом или лазерной микросварки. Технология монтажа Flip-chip обеспечивает формирование объемных контактов с обратной стороны (flip) кристалла микросхемы (в противопо- ложность обычной технологии монтажа с помощью проводных соедине- ний с фронтальной стороны кристалла). В качестве шариков применялись композитные металлические сплавы NiV, NiVCu, а также AuSn. Техноло- гия Flip-chip достаточно дорогая, поскольку в ней присутствуют затратные операции сквозного травления подложки для формирования перехода с фронтальной стороны на обратную сторону кристалла, а также операция формирования шарикового вывода. Технология соединений с помощью анизотропных проводящих пленок (Anisotropic Conductive Film) используется в настоящее время для создания 253 соединений при монтаже драйверов ЖК-дисплеев, может обеспечивать со- единения контактов кристалла с площадками на разных носителях: поли- имидном гибком шлейфе (TCP, FCP), стеклянной подложке (COG-монтаж), а также на печатной плате. Монтаж по технологии ACF требует давления и значительной температуры для процесса формирования соединения. УДК 620.3 ТЕХНОЛОГИИ МОЛЕКУЛЯРНОГО И АТОМАРНОГО МАНИПУЛИРОВАНИЯ Студент гр.11310113 Магонов С. Н. Канд. физ.-матем. наук, доцент Щербакова Е. Н. Белорусский национальный технический университет Целью данной работы является рассмотрение современных методов молекулярного и атомарного манипулирования, изучение современных подходов для достижения молекулярного и атомарного манипулирования. Современная технология изготовления микросхем, оптическая лито- графия, практически достигла предела своих возможностей: оптические эффекты не позволяют увеличивать плотность печати и число составляю- щих микрочипа на единицу площади. Для этого требуются новые подходы для создания нужных структур. Примером такого подхода является принцип самосборки, который за- ставляет молекулы самостоятельно собраться согласно заданному шабло- ну в работающее устройство толщиной порядка нескольких нанометров. На первом этапе такого устройства создается подложна со сформирован- ной сеткой проводящих электродов. Затем ее помещают в раствор органи- ческого полупроводника. Его молекулы прикреплялись к подложке, фор- мируют «мостики» между электродами толщиной в одну молекулу, по которым может течь ток. Другим примером использования молекулярной самосборки являются ДНК-нанотехнологии. В них также используется подход «снизу вверх», когда уникальные молекулярные свойства ДНК и других нуклеиновых кислот приводят к самосборке ДНК-комплексов с требуемыми свойства- миПомимо перспектив, технологии самосборки ставят перед исследовате- лями и немало вопросов. Примеров самоорганизации материи вокруг на множество, но их принципы до конца не изучены. Факторы, которые на- правляют самосборку – форма молекул, баланс между энтальпией и энтро- пией, природа нековалентных связей, которые притягивают друг к другу молекулы – все это зачастую находится вне нашего контроля на современ- ном этапе развития науки. 254 Технологии манипуляции отдельными атомами имеет на сегодняшний день более новый и качественный уровень благодаря возможностям атом- но-силового микроскопа. Используя наконечник атомно-силового микро- скопа возможны размещения единичных атомов на поверхность кристалла. Это является большим шагом на пути разработки нового поколения мик- роэлектромеханических систем, логических схем и устройств хранения данных на основе отдельных атомов. УДК 62-868.8 РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АКТЮАТОРОВ ДЛЯ МИКРОЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ Студент гр.11310113 Жданко Т. М. Канд. техн. наук доцент Кузнецова Т. А. Белорусский национальный технический университет Разработки и исследования в области пьезодвигателей стимулируются по- требностями контроля за микроперемещениями в сверхточных приборах, дешевизной и характеристиками пьезоматериалов. Целью данной работы является рассмотрение и анализ конструкций сле- дующих современных пьезодвигателей: клапаны для микронасосов с пьезо- электрической активацией, микронасосы перистальтического типа, осевой толкающий мотор, мотор бегущей волны, мотор стоячей волны, линейный пьезодвигатель, шаговый пьезодвигатель, фрикционный пьезодвигатель. Изу- чение материалов для изготовления пьезоактюаторов, рассмотрение их не- достатков и преимуществ, массогабаритных характеристик и областей их применения в современной электронике. Рассмотрены наиболее распространенные материалы для изготовления пьезоактюаторов, приведены их основные характеристики, произведено их сравнение. В ходе сравнения материалов были выявлены три наиболее пер- спективных материала. В результате расчетов этих трех пьезокерамических материалов: титаната цирконата свинца марки 850 N-2 (APC-850 N-2), титаната цирконата свинца марки 856 (APC-856), лангатата, на предмет пригодности и наибольшей эффективности в выбранной микроэлектромеханической системе было выяснено, что наибольшим линейным перемещением – ∆l 3max обладает материал лангатат (∆l 3max = 195 нм), который превосходит два других материала по этой характеристике: титанат цирконата свинца марки 850 N-2 – на 40%, титанат цирконата свинца марки 856 (APC-856) – на 5%. Также лангатат создает наибольшее, среди расчитанных материалов, максимальное рабочее усилие F3max = 9,471 кH, ко- торое в разы больше чем у двух других материалов: титанат цирконата свинца 255 марки 850 N-2 – в 3,3 раза, титанат цирконата свинца марки 856 – в 2,9 раза. Это делает лангатат наиболее пригодным материалом из рассмотренных для печатной головки струйного принтера с пьезоактивацией. УДК 543.443 ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОНОГРАФИИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И ФАЗОВОГО СОСТАВА ТОНКИХ ПЛЕНОК Студент гр. 11304113 Навицкий А. Н. Канд.физ.-мат.наук, доцентЩербакова Е. Н. Белорусский национальный технический университет Дифракция частиц – рассеяние микрочастиц (электронов, нейтронов, атомов и т. п.) кристаллами или молекулами жидкостей и газов, при кото- ром из начального пучка частиц данного типа возникают дополнительно отклоненные пучки этих частиц; направление и интенсивность таких от- клоненных пучков зависят от строения рассеивающего объекта. Именно данное явление лежит в основе ряда методов исследования структуры и фазового состава тонких пленок, которые находят широкое применение в технологии микро и наноэлектроники. Электронография представляет собой метод изучения структуры вещества, основанный на рассеянии ускоренных электронов исследуемым образцом. Применяется для изучения атомной структуры кристаллов, аморфных тел и жидкостей, молекул в газах и парах. Физическая основа электронографии - дифракция электронов; при прохождении через вещество электроны, обла- дающие волновыми свойствами, взаимодействуют с атомами, в результате чего образуются отдельные дифрагированные пучки. В настоящей работе изучены конструкция и принцип работы электронографа ЭМР-102, определе- на постоянная прибора и освоена методика расшифровки электронограмм от поликристаллических пленок. Электронография принадлежит к дифракционным структурным мето- дам (наряду с рентгеновским структурным анализом и нейтронографией) и обладает рядом особенностей. Электронография позволила изучать атомные структуры огромного числа веществ, существующих лишь в мелкокристаллическом состоянии. Она обладает также преимуществом перед рентгеновским структурным анализом в определении положения легких атомов в присутствии тяжелых (методам нейтронографии доступны такие исследования, но лишь для кристаллов значительно больших размеров, чем для исследуемых в элек- тронографии). 256 С развитием электронографической техники, теории структурного ана- лиза и вычислительных методов газовая электронография стала одним из важнейших методов исследования структуры и фазового состава. УДК 54.057:54-31:546.81/77/78 ФОРМИРОВАНИЕ МУЛЬТИКОМПОНЕНТНЫХ ПЛЕНОК SnxMoyOz и SnxWyOz ДЛЯ ХИМИЧЕСКИХ СЕНСОРОВ Мл. науч. сотр. НИЛ 4.10 Метла А. И. Науч. сотр. НИЛ 4.10 Захлебаева А. И. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Благодаря свойствам и разнообразию методов получения полупровод- никовые металлооксидные пленки являются одним из наиболее перспек- тивных материалов для изготовления газочувствительных слоев химиче- ских сенсоров. Формирование мультикомпонентных металлооксидных соединений и их структурирование с помощью матриц анодного оксида алюминия (АОА), позволяет улучшить хемочувствительные свойства формируемых пленок. В настоящей работе представлены результаты разработки метода фор- мирования мультикомпонентных пленок SnxMoyOz и SnxWyOz и исследо- вания их структуры и состава. Низкопрофильные матрицы АОА для син- теза мультикомпонентных пленок толщиной 1 мкм изготавливали методом двухстадийного анодирования Al, напыленного на Si подложку в 0,2 М винной кислоте при напряжении 220 В и плотности тока анодирования 4 мА/см2. Синтез мультикомпонентных металлооксидных пленок прово- дили послойным осаждением в АОА матрицы из растворов 0,01М К2[Sn(ОН)4], 0,01М (NH4)2МоО3, (NH4)2WО4 с чередованием слоев Sn(OH)4 и Mo(OH)3 или Sn(OH)4 и W(OH)6 и последующим отжигом в атмосфере O2/N2 при T = 750°C. Исследования сколов сформированных структур методом сканирующей электронной микроскопии показали равномерное распределение пленки по поверхности и внутри пор АОА. Обнаруженные по результатам электронно- зондового рентгеноспектрального микроанализа в спектре исследуемых структур линии соответствовали элементному составу исходной матрицы АОА, а также пленок молибдата и вольфрамата олова, образованным в ре- зультате осаждения и отжига. В результате анализа ИК-спектров было уста- новлено наличие связей Мo−О, Мо=О, Мо−О−Мо, Sn−O−Sn в сформирован- ных структурах, о чем свидетельствуют полосы поглощения при 960, 876, 710 и 540 см-1. Полосы 850−800 см-1 и 700−600 см-1 соответствуют октаэдрам WO6, а 900−970 см-1 и 800−850 см-1 – тетраэдрам WO4. 257 Варьирование составом растворов и конфигурацией матриц АОА по- зволяет влиять на структуру и фазовый состав синтезируемых металлоок- сидов. Полученные структуры могут найти широкое применение в хими- ческих сенсорах и сенсорных микросистемах. УДК 537 228 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЛЕНОК В МИКРОСИСТЕМНОЙ ТЕХНИКЕ Студент гр.11310115 Трухан Р. Э. Канд. техн. наук, доцент Кузнецова Т. А. Белорусский национальный технический университет Развитие микросистемной техники (МСТ) расширяет спектр материа- лов, применяемых для создания миниатюрных механизмов. Часто матери- ал для МСТ используется в виде тонких пленок. Данная работа посвящена пьезоэлектрическим пленкам (ПП) как материалам МСТ. Свойство пьезоэлектриков индуцировать электрический заряд под дей- ствием деформаций, или наоборот – деформироваться под влиянием внешнего электрического поля позволяет широко их использовать как в качестве сенсоров, так и микроактюаторов.. Кроме пьезоэффекта ПП, обладают широким частотным диапазоном, большим динамическим диапазоном, низким акустическим импедансом, высокой упругой податливостью, высоким выходным напряжением, высо- кой электрической прочностью диэлектрика [1]. Наибольшее распространение пьезоэлектрические пленки получили при разработке таких устройств, как пьезоэлектрические датчики и пьезо- движители. Пьезоэлектрические планарные двигатели (ПЭПД) конструк- тивно напоминают классические пьезоэлектрические двигатели с керами- ческим элементом в виде консоли, один конец которой закреплен, а другой конец колеблется, совершая эллипсоидальное движение. В ПЭПД основ- ной элемент изготавливается из пленочного конденсатора, в котором ди- электрическая пленка выполняется как из неорганических, так и из орга- нических пьезоэлектриков, например из пленки поливинилди- винилфто- рида (ПВДФ). В работе рассмотрены современные методы получения ПП. Литература Фрайден, Дж. Современные датчики. Справочник. / Дж. Фрайден – Москва. Техносфера, 2005. - 592 с. 258 УДК 678.01:[539.8 + 539.12] ИССЛЕДОВАНИЕ ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТИ ПЛЕНОК ПОЛИИМИДОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ WS2 И WSe2 Студент гр. 11310112 Мясоедов Е. Н.1 Канд. техн. наук Кузнецова Т. А.2, Зубарь Т. И.2 Д-р физ.-мат. наук Суханова Т. Е.3 1Белорусский национальный технический университет 2Государственное научное учреждение «Институт тепло- и массообмена имени Лыкова А.В. Национальной академии наук Беларуси» 3Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук Полиимид (ПИ) является классом термостойких полимеров, аромати- ческая природа молекул которых определяет их высокую термическую и химическую стойкость, тугоплавкость. ПИ стабилен при нагреве, поэтому его используют как подложки гибких тонкопленочных коммутационных плат. Модифицирование ПИ наноструктурными материалами позволяет управлять свойствами и расширяет область применения композитов. Методом атомно-силовой микроскопии были получены значения ко- эффициентов трения пленок ПИ различной структуры с и без добавления наночастиц WS2 и WSe2. Исследование проводилось кремниевым зондом с жесткостью 2,7 Н/м и радиусом закругления острия ∼ 100 нм. Свойства определялись с обеих сторон образцов: близкой к подложке и свободной. Полученные данные представлены на рисунке. Коэффициенты трения полиимидных пленок Установлено, что ПИ матрица имеет низкий коэффициент трения около 0,011. Близкие значения с обеих сторон характеризуют однородность ма- териала. Добавление наночастиц WS2 и WSe2 увеличивает значение коэф- фициента трения до 0,030- 0,065. В модифицированных образцах появля- ется различия трибологических свойств сверху и снизу пленки, что объяс- няется неоднородностью распределения частиц. Близость значения коэф- фициента трения чистой матрицы и матрицы с добавлением наночастиц WS2 сверху свидетельствует об отсутствии влияния модификации на три- бологические свойства свободной поверхности пленки. 259 УДК 612.122.1 СОВРЕМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ СЕНСОРОВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ Студент гр. 11310113 Канафьев О. Д. Канд. техн. наук, доцент Кузнецова Т. А. Белорусский национальный технический университет На сегодняшний день сахарный диабет занимает третье место в структуре смертности взрослых людей после сердечно-сосудистых и онкологических болезней. Для предотвращения осложнений, связанных с последствиями сахарного диабета, пациентам необходимо постоянно следить за концентрацией глюкозы в крови. Целью данной работы является рассмотрение современных конструк- ций, которые используются для определения глюкозы в крови. Также в работе представлен обзор инвазивных и неинвазивных конструкций осу- ществляющих контроль химического состава крови и определения уровня глюкозы. Основным преимуществом современных глюкометров является их про- стота использования, безболезненность и точность. Если рассматривать инвазивный и неинвазивный методы, то разница в их работе заключается только в том, что при инвазивном методе мы непо- средственно диагностируем и контролируем кровь. Для неинвазивного метода главной сложностью для получения точности результата, которая будет отвечать инвазивному, является учет толщины биологического объ- екта, который обследуется. Глюкометры с тест-полосками требуют с каждым новым измерением использовать новую. На тест-полоски наносят специальное контрастное вещество. Оно вступает в реакцию с кровью и определяет концентрацию сахара. Это требует постоянного пополнения запасов полосок для тестиро- вания, что стоит недешево. Неинвазивный глюкометр производит замеры без необходимости получения капиллярной крови, т. е. без прокалывания пальца. Это почти полностью устраняет риск заразиться ВИЧ инфекцией и другими подобными заболеваниями. Кроме того, применение глюкометра в трудных условиях значительно упрощается. 260 УДК 621.762.04 СИНТЕЗ КЕРМЕТОВ НА ОСНОВЕ НАНОРАЗМЕРНЫХ ПОРОШКОВ Студент гр. 11310114 Попов В.О. Канд. тех. наук, доцент Колонтаева Т.В. Белорусский национальный технический университет Целью данной научной работы является изучение керметов, их свойств, применение, а также технологический процесс получения на основе нано- размерных порошков. В работе проведен литературный обзор в области получения композиционных материалов. Керметы – искусственные материалы, получаемые спеканием метал- лических и керамических порошков. Сочетают ценные свойства керамики и металлов. Керметы изготавливают методами порошковой металлургии – прессо- ванием и твердофазным спеканием, жидкофазным спеканием, пропиткой, экструзией, горячим прессованием, прокаткой и др, применяют для изго- товления деталей, испытывающих повышенные нагрузки при работе в агрессивных средах и при высоких температурах, а также в электро- и радиотехнике для изготовления керметных пленок. Одним из широкоизвестных керметов является a2Cb.–cd. Для синтеза предложено использовать искровое плазменное спекание (SPS) нанораз- мерных прекурсоров, содержащих оксид алюминия и элементное α- железо, полученных электрохимическими методами. Технология SPS основана на модифицированном методе горячего прес- сования, в котором электрический ток подается не на внешний нагрева- тель, а напрямую пропускается через пресс-форму и заготовку. Благодаря пропусканию импульсного электротока и возникающему при этом «эф- фекту плазмы разряда» (“spark plasma effect”), удается реализовать исклю- чительно быстрый предварительный нагрев и кратковременные циклы [1]. SPS-процесс основан на электрическом искровом разряде: высокоэнер- гетический импульсный разряд на мгновение генерирует искровую плазму при высоких локализованных температурах до 10000°С. В данном материале может быть достигнуто сочетание высокой твер- дости, прочности, огнеупорности, свойственной оксиду алюминия, с пла- стичностью и прочностью, характерными для железа. Литература Колпаков, М.Е. Синтез и результаты исследования наноразмерных частиц железа / М.Е. Колпаков // Вестник казан. технол. ун-та, 2008. – №6. – 39 с 261 УДК 621 ОСОБЕННОСТИ СИНТЕЗА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ СВЕРХПРОВОДЯЩЕЙ КЕРАМИКИ Студент гр. 11304114 Шлег В. В. Канд. техн. наук, доцент Колонтаева Т. В. Белорусский национальный технический университет Данная научная работа посвящена изучению синтеза высокотемператур- ной сверхпроводящей (ВТСП) керамики. Проведен литературный обзор в области синтеза сверхпроводящих материалов. Сверхпроводники – это мате- риалы, электрическое сопротивление которых при понижении температуры до некоторой величины (критическая температура - Ткр) стремится к нулю. Объектом исследования является ВТСП керамика на основе иттрий- бариевых купратов состава YBa2Cu3O7, которая обладает низкой Ткр = 93К; критическая индукция Вкр = 5,7 Тл (поле, при котором разрушается сверх- проводящее состояние); критическая плотность тока Jкр = 7*106 А/см2 (ток, при котором разрушается сверхпроводящее состояние) [1]. Изучена технология получения сверхпроводящей керамики на основе иттрий - бариевых купратов, которая включает в себя четыре этапа: подго- товка порошков оксидов иттрия (Y), бария (Ba) и меди (Cu) в нужных пропорциях для приготовления шихты, компактирование порошковой шихты, термическое спекание компактов при температуре 9500оС, отжиг при температуре 4000оС на воздухе в течении 2 часов. На плотность и микроструктуру полученных материалов оказывают сильное влияние со- стояние исходного порошка и условия синтеза. Керамические материалы содержат неориентированные зерна, поры и почти всегда примесь посто- ронних фаз. При синтезе высокотемпературных сверхпроводящих керамик тонкодисперсные порошки начинают спекаться при более низких темпера- турах, чем крупнозернистые. Это позволяет избежать образования значи- тельных количеств жидкой фазы и деформации образца. Введение не- большого количества примесных оксидов в основной состав положительно сказывается на свойствах керамик, способствуя образованию необходимой текстуры. Получения ВТСП керамики на основе бариевых купратов редкоземель- ных элементов может быть использовано в электронике, электротехнике, приборостроении при получении мишеней для магнетропного распыления сверхпроводящих пленок при изготовлении сверхпроводящих элементов в магнитометрах, квантовых интерферометрах. 262 УДК 620.179.18 ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ МАТЕРИАЛОВ Студент гр. 11310112, Павловский А. Ю. Канд. техн. наук, доцент Ковалевская А. В. Белорусский национальный технический университет Люминесцентный метод относится к капиллярным методам контроля ка- чества поверхности. Этим методом испытывают открытые или закрытые из- делия, в том числе емкости, элементы гидравлических и газовых систем и др. Для выявления дефектов в материалах необходимо производить обра- ботку дефектоскопическими материалами, она составляет основную часть процесса контроля. Пропитку пенетратом (УФ чувствительным веществом) выполняют погружением в ванную, намазыванием кистью. Очень удобный метод распыление из аэрозольного баллона. Во всех случаях пенетрат ос- тавляют на поверхности на 10–20 мин для лучшего проникновения в по- лость дефектов. Существуют методы интенсификации пропитки, такие как: воздействие мощными ультразвуковыми колебаниями, повышенным давле- нием, пропитка в вакууме способствует удалению воздуха из полости де- фекта и более глубокому проникновению пенетрата. К пенетратам предъяв- ляют целый ряд требований, которые влияют на разрешающую способность метода: хорошая смачиваемость, низкая вязкость, возможность и удобство обнаружения индикаций после проявления. При этом способе контроля осмотр проводят в затемненном помеще- нии с подсветкой видимым светом не более 10 лк. Используемое ультра- фиолетовое излучение создается ртутными лампами с длинной волны 315 – 400 нм. На рисунке представлен пример индикации пор люминес- центным методом. Литая лопатка турбины, в которой люминесцентным методом выявлены поры. 263 УДК 681 ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МИКРОМЕХАНИЧЕСКИХ ГИРОСКОПОВ Магистрант Филиппов А. А. Член-корреспондент НАН Беларуси, д-р техн. наук, профессор, Плескачевский Ю. М. Белорусский национальный технический университет Гироскопы делятся на два основных класса: это свободные гироскопы (астатические, хранящие заданное направление) и датчики угловой скоро- сти (ДУС). Для астатических гироскопов основным показателем точности является остаточная скорость ухода, тогда как точность датчиков угловой скорости характеризуется погрешностью измерения угловой скорости. Разумеется, чтобы получить сигнал углового положения из сигнала угло- вой скорости, необходимо интегрировать сигнал скорости, что приводит к быстрому накоплению погрешности. Диаграмма со сводными данными о достигнутых показателях точности гироскопов, построенных на различных физических принципах показана на рисунке. Остаточная скорость ухода гироскопов различных видов Как видно из приведенной диаграммы, микромеханические гироскопы занимают несколько особое положение. Скорость ухода микромеханиче- ских гироскопов составляет порядка 10°/час и более. Поэтому микромеха- нические гироскопы предназначены для применения в тех устройствах, где интервалы автономной работы гироскопа достаточно малы, то есть кор- рекция производится достаточно часто или непрерывно. Несмотря на меньшую в сравнении с прочими гироскопами точность, микромеханические гироскопы обладают целым рядом уникальных досто- инств, что делает их незаменимыми для многих применений. Важнейший 264 для портативных автономных устройств параметр – это энергопотребле- ние. Например, гироскопы ADXRS150 и ADXRS300 фирмы Analog Devices потребляют ток величиной 5 мА при номинальном напряжении питания 5 В. Конструктивные решения обеспечивают экстраординарную устойчивость датчиков к ударам и вибрации. Гироскопы ADXRS выдают стабильный выходной сигнал в присутствии механических шумовых коле- баний с величиной ускорения до 2000 g в широком диапазоне частот. Таким образом, сочетание уникальных показателей сразу по многим параметрам позволяет данным приборам служить средством как для улучшения характеристик и возможностей имеющихся разработок, так и для воплощения новых, беспрецедентных конструкторских идей. Сигнал, получаемый с гироскопа, может быть использован для повышения точно- сти и надежности систем позиционирования и навигации (GPS), для ста- билизации подвижных систем автомобилей, самолетов, роботов, антенн и промышленного оборудования, для ввода данных в портативные компью- теры (PDA) и во многих других областях. УДК 621.315.539:539.216.2 ОСОБЕННОСТИ САМООРГАНИЗАЦИИ НАНОКЛАСТЕРОВ Si -Ge В ПРОЦЕССЕ CVD Канд. техн. наук, доктарант Строгова А. С. Канд. техн. наук Ковалевский А. А. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Основная особенность на профилях распределения концентрации ос- новных элементов в нанокластерах (НК), сформированных в процессе CVD в среде водорода – это высокая концентрация германия на поверхности нанокластеров. При пиролизе GeH4 при пониженном давлении в среде водоро- да на поверхности формируемой струк- туры нанокластеров присутствуют атомы водорода. При осаждении моле- кулы германа на поверхность подлож- ки, атом водорода, находящийся в связи с поверхностными атомами Ge и Si, соединяется с атомом водорода молекулы GeH4 и выделяется в виде молекулярного водорода. Ge при этом Спектры рамановского рассеяния света НК 265 образует тонкий слой (~ 1–2 нм) на поверхности формируемой структуры. В совокупности с тем, что постоянно за счет наличия упругих напряжений в НК происходит подкачка Si из материала подложки, Ge находится лишь на поверхности НК. Малое количество германия в глубине островка объ- ясняется, как и в случае осаждения в среде аргона, подкачкой Si из мате- риала подложки для релаксации упругих напряжений в НК. Анализ спек- тров комбинационного рассеяния (фононные моды, соответствующие Si– 520, Si–Ge – 390 и Ge–Ge – 300 см-1 связям) (рисунок) и данных масс- спектрометрии вторичных ионов (SIMS), полученных слоев, при смешива- нии моносилана и моногермана непосредственно в зоне реакции, показал наличие НК Ge и сплава твердого раствора SiGe и непостоянство леги- рующей примеси по глубине как в НК, так и между кластерами [1]. Литература Комар О.М., Ковалевский А.А., Строгова А.С. Кремнийгерманиевые на- ноструктурированные пленки и нанокластеры, LAP LAMBERT Academic Publishing, 2016, 345С. УДК 621 КРИСТАЛЛЫ ДЛЯ ИНФРАКРАСНОЙ ВОЛОКОННОЙ ОПТИКИ Студентка гр. 11304114 Шабура М. А. Канд.техн.наук, доцент Колонтаева Т. В. Белорусский национальный технический университет Целью данной работы является изучение процесса выращивания ин- фракрасных кристаллов. Проведен анализ литературы в области получе- ния инфракрасных кристаллов, изучены основные методы получения, структура и свойства кристаллов. Кристаллические вещества образуют класс материалов, которые могут эффективно использоваться в инфракрасной волоконной оптике, лазерной технике и фотонике. В настоящее время наилучшими свойствами для этого применения обладают кристаллы на основе твердых растворов галогени- дов серебра и одновалентного таллия, имеющие близкие температуры плавления для точек минимума на диаграммах их плавкости. Кристаллы прозрачны от видимой до дальней ИК-области спектра (0,4 – 40,0 мкм). Метод Бриджмена заключается в том, ампула или тигель с расплавом медленно опускается в трубчатой электропечи (или печь поднимается) и ко- нец контейнера выходит из печи наружу. Кристаллизация начинается около дна и с определенной скоростью придвигается вверх. Для получения моно- 266 кристалла необходимо подобрать соответствующую скорость Возможен и горизонтальный вариант метода Бриджмана, так называемый метод лодочки». Он с успехом применяется для выращивания весьма совершенных лейкосапфиров, рубинов, гранатов и др. кристаллов Метод пригоден для получения монокристаллов веществ рующих при плавлении. Поскольку относительного движения растущего кристалла не происходит, тигель с содержимым нетрудно местить в герметический контейнер и установить желательное пара любого летучего компонента. Кристаллы галогенидов таллия и серебра могут быть использованы готовления оптических элементов, прозрачных в области длин волн 25 мкм, а также изготовления волоконных световодов ИК диапазона УДК 621 МЕМБРАНЫ НА ОСНОВЕ ПОРИСТОГО ОКСИДА АЛЮМИНИЯ Студентка гр. 11304114 Януш Д. А. Канд. техн. наук, доцент Колонтаева Т. В. Белорусский национальный технический университет Цель данной работы – изучение технологии получения и ристого оксида алюминия (ПОА). Проведен обзор литературы получения пористых материалов для микро- и наноэлектрон В данной работе изучен ПОА, который является уникальным турированным материалом, состоящий из гексагонально-упакованных линдрических пор, расположенных перпендикулярно относительно ности подложки. Схематически ПОА можно представить в виде кованных ячеек, каждая из которых содержит в центре пору (рис ханизм образования пористой структуры оксида такова, что отделена от алюминиевой подложки барьерной оксидной пленкой Схематическое изображение пористого оксида алюминия ПОА получают с помощью достаточно простого и низко процесса анодирования в кислотных электролитах. Изменения параметров анодирования, таких как состав электролита опускания. « крупных и . диссоции- жидкости и по- давление для из- от 0,4 до . свойств по- в области . нанострук- ци- поверх- плотноупа- унок). Ме- пора всегда . затратного основных , напряжение 267 травления, можно изменять морфологию слоев, например, диаметр пор. Поскольку возможно получение одинаковых пор, и упорядоченное распо- ложение, пористый оксид алюминия является перспективным материалом для создания на его основе наноструктурированных материалов, которые имеют разнообразные функциональные назначения. ПОА находит широкое применение в различных современных техноло- гиях: создание микросистем и сенсоров окружающей среды, фильтрующих элементов для микро- и нанометровой фильтрации, наноэлектронных при- боров. Мембраны на основе ПОА могут использоваться для бактериально- го анализа методом флуоресцентной оптической микроскопии, для изго- товления сенсоров и накопителей информации. УДК 541 КОЛЛОИДНЫЕ ВОДНЫЕ ДИСПЕРСИИ ПОЛИМЕРОВ Студент гр. 11310115 Фалалеева К. В. Канд. техн.наук, доцент Колонтаева Т. В. Белорусский национальный технический университет Целью данной работы является изучение формирования коллоидных водных дисперсий полимеров. В работе проведен аналитический обзор литературы в области создания коллоидных систем. Среди разрабатывае- мых новых методов формования волокон наиболее интересным и перспек- тивным является коллоидный способ, основанный на формовании волокон из коллоидных систем – дисперсий полимеров. Коллоидные системы – системы, образованные крупными частицами, состоящими из сотен или тысяч атомов или молекул, которые относятся к структурам двух типов: трехмерные или двухмерные, для которых харак- терно наличие поверхностей раздела со средой и длинные цепные молеку- лы или макромолекулы. Коллоидные дисперсии полимеров представляют собой систему из полимера, диспергированного в инертной жидкости в присутствии стабилизатора [1]. Особое внимание в работе уделено изучению структуры латексов. Латексы – коллоидные системы, дисперсная фаза которых состоит из частиц (глобул) сферической формы. Коллоидно-химические характери- стики латекса – размер глобул, вязкость, концентрация, или количество сухого остатка, агрегативная устойчивость – существенно влияют на тех- нологическое поведение латексов при их переработке. Чем больше глобу- лы, тем меньше вязкость высококонцентрированных латексов; поэтому при необходимости снижения вязкости проводят агломерацию глобул, например путем замораживания латексов. Для концентрирования латексов 268 с невысоким содержанием сухого вещества используют методы центрифу- гирования, отстаивания или упаривания. Устойчивость латексов обуслов- ливает адсорбированный на поверхности глобул защитный слой, препят- ствующий самопроизвольной коагуляции латексов. В состав этого слоя входят анионные, катионные или неионные поверхностно-активные веще- ства (эмульгаторы). На основе латексов получают антикоррозионные по- крытия и т. д. Наибольшее значение в современной технологической прак- тике имеют синтетические латексы благодаря их широкому ассортименту и разнообразию свойств. Литература Воюцкий, С. С. Курс коллоидной химии. / С. С. Воюцкий, ¬ М., «Хи- мия», 1975. – 141 с. УДК 541 ТЕОРИЯ И МЕХАНИЗМЫ АДГЕЗИОННЫХ И КОГЕЗИОННЫХ ЯВЛЕНИЙ Студент группы 11310115 Дашковский М. С. Канд. техн. наук, доцент Колонтаева Т. В. Белорусский национальный технический университет В научной работе проведен литературный обзор в области теории по- верхностных явлений Поверхностные явления – процессы, происходящие на границе раздела фаз, в межфазном поверхностном слое, и возникающие в результате взаи- модействия сопряженных фаз, имеющих различный состав и строение. Причина поверхностных явлений заключается в различие структуры и свойств взаимодействующих фаз. К поверхностным явления относятся явления адсорбции и смачивания, довольно близки также явления адгезии и когезии. Особое внимание в работе уделено адгезии и когезии. Адгезия – сцепление поверхностей разнородных твердых и/или жидких тел, обусловлена межмолекулярными взаимодействиями (Ван-дер- Ваальсовыми, полярными, иногда – взаимной диффузией) в поверхност- ном слое и характеризуется удельной работой, необходимой для разделе- ния поверхностей. Когезия – связь между молекулами (атомами, ионами) внутри тела в пределах одной фазы, характеризует прочность тела и его способность противостоять внешнему воздействию 269 Прочность сцепления однородных молекул оценивается работой (или энергией) когезии, а разнородных – работой адгезии. Адгезия имеет место в процессах склеивания, пайки, сварки, нанесения покрытий. Различают три случая адгезии: между двумя жидкостями, меж- ду жидкостью и твердым телом, между твердыми телами [1]. Применение адгезионного и когезионного явления очень широко. В об- ласти конструирования, антикоррозионной защите, полупроводниковой электроники, техники квантовых оптических генераторов, процессах изго- товления микроминиатюрных устройств и пленочных схем. Литература Воюцкий, С.С. Курс коллоидной химии. 2-изд., перераб. и доп. М. / Москва – 1975. – С. 153-167. УДК 537.226.4 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗОЛЬ-ГЕЛЬ МЕТОДА В КЕРАМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ Студент гр.11310113 Мотевич В. В. Канд. физ.-мат. наук, доцент Щербакова Е. Н. Белорусский национальный технический университет Целью данной работы является аналитический обзор современных тех- нологий изготовления сегнетоэлектрических устройств. Сегнетоэлектрики – вещества, кристаллическая структура которых до- пускает существование в некотором диапазоне температур и давлений спонтанной электрической поляризации (отличного от нуля результирую- щего дипольного момента единицы объема образца), модуль и простран- ственная ориентация которой могут быть изменены под действием внеш- него электрического поля. Методы получения сегнетоэлектрических пленок непрерывно развива- ются и совершенствуются буквально в каждой лаборатории, но можно выделить четыре наиболее перспективных направления: магнетронное напыление, лазерную абляцию, химическое осаждение из газовой фазы металлоорганических соединений и золь-гель процесс. В последние годы активно развивается золь-гель метод получения пле- нок сегнетоэлектриков, который дает наибольшие преимущества. В основе метода лежат реакции гидролиза и поликонденсации металлоорганических соединений. Такой метод обеспечивает возможность очень точного управ- ления структурой получаемого вещества на молекулярном уровне, получе- ние многокомпонентных оксидных соединений с точным соблюдением 270 стехиометрического соотношения элементов, высокой гомогенностью и низкой температурой образования оксидов. Конечным продуктом данной технологии могут быть материалы различного вида и внутренней структу- ры: гели, стекла, порошки, керамика, волокна, пленки. Сегнетоэлектрические пленки находят применение при создании уст- ройств энергонезависимой памяти, динамической памяти с произвольной выборкой, конденсаторов, микроактюаторов. УДК 541 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ Студент гр. 11310115 Трухан Р. Э. Канд. техн. наук, доцент Колонтаева Т. В. Белорусский национальный технический университет Целью данной работы является рассмотрение коллоидных растворов и их электрических свойств. В работе будут приведены общие сведения о коллоидных растворах, их видах, будут рассмотрены свойства коллоидных растворов, в частности – электрические, и их применение. Коллоидным раствором называется высокодисперсионная система, в которой дисперсионная среда представляет собой жидкость, а размер час- тиц дисперсной фазы составляет от 1 до 1000 нм. Коллоидные растворы можно встретить в двух состояниях: в виде золя ( прозрачные жидкости) и в виде геля (желеобразные вещества). Коллоидные растворы обладают рядом свойств, таких как оптические (рассеяние и поглощение света), молекулярно-кинетические (Броуновское движение, диффузия, осмотическое давление) и электрические. Основное внимание уделено электрическим свойствам. Явлениями, присущими коллоидным системам, являются: электроосмос, электрофорез, потенциал течения, потенциал седиментации. Эти явления указывают на существования двойного электрического слоя (ДЭС) на поверхности твер- дой фазы. При движении коллоидной частицы образуется граница сколь- жения, на которой образуется потенциал, называемый электрокинетиче- ским или дзета-потенциалом. Он является важнейшей характеристикой ДЭС влияющей на многие процессы, происходящие в коллоидных раство- рах [1]. Коллоидные растворы широко распространены в природе и являются основными компонентами живых организмов. Они применяются в качест- ве клеев и красок, в различных отраслях легкой и пищевой промышленно- сти и в медицине. Электрические свойства позволяют использовать колло- идные растворы для очистки воды, в электрохимических приборах (элек- 271 троосмос), для получения некоторых чистых веществ, нанесения покрытий сложных конфигураций (электрофорез) и т.д. Литература Гельфман М.И. Коллоидная химия. 2-е изд. / М.И. Гельфман, О.В. Ковале- вич, В.П. Юстратов. СПб., «Лань», 2004. – с.101-108. УДК 541 ДИФФУЗИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ХИМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ Студент группы 11310115 Рысик А. Н. Канд. техн. наук, доцент Колонтаева Т. В. Белорусский национальный технический университет Целью данной работы является изучение диффузии и диффузионных процессов. В работе проведен литературный обзор в области механизмов диффузионных процессов. Диффузия это процесс выравнивания концентрации молекул какого- либо вещества в пространстве, обусловленный хаотическим движением молекул. Процессы диффузионного перемещения вещества описываются диффузионными законами Фика. Суть Процесса диффузии в том, что каж- дый из компонентов смеси переходит в направлении падения концентра- ции. Первый закон Фика гласит: Величина диффузионного потока пропор- циональна величине градиента концентрации, а направление − противопо- ложно направлению градиента. Второй закон Фика устанавливает, что скорость изменения плотности диффузионного потока пропорциональна скорости изменения градиента концентрации с тем же коэффициентом и так же направлена в другую сторону. Вакансионный механизм обусловлен получением дополнительной энергии электроном в кристалле, в результате которого электрон покидает узел и образуется вакантное место. Это место занимается атомом из сосед- него узла, в результате чего происходит диффузия. Межузельная диффу- зия происходит путем перемещения атомов по междоузлиям за счет их малого размера. Если же атом из соседнего атома замещает атом в узле, а вытесненный атом перестраивается в междоузлие, то такой механизм на- зывается эстафетным Если межузельный атом вытесняет атом, находящийся в узле, смещая его на период решетки, то механизм диффузии называется краудионным. Диффузионные процессы чрезвычайно важны на всех стадиях получе- ния и обработки материалов, особенно в твердом состоянии. Диффузия происходит в чистых металлах и металлических сплавах, оксидах и карби- 272 дах, диэлектриках и полупроводниках, в широком диапазоне температур и внешних условий. Именно диффузия в твердых телах обеспечивает соеди- нение металлов при сварке, пайке, хромировании, никелировании, при спекании порошков, позволяет повысить твердость металлов, их проч- ность и жаропрочность. Литература 1. Воробьев А.Х. Диффузионные задачи в химической кинетике. 2. Учебное пособие − М.: Изд-во Моск. ун-та, 2003. − 98с. УДК 622.73:622.7.017.2 ПОЛУЧЕНИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАНОДИСПЕРСНЫХ ПОРОШКОВ КРЕМНИЯ Аспирант Корзун К. А., науч. сотр. КомарО. М. Канд. техн. наук, Ковалевский А. А., канд. техн. наук, Котов Д. А., канд. техн. наук, Гранько С. В. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники В настоящее время возникла большая потребность в нанодисперсных порошках кремния в различных областях техники, где в первую очередь используется способность наноразмерного кремния к поглощению ультра- фиолетового излучения. Наноразмерные порошки кремния получали путем механохимической обработки порошков кремния с размером частиц ≤43 мкм в центробежно- планетарной мельнице АГО-2 и РМ-100 в атмосфере аргона при ускорении 400 м/с2 при использовании стальных барабанов и стальных и алундовых шаров диаметром 5 мм. Соотношение массы шаров к массе обрабатываемо- го порошка составляло 100:1. Результаты исследования физико-химических свойств используемых порошков кремния показали, что насыпная плотность исходных микро- размерных порошков кремния, дисперсностью ≤43 мкм составляет 0.52 г/см3, а полученных механохимическим способом наноразмерных порошков с дисперсностью 30-70 нм - 0.057 г/см3, а наноразмерных с дис- персностью 10 – 30 нм – 0,019 г/см3.Различие насыпной плотности порош- ков кремния возможно связано со структурой и толщиной поверхностного оксидного слоя частиц. По данным электронного просвечивающего мик- роскопа и рентгенофазового анализа частица наноразмерных порошков кремния диаметром 30 нм имеет рыхлую структуру оксидной оболочки, в составе которой находятся газы в количестве до 3 масс. %. Наноразмерные порошки кремния имеют более высокое значениегигроскопичности и 273 адсорбции влаги(ς = 6,2%, θ =16,3%) по сравнению с микроразмерным порошком кремния (ς = 3,1%, θ = 1,6 %), что подтверждает предположение о поверхностном характере взаимодействия частиц кремния с парами во- ды, находящимися в окружающей среде.Наноразмерные (10-30) нм по- рошки кремния отличаются от микроразмерных более низкой температу- рой плавления 1318оС (1410о С) и высокой химической активностью по отношению к кислороду, водороду, гидрооксидам и воде. УДК 621 СИНТЕЗ ПЛЕНОК ТРОЙНЫХ СОЕДИНЕНИЙ АI ВIII C2VI ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Студентка гр. 11304114 Лихачева А. С. Канд. техн. наук, доцент Колонтаева Т. В. Белорусский национальный технический университет Целью данной научной работы является изучение материалов для изго- товления солнечных элементов. Проведен литературный обзор в области получения и использования полупроводниковых материалов для преобра- зования световой энергии в электрическую. Принцип работы современных фотоэлементов базируется на полупро- водниковом p-n переходе. При проникновении фотона в область, приле- гающую к p-n переходу, создается пара носителей заряда: электрон и дыр- ка. В результате, возникшие благодаря поглощению энергии фотона заря- ды, разделяются в пространстве и не могут рекомбинировать. Как следст- вие нарушается равновесие плотности зарядов. При подключении элемен- та к внешней нагрузке в цепи начинает течь электрический ток [1]. Солнечные элементы можно классифицировать по интенсивности со- бирания света, по химическому составу, толщине и кристаллической структуре слоев, количеству совмещенных на одной подложке элементов и так далее. В зависимости от состава поглощающего материала солнечные элементы подразделяются на кремниевые, на основе двойных и тройных соединений. Химические связи в тройных полупроводниковых соединени- ях носят смешанный коваленто-ионный или ковалентно-ионно- металлический характер. Специфика связей обусловлена наличием атомов трех сортов. Особое внимание в работе уделено изучению тройного соединения CuInC2VI, которое используют в качестве материала для солнечных элементов. Для получения пленок CuInC2VI пользуются методами: – одновременного соиспарения компонентов соединения (с или без по- следующего отжига); 274 – нанесения металлических слоев с последующей селенизацией в се- ленсодержащих парах (H2Se или элементарный Se). Литература Гременок, В.Ф. Солнечные элементы на основе полупроводниковых мате- риалов / В.Ф. Гременок, М.С. Тиванов , В.Б. Залесский. – Мн., 2007. –С. 222. УДК 541 СТРУКТУРИРОВАННЫЕ КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ Студент гр. 11304115 Маркевич Н. А. Канд. техн. наук, доцент Колонтаева Т. В. Белорусский национальный технический университет Цель данной работы является изучение термодинамики и кинетики структурированных коллоидных систем. Провести литературный обзор, изученных коллоидных систем разных видов. Коллоидные системы, коллоиды – дисперсные системы, промежуточ- ные между истинными растворами и грубодисперсными системами. Структурированные коллоидные системы отличаются от обычных тем, что не подчиняются законам Ньютона, Пуазейля и Эйнштейна. Восстанавли- ваемость структуры сохраняется в пластично-вязкой среде, когда разрушение пространственного каркаса происходит без нарушения сплошности. П. А. Ребиндер детально изучил особенности течения структуриро- ванных коллоидных систем. В результате изучения было показано, что при любой скорости течения в коагуляционной структуре протекают два про- тивоположных процесса - разрушение и восстановление. У них сплошной пространственный каркас, образующийся в результате соприкосновения дисперсных частиц при определенной концентрации, их вязкость сильно зависит от условий ее определения, в частности от градиента скорости, при котором она измеряется. Причина аномалии вязкого течения коллоидных систем заключается в том, что по мере увеличения напряжения сдвига, обусловливающего тече- ние, частицы ориентируются своей длинной осью в направлении потока, в результате чего понижается гидродинамическое сопротивление и этим самым убыстряется движение жидкости. Структурированные коллоидные системы имеют большое практиче- ское значение для оценки важнейших технологических характеристик сырья, полуфабрикатов, готовых продуктов, для выбора наиболее целесо- образных приемов технологической обработки, режимов и оптимальных условий их осуществления, для разработки способа автоматического регу- лирования технологических процессов и т.д. 275 Более глубокое изучение структурированных коллоидных систем по- зволит повысить их качество, а также расширит кругозор использования в различных отраслях производства. Литература Лобков А.М. Сбор и обработка нефти и газа на промысле. - 1968. - С. 130. УДК 621.396 ОРГАНИЗАЦИЯ УСКОРЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ Студентки гр. 11304113 Бичель В. В., Завадская А. А. Канд. физ.-мат. наук, доцент Сернов С.П. Белорусский национальный технический университет Испытания как основная форма контроля изделий электронной техники представляют собой экспериментальное определение количественных и качественных показателей свойств изделия как результата воздействия на него при его функционировании, а также при моделировании объекта. Цели испытаний различны на различных этапах проектирования и изго- товления изделий электронной техники. К основным целям испытаний можно отнести: выбор оптимальных конструктивно-технологических решений при создании новых изделий; доводку изделий до необходимого уровня качества; объективную оценку качества изделий при их постановке на производство и в процессе производства; гарантирование качества. Испытания служат эффективным средством повышения качества, так как позволяют выявить: недостатки конструкции и технологии изготовле- ния изделий электронной техники; отклонения от выбранной конструкции или принятой технологии; скрытые дефекты материалов или элементов конструкции, не поддающиеся обнаружению существующими методами технического контроля. По результатам испытаний изделий в производстве разработчик устанав- ливает причины снижения качества. Проведение ускоренных испытаний позволяет выявить отказы ИС связан- ные с конструктивно-технологическими факторами такими как: ошибки лито- графии; дефекты окисла, металлизации, контактов; короткие замыкания или обрывы в проводящих шинах и т.д. Правильно понимать физическую природу и сущность отказов очень важно для обоснованной оценки надежности техни- ческих устройств. Существующие методы ускоренных испытаний на безотказность и нара- ботку до отказа разработаны применительно к микросхемам с проектными нормами 2, 3 мкм и более. Они изложены в РД 11 0755 «Микросхемы инте- гральные. Методы ускоренных испытаний на безотказность и долговечность». 276 УДК 621.7.026.6 МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОПТИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ Аспиранты Диас Л. Роселина, Палмера Д. Мигель Студентка Чарыкулыева Насиба Р. Канд. техн. наук Котов Д. А. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Создание просветляющих оптических покрытий определяется рядом фак- торов (количество и толщины слоев, материалы). В качестве материалов для покрытия выбрали оксид кремния (SiO2) и оксид гафния (HfO2). Пленки SiO2 прозрачны в области 0.2-9 мкм, его показатель преломления n = 1.46 при λ = 550 нм. HfO2 используется в видимой, ближней и ИК областях спектра (прозрачны в диапазоне 0.2-12 мкм) показатель преломления n=1.95-2.05 при λ = 550 нм. Проведение моделирование было в коммерческой программе «OptiLayer» на фирме «Изовак». Экспериментальное изучение образцов вы- полнялось с помощью методов микро-интерферометрии и спектроскопия. В микроинтерферометрии толщина пленки определяется по формуле ℎ = ∆f ∗ h/2f; где ∆–смещение ахроматической полосы на ступеньке; λ–длина волны используемого света; f – расстояние между полосами; а спектроскопия по формуле ℎ = K ∗ h+hC/[2√HC − sin nC [h+ − hC)) где h–толщина пленки; N– количество пиков; λ1,2–длина волны светового пучка в микронах; n–показатель преломления пленки; i–угол падения луча. Расхождение между измерениями величинами толщины показало различие в значениях в диапазоне 0-5%. Важ- но отметить, что при помощи метода спектроскопии, определяется оптическая толщина покрытия, а при помощи метода микроинтерферометрии физическая толщина слоя. Поэтому для получения объективных данных представляет интерес проведение исследований обоими методами. Литература 1. Willey, R. (2002). Getting Better SiO2 and HfO2 Results. Vacuum Tech- nology & Coatings. 2. Мешалкин А. Ю., Андриеш И. С., Абашкин В. Г., Присакар А. М., Тридух Г. М., Акимова Е. А., Енаки М. А. Цифровой метод измерения толщины нанометровых пленок на базе микроинтерферометра МИИ-4 // ЭОМ. 2012. №6. http://cyberleninka.ru/article/n/tsifrovoy-metod-izmereniya- tolschiny-nanometrovyh-plenok-na-baze-mikrointerferometra-mii-4 УДК 681 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕМРИСТОРНОГО ЭФФЕК В СТРУКТУРАХ НА ОСНОВЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАННО ОКСИДА АЛЮМИНИЯ Студенты гр. 443201 Рабатуев Г. Г., гр. 343201 Дудич гр. 543201 Амбражей В. В., Масленикова Е. Магистрант Альварадо Веито Ф. Д-р физ.-мат. наук, профессор Лазарук С. К Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Мемристором называется пассивный элемент в микроэлектронике собный изменять свое сопротивление в зависимости от величины через него электрического заряда. Первые мемристорные структуры получены на основе оксида титана [1]. Аналогичный мемристорный наблюдался нами в структурах на основе оксида алюминия. Были изготовлены экспериментальные образцы, состоящие из вых электродов и пористого наноструктурированного оксида Вольт-амперные характеристики исследуемых структур приведены При изменении напряжения от 2 В до 10 В наблюдается уменьшение тивления. При смещении напряжения в обратном направлении от упомянутого изменения сопротивления не наблюдалось. Таким лучена гистерезисная вольт-амперная характеристика, подтверждающая личие мемристорного эффекта, что позволяет использовать их ячеек памяти с высокой плотностью записи информации. ВАХ исследуемых экспериментальных структур при различных температурах. Литература Strukov, Dmitri B., et al. "The missing memristor found 453.7191 (2008): 80-83. doi:10.1038/nature06932. 277 ТА ГО В. В., А. . , спо- прошедшего были эффект алюминие- алюминия. на рис. 1. сопро- 10 В до 2 В образом, по- на- в качестве ." // Nature 278 УДК 541 ТЕРМОДИНАМИКА И КИНЕТИКА ОБРАЗОВАНИЯ СУСПЕНЗИЙ Студент гр.11304115 Гайтюкевич Н. А. Канд. тех. наук, доцент Колонтаева Т. В. Белорусский национальный технический университет Целью данной работы является изучение особенностей формообразо- вания суспензий. Проведен литературный обзор. Дисперсная система – это система, состоящая из двух или более ве- ществ, причем одно из них в виде очень маленьких частиц равномерно распределено в объеме другого. Классификация дисперсных систем разнообразна: по агрегатному состоя- нию дисперсной фазы и дисперсионной среды, по кинетическим свойствам дисперсной фазы, по наличию взаимодействия частиц дисперсной фазы с молекулами дисперсионной среды, по размеру частиц дисперсной фазы. Для удобства, дисперсные системы принято условно обозначать через дробь, где в числителе указывают агрегатное состояние дисперсной фазы, а в знаменателе – дисперсионной среды: газ/газ – дисперсные системы не образуются; газ/жидкость – газовые эмульсии; газ/твердое вещество – пористые тела; жидкость/газ – аэрозоли; жидкость/жидкость – эмульсии, жидкость/твердое вещество – капиллярные системы; твердое вещество/газ – порошки, пыли; твердое вещество/жидкость – суспензии и золи; твердое вещество/ твердое вещество – твердые гетерогенные системы; Суспензия – смесь веществ, где твердое вещество распределено в виде мельчайших частиц в жидком веществе во взвешенном состоянии. Суспензии имеют большое практическое значение, даже значительно большее, чем золи. Только лакокрасочная, полиграфическая и текстильная промышленность потребляют огромное количество суспензий пигментов и красящих веществ, диспергированных в воде или углеводородах. Уголь- ные и графитовые суспензии широко применяются для предотвращения образования накипи в котлах. Здесь частички используются как цен- тры кристаллизации солей. Бурение скважин сопровождается закачкой в них глинистых суспензий. Концентрированные суспензии (пасты) - основа технологического использования цементов, керамики, кирпичного произ- водства и производства других строительных материалов. Сельское хозяй- ство также связано с использованием суспензий, так как почвы с водой дают типичные суспензии. Препараты для обработки семян и растений в борьбе с вредителями также часто применяются в виде суспензий. 279 УДК 537.633; 533.9.03 ПРОТЯЖЕННЫЙ ИСТОЧНИК ИОНОВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ В ВАКУУМЕ Студенты гр. 242701 Занько А. И., Шандарович Б. М. Канд. техн. наук, доцент Котов Д. А. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники В настоящее время источники ионов широко используются в технике для осуществления различных технологических процессов: очистки и ак- тивации поверхности перед нанесением покрытия, размерной обработки поверхности прецизионных деталей, пассивирования поверхности метал- лов, синтеза алмазоподобных пленок на поверхности твердого тела, либо удаления пленок с этой поверхности. Одним из наиболее распространен- ных источников является ускоритель с анодным слоем. Достоинствами этих источников являются – отсутствие ограничения по плотности ионно- го тока, сравнительная простота конструкции, использование только одно- го источника питания, высокая газовая эффективность и др. Основная задача в процессе моделирования заключалась в коррекции величины индукции магнитных полей на линейном участке, в торце и на поворотном участке ускорительного канала с целью получения его одина- ковой величины в максимуме вдоль всего канала. Это важно для обеспече- ния генерации одинакового по плотности тока ионного пучка вдоль всего ускорительного канала и исключения диагонального эффекта характерно- го для систем протяженной геометрии с разрядом в скрещенных электри- ческом и магнитном полях. В ходе работы спроектирован протяженный ионно-лучевой источник с величиной магнитной индукции в области ускорительного канала более 200 мТ. В качестве источника поля использованы постоянные магниты из NdFeB с намагниченностью 9,5∗10-5 А/м. Подбором геометрических пара- метров магнитной системы была выполнена оптимизация и достигнута практически одинаковая величина индукции магнитного поля на протяже- нии всего ускорительного канала. Литература 1. Маишев Ю.П. Ионно-лучевая обработка // Электронные, ионные и плазменные технологии. – 1999. – 7. – С. 59 – 62. 2. ZhurinV.V. Industrial ion sources: broadbeam gridless ion source tech- nology. - Weinheim: Wiley–VCH. – 2012. –С. 2-5, 24–25. 280 УДК 535.317 НАНОТЕХНОЛОГИИ В МИКРОЭЛЕКТРОНИКЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ДИСПЛЕЕВ Студентка гр. ПК-32 (бакалаврант) Крат А. В. Канд. техн. наук Галаган Р. М. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» В последние десятилетия существенные достижения в области физиче- ского материаловедения и физики твердого тела были связаны с созданием и использованием наносистем. Они являются представителями так назы- ваемых дисперсных структур, которые рассматриваются в материаловеде- нии как гетерогенные системы, то есть состоящие из нескольких фаз [1]. Некоторые органические материалы излучают свет при подаче элек- трическим током, и он уже используется в небольших дисплеев электрон- ных устройств в мобильных телефонах, MP3-плееры, цифровые камеры, а также некоторых экранах телевизоров, на этом явлении основана OLED- технология. Они более эффективны и более дешевые и дают возможность сделать ультра-плоские, очень яркое и энергосберегающее изображения. На сегодняшний день актуальной становится задача систематизации основных характеристик наноструктурных материалов и используемых нанотехнологий с целью рассмотрения перспектив их дальнейшего разви- тия и применения в различных сферах промышленности, в том числе и при производстве дисплеев приборов и устройств. Нанонаука продолжает стремительно развиваться. Разрабатываются новые устройства и материалы, появились новые термины и определения. Произошел ряд знаковых событий в стране и за рубежом в этой сфере деятельности. Но одно мы знаем точно: нанотехнологии будут развиваться независи- мо от наших рассуждений и войти в ряды тех, кто станет их разработчиком смогут не все. Литература Шірінян А. С., Макара В. А. Актуальні проблеми наноматеріалів і на- нотехнологій // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології.– 2010.– № 2.– С. 223-269. 281 УДК 537.633; 533.9.03 ПЛАНАРНЫЙ ИСТОЧНИК ПЛАЗМЫ ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ Студент гр. 242701 Артюх Е.А., гр. 342701 Никитюк С. А. Канд. техн. наук Котов Д. А. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Для развития и совершенствования методов в технологиях микро-, опто- и наноэлектроники требуется разработка систем генерации плазмы высокой плотности. В частности такие устройства используются для проведения про- цессов химического осаждения из паро-газовой фазы и размерного анизо- тропного травления. Для повышения эффективности процесса требуются источники плазмы высокой плотности (1012-13 см-3 и выше) с однородной об- работкой по поверхности до нескольких сотен квадратных сантиметров (не- равномерность не хуже +1%) [1, 2]. С позиции простоты устройства и доступности ВЧ источники индук- тивно-связанной плазмы занимают лидирующее положение, так как, во- первых, с их помощью можно обрабатывать как проводящие, так и диэлек- трические материалы, а во-вторых, в качестве рабочих газов можно ис- пользовать не только инертные, но и химически активные газы [2]. Пло- ские источники индуктивно связанной плазмы не имеют аналогов по рав- номерности крупноформатных подложек. Исходя из выше сказанного, нами был разработан плоский источник ин- дуктивно-связанной плазмы высокой плотности на основе четырехзаходной спиральной антенной системы внутрикамерного размещения. Геометрические размеры устройства позволяют достичь плотности плазмы с концентрацией 1012 см-3 и обработать подложках диаметром до 200 мм с равномерностью +/- 3 % при давлении в камере 0,1–10 Па. Обеспечивается генерация разряда с мощностью более 1 кВт в течение длительного времени работы. Планируется использование разработанного источника плазмы для исследования и отра- ботки процессов формирования защитных и просветляющих покрытий опти- ческих элементов в видимом и ИК диапазонах спектра. Литература 1. S. V. Nguyen, High-density plasma chemical vapor deposition of siliconbased dielectric films for integrated circuits/ J R&D, Vol. 1999, V43, № 1/2, p.1-19. 2. Е. А. Кралькина. Индуктивный высокочастотный разряд низкого давления и возможности оптимизации источников плазмы на его основе. Успехи физических наук, Т. 178, №5, Май 2008г., С. 26–32. 282 УДК 546.711;538.214 МАГНИТНЫЕ ТЕРАПЕВТИЧЕСКИЕ НАНОЧАСТИЦЫ Студент гр. 11310115 Кохнюк С. А. Канд. техн. наук, доцент Кузнецова Т. А. Белорусский национальный технический университет Магнитные терапевтические наночастицы – это наночастицы, имею- щие постоянный или наведенный магнитный момент и применяемые в медицине для диагностики и лечения заболеваний [1]. Магнитные наночастицы, используемые в терапевтических целях, могут состоять из ферро-, ферримагнитных или суперпарамагнитных материалов. Основное их достоинство – это возможность бесконтактного управления их перемещением в организме с применением внешнего магнитного поля. Одной из областей применения магнитных наночастиц в медицине является адресная доставка лекарств. К ее основным преимуществам относят возможность значительного уменьшения токсического действия лекарств на другие органы и системы организма, возможность направ- лять и удерживать в определенном месте наночастицы с лекарством при помощи магнитного поля, визуализировать их методами магнитно- резонансной томографии [1]. Важным свойством магнитных наночастиц является возможность осу- ществлять их локальный нагрев высокочастотным магнитным полем для инициации механизма декапсулирования лекарств или для проведения магнитной гипертермии. В работе рассмотрены основные типы магнитных частиц и методы их получения. Литература Баранов Д. А Магнитные наночастицы: достижения и проблемы хими- ческого синтеза /Д. А.Баранов, С. П. Губин Радиоэлектроника. Наноси- стемы. Информационные технологии 2009. - Т. 1 № 1–2. С.129 - 147 283 УДК 621.315:539.3 ПАКЕТНЫЕ ПЬЕЗОАКТЮАТОРЫ В МИКРОСИСТЕМНОЙ ТЕХНИКЕ Студент гр 11310114 Попов В. О. Канд. тех. наук, доцент Кузнецова Т. А. Белорусский национальный технический университет Микро- и нанометровая точность позиционирования оборудования микроэлектроники и нанотехнологий обеспечиваются прецизионными электромеханическими системами с пьезоэлектрическим приводом, осно- ванными на деформации основного преобразователя. Пьезоактюатор работает на основе обратного пьезоэффекта, перемеще- ние достигается за счет его деформации при приложении электрического напряжения, увеличение диапазона перемещения от единиц нанометров до десятков микрометров обеспечивается применением составного пьезоак- тюатора. Область применения прецизионных пьезоактюаторов постепенно рас- ширяется: нано- и микроманипуляторы, микророботы, нано- и микротех- нологии и др. Благодаря малым размерам и низкой стоимости они находят широкое применение в современных гаджетах: смартфонах, камерах, фо- тоаппаратах и др. Особый интерес представляют шаговые пьезодвигатели, которые ис- пользую для манипуляции объектами с пошаговым их перемещением. Такие элементы находят широкое применение в микросистемной технике, а именно в атомно-силовой и туннельной микроскопии, поскольку позво- ляют с точностью до нанометров позиционировать исследуемый объект. К недостаткам пьезоэлекрических актюаторов нано- и микроперемещений можно отнести наличие внутренних дестабилизирующих факторов, таких как гистерезис, ползучесть и динамические вибрации. Кроме того, пьезоактюато- ры работают в условиях воздействия внешних дестабилизирующих факторов, таких как температура, вибрация, ионизирующее излучение. В настоящее время актуальными задачами является повышение точ- ностных и эксплуатационных характеристик пьезоактюаторов и пьезо- двигателей для нано- и микропозиционирования. В работе проанализи- рованы основные конструкции современных пьезоэлектрических микро- актюаторов. 284 УДК 538.935 КВАНТОВЫЙ ЭФФЕКТ ХОЛЛА Студент гр. 11310114 Попов В. О. Канд. физ. мат. наук, доцент Сернов С. П. Белорусский национальный технический университет Целью данной научной работы является изучение квантового эффекта Холла, его применение в полупроводниках, а также его связь с классиче- ским эффектом Холла. Квантовый эффект Холла наблюдается в проводниках, толщина кото- рых чрезвычайно мала и сравнима с межатомным расстоянием, называе- мое двумерной электронной системой. Для наблюдения таких эффектов необходимо понижать температуру до тех пор, пока не сформируется двумерный электронный газ. Для выполне- ния этого требования температура должна быть около 1К и ниже. Огромную роль в квантовом эффекте Холла играют примеси. Наличии таковых, как правило, увеличивают наблюдаемый эффект. Типичным примером для наблюдения квантового эффекта Холла явля- ется МДП-структура, образованная слоями металла и полупроводника, разделенными слоем диэлектрика. Уровни Ландау – энергетические уровни заряженной частицы в маг- нитном поле, играют существенную роль во всех кинетических явлениях. Существует целочисленный и дробный квантовый эффект Холла. Целочисленный интерпретирован на основе модели краевых состояний, в котором уровни Ландау «изгибаются» вверх вблизи края, носителями электрического поля являются электроны. Дробный квантовый эффект Холла объясняется захватом нечетного числа вихрей магнитного потока каждым электроном, носителями элек- трического поля являются частицы с дробным зарядом. Квантовый эффект Холла является фундаментальным явлением, в ко- тором квантовые свойства проявляются в макроскопическом масштабе, а также имеет важное значение в метрологии, как метод определения физи- ческих констант. 285 УДК 621.385.833 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ПРОСВЕТЛЯЮЩИХ ПОКРЫТИЙ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Аспиранты Палмера М. Диас. Р Канд. техн. наук, доцент Котов Д. А. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Для создания просветляющих покрытий солнечных элементов интерес представляет область от 300 нм до 1000 нм, то есть от области ближнего ультрафиолета до области ближнего ИК, и можно использовать оптические слои на основе SiO2 и HfO2. Диоксид кремния достаточно дешев, имеет низ- кий коэффициент преломления – 1,46. У оксида гафния рабочий диапазон начинается от 220 нм, и он имеет высокий коэффициент преломления – 2. Исследования проводились на установке «Ортус» производства фирмы «Изовак» оснащенной электронно-лучевым испарителем. Покрытия форми- ровались с периодичностью состоящих из четверть волновых слоев: (HfO2):(SiO2):(HfO2):(SiO2). Физическая толщина слоев: 16 нм (HfO2), 19 нм (SiO2), 112 нм (HfO2), 83 нм (SiO2). Спектральные характеристики коэффициента пропускания четырехслойного покрытия. R0 - отражение подложки без покрытия На рисунке представлены спектральные зависимости покрытий нанесенные на стекло. Благодарят применению просветляющего покрытия, как видно из рисунка, среднный коэффициент пропускания состовил около 90% в диапозоне от 350 до 500 и 88.8% в общем. Следует отметить что чистая подложка имеет коэффициент пропускания чуть более 80%. Что позволяет говорить об эффективности просветления. 300 400 500 600 700 800 900 0 20 40 60 80 100 П р о п у с ка н и е (% ) Длина волны(нм) R0 R1 286 Литература 1. Ronald R. Willey. Getting Better SiO2 and HfO2 Results, www.willeyoptical.com 2. А.Иванов, Б.Смирнов, Эктронно-лучевое напыление: технология и оборудование, Нано Индустрия #6 / 36 / 2012 УДК 535.317 СИНТЕЗ И ПРИМЕНЕНИЕ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ОРТОФЕРРИТА ВИСМУТА В МИКРО- И НАНОТЕХНИКЕ Студент гр. 9 Головач Р. В. Канд. техн. наук, доцент Дятлова Е. М. Канд. техн. наук Хорт А.А. Белорусский государственный технологический университет Ортоферрит висмута (BiFeO3) относится к мультиферроикам. Такие мате- риалы одновременно сочетают в себе ферромагнитные, сегнетоэлектрические и ферроэластические свойства. Целью работы является изучение влияния параметров экзотермического нитрат-цитратного синтеза на структуру фазовое состояние и свойства нанокри- сталлического ортоферрита висмута. Образцы BiFeO3 были синтезированны экзотермическим нитрат-цитратным методом из стехиометрических смесей нитратов висмута и железа. В качестве восстановителя используется лимонная кислота, а в качестве окислителя – нит- рат аммония. Лимонная кислота использовалась в количестве, необходимом для соблюдения различных избыточных соотношений восстановитель/окислитель. Конечные растворы обезвоживались до получения геля, который сжигался в муфельной печи. Полученные порошки подвергались закалке при различных температурах, с режимом закалки, включающим быстрый нагрев и охлаждение. Рентгенофазовый анализ синтезированных материалов показал, что основ- ной кристаллической фазой всех образцов является ортоферрит висмута с иска- женной структурой перовскита. В материале, не подвергшемся закалке, было отмечено присутствие значительной доли аморфизированной фазы, которая кристаллизуется при прокаливании. Установлено, что при закалке материалов по мере повышения температуры их кристаллическая структура приобретает признаки фазового полиморфизма с характерным расщеплением дифракционных максимумов. Одновременно с этим наблюдается снижение дисперсности исследуемых порошков ортоферрита висмута с 25 нм у непрокаленного до 70 нм у закаленного материала. С помощью мультиферроиков могут быть достигнуты дополнительные функциональные параметры приборов благодаря наличию у них более двух 287 логических магнитоэлектрических параметров. Такие материалы используются для изготовления конденсаторов с высокой диэлектрической проницаемостью, датчиков, исполнительных устройств, в области создания элементов памяти за счет свойств гистерезиса, который приводит к двум стабильным состояниям противоположной поляризации, изготовления чувствительных элементов дат- чиков, считывающих головок и элементов памяти. УДК 681 ПРИМЕНЕНИЕ МЭМС-ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЕЙ Студент гр. 11310113 Шпилевский А. И. Канд. техн. наук, доцент Кузнецова Т. А. Белорусский национальный технический университет МЭМС переключатели различаются как по механизму управления мембраной (электростатическим, электромагнитным, пьезоэлектрическим и термическими полями), так и по типу контакта – с омическим или емко- стным контактом. Основные достоинства МЭМС-переключателей – меньшие вносимые потери, более высокие коэффициент развязки, рабочее напряжение и ли- нейность в сравнении с pin-диодами и КМОП- переключателями. В настоящее время успешно функционирует большое число как зару- бежных, так и отечественных предприятий, разрабатывающих и изготав- ливающих микроэлектромеханические устройства и переключатели, в их числе такие зарубежные фирмы, как Analog Devices, Draper Laboratory и многие другие. Основным материалом для изготовления МЭМС является кремний, что связано с его хорошими механическими свойствами и отработанной технологией структурирования, разработанной для создания современных интегральных схем и изделий наноэлектроники. Область применения МЭМС-переключателей разнообразна, но боль- ше они используются в активных фазированных антенных решетках при производстве фазовращателей приемопередающих устройств, могут заме- нить транзисторы и в цифровых схемах. МЭМС-емкостной переключатель предназначен для РЧ схем входного каскада промышленных, научных и медицинских систем, а также беспроводных локальных сетей. ВЧМЭМС переключатель с низким напряжением актуации применяется в автомати- зированном испытательном оборудовании, реконфигурации антенны, управлении лучом антенны, управляемом фазовращателе, фазированной решетке, управляемом аттенюаторе. 288 УДК 537.633; 533.9.03 ИСТОЧНИК АССИСТИРОВАНИЯ ОСАЖДЕНИЮ В ВАКУУМЕ Студенты гр. 242701 Шандарович Б. М., Занько А. И. Канд. техн. наук, доцент Котов Д. А. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Актуальной задачей тонкопленочной технологии является формирова- ние качественных функциональных покрытий из диэлектрических и про- водящих материалов для оптики и оптоэлектроники. Рациональным путем решения вопроса является использование ионно-лучевого ассистирования осаждению, для реализации которого требуются устройства способные генерировать поток ионов низких энергий и высокой плотности в диапазо- не давлений от 6∗10-3 Па до 2∗10-2 Па. Одним из таких устройств является торцевой холловский источник ионов (ТХИ) [1]. Применение ТХИ в качестве ассистирующего источника при электрон- но-лучевом испарении накладывает на его работу ограничения по диапа- зону рабочего давления. При давлении в камере ниже 4∗10-2 Па происхо- дит блокировка электронно-лучевого испарителя, предотвращающая раз- рушение системы питания. Следовательно, в ТХИ необходимо обеспечить стабильную генерацию потока ионов с максимальным током при как мож- но более низком давлении. Этого в свою очередь можно добиться увели- чением значения индукции магнитного поля над рабочей поверхностью анода. Однако увеличение индукции поля приводит к повышению рабоче- го напряжения разряда и как следствие к повышению энергии генерируе- мых ионов, что является нежелательным. Поэтому мы использовали по- люсной наконечник специальной формы, который позволил повысить величину индукции магнитного поля возле поверхности анода, но при этом сохранить конфигурацию линий индукции, обеспечивающую форми- рованию ионов с низкой энергией. Использованием в конструкции источ- ника полюсного наконечника удалось добиться увеличения значений со- ставляющей индукции магнитного поля By в зоне плазмообразования на 15 мТл и на 4 мТл в средней части анода, что позволяет говорить о по- вышении тока разряда на 20 % при давлении 8∗10-3 Па и ниже. Литература End-hall ion source: US. Pat. No. 4,862,032 / H.R. Kaufman, R.S. Robinson; appl. H.R. Kaufman; appl. 20.10.1986; pub. 29.08.1989 / UPSTO. – 1989. – P. 1–6. 289 УДК 621.865.8 ТАКТИЛЬНЫЕ ДАТЧИКИ Студент гр. 11310114 Шаблюк А. В. Канд. техн. наук, доцент Кузнецова Т. А. Белорусский национальный технический университет Тактильные датчики – это специальный класс преобразователей силы или давления, которые характеризуются небольшой толщиной. Эти датчи- ки применяются в случаях, когда сила или давление измеряются между двумя поверхностями, расположенными близко друг к другу. Целью дан- ной работы является изучение конструкций и особенностей тактильных датчиков. Высокая чувствительность и качество тактильных датчиков достигает- ся применением специальных материалов для контактных поверхностей и схемного решения снятия тактильного сигнала. Примером такого материа- ла может служить пьезоэлектрические пленки, например, из поливинили- ден фторида (PVDF), которые используются как в пассивном, так и в ак- тивном режимах. Существуют активный ультразвуковой пьезоэлектриче- ский тактильный датчик, состоящий из трех слоев пленок, соединенных вместе, а так же тактильный датчик, в котором полоски из PVDF пленки встраиваются в слой резины на поверхности преобразователя. Многие тактильные датчики выполняют функции сенсорных переключа- телей. В отличие от традиционных переключателей, надежность контактов которых сильно снижается при попадании на них влаги и пыли, пьезоэлек- трические ключи, благодаря своему монолитному исполнению, могут рабо- тать в неблагоприятных условиях окружающей среды. Один из вариантов таких переключателей состоит из стальной консольной балки, на которую нанесен слой пьезоэлектрический пленки. Другой разновидностью тактиль- ных датчиков является пьезорезистивный чувствительный элемент. Он изго- тавливается из материалов, чье электрическое сопротивление зависит от приложенного механического напряжения или давления. Более тонкие пье- зорезистивные тактильные датчики получают из полупроводниковых поли- меров, сопротивление которых также зависит давления. Конструкция таких датчиков напоминает мембранный переключатель. В нано- и микросистемной технике требуются тактильные микросенсоры, обладающие хорошим пространственным разрешением, высокой чувствитель- ностью и широким динамическим диапазоном. Принцип действия порогового тактильного детектора с механическим гистерезисом может быть основан на использовании пластической деформации кремниевой мембраны. Тактильные датчики широко применяются в биомедицине, для определения прикуса зубов и правильности установки коронок в стоматологической практике, а также для исследования давления на ноги человека при ходьбе. 290 УДК663.3/7 (075,8) ПОЛУЧЕНИЕ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ ZrO2-TiO2-CaO ДЛЯ ОБЖИГА ДЕТАЛЕЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ Студентка гр. 9 Черная Д. К. Канд. техн. наук, доцент Дятлова Е. М. Белорусский государственный университет В настоящее время огнеупорные подставки для обжига деталей элек- тронной техники (конденсаторов, интегральных схем, пьезоэлементов) являются предметом импорта и в основном представляют собой цирко- нийсодержащую керамику, отличающуюся химической инертностью. Керамика на основе ZrO2 кроме высокой стоимости обладает еще рядом недостатков – это высокая температура обжига, сложный термический полиморфизм, что обуславливает недостаточный срок их службы в усло- виях переменных термических нагрузок. Поэтому проблема разработки новых керамических материалов с улучшенными термомеханическими характеристиками и пониженной температурой синтеза и в то же время химически инертны к обжигаемым деталям электронной техники и является очень актуальной. Целью является разработка составов и технологических параметров полу- чения огнеупорных материалов на основе оксидной цирконий содержащей системы, с улучшенными эксплуатационными характеристиками и более низкой температурой спекания по сравнению бадделеитовой керамикой. Для синтеза материалов для указанных целей выбрана система ZrO2– TiO2–CaO. Использована одностадийная технология, где стабилизация ZrO2 и спекание протекают одновременно, стабилизатором является CaO. Синтез материалов проводился в обширной области трехкомпонентной системы CaO–TiO2–ZrO2, характеризующий содержанием CaO 15–35 %, TiO2 15–30 %, ZrO2 50–60 %. Для синтеза огнеупорных материалов ис- пользовались оксид циркония, диоксид титана марки (ХЧ), оксид кальция вводимый химическим карбонатом кальция. Сведения о фазообразовании в данной системе получены методами РФА и ДСК. В системе имеют место CaTiO3 и CaZrO3 и однокомпонент- ные кристаллические фазы – рутил (TiO2), бадделеит (ZrO2), и известь (CaO). Следует отметить, что фазообразование, несмотря не простоту химических реакций, осложняется наличием обратимого полиморфизма ZrO2, который к тому же сопровождается изменением объема материала, что осложняет технологический процесс изготовления изделий. Изучены свойства опытных образцов усадка, плотность пористость, водопоглощение, ТКЛР и установлена их зависимость от исходного хими- ческого состава и температуры спекания. 291 УДК 1082 СПЕКТРОСКОПИЯ ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА Студент гр. 11310112 Царенко И. О. Канд. техн. наук, доцент Ковалевская А. В. Белорусский национальный технический университет В 1944 г. в Казанском университете Е. К. Завойский впервые осущест- вив систематическое изучение релаксации в перпендикулярных полях, он обнаружил в случае пара-магнитных солей (MnCl2, CuSO4 5H2 O и т. д.) интенсивное резонансное поглощение высокочастотной энергии при стро- го определенных отношениях напряженности постоянного магнитного поля к частоте. Так было открыто новое физическое явление – электронно- го парамагнитного резонанса (ЭПР). Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), извест- на также под названием спектроскопии электронного спинового резонанса (ЭСР), представляет собой метод, регистрирующий переходы между спи- новыми уровнями неспаренных электронов молекулы во внешнем магнит- ном поле. ЭПР – спектроскопия имеет дело с поглощением микроволновой энергии электромагнитного поля образцом, помещенным в такое поле. Поглощение представляет собой функцию неспаренных электронов, со- держащихся в молекуле. Основные параметры спектров ЭПР – интенсивность, форма и ширина резонансной линии, g-фактор, константы тонкой и сверхтонкой (СТС) структуры. На практике обычно регистрируется 1-я, реже 2-я производные кривой поглощения, что позволяет повысить чувствительность и разреше- ние получаемой информации. Интенсивность линии определяется площадью, под кривыми поглоще- ния которая пропорциональна числу парамагнитных частиц в образце. Оценку их абсолютного кол-ва осуществляют сравнением интенсивностей спектров исследуемого образца и эталона. Спектроскопия ЭПР применяется в радиационной химии, фотохимии, катализе, в изучении процессов окисления и горения, строения и реакци- онной способности органических свободных радикалов и ион-радикалов, полимерных систем с сопряженными связями. Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса продолжает оставаться одним из мощных методов зондирования (исследования) хими- ческой связи и атомного окружения в объемных твердых телах. 292 УДК 620.186 ИССЛЕДОВАНИЕ МОРФОЛОГИИ ПОВЕРХНОСТИ ТЕРМОЭЛАСТОПЛАСТОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ КРЕМНИОРГАНИЧЕСКИМИ СМОЛАМИ Студентка гр. 11310112 Сушко Н. А.1 Канд. техн. наук Кузнецова Т. А.1,2, Зубарь Т. И.2, Д-р. физ.-мат. наук Суханова Т. Е.3 1Белорусский национальный технический университет 2Государственное научное учреждение «Институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси» 3Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук Термоэластопласты (ТЭП) обладают эластичностью резины и технологич- ностью термопластов. Подобное сочетание свойств позволяет получить ряд преимуществ: в зависимости от процентного содержания основных элементов в составе ТЭП удается достичь широкого диапазона твердости материалов; рабочих температур; химической стойкости; адгезии. В настоящее время ТЭП получают на основе почти всех классов полимерных соединений. Добавление кремнийорганических смол в ТЭП позволяет повысить их тепло- и влагостой- кость, улучшает электроизоляционные свойства. Методом атомно-силовой микроскопии были получены изображения мор- фологии исходной матрицы ТЭП и содержащей 15% (рисунок 1) и 7,5% крем- нийорганической смолы. Установлено, что добавление кремнийорганических смол к ТЭП приводит к структуризации поверхности. Увеличение содержания кремнийорганических смол приводит к уменьшению шероховатости (Ra) от 4,3 нм, для чистой матрицы, до 1,9 нм, для матрицы с 15% смолы (таблица). Многообразие морфологических форм, при добавлении кремнийорганиче- ских смол на поверхности ТЭП, позволяет ожидать от них широкий спектр трибологических свойств. 3D-изображение ТЭП, содержащего 15% кремнийорганических смол Шероховатость поверхности ТЭП, определенная методом АСМ Rа мат- рицы, нм Rа мат- рицы + 7,5% смолы Rа мат- рицы + 15% смолы 4,3 3,8 1,9 293 УДК 535.33 РАССЕЯНИЕ ИОНОВ НИЗКИХ ЭНЕРГИЙ Студентка гр. 11310112 Сушко Н. А. Канд. техн. наук, доцент Ковалевская А. В. Белорусский национальный технический университет Рассеяние ионов поверхностью твердого тела – один из важнейших разделов физики взаимодействия атомов частиц с веществом. Ионы низких энергий (~кэВ) рассеиваются почти полностью на по- верхностном слое и широко используются для исследования «первого монослоя». Налетающие на мишень ионы низких энергий рассеиваются на атомах поверхности посредством бинарных столкновений и регистриру- ются электростатическим анализатором. Такой анализатор регистрирует только заряженные частицы, а в диапазоне энергий ~1 кэВ частицы, про- никающие глубже первого монослоя, выходят наружу почти всегда в виде нейтральных атомов. Поэтому чувствительность эксперимента только к заряженным частицам еще более повышает поверхностную чувствитель- ность метода низкоэнергетического ионного рассеяния. В качестве анализирующих ионов используются ионы гелия и неона. Кинематическое соотношение между энергией и массой остается справед- ливым в области ~1 кэВ. Разрешение по массе определяется энергетическим разрешением электростатического анализатора. Спектр состоит из серии пиков, соответствующих атомным массам элементов поверхностного слоя. Однако форма энергетического спектра отличается от той, которая харак- терна для высоких энергий (~ МэВ). Более высокая разрешающая способ- ность, характерная для тяжелых ионов, позволяет ясно различать Мо и Re. Этот метод используется для анализа поверхностной сегрегации, позволяя легко обнаруживать относительные изменения состава поверхности. КМ = Еq Е? , где Км – кинематический фактор, Е1 – энергия бомбардирующей частицы после столкновения, Е0 – энергия бомбардирующей частицы до столкновения. Количественный анализ в диапазоне низких энергий не является про- стым по двум основным причинам: неопределенность сечений рассеяния и отсутствие достоверных данных о вероятности нейтрализации ионов, рассеянных на поверхности. Влияние второго фактора можно свести к минимуму, используя пучки с малой вероятностью нейтрализации и при- меняя методы детектирования, не чувствительные к зарядовому состоянию рассеянного иона. 294 УДК 531.383-11 МЭМС-ГИРОСКОПЫ Студент гр. 11310113 Сузько А. В. Канд. техн. наук, доцент Кузнецова Т. А. Белорусский национальный технический университет МЭМС-гироскопы являются электромеханическими системами, в ко- торых энергия вынужденных (первичных) колебаний инерционной массы на упругом подвесе (резонатор) при появлении переносной угловой ско- рости преобразуется в энергию вторичных колебаний, которые содержат информацию об измеряемой угловой скорости. В каждом МЭМС-гироскопе есть рабочее тело, которое, в простей- шем случае, совершает возвратно-поступательное движение в одной плоскости. Если поставить это тело на вращающуюся платформу, плос- кость которой совпадает с плоскостью колебаний, то на колеблющуюся массу начнет действовать сила Кориолиса. Определив силу Кориолиса и зная линейную скорость тела, несложно вычислить угловую скорость и ее изменение (угловое ускорение). Гироскопы, произведенные по технологии МЭМС (электромеханиче- ских микросистем), уже в течение многих лет успешно применяются в различных устройствах. В настоящее время успешно функционирует большое число как зару- бежных, так и отечественных предприятий, разрабатывающих и изготав- ливающих микроэлектромеханические устройства, в их числе такие за- рубежные фирмы, как Analog Devices, Draper Laboratory и многие другие. Основным материалом, используемым в изготовлении МЭМС- гироскопов, является кремний. Он поддается микрообработке, распро- странен, недорог, способен осаждаться тонкими пленками. Также ис- пользуют арсенид галлия, алюминий и другие. Область применения гироскопов разнообразна, но они больше всего они используются в гражданской продукции (мобильные телефоны, ав- томобили). Гироскопы нашли применение при прокладке туннелей для метро и железнодорожного транспорта, при выяснении формы буровых скважин. Также гироскопы применяются в качестве компасов сухопут- ной артиллерии. Миниатюрные вибрационные гироскопы давно и ус- пешно применяются в навигационных приборах. 295 УДК 539 ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЛАЗЕРНОЙ АБЛЯЦИИ Студентка гр. 113104112 Семененко Ю. А. Канд. техн. наук, доцент Ковалевская А. В. Белорусский национальный технический университет Лазерная абляция – совокупность сложных физико-химических про- цессов, результатом которых является удаление вещества с поверхности или из объема твердого тела. Выделяют три отличительные черты этого процесса: 1) абляция непосредственно связана с поглощением лазерной энергии в материале; 2) абляция может протекать в вакууме или инертной среде; 3) результатом лазерной абляции является формирование парогазо- вого облака продуктов абляции. Сфера применения технологии охватывает большой спектр науки и техники: медицина, аналитическая химия для послойного анализа образ- цов, получение тонких пленок, синтез нанотрубок в нанотехнологии, ла- зерное осаждение, обработка готовых деталей и обработка поверхностей пресс-форм. При лазерной абляции небольшая часть поверхности образца переводится в состояние плазмы, а затем она анализируется методами эмиссионной или масс-спектрометрии. Соответствующими методами ана- лиза твердых проб являются лазерно-искровая эмиссионная спектрометрия и лазерно-искровая масс-спектрометрия (ЛИМС). В последнее время быстро развивается метод ЛА-ИСП-МС (масс- спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой и лазерной абляцией), при котором анализ производится путем переноса продуктов лазерной абляции (аэрозоля) в индуктивно-связанную плазму и последующим детектирова- нием свободных ионов в масс-спектрометре. Метод лазерной абляции применяется для определения концентраций как элементов, так и изотопов. Он конкурирует с ионным зондом. Послед- ний требует значительно меньший анализируемый объем, но, как правило, гораздо дороже. К преимуществам метода относятся: высокая скорость осаждения (>1015 атом·см−2·с−1), быстрый нагрев и охлаждение осаждае- мого материала (до 1010 К·с−1), обеспечивающее образование метастабиль- ных фаз; непосредственная связь энергетических параметров излучения с кинетикой роста слоя; возможность конгруэнтного испарения многоком- понентных мишеней; строгая дозировка подачи материала, в том числе многокомпонентного с высокой температурой испарения. Метод лазерной абляции имеет определенные трудности, связанные с получением пленок веществ, слабо поглощающих или отражающих лазер- ное излучение в видимой и близкой ИК-области спектра. 296 УДК 621.369.6 БАРЬЕРНЫЕ СЛОИ В СИСТЕМЕ МЕДНОЙ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ Студентка гр. 240301 Саратокина В. И. Канд. техн. наук, доцент Черных А. Г. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники В настоящее время в производстве интегральных схем широко приме- няется металлизационная система на основе пленок меди и барьерных (или диффузионных) слоев. Барьерные слои формируются в контакте: кремний- барьерный слой-медь и должны исключать взаимное влияние меди и ак- тивной области интегральной схемы. В работе проведен анализ сущест- вующих барьерных слоев, составлена их классификация, дана оценка эф- фективности барьерных слоев на основе нитридов тугоплавких металлов. Выбор материала для барьерных слоев определяется в соответствии с требованиями, предъявляемыми к их функционированию. То есть предот- вращение диффузии меди в изолирующие слои и подложку, а также обес- печение адгезии медных проводников к поверхности кремния. Важным свойством барьерного слоя является его микроструктура, которая может быть аморфной, или поликристаллической. Соответственно, для выполне- ния данных задач наиболее подходящими материалами являются туго- плавкие металлы и соединения на их основе. Диффузионные барьеры могут быть классифицированы по пяти группам: 1) поликристаллические барьерные слои из переходных металлов; 2) поликристаллические или аморфные барьерные слои из сплавов пе- реходных металлов; 3) поликристаллические или аморфные барьерные слои: переходные металлы-кремний (включая силицид); 4) поликристаллические или аморфные барьерные слои: переходные металлы-азот (включая нитриды), -кислород (включая проводящий оксид) и бор (включая бориды); 5) аморфные трехкомпонентные и углеродные барьеры. Основным критерием оценки эффективности барьерных диффузион- ных слоев является параметр термической стабильности. Проведен анализ термической стабильности барьеров на основе пленок TaN и TiN. Дегра- дация барьера оценивалась по электрическим характеристикам диодной структуры, сформированной на кремниевой подложке, что является более чувствительным методов, чем изменение свойств материалов. Установле- но, что термическая обработка улучшает барьерную способность слоев TaN, TiN для всех образцов. 297 УДК 620.3 (0736.5) САМООЧИЩАЮЩИЕСЯ ПОВЕРХНОСТИ Студент группы 11310115 Рысик А. Н. Канд. техн. наук, доцент Кузнецова Т. А. Белорусский национальный технический университет Самоочищающиеся поверхности основаны на эффекте лотоса. Эффект лотоса – эффект крайне низкой смачиваемости поверхности, который можно наблюдать на листьях и лепестках растений. Эффект основан на морфологии поверхности листа: листья покрыты микроскопически бугор- ками на которых имеются еще более мелкие «нановолосики». Капля воды, попадая на такую бугристую поверхность, не может равномерно располо- житься на ней, так как этому мешают силы поверхностного натяжения. Поэтому капли скатываются с поверхности листа, не оставляя следа и смывая грязь, пыль и бактерии. Нанотехнологии дают возможность создавать поверхность, представ- ляющую собой множество параллельных наностержней одинаковой длины, расположенных на равном расстоянии друг от друга. Капля воды, попав на них, не может проникнуть между наностержнями, так как этому мешает высокое поверхностное натяжение жидкости и «висит на ножках». В резуль- тате, силы адгезии между каплей и наностержнями становятся очень малы. К настоящему времени разработано множество подходов в создании само- очищающихся покрытий и поверхностей, имеющих водоотталкивающие свойства. В данной работе сделан обзор данных методов. Материалы, поверхности, которых будут оставаться чистыми на про- тяжении всего времени их эксплуатации, значительно уменьшат финансо- вые расходы на приобретение всевозможных химических средств и очи- стителей, способных уничтожить грязи и налет с поверхностей. При слиш- ком частом воздействии на поверхность химических веществ ее структура со временем разрушается. Этого можно избежать, установив специальную самоочищающуюся поверхность, которая обеспечит дополнительную за- щиту любому типу конструкции. Кроме того, возможность меньше ис- пользовать химические моющие средства для очистки поверхностей спо- собствует улучшению мировой экологии. Областью применения таких поверхностей являются: одежда, которая никогда не будет загрязняться или же терять яркость цвета; cтекла, с кото- рых бы стекали мельчайшие капельки воды с растворенными частичками грязи; cамоочищающиеся фасады зданий; краска для поездов, которая призвана защитить поверхности вагонов от рисования и нанесения надпи- сей, делая их поверхность настолько гладкой, что никакие другие краски не могут на ней закрепиться и многие другие. 298 УДК 621.06 СВЯЗЬ МЕЖДУ ВОЛНОВЫМИ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В МОЛЕКУЛЯРНАЙ СПЕКТРОСКОПИИ Студент гр.11310112 Романюк А. С. Канд. техн. наук, доцент Ковалевская А. В. Белорусский национальный технический университет В настоящее время молекулярная спектроскопия представляет собой неза- менимый инструмент для изучения молекулярной структуры и решения свя- занных с этим проблем, таких как идентификация неизвестных веществ, вы- яснение их структурных особенностей, изучение межмолекулярных взаимо- действий и комплексообразования, а также количественный анализ индивиду- альных веществ и их смесей. Молекулярная спектроскопия - это целый ряд методов, весьма различных в аппаратурном плане, а также в плане той ин- формации об исследуемом веществе, которую они могут выявить. Спектроскопия, согласно определению, изучает взаимодействие элек- тромагнитного излучения с веществом. При этом могут наблюдаться такие явления, как поглощение электромагнитного излучения молекулами веще- ства (абсорбция), испускание электромагнитного излучения молекулами вещества, предварительно переведенными каким-либо способом в возбуж- денное энергетическое состояние (эмиссия) и рассеяние электромагнитного излучения молекулами вещества. В соответствии с этим, спектроскопию можно подразделить на три типа: абсорбционную, эмиссионную, и спектро- скопию комбинационного рассеяния. Электромагнитное излучение пред- ставляет собой периодически и синхронно меняющиеся электрическое и магнитное поля, которые распространяются в пространстве со скоростью 3·102 м. Векторы напряженности электрического и магнитного полей пер- пендикулярны друг другу, а также направлению распространения такой электромагнитной волны.Электромагнитное излучение всевозможных длин волн можно развернуть в виде непрерывной последовательности, называе- мой электромагнитным спектром. Лишь довольно узкая область электро- магнитного спектра воспринимается органами чувств человека: видимая область - от 400 до 800 нанометров (нм) - как свет и инфракрасная область - от 800 нм = 0.8 микрон (µ) до ~ 100 µ -как тепло. Методами молекулярной спектроскопии поучают множество количест- венных опорных данных для современной квантовой, теоретической и физи- ческой химии. Они также имеют большое прикладное значение для всех об- ластей химии и многих других естественных и технических дисциплин. 299 УДК 577.113:543.4:543.55 МАТРИЧНЫЕ БИОСЕНСОРЫ Студент гр. 11310114 Радюкевич Д. Л. Канд. тех. наук, доцент Кузнецова Т. А. Белорусский национальный технический университет Биосенсоры – это разновидность химических сенсоров, в которых сис- тема распознавания имеет биохимическую природу и использует реакции либо индивидуальных биомолекул, либо биологических надмолекулярных структур. Целью данной работы является изучение современных конст- рукций матричных биосенсоров и их перспективного применения. Принципиально биосенсор состоит из двух частей: биоселективного элемента, взаимодействующего с детектируемым биологическим анали- том и физического преобразователя, который трансформирует сигнал от биоселективного элемента, обусловленный реакцией с аналитом, в сигнал, непосредственно измеряемый в рамках схемы детектирования. В зависимости от типа преобразователя и схемы детектирования мож- но выделить два основных класса биосенсоров – оптические и электрохи- мические. В основе работы оптических биосенсоров лежит регистрация измене- ний оптических свойств биоселективного элемента. Электрохимические биосенсоры удобней в использовании и, как пра- вило, основаны на реакции, в которой освобождаются или поглощаются электроны. Такой биосенсор обычно состоит из рабочего электрода, на который наносят биоселективный материал, и электрода сравнения. Схема детектирования в этом случае реализуется путем измерения разности по- тенциалов между этими двумя электродами. В данной работе проанализированы различные конструкции матриц биосенсоров. Одним из самых чувствительных является метод регистра- ции матриц проводимости. Посредством анализа матриц проводимости кремниевой нанострукту- ры с нанесенным на ее поверхность раствором ацетата натрия, содержа- щим одноцепочные синтетические короткие фрагменты ДНК или РНК, демонстрируется высокая чувствительность матричных элементов к со- стоянию поверхности таких наноструктур [1]. Литература Биосенсоры на основе регистрации матрицы проводимости мультикон- тактных полупроводниковых наноструктур / Э.Ю. Даниловский, Н.Т. Баг- раев, А.Л. Чернев, Д.С. Гец, Л.Е. Клячкин, А.М. Маляренко // Физика и техника полупроводников, 2014, том 48, вып. 11. – 1549 – 1554. 300 УДК 544.023.221 ФОТОННЫЕ КРИСТАЛЛЫ НА ОСНОВЕ ПЛЕНОК ЛЕНГМЮРА-БЛОДЖЕТТ Студент гр. 11310115 Приходько Д. А. Канд. техн. наук, доцент Кузнецова Т. А. Белорусский национальный технический университет Фотонный кристалл (ФК) – твердотельная структура с периодически изменяющейся диэлектрической проницаемостью либо неоднородностью, период которой сравним с длиной волны света. Области применения ФК обширны: техника телекоммуникаций, информационные системы, лазер- ная техника и др. ФК могут использоваться в качестве: узкополосных фильтров, пропускающих или поглощающих определенную частоту излу- чения, коммутаторов и мультиплексоров, обеспечивающих пространст- венное разделение и маршрутизацию пучков с различными частотами, переходных элементов из волновода в волновод, обеспечивающих мини- мальные переходные помехи, элементов интегральных микросхем, напри- мер, транзисторов, объемных резонаторов лазеров. В работе проанализированы различные методы получения ФК. Среди них отдельного внимания для микросистемных устройств заслуживает метод Ленгмюра – Блоджетт, который заключается в формировании на водной поверхности мономолекулярного слоя амфифильного вещества и последующем его переносе на твердую подложку. Неоспоримыми пре- имуществами данного метода, являются: однородность и высокая упоря- доченность получаемой пленки ФК (на проводящей подложке) на всей площади пленки (более 1 см2), высокая воспроизводимость предложенной методики, высокая скорость роста пленки за счет проведения процесса при повышенной температуре, возможность получения различной толщины пленки ФК путем варьирования концентрации суспензии микросфер, про- стота метода. Использование в качестве подложки пленки золота и индий- оловянного оксида дает сходные результаты. ФК нанесенные в виде пленок на основу планарного волновода носят на- звание планарных фотонных кристаллов (пленочный ФК). Планарные фотон- ные кристаллы являются новым и существенным шагом в развитии техноло- гий создания фотонных интегральных схем, поскольку они позволяют реали- зовать большое число оптических устройств на одном кристалле. УДК 621.06 СКАНИРУЮЩАЯ ЗОНДОВАЯ МИКРОСКОПИЯ. РЕЖИМЫ ДЛЯ ЗАДАЧ ТЕХНИКИ И НАНОМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ Студент гр.11310112 Петровская А. С. Канд. техн. наук, доцент Ковалевская А. В. Белорусский национальный технический университет Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ) представляет купность большого числа экспериментальных методов по изучению туры и свойств поверхности, как на микроуровне, так и на уровне молекул и атомов. Сканирующий зондовый микроскоп измеряет поверхности в небольшой локальной зоне нанометровых размеров острия зонда. Постепенно перемещая зонд вдоль исследуемой удается получить представление о свойствах области, размер кот быть от сотни нанометров до десятков и сотен микрон. В настоящее разработана большая группа методов СЗМ. Наиболее распространенными методами зондовой микроскопии являются сканирующая туннельная роскопия (СТМ) и атомно-силовая микроскопия (АСМ). Именно стоящее время наиболее широко используются в области исследования ро- и наноструктуры материалов и нанотехнологий. Существует несколько направлений развития методик наномеханики связанных с применением различных конструкций СЗМ и режимов рования, представленных на рисунке. Режимы сканирующей зондовой микроскопии для задач наномеханики и наноматериаловедения 301 СЗМ собой сово- струк- отдельных параметры вблизи поверхности орой может время мик- они в на- мик- , скани- 302 УДК 678.766(048.8) ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛИИМИДНЫХ ПЛЕНОК Студент гр. 11310115 Николаева Т. А. Канд. техн. наук, доцент Кузнецова Т. А. Белорусский национальный технический университет Полиимиды – это класс полимеров, содержащих в цепи как имид- ные циклы так и иные циклы, за счет чего возможна существенная моди- фикация их свойств. Полииминые (ПИ) пленки представляют собой сверх- тонкий электроизоляционный материал с набором уникальных качествен- ных характеристик. ПИ пленки изготавливают методом полива [1]. Совокупность физических, химических и электрических параметров, устойчивость к радиации, растворителям, перепадам температур позволяет использовать полиимидные пленки в качестве высокотемпературной изо- ляции погруженных электродвигателей для добычи нефти и тяговых элек- тродвигателей для городского транспорта; изоляции трансформаторов, генераторов и конденсаторов; изоляции бортовых проводов и кабелей для авиации и космоса; подложки для гибких печатных плат; а также в авто- мобилях: в катушках громкоговорителей, датчиках, переключателях, в трубопроводах и высокотемпературных штрих-код этикетках. Основные области применения: погружные насосы (изоляция свинцовых кабелей), изоляция обмотки любых двигателей (статоров, роторов), мембраны ульт- развуковых датчиков (мембраны для диафрагм автомобильных выключа- телей), производство фольгированных материалов и интегральных схем, тяговые ремни на скоростных принтерах, липкие термостойкие ленты, печатные схемы и магнитные ленты [2]. Уникальные свойства ПИ пленок позволяют их применять и в микро- технике, причем не только для изолирующих, но и функциональных, на- пример оптических слоев. Низкая адгезия ПИ пленок к стеклу позволяет формировать на нем композиционную структуру устройства, а затем отде- лять от технологической подложки. Литература 1. Кузнецова, Е. В. Термопластичные полиимиды. Тенденции разви- тия и методы получения / Е.В. Кузнецова, З.В. Геращенко, А.Б. Березина – М.: НИИТЭхим. - 1991. – С. 15. 2. МакКин Л. Свойства пленок из пластмасс и эластомеров: перевод с английского / Л. МакКин. - Санкт-Петербург: Научные основы и техно- логии. – 2014. – С. 527. 303 УДК 544.2 СИНТЕЗ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ ОКСИДА КРЕМНИЯ В ПЛАЗМЕ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ Студент гр. 342701 Никитюк С. А., студент гр. 242701 Артюх Е. А. Аспирант Комар О. М. Канд. техн. наук, доцент Котов Д. А. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники На настоящий период развития существует необходимость создания наночастиц различного состава для применения в науке и технике. Напри- мер, микро- и субмикронные частицы диоксида кремния входят в состав средств огнезащиты, термически устойчивых лакокрасочных покрытий, высокотемпературных клеев, огнеупорного стекла, пеногасителей, красок, антикоррозионных покрытий, различных строительных смесей. Более того в последнее время наблюдается рост интереса к частицам с размерами несколько десятком нанометров в которых наблюдается проявление новых механических, оптических, электрических и магнитных свойств. Поэтому представляется актуальным их получение различными методами. Одним из перспективных является метод получения частиц из плазмы атмосфер- ного разряда [1]. Нами были проведены исследования по получению частиц оксида кремния из паров тетраэтоксисилана (ТЭОС) импульсно-плазменным ме- тодом в плазме атмосферного диэлектрического барьерного разряда с по- мощью разрядной системы имеющей коаксиальную конфигурацию. В общем случае размер частиц и производительность метода опреде- ляются мощностью разряда, соотношение подаваемых реагентов и геомет- рическими параметрами разрядной системы. Основная масса получаемых частиц по размерам находится в диапазоне от 50 до 80 нм. Из полученных результатов можно сделать вывод о пригодности им- пульсно-плазменного метода на основе плазмы атмосферного диэлектри- ческого барьерного разряда для формирования наночастиц оксида крем- ния, однако требуются дополнительные исследования состава и стехио- метрии получаемых частиц. Литература Sobota A, Guaitella O and Garcia-Caurel E. Experimentally obtained values of electric field of an atmospheric pressure plasma jet impinging on a dielectric surface // J. Phys. D: Appl. Phys., 2013, № 46, P.1-5. 304 УДК 539.184.56 ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ОЖЕ-ЭЛЕКТРОННОЙ СПЕКТРОСКОПИИ Студент гр. 11310112 Мясоедов Е. Н. Канд. техн. наук, доцент Ковалевкая А. В. Белорусский национальный технический университет Оже-спектроскопия – метод анализа строения вещества по энергетиче- ским спектрам электронов, возникающих в результате оже-эффекта, про- являющегося при облучения образца высокоэнергетическими пучками γ- квантов, ионов или электронов. В подавляющем большинстве методов анализа поверхности использу- ются различного рода явления, происходящие при воздействии на нее корпускулярных частиц и электромагнитных излучений. Если такого рода воздействия приводят, например, к испусканию электронов, а информа- цию о свойствах поверхности получают при анализе электронных спек- тров, то говорят о методах электронной спектроскопии. В отличие от дру- гих частиц электроны легко регистрируются и поддаются счету. Последнее обстоятельство позволяет достаточно просто проводить количественный анализ поверхности, то есть получать, например, данные о концентрациях атомов различных элементов. Среди всех электронно-спектроскопических методик особое место за- нимает оже-электронная спектроскопия (ОЭС), которая, пожалуй, является самой распространенной методикой. Главным преимуществом ОЭС по сравнению с многими другими мето- дами является очень малая глубина анализа, что делает эту методику при- годной для исследования поверхности. Появление сканирующей оже-спектроскопии позволило получать кар- ты распределения различных элементов с разрешением в несколько десят- ков нанометров, в результате чего стало возможно использовать ОЭС в микроэлектронике. Современные приборы дополнительно снабжены ис- точниками ускоренных ионов, которые могут послойно стравливать об- разцы. Благодаря этому появилась возможность проводить трехмерный анализ состава объектов. Следует отметить, что в настоящее время удается получать недифференцированные оже- спектры, что существенно упро- щает изучение тонкой структуры самих оже-линий, которая связана с наличием химических связей. Таким образом, ОЭС в перспективе может превратиться из метода анализа элементного состава в количественный метод анализа химического состава поверхности, что сделает его еще более универсальным инструментом. 305 УДК 621.382 ОКСИДНЫЕ ГАЗОВЫЕ СЕНСОРЫ В МЭМС Студентка гр.11310113 Мотевич В. В. Канд. техн. наук, доцент Кузнецова Т. А. Белорусский национальный технический университет Газовый сенсор является устройством, в котором реакция взаимо- действия контролируемого газа с чувствительным элементом преобразу- ется в электрический сигнал. Целью данной работы является изучение принципа работы и основ- ных составных частей оксидных газовых сенсоров. Определение мате- риала для изготовления газовых сенсоров, а так же расчет толщины пленки на нагревательных элементах при различных сопротивлениях. Основными конструктивными частями газового сенсора являются: нагреватель, токосъемные контакты, контактные площадки для присое- динения внешних выводов и газочувствительный слой. На сегодняшний день наиболее перспективными являются два типа химических сенсоров полупроводниковые и термокаталитические, в связи с высоким быстродействием, низким пределом обнаружения при- месей, высокой точностью, широким диапазоном измеряемых газов, простотой эксплуатации, значительным ресурсом работы. Полупроводниковые сенсоры обладают ограниченной селектив- ностью, но при этом обеспечивают длительную работу сенсора в необ- служиваемом режиме, просты, сравнительно дешевы и обладают малыми массогабаритными показателями. Кроме того полупроводниковые газо- вые сенсоры обладают наибольшим быстродействием и высокой чувст- вительностью. Термокаталитические газовые сенсоры измеряют теплоту, которая выделяется при окисления горючих газов на поверхности катализатора. Такие сенсоры находят применение в портативных и переносных прибо- рах, кондиционерах, в том числе автомобильных, воздухоочистителях, системах вентиляции, газоанализаторах взрывоопасных газов и паров. 306 УДК 621.382 ОПТИЧЕСКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ СЕНСОРЫ НА ОСНОВЕ СПЕКТРОМЕТРИИ Студент гр.11310113 Лигорский А. Ю. Канд. техн. наук, доцент Кузнецова Т. А. Белорусский национальный технический университет Оптические датчики основаны на взаимодействии электромагнитных волн с исследуемым образцом, в результате которого меняются некоторые свойства излучений, такие как интенсивность, поляризация, скорость света в среде и так далее. Модуляция длины волны излучения происходит из-за присутствия в образце определенных химических веществ. Оптические модуляции сигналов исследуются методами спектроскопии, позволяющи- ми получать различную информацию о микроскопических структурах: от атомов до динамических процессов в полимерах. Целью данной работы было изучить принципы работы оптических хи- мических сенсоров различного назначения. Определить наиболее чувстви- тельные материалы для изготовления оптических химических сенсоров, а также рассмотреть области применения оптически химических сенсоров. Принцип действия спектрометров заключается в воздействии на обра- зец, который может быть в одной из трех фаз: твердой, жидкой или газо- образной, монохроматического излучения. Проходящие через образец электромагнитные волны изменяют его свойства, что приводит к модуля- ции выходного сигнала. Либо внешнее излучение приводит к возникнове- нию вторичного излучения (индуцированной люминесценции), интенсив- ность которого пропорциональна концентрации анализируемого вещества в составе образца. 307 УДК 541 КОЛЛОИДНЫЕ ПОВЕРХНОСТОНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА Студентка гр. 11304115 Лазакович Е. П Канд. техн. наук, доцент Колонтаева Т. В. Белорусский национальный технический университет Целью данной работы является изучение коллоидных поверхностно- активных веществ (ПАВ) и их применение. Произведен литературный обзор в области структуры ПАВ. ПАВ – это вещества, добавление которых в гетерогенную систему уменьшает поверхностное натяжение на границе раздела фаз. При этом во всем интервале концентраций вплоть до насыщенного раствора ПАВ на- ходятся в молекулярно-дисперсном состоянии, т. е. системы являются гомогенными. Коллоидные ПАВ – это вещества, которые не только снижают поверхно- стное натяжение на границе раздела фаз, но при определенных концентра- циях способны к произвольному мицеллообразованию, т.е. к образованию новой фазы. При удлинении углеводородной цепи до 8-10 атомов углерода возникает новое свойство - способность молекул ПАВ объединяться в агре- гаты, содержащие десятки молекул и называемые мицеллами. Отметим три основных свойства ПАВ: 1. Способность значительно снижать поверхностное натяжение на гра- нице раздела фаз. Эта способность обусловлена высокой поверхностной активностью ПАВ, которая зависит, главным образом, от длины углеводо- родного радикала; с ее увеличением поверхностная активность возрастает. 2. Способность к самопроизвольному мицеллообразованию. Критиче- ская концентрация мицеллообразования лежит обычно в пределах 10Y.- 10Yr моль/дм..После достижения этой концентрации в растворе самопро- извольно образуются сферические мицеллы (мицеллы Гартли) и система становится гетерогенной. 3. Солюбилизация. Солюбилизацией называется явление растворения веществ в мицеллах ПАВ. Солюбилизация – самопроизвольный и обрати- мый процесс. Благодаря этим свойствам поверхностно-активные вещества находят применение практически во всех отраслях промышленности, а также ис- пользуются при решении экологических проблем. Литература Гельфман М.И. Коллоидная химия. 2-е изд. / М.И. Гельфман, О.В. Ко- валевич, В.П. Юрстратов. СПБ., «Лань», 2003. – р.4.1., 4.1.1., 4.1.2., 4.1.4. 308 УДК 621-382 МЭМС-БОЛОМЕТРЫ Студент гр.11310113 Коцуба В. И. Канд. техн. наук, доцент Кузнецова Т. А. Белорусский национальный технический университет Тепловидение и фотоэлектроника (фотоника) относятся к отраслям вы- соких «критических технологий». Уровень их развития напрямую связан с экономическим потенциалом и обороноспособностью государства. Принцип действия микроболометра основан на изменении электриче- ского сопротивления термочувствительного элемента вследствие нагревания под воздействием поглощаемого потока электромагнитной энергии. Основ- ной компонент микроболометра – очень тонкая пластинка (например, из платины или другого проводящего материала), зачерненная для лучше- го поглощения излучения. Из-за своей малой толщины пластинка под дейст- вием излучения быстро нагревается и ее сопротивление повышается. Для измерения малых отклонений сопротивления пластинки ее включают в мостовую схему, которую балансируют при отсутствии засветки. Целью данной работы является изучение конструкций, принципов ра- боты и основных составных частей оксидных МЭМС-болометров, опреде- ление материалов для изготовления микроболометров, а также произведе- ние расчета периода гофра устройства при различных углах падения излу- чения на устройство. Рассмотрены основные конструкции современных микроболометров и материалы, из которых они изготавливаются. Также проведен расчет пе- риода гофрированного слоя для конкретной конструкции. Из выполнен- ных расчетов можно сделать вывод, что при изменении угла падения излу- чения в большую сторону следует изменять период гофра. Это необходимо для того, чтобы преобразование излучения в поверхностную электромаг- нитную волну было наиболее эффективным. 309 УДК 535.317 ПЬЕЗОАКТЮАТОРЫ В ОПТИКЕ Студент гр.11310114 Костюкович А. Р. Канд. тех. наук, доцент Кузнецова Т. А. Белорусский национальный технический университет Оптика традиционно является областью широкого применения пьезоак- тюаторов. Пьезоактюаторы применяются для перемещения отдельного оп- томеханического компонента с прецизионной точностью с целью получения оптимальной настройки оптической системы, например лазерного резонато- ра. Оптомеханические компоненты (платформы, зеркала) являются систе- мами, использующими пружины частичной переустановки, в связи с чем, имеют малую жесткость. Настройка оптомеханики пьезоактюаторами не требует от них развивать значительной механической энергии или силы. Пьезоактюаторы применяются в оптике для перемещения сканирую- щих зеркал, стабилизаторов изображения, для пиксельного увеличения. В сканирующей микроскопии используются системы автоматической фоку- сировки. Пьезоактюторы используют в интерферометрии. На примере интерферометра Майкельсона, подключенного к компьютеру, в устройстве интерферометра используются пьезоактюаторы, обеспечивающие линей- ное перемещение плоского зеркала до 12 мкм. Для максимальной точности настройки и устранения малейшего отклонения зеркала устанавливают не один пьезоатюатор, а три и более. Что позволяет так же повысить вибра- ционную устойчивость измерений. При продольном перемещении зеркала на величину, равную четверти длины волны лазерного излучения, в центре интерференционной картины наблюдается максимальный размер кольца с минимумом освещенности. При перемещении на величину, равную поло- вине длины волны, в центре интерференционной картины наблюдаем мак- симальный размер кольца с максимумом освещенности. Параллельно с пьезоактюаторами устанавливаются датчики, отслежи- вающие наклон зеркала, для нахождения их перемещения, в дальнейшем это помогает при конечной обработке изображения. Одна из задач по обработке изображения является нахождение перемещения пьезоактюато- ра по наклону зеркала. Для этого составляется матрица преобразования, составленная из коэффициентов пересчета угловых перемещений в линей- ные в точках контакта зеркала с пьезоактюатором. Полученный результат измерений координат центра умножаются на матрицу преобразования, в итоге получается грубая оценка перемещения пьезоактюатора. В результа- те при однократном измерении достигается погрешность 0,05 мкм. 310 УДК 544.023.221 КОМПОЗИЦИОННЫЕ ПЛЕНКИ ЛЕНГМЮРА-БЛОДЖЕТТ Студент группы 11310115 Ковальчук А. В. Канд. техн. наук, доцент Кузнецова Т. А. Белорусский национальный технический университет Термин пленки Лэнгмюра-Блоджетт (ЛБ) обозначает моно или много- слойные пленки, перенесенные с границы раздела вода–воздух на твердую подложку. Технология приготовления пленок ЛБ была разработана еще в 30—40-е годы прошлого века, но нашла применение в аналитической хи- мии только в начале 80-х годов. Пленки ЛБ используются практически во всех типах сенсоров [1]. Уникальным свойством пленок ЛБ является возможность формирова- ния упорядоченной структуры на твердой поверхности из некристалличе- ского материала. Это позволяет переносить монослои на различные под- ложки. В большинстве случаев используются подложки с гидрофильной поверхностью, когда монослои переносятся в стянутом виде. Можно ис- пользовать такие материалы, как стекло, кварц, алюминий, хром, олово (последние в окисленном виде, например, Al2O3/Al), золото, серебро и полупроводниковые материалы (кремний, арсенид галия и др.). Известны две разновидности метода переноса монослоев с границы раздела вода-воздух на твердую подложку: вертикальный и горизонталь- ный. Первый является более распространенным. Второй (метод Шайфера) полезен для осаждения очень твердых (жестких) пленок и для формирова- ния нанокомпозитов. Например, горизонтальный метод введения полу- проводниковых наноразмерных частиц Cd-Te-кластеров и неорганических ионов в мономолекулярные пленки бегеновой кислоты позволил создать композиционные тонкие пленки с уникальные поверхностно-активными свойствами. В работе рассмотрены современные тенденции создания на- нокомпозитов на основе ЛБ пленок [2]. Литература: 1. Блинов Л.М. Ленгмюровские пленки // Успехи физ. наук. 1988. Т. 155, № 3. С. 443–480. 2. Жавнерко Г.К., Супиченко Г.Н., Агабеков В.Е., Мойсейчук К.Л., Ди- кусар Е.А., Галлямов М.О., Яминский И.В.. Формирование и свойства пленок Ленгмюра-Блоджетт на основе диацетиленсодержащих соединений // Журнал физической химии, 2002, т. 76, №9, с.1634-1638. 311 УДК 535.3, 530.145.65, 621.373 ФОТОННЫЕ КРИСТАЛЛЫ КАК МАТЕРИАЛ КОМПЬЮТЕРОВ БУДУЩЕГО Студент гр. 1131015 Иванов З. В. Канд. техн. наук, доцент Кузнецова Т. А. Белорусский национальный технический университет Фотонный кристалл представляет собой пространственную решетку с периодом порядка длины волны света с пространственно модулиро- ванным показателем преломления среды - в одном, двух или трех изме- рениях. Фотонные кристаллы служат основой нового поколения ком- пактных элементов, устройств интегральной оптики и волоконно- отпических линий связи [1]. В принципе с их помощью возможна реа- лизация квантового компьютера на основе фотонных кристаллов, где роль информационных битов (0 или 1) будут играть области с разным показателем преломления. Подобный компьютер потенциально облада- ет высокой эффективностью из-за наиболее высокой достигаемой ско- рости передачи сигнала [1]. Однако существует ряд проблем реализации подобного проекта. Ос- новная проблема квантовых компьютеров – быстрый распад суперпозици- онных состояний. Время сохранения когерентности состояний должно быть больше времени вычислений. Поскольку привычного «обмена мате- риальными носителями сигналов» в них зачастую не происходит, в уст- ройствах, где переносчиком сигналов служит свет, существенную роль начинают играть причинно-следственные отношения событий, иниции- руемых светом. Работу нашего квантового устройства нельзя наблюдать «изнутри». Попытка «увидеть» фотон внутри кристалла при помощи лю- бого регистрирующего прибора остановит работу устройства. Решетка фотонных кристаллов имеет субмикронные размеры, поэтому для их изго- товления требуется разработка новых методов и материалов с меньшим показателем преломления. В работе сделан обзор современных разработок для решения указанных проблем и создания полностью оптического компьютера. Литература Нелин, Е. А. Устройства на основе фотонных кристаллов / Е. Нелин // Тех- нология и конструирование в электрон. аппаратуре. – 2004. – № 3. – С. 18-25. 312 УДК 544.252 ПРИМЕНЕНИЕ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ В СЕНСОРАХ Студент гр. 11310115 Дашковский М. С. Кандидат тех. наук, доцент Кузнецова Т. А. Белорусский национальный технический университет Жидкие кристаллы (ЖК) – вещества, находящиеся в промежуточном между твердым кристаллическим и изотропным жидким состоянии [1]. ЖК были открыты в 1888 году австрийским ботаником Ф. Рейницером. Они обладают свойствами жидкости – текучестью, способность находить- ся в каплевидном состоянии, но при этом проявляют анизотропию оптиче- ских, электрических, магнитных и др. свойств, связанную с упорядоченно- стью в ориентацию молекул. В отсутствие внешнего воздействия в ЖК анизотропны диэлектрическая проницаемость, магнитная восприимчи- вость, электропроводность и теплопроводность. В них наблюдаются двой- ное лучепреломление и дихроизм [2, 3]. В последние годы ЖК получили обширное применение в различных областях науки и техники. Оптические свойства жидких кристаллов очень сильно зависят от небольших изменений любых внешних условий. Эта их способность используется в различных электрооптических устройствах, в устройствах для визуальных наблюдений за температурой в отдельных участках неизотермических систем, в спектроскопии. Материалы из ЖК очень чувствительны к слабым внешним полям и могут «чувствовать» один или более параметров. Они чувствительны к температуре, концентрации, давлению, механическим напряжениям, элек- трическим полям, магнитным полям, водородному показателю pH, излу- чению, загрязнению окружающей среды и т.д. На основе данных материа- лов возможно построение «умных» систем, основанных на молекулярном опознавании. Литература 1. Шибаев, В. П. Необычные кристаллы или загадочные жидкости / В. П. Шибаев // Соросовский образовательный журнал. – 1996. №11. С.37—46. 2. Сонин, А. С. Дорога длиною в век – Из истории открытия и исследо- вания жидких кристаллов/ А. С. Сонин, М.: Наука, 1988. — 224 с. 3. Чандрасекар С. Жидкие кристаллы. / под ред. Чистякова И. Г. – М.: Мир, – 1980. – С. 344. 313 УДК 621 ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ ZrO2 Студентка группы 11304112 Голуб Н. А. Канд. техн. наук, доцент Ковалевская А. В. Белорусский национальный технический университет В настоящее время диоксид циркония является одним из наиболее ши- роко применяемых в промышленности керамических материалов, мате- риалов для электроники, стекол, датчиков, конструкционной керамики. Он используется в качестве основы огнеупоров для изготовления скользящих затворов и других частей установок непрерывного литья (до 70%), абра- зивных материалов для шлифования и резания. Среди способов нанесения покрытий, плазменное напыление привлека- ет особое внимание. Распространение этого метода обусловлено его высо- кой производительностью и универсальностью, позволяющими наносить металлические и керамические материалы заданного химического и фазо- вого состава в виде покрытий значительной толщины. Характеристики плазменных теплозащитных покрытий (ТЗП) зависят как от состава и состояния исходного порошка, так и от технологических параметров напыления. В большинстве исследований влияния технологии плазменного напы- ления на долговечность покрытий отмечается, что состав и состояние ис- ходного порошка для напыления имеют решающее влияние на качество напыленных покрытий. При этом фазовый состав порошка не оказывает существенного влияния на состав покрытия. Важное значение для получения качественных теплозащитных покры- тий (ТЗП) имеет химическая чистота применяемых материалов. Термиче- ская стабильность тетрагональной фазы ZrO2 снижается с увеличением содержания межкристаллической влаги в порошке. Присутствие влаги ухудшает нагрев порошка в плазменной струе, делает его неоднородным. Существенное влияние на долговечность покрытий оказывает размер частиц исходного порошка. Увеличение среднего размера частиц приводит к росту пористости покрытия и к увеличению сопротивления термоудара, но при этом крупные частицы хуже проплавляются в плазменной струе, что приводит к неоднородности фазового состава, снижению прочности межчастичных контактов в покрытии. Так же имеет значение форма по- рошка. Предпочтительнее всего сферическая форма. 314 УДК 661. 66: 620. 5 ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ГРАФЕНА С ПОМОЩЬЮ ТУННЕЛЬНОЙ МИКРОСКОПИИ Студент гр.11310115 Голотик Т. И. Канд. техн. наук, доцент Кузнецова Т. А. Белорусский национальный технический университет Графен – материал, представляющий из себя двумерную модификацию углерода толщиной в один атом – рассматривается как перспективный материал для будущей наноэлектроники и может проявлять различные свойства в зависимости от атомной структуры [1, 2]. Методом, который позволяет контролировать атомную структуру графена прямыми измере- ниями является сканирующая туннельная микроскопия (СТМ) [3]. При нанесении графена на различные подложки локальное атомное окружение атомов углерода периодически изменяется, в результате чего формируется так называемая структура муара, образующаяся из-за рассогласование постоянных решетки графена и подложек и изгиба монослоя графена [2]. Исключением является подложка Ni(111), параметры кристаллической решетки которой наиболее соответствуют параметрам графена, благодаря чему возможно формирование структуры (1 × 1) в системе графен/Ni(111) и структура муара, как правило, отсутствует. Влияние никеля на локаль- ную плотность состояний графена монотонно зависит от расстояния меж- ду каждым атомом углерода и ближайшим атомом никеля. Чувствительность электронных характеристик к ориентации графена по тношению к атомам подложки может найти практическое применение в датчиках смещения, ультратонких конденсаторах и пр. Литература 1. Графеновые «занавески» и муаровый эффект - метастабильные доме- ны в углеродных материалах. [Электронный ресурс]: Нано-техническое сооб- щество. Автор: О. Г. Попова – Режим доступа: http://www.nanometer.ru/2014/12/12/14183645586501_445750.html Дата досту- па: 27.02.2017 2. Структура графена на поверхности Ni(110). [Электронный ресурс]: Фи- зика твердого тела. Авторы: А. В. Федеров, А. Ю. Варыхалов, А. М. Добро- творский, А. Г. Чикина, В. К. Адамчук, Д. М. Усачев – Режим доступа: http://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/1571 Дата доступа: 27.02.2017 3. Миронов, В. Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии [Учеб- ное пособие для студентов старших курсов высших учебных заведений] / В. Л.Миронов - г. Нижний Новгород, 2004. – 110 с. 315 УДК 620.3 ИСКУССТВЕННЫЙ НОС НА ОСНОВЕ БАЛОЧНЫХ СЕНСОРОВ Студент гр.11310113 Белькевич Ю. А. Канд. техн. наук, доцент Кузнецова Т. А. Белорусский национальный технический университет Целью данной работы является рассмотрение современных конструк- ций, которые используются в системах « искусственный нос». В данной работе представлен обзор балочных типов датчиков, материалы для его изготовления и их применение в современных сенсорных системах. Основным преимуществом балочных датчиков является их высокая чувствительность, которая позволяет фиксировать частицы весом в один дальтон (10-27 кг). Сенсоры использующее консольно-защемленную балку часто используется для регистрации малых воздействий. Через изменение резонансной частоты колебания балки с прикрепленной массой и без нее можно найти массу адсорбированной частицы на кантилевере. Этот метод и используется в балочных сенсорах. Используя различные покрытия балки можно улучшить ее чувствитель- ность. Покрыв, например, полиметилметакрилатом (ПММА) можно обеспе- чить чувствительность к спиртам, а если покрыть с обеих сторон, то можно добиться высокой чувствительности к изменению тепловой энергии. Функционализация кантилевера биологически активными молекулами превращает его в высокочувствительный селективный сенсор, который мо- жет использоваться в биомедицинских исследованиях, диагностике, анализе ДНК. Дифференциальные методы регистрации механического отклика по- зволяют детектировать одиночные ошибки в парах оснований ДНК. Основные области использования искусственного носа – это медицина (обнаружение вредоносных и опасных бактерий, обнаружение рака легких и рака мозга), правоохранительные органы (обнаружение взрывчатых ве- ществ, а также наркотических веществ), в научно-исследовательских лабо- раториях (контроль качества сырья, обнаружение загрязнений, стабиль- ность характеристик), на производстве (контроль чистоты). 316 УДК 538.935 ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОЭФФЕКТА В P-N ПЕРЕХОДЕ Студент гр. 11304114 Шлег В. В. Канд. физ. мат. наук, доцент Сернов С. П. Белорусский национальный технический университет Данная работа посвящена изучению фотоэффекта в p-n переходе, его применение, а также связь между различными видами фотоэффекта. Фотоэффект – испускание электронов веществом под действием света или любого другого электромагнитного излучения. Фотоэффект устанав- ливает непосредственную связь между электрическими и оптическими явлениями. Рассмотрим внутренний и вентильный фотоэффект. Внутренний фотоэффект (фотопроводимость) – явление возникновения внутри полупроводника избыточных носителей тока, при поглощении оптического излучения, в результате чего увеличивается проводимость полупроводника. Вентильный фотоэффект наблюдается при освещении контактной облас- ти двух полупроводников р- и n-типов проводимости и состоит в возникно- вении фото э.д.с. в отсутствии внешнего поля. При контакте полупроводни- ков n- и p-типов возникает контактная разность потенциалов (запирающий слой), таким образом в области p-n-перехода имеется внутри поле. При ос- вещении р-n-перехода в р- и n-областях вследствие внутреннего фотоэффек- та образуются электронно-дырочные пары, которые, попав в область дейст- вия р-n-перехода, будут им разделены так, что электроны перейдут в n- область, а дырки в р-область. Избыток концентрации электронов и дырок в n- и p-областях ведет к возникновению э.д.с. Если на р-n-области нанести металлические контакты и подсоединить внешнюю нагрузку, то при осве- щении р-n-перехода через нее потечет электрический ток. На описанном принципе работают фотоэлектрические преобразователи. Явление фотоэффекта широко применяют в различных схемах автома- тики для управления электрическими цепями с помощью световых пучков. С помощью фотоэлементов осуществляется воспроизведение звука, запи- санного на кинопленке. Чувствительные к инфракрасным лучам фотоэле- менты применяются в аэронавигации. 317 УДК 621.3.049.77 ФОРМИРОВАНИЕ ДИОДОВ ШОТТКИ НА ОСВНОВЕ ПОЛИ-Si ДЛЯ МИКРОБОЛОМЕТРИЧСЕКИХ МАТРИЦ Студент Наливайко В. О.1 Ст преподаватель Новиков А. Г.1, Д-р физ.-мат.наук, доцент Гайдук П. И.1, Заместитель главного технолога ОАО «Интеграл» Наливайко О. Ю.2 1Белорусский государственный университет 2ОАО «Интеграл» Силициды переходных металлов играют в современной технологии производства сверхбольших интегральных схем важную роль и активно изучаются уже долго время. Однако, процессы формирования силицидов на аморфном и поликристаллическом кремнии были изучены ранее недос- таточно, так как не нашли широкого применения в микроэлектронике. В настоящее время ведется разработка нового поколения неохлаждаемых мембранных кремниевых микроболометров на основе диодов Шоттки, в связи с этим изучение процессов формирования силицидов на аморфном кремнии является актуальной задачей. В качестве подложек были использованы структуры Si(100)/SiO2/poly- Si. Далее, слои поликристаллического кремния были легированы ионами P+дозой 2*1015см-2. Методом магнетронного осаждения выращивали тон- кие слои платины толщиной порядка 25 нм. Для формирования силицидов проводили отжиг образцов в атмосфере азота при температуре от 350 °С до 550 °С в течении 20 минут. Морфологию и структуру образцов до и после отжига изучали при помощи растровой электронной микроскопии. РЭМ микрофотографии образцов до (слева) и после отжига в атмосфере азота при 550 °С (справа). Методом РЭМ установлено, что термический отжиг структур Si(100)/SiO2/poly-Si/ приводит к формированию силицида платины толщи- ной 41,8 нм при температуре 350 °С, а последующее увеличение темпера- туры сопровождается возрастание толщины слоя силицида платины и достигает 55,6 нм при температуре отжига 550 °С. 318 УДК 681.2.08 МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ СОВРЕМЕННЫХ МИКРОМЕХАНИЧЕСКИХ ГИРОСКОПОВ Студенты гр. ПГ 32 (бакалавр) Ярема А.Д., Мариненко А. С. Ассистент Лакоза С. Л. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского» Разработками ММГ занимаются ведущие фирмы, такие как Analog Devices, Northrop Grumman, Litton Systems, Motorola, Charles Stark Draper Laboratory, SAGEM, ЦНИИ «Электроприбор», ЗАО « Гирооптика». На дан- ный момент разработано множество конструкций, которые делят по виду движения инерц. массы в режиме движения и режиме чувствительности: LL- типа (linear - linear), RR-типа (rotate-rotate) и гироскопы LR- типа (linear-rotate). Также известны конструкции ММГ с чувствительным элементом (ЧЭ) в виде упругого тонкостенного кольца. Изготовляются ММГ с помощью методов фотолитографии, анизотропного травления, диффузионной сварки. Рассмотрев разные варианты конструкций ММГ, можно выделить не- сколько их недостатков: 1) чрезмерная минимизация габаритов ММГ приво- дит к большой потере чувствительности и снижению точности прибора; 2) малые размеры ЧЭ ММГ приводят к проблеме сверхточных измерений емкости; 3) для обеспечения высокой добротности колебаний системы ММГ должен быть вакуумированным и герметизированным (усложнение техно- логического процесса его производства); 4) емкостные датчики положения и актюаторы имеют нелинейные характеристики преобразования, что требует разработки способов их линеаризации. Для решения этих проблем предложено несколько решений. Для этого в первую очередь нужно применять новые технологические решения для созда- ния новых микромеханических структур с нужными размерами и системой съема информации. Система съема информации может быть улучшена не- сколькими способами: первым способом есть реализация автоколебательных режимов работы ММГ с применением временной модуляции, которая может повысить точность регистрации угловой скорости. Вторым является реализа- ция оптического интерференционного способа регистрации перемещения, который лишен многих недостатков емкостного метода. Современные электростатические датчики силы (ДС) имеют нелинейные характеристики и могут быть эффективно использованы только при малых зазорах и большом количестве гребенок ДС. Для преодоления этих недос- татков разработчики рассматривают использование магнитоэлектрических ДС. Реализация такого ДС позволяет приблизительно в 50 раз повысить его силовые характеристики. 319 СОДЕРЖАНИЕ СЕКЦИЯ 1. ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ Каликанов А. В. Расчет микромеханического гироскопа RR-типа…... 3 Вислогузова И. В. Резервная бесплатформенная система ориентации…. 4 Хоцевич М. А. Обзор программных комплексов конечно-элементного анализа …………………………………………………………………… 5 Качан Р. Ф., Бойко А. А., Бондарев В. А. Электрические свойства нанокомпозитов металл-диэлектрик…………………………………... 6 Мартынюк М. О. Измерение напряженно-деформированого состояния строительных конструкции………………………………..……………. 7 Костенко Е. Р. Сравнительный гидравлический расчет спринклерной системы пожаротушения………….……………………………………… 8 Батура А. М. Организация мониторинга сварных соединений в магистральных маршрутных трубопроводах……………….……….… 9 Хлопонин П. Устройство контроля уровня радиации подвижного состава…………………………………………………………………… 10 Зданович С. В. Создание программы «Справочник астронома» на языке СИ…….………………………………………………………... 11 Бобрикович А. А. Субъективно-статистический метод оценки качества звучания FSQ (Fast Sound Quality)…….……………………. 12 Никитин В. И. Влияние толщины образца на тип горениядревесины тестового пожара для контроля мультисенсорных пожарных извещателей ………………………………………………………………. 13 Буйневич М. В. Узел измерения медленных аналоговых сигналов…….. 14 Ананьева И. Р. Мониторинг процессов выдержки и сушки бетона в режиме реального времени….……..…..…..…..…..…..…..…..…..…. 15 320 Терновский М. В. Система пожарной сигнализации, оповещения о пожаре и управления эвакуацией четырехэтажного гостиничного комплекса..………..…..…..…..…..…..…..…..…..…..…..…..…..…..….. 16 Коменчук И. Е. Геометрическое моделирование украинской антарктической станции «Академик Вернадский»…………………… 19 Боярщонок Е. В. Стабилизация тлеющего разряда в генераторах парогазовой смеси для легирования эпитаксиальных слоев кремния… 20 Васько А. П. Способ измерения параметров интенсивности ультразвуковых колебаний при физиотерапии …………..…..…..….... 21 Вечеринский Е. Н. Система пожарной сигнализации, оповещения о пожаре и управления эвакуацией здания административно-бытового корпуса коммерческой организации …………………………………... 22 Ганус М. Б. Система охраны районной поликлиники……………….... 24 Мустафокулов А. Ш. Система пожарной сигнализации, оповещения о пожаре и управления эвакуацией СШ №5 на 390 человек ………... 26 Симанков А. В. Особенности выбора видеокамер для размещения на станциях технического обслуживания …………………………...… 28 Хацкевич А. Д. Устройство автоматического контроля параметров внешней среды ………………………………………………………….. 29 Нгуен Д. Н. Способ повышения дальности обнаружения морских объектов ………………………………………………………. 30 Бернацкая М. Д. Техническое диагностирование крановых…….….... 31 Гамезо А. А. Ультразвуковой контроль труб малых диаметров……... 32 Ляшук К. С. Люминофорные пластины в цифровой рентгенографии….. 33 Микитевич В. А., Пантелеев К. В. Устройство сопряжения аналогового измерителя контактной разности потенциалов и хост-компьютера…… 34 Товбер А. И. Расчет и моделирование погрешностей гиросокпического датчика угловой скорости………………………………………………… 35 Савелов П. И. Пыленепроницаемый акустический выключатель…… 36 Станкевич П. В. Сигнализатор загазованности воздуха……………... 37 321 Буданова О. А. Измерение двухосных напряжений в стальных изделиях методом эффекта баркгаузена…….....………………………. 38 Зданович С. В. Матричные приемники для цифровой рентгенографии… 39 Довнар А. С. Операционный блок прибора контроля диапазона электрических сигналов………………………………………………… 40 Свищ А. А., Чурикова Я. А. Видеоэндоскопы с рабочим каналом….... 41 Олинийчук А. И. Анализ акустической эмиссии в процессах механообработки с использованием вейвлет-пакетов……………….. 42 Олинийчук А. И. Адаптивная система контроля и диагностики механообработки……………………………………………………….. 43 Ахремчук Д. А., Наумова А. Г. Оперативная техническая диагностика трубопроводов нефти и газа при помощи беспилотных летательных аппаратов……………………………………………………………….. 44 Боярщонок Е. В. Газоразрядная технология создания парогазовых смесей для легирования эпитаксиальных слоев кремния …………... 45 Горбач М. И., Мацапура А. И. Автономный речевой оповещатель с управлением по радиоканалу.………………………………………… 46 Жевнеркевич О. Ю. Феррозонд-градиентометр и система намагничивания для контроля магнитной анизотропии листового проката сталей…………………………………………………………… 47 Ковынев Н. В. Использование RFID и NFC меток для защиты от контрафактной продукции………………………………………..…….. 48 Лапшевич Н. Б. Проверка состояния металлических конструкций кранов……………………………………………………………………… 50 Мартинкевич А. В. Интелектуальный датчик обнаружения движения… 51 Симанкович А. Б. Трехуровневая система защиты длинных линий связи пожарной сигнализации………………………………………….. 52 Хитрик М. Н. Организация и состав работ по техническому диагно- стированию грузоподъемных кранов………………………………….. 53 Четырко К. М. Кистевой динамометр…………………………………. 54 322 Юнцевич А. М. Велокомпьютер………………………………………… 55 Чейпеш В. В. Беспроводная передача данных с бортового самописца… 56 Тушинский Н. А. Звуковой тюнер ……………………………………… 57 Полхутенко С. А. Люксметр …………………………………………… 58 Герман В. Ю. Модернизация автономных необитаемых подводных аппаратов………………………………………………………………… 59 Грищенко А. Н., Судникевич В. В. Беспроводные системы управления освещением……………………………………………………………… 60 Илбуть П. А. Ультразвуковой контроль барабанов кокса методом TОFD ……………………………………………………………………. 61 Довнар А. С. Ультразвуковой дальномер ……………………………... 62 Шунькина Д. А. Неразрушающий контроль трубопроводов высокого давления на объектах особой важности ………………………………. 63 Тимошко М. Р., Валюк В. Г. моделирование и ультразвуковой контроль двухслойных материалов волнами лэмба…..……………… 64 Савеня П. С. Контроллер двухкоординатного растрового сканера….. 65 Лысикова К. О. Аппроксимация сигналов методом наименьших квадратов…….…………………………………………………………... 66 Макеенок Е. П. Применение тепловизоров в строительной отрасли….. 67 Глеваский А. В. Манипулятор для неразрушающего контроля соединений авиационных конструкций………………………………... 68 Иванов В. Ю. Разработка программы для управления и работы с базой данных ………………………………………………………….. 69 Милевский П. А. Разработка программы для работы с базой данных MS Access……………………………..…………………………………. 70 Микитевич В. А цифровой осциллограф с USB интерфейсом……….. 71 Ахремчук Д. А. Виброметр ……………………………………………... 72 Бедик А. О. Цифровой измеритель защитного слоя бетона………… 73 323 Бернацкая М. Д. Портативный спектрофотометр.…………………… 74 Довнар А. С. Электронный блок устройства измерения адгезии..…… 75 Зубрей И. С. Ультразвуковой толщиномер………….………………… 76 Корнюшко С. П. Блескомер………………...…………………...……… 77 Кулик А. С. Универсальный парковочный радар……………………… 78 Курбатов А. И. Переносной измеритель поглощенной дозы………... 79 Масловский И. В. Портативный измеритель влажности бетона……… 80 Микитевич В. А. Твердотельная модель цифрового осциллографа…. 81 Поведайко А. Д. Операционный блок многоканального устройства кодирования….…………………………………………………………... 82 Полхутенко С. А. Люксметр цифровой……………………………...… 83 Тушинский Н. А. Гитарный тюнер-метроном………………..………… 84 Хитрик М. Н. Мобильный микровеберметр….……………...………... 85 Четырко К. М. Кистевой динамометр цифровой…………………..… 86 Юнцевич А. М. Вибро-ударопрочный велокомпьютер…..…………… 87 Будник А. Н. Устройство защиты аппаратуры от перепадов напряжения……………………………………………………………… 88 Паньков С. Б. Моделирование энергетических параметров и доз при рентгенографие……………...................…………………………… 89 Костина Г. А. Интегрированные системы управления светодиодным освещением на базе LED-драйверов…………………………………… 90 Охота Б. О. Конечно-элементное моделирование поврежденной пластины обшивки самолета…………...……………………………… 91 Миргородский А. А. О расширении возможностей беспроводных технологий в задачах неразрушающего контроля……………………. 92 Марченко Е. С. Обзор методов контроля металических изделий…………………………………………………………………… 93 324 Лысенко Ю. Ю., Карпинский В. В. Мониторинг технического состояния объектов с использованием импульсной вихретоковой дефектоскопии………………..………………………………………… 94 Ребко Т. А. Ультразвуковой контроль фракционных колон методом фазированных решеток………………………………………………… 95 Пустовойт А. И. Геометрическое моделирование украинской антарктической станции «Академик Вернадский»…………………… 96 Пишняк А. С. Термогигрометр…………………………………………. 97 Новицкий А. А. Оптоэлектронные энкодеры для прецизионных измерений формы и размеров………………………………………….. 98 Цедик В. А. Кмоп матрицы для визуализации изображений…………. 100 Нетецкая Т. Е. Блок управления сканирующим координатным устройством установки для измерения магнитных полей……………. 101 Нетецкая Т. Е. Измерительный генератор синусоидального сигнала… 102 Муха Р. Ю., Онкалюк О. И. Системы диагностики и мониторинга состояния режущего инструмента……………………………………... 103 Онкалюк О. И., Муха Р. Ю. Принципы построения и состав гибких производственных комплексов (ГПК)…………………………………. 104 Клименко А. М. Преимущества использования систем мониторинга технического состояния…..…………………………………………….. 105 Качан Р. Ф. Выбор среды моделирования работы модуля управления шаговыми двигателями…..……………………………………………... 106 Качан Р. Ф. Автоматическое управление режимами шагового двигателя с использованием драйвера L6470…………………………. 107 Качан Р. Ф. Выбор микроконтроллера для системы управления перемещением с шаговыми двигателями……………………..……….. 108 Валюк В. Г., Тимошко М. Р. Амплитудно-угловой метод контроля глубины упрочненного слоя……………………………………………. 109 325 Закорко Н. В. Блок вывода адресного устройства контроля………………………………..………………………………… 110 Зданович С. В. Блок управления адресного устройства контроля…...…………………………………………………………….. 111 Кмита К. Ю. Блок ввода адресного устройства контроля…………… 112 Радькова В. Е. Блок ввода многоканального устройства декодирования…………………………………………………………… 113 Свищ А. А. Операционный блок адресного устройства контроля…… 114 Шульжицкий Д. С. Блок индикации многоканального устройства декодирования…………………………………………………………… 115 Шавейко А. А. Устройство формирования бита паритета двоичного числа……………………………………………………………………… 116 Чижонок М. В. Блок ввода многоканального устройства кодирования……………………………………………………………… 117 Агель А. Г. Система охраны магазина бытовой техники……………… 118 Аль-Адеми Я. Т. А., Чернякова К. В., Тучковский А. К. Тепловые режимы работы микронагревателя с углеродной нитью датчика скорости потока на алюминиевом основании с нанопористым Al2О3……………….….. 119 Батура А. М., Зданович С. В. Дефекты сварных соединений в магистральных трубопроводах и причины их образования…….….. 120 Батура А. М., Зданович С. В. Матричные детекторы на основе аморфного селена……………………………………...………………... 121 Батура А. М., Зданович С. В. Ультразвуковой контроль сварных соединений в магистральных маршрутных трубопроводах…….…… 122 Безлюдов А. А. Обнаружение пожара в авиационном ангаре………… 123 Бобрикович А. Артикуляционный метод оценки качества звучания речевого сигнала………………………………………………………… 124 Буйко А. П. Программа и методика испытаний электроводонагревателя аккумуляционного с термоизоляцией закрытого ЭВАД-50/1,6М……. 125 326 Бычик А. С. Калибровка расходомера ATEQ………………………….. 126 Губенко Е. А., Василенко Д. И., Мараховская О. Ю. Прибор для оценки освещенности на рабочем месте…………………………………………. 127 Зубрей И. С., Карпович С. К. Техническое диагностирование обсадных колонн…………………………………….…...……………… 128 Горбатенко П. Д., Квятковский А. К. Обнаружение утечек газа из магистральных газопроводов релаксационным методом…………. 129 Сараева Е. С. Синтез алгоритма распознавания лиц на основе анализа известных технических решений……………………………... 130 Кольчевская И. Н., Кольчевская М. Н. Исследования процессов горения при помощи програмно-аппаратного комплекса Time Catcher.... 132 Сокуренко О. С. Методы уменьшения температурной погрешности тензорезистивных датчиков…………………………………..………… 133 Понитков Е. И., Толмачев К. М. Одноосный стенд вращения……….. 134 Тростянко С. И. Эффективность размещения точечных тепловых пожарных извещателей в торговом центре……………………………. 135 Чижонок М. В. Контроль качества материалов и приборов силовой электроники……….…………………………………………………….. 136 СЕКЦИЯ 2. КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ПРИБОРОВ Потапенко Е. А. Определение емкости поверхности металлических имплантатов способом центрифугирования……………………….….. 138 Некрасов Г. А. Разработка универсального устройства «AQUAUINO» для автоматизации жизнеобеспечения аквариума…... 139 Горбач Д. Ю. Устройство для диагностики челюстно-лицевых нарушений у человека………………………………………………….. 140 Ларионова Т. О. Применение аппарата автоматической дистракции в устройствах внеочагового остеосинтеза……………………………... 141 Кисель П. Р. Аннотация бытовых подъемников.…………..………….. 142 327 Лапутина Д. Г. Формирование поверхности с частично регулярным микрорельефом методом ЭЭО……....………………………………….. 143 Пархута И. Н. Устройство контроля податливости зубов…………… 144 Емельянова А. С., Плескач М. А., Солодкая Н. В. Кольцевые ультразвуковые концентраторы….……………………………………… 145 Семенкович В. П., Богдан П. С., Крышнев М. М. Восстановление режущей способности рабочей части стального зубного бора при помощи электроэрозионной обработки…………………………… 146 Берхин Е. В. Угол контакта шарикоподшипника при воздействии осевых колебаний…………………….………………………………… 147 Гавриленко В. В. Концепция проблемы шумоподавления…………… 148 Гавриленко В. В. Шумоэкспозиция как критерий шумового воздействия…..…………………………………………………………... 149 Hrybanova I. O. Method of regeneration of biological tissues by the light emission………………………………………………………………….. 150 Журавский А. А. Исследование колебаний весоизмерительных опор автомобильных весов …………………………………………………… 151 Зорко Е. В. Система ультразвуковой диагностики новообразований в биологическом объекте……………..………………………………… 152 Клименко П. А. Перспективы развития системы «бензорез»……….... 153 Королев А. С. Монтаж SMD-компонентов на манипуляторе……..……… 154 Кравченко А. Ю., Швидкий В. В. Принципы применения адаптивного управления физиотерапевтическим аппаратом………… 155 Рекеть А. И. Платформа мобильная для медицинской техники…….. 157 Kavyn E. D. Method of diagnosing disorders of bone density of the body…. 158 Батурин А. П. Конструирование медицинских приборов…………….. 159 Бодашко В. М. Электропатрон для закрепления сверла………………. 160 328 Аль-Камали М. Ф. С. Х., Тучковский А. К., Чернякова К. В. Исследование температуры поверхности ик излучателя на основе алюминия с нанопористым AL2О3 с элементом нагрева – углеродной нитью…… 161 Шалоумов Е. В. Комбинированные способы формирования акустической волны ……………………………….……………………. 162 Ермаков Е. В. Автоматическая система измерения…………...……….. 163 Манзюк Ю. Ю. Герметичный кабельный ввод………………………… 164 Kuprii A. I. To the non-invasive optical control of glucouse level………… 165 Литвиненко Д. Н. Электро-тиски ………………………………………. 166 Матвеева А. А. Способ токарной обработки резцом……..…………… 167 Филоненко К. Г. Устройство контроля натяжения ремня привода…… 168 Волошин К. П., Соколенко В. Н. Алгоритм классификации изделий на основе их конструктивно-технологических свойств.……………… 169 Ижмайлович В. П. Испытание изделий на воздействие транспортной тряски…………………………………………………………………..… 170 Скибчик В. В. Устройство диагностики токарных станков с контролем качества детали……………………….…………………... 171 Юрковець В. И. Шпоночное герметичное соединение…………...…... 172 Haponiuk A. O. Prototype of biomechanical hand prosthesis …………… 173 Шалоумов Е. В. Технология ультразвукового контроля физико-механических свойств материала объекта…………………… 174 Сергиенко Е. С. Технология котроля детали магнитооптическим методом……………………………………….…………………………. 175 Ивашко Е. Н. Концепция устройств для приготовления блюд из измельченных продуктов……………………………………………. 176 Кравец Д. В. Паровые камеры как элементы охлаждения электронных устройств ………………..………….…………………………………… 177 Ярмошенко А. В. Представление знаний в экспертной системе проектирования технологических процессов………………………… 178 329 Римский Р. О. Автомобильный ультразвуковой парковочный радар с температурной коррекцией.………..………………………………… 179 Русанов А. П. Влияние электроэрозионного модифицирования рабочей поверхности штрипсы на ее режущую способность и шероховатость распиленной поверхности образцов из хрупких неметаллических материалов с использованием свободного абразива…………………… 180 Русанов А. П. Влияние электроэрозионного модифицирования гладких рабочей и боковых поверхностей стального отрезного диска на его эксплуатационные показатели…………………………………… 181 Горло В. О. Преимущества и недостатки фар при контроле стали……… 182 Богачев Е. В. Диагностика надежности режущего инструмента в условиях безлюдного производства………………………………..… 183 Богачев Е. В. Электрические сигналы в диагностике резания……….. 184 Коробцов Е. И. Способ оптимизации процесса резания при обработке деталей приборов………………………………………………………… 185 Коробцов Е. И. Система размерной настройки в гибких производственных системах приборостроения………………………… 186 Кеба Ю. В. Измерение скорости ультразвука в порошковых материалах…….…………………………………………………………. 187 Кеба Ю. В. Портативный кардиограф……………………….………… 188 Матущак И. Р. Возможность использования двухстепенного манипулятора при сканировании тепловых полей …………………… 189 Матущак И. Р. Система для реконструкции теплового поля объекта... 190 Украинец С. С. Использование GSM технологий в системах неразрушающего контроля………………………..…………………… 191 Щорс И. А. Стенд испытания оправ корригирующих очков………… 192 Луенко Д. В. Метод определения разрешения оптико-электронных измерительных систем…………………...…………………………….. 193 Набока В. А. Система контроля за уровнем относительной влажности и температурой воздуха в тепличном хозяйстве…………. 194 330 Билоус Е. И. Разработка дорожного профилометра………………….. 196 Верютин М. В. Использование методов машинного обучения для определения диагностических признаков при импульсном импедансном контроле композитних материалов…………………….. 197 Корытко А. Г. К вопросу о стандартизации в статистике инвалидности…………………………………………………………… 198 Корытко А. Г. Кресло-коляска расширенной функциональности для детей больных ДЦП…………………….………………………….. 199 Янович В. А. Установка для электрохимического прошивания отверстий…………………………………………….…………………… 200 Шершень В. В. Машина для испытания материалов на трение и износ……………………………………………….…………………… 201 Плескач С. А. Особенности анализа состава отработавшего газа……. 202 Плакса Д. В. Пульсоксиметр…...………………………………………. 203 Плакса Д. В. Ошибки пульсоксиметров……………….…….………… 204 Мульганов К. Ю. Разработка малогабаритной курсовой системы…… 205 Мамчиц Е. Д. Стенд для контроля углов………………………………. 206 Макаренко А. В. Акустико-эмиссионный контроль контактной точечной сварки…………..……………….…………………………..… 208 Макаренко А. В. Портативный измеритель пульса……………….…… 209 Круталевич Н. В. Особенности получения твердого композиционного топлива………………………………..…………………………….……. 210 Краева Я. В. Установка для измерения жесткости гибких волноводов…………………………………………...………………..… 211 Кед К. О. Устройство для определения режущей способности инструмента……………………………………………………………… 212 Зенкевич С. С Адсорбер………………………………………………..... 213 Быковский Е. В. Устройство для установления расхода жидкости планетарного типа……………………………………………………..... 214 331 Баранчук А. С. Устройство для измерения длины кабеля…………… 214 Баранчук А. С. Стенд поверки квадрантов оптических………………. 216 Yakovenko I. Semi-invasive blood test…………………………..……….. 217 Крылов Н. Д. Разработка библиотеки построения трехмерных резьб для САПР Компас-3D.………………….……………………………….. 218 Гуринович Т. И. Установка для доводки шаров из стекла и минералов… 220 Русскина А. В. Механизм многоосного вращения контролируемого шара …………………………………………….……………………….. 221 Олешкевич Н. Ю. Устройство для шлифования шаров кольцевым инструментом………………………………………………………...….. 222 Тищенко А. В., Сао Чжаохуэй Технология изготовления шаровидных линз ………………………………………………..……… 223 Сударь А. В. Устройства для измерения внутриглазного давления..… 224 Семенкович В. П. Cовершенствование процесса двустороннего формообразования двояковыпуклых линз…………………………..… 225 Becker F., Zimmermann K., Lysenko V. New methods for designing the moving robots using biological prototypes…………………………... 226 Михайловский В. В. Иерархическая струтура системы «Интеллектуальный дом»………………………………………………. 227 Михайловский В. В. Выбор интегрального показателя качества системы «Интеллектуальный дом»……………………………………. 228 Maliarenko D. Cuvettes for newborns……………………………………. 229 Maliarenko D. Neonatal incubators……………………………………… 230 Адашкина К. Р. Аппарат для подводного горизонтального вытяжения позвоночника………………………………………………. 231 Бабынина А. А. О возможности имплантирования сетчатки………… 232 Богданович А. В. Африканские мотивы в современных украшениях… 233 332 Бурвель Е. В., Третьякевич М. Г. Связь между теплопроводностью и электропроводностью металлов……………………………………… 234 Вербицкая Л. И. История ювелирных изделий в египетском стиле…. 235 Гуринович Т. И. Русский и украинский орнакмент в ювелирных украшениях…………………………………...………………………… 236 Ермак. Ю. Т. Стенд для определения кинематических параметров зубчатого зацепления…………………….……………………………... 237 Еромин Е. С. Образцы орнаментов Беларуси…………………………. 238 Калашманов А. П. Стенд для испытания изделий на виброустойчивость………………………………………………...… 239 Киреева О. А. Тендеции развития современного дизайна ювелирных украшений россии…………….………………………………….……… 240 Кругликов Д. Г. Женские украшения Древней Руси…………………... 241 Олешкевич Н. Ю. Устройство для шлифования шаров кольцевым инструментом……………………………………………………………. 242 Пенталь Н. В. Узоры детского калейдоскопа как варианты композиций ювелирных украшений…..….……………….…………… 243 Томашевский А. В. Стенд групповой поверки электрических счетчиков ……………………………………………….….…………… 244 Tataryn N., Yastrubchak O. Optical, structural and magnetic properties of (ga,mn)as and (ga,fe)as lt-mbe layers………………….……………… 245 Tataryn N., Yastrubchak O. Optical andstructural properties of (ga,mn) as epi-layers ……………………………….……………………………... 246 Цокота М. В. Методы мониторинга депресивных состояний человека.. 247 Роскач Е. Н. Станок для шлифования камня некруглого сечения….... 248 Волошин К. П., Соколенко В.Н. Алгоритм классификации изделий на основе их конструктивно-технологических свойств………………. 249 333 Секция 3 МИКРО- И НАНОТЕХНИКА Белькевич Ю. А. Технологии солнечно-водородной энергетики….… 251 Березовский Н. М. Современные технологии формирования межсоединений.……………………………………………………….… 252 Магонов С. Н. Технологии молекулярного и атомарного манипулирования……………………………………………………… 253 Жданко Т. М. Технологии формирования компонентов микро- и наноэлектроники на аморфном кремнии………………………………... 254 Навицкий А. Н. Применение электронографии для исследования структуры и фазового состава тонких пленок………………………….. 255 Метла А. И. Формирование мультикомпонентных пленок SnxMoyOz и SnxWyOz для химических сенсоров...………………………………… 256 Трухан Р. Э. Использование пьезоэлектрических пленок в микросистемной технике…………………………..………………… 257 Мясоедов Е. Н Исследование трибологических свойств поверхности пленок полиимидов, модифицированных WS2 и WSe2………………. 258 Канафьев О. Д. Современные конструкции сенсоров для определения глюкозы………………………………………………. 259 Попов В. О. Синтез керметов на основе наноразмерных порошков… 260 Шлег В. В. Особенности синтеза высокотемпературной сверхпроводящей керамики………………………….………………… 261 Павловский А. Ю. Люминисцентный метод контроля качества поверхности материалов…………………….………………………… 262 Филиппов А. А. Перспективные области применения микромеханических гироскопов………………………..……………… 263 Строгова А. С., Ковалевский А.А. Особенности самоорганизации нанокластеров Si-Ge в процессе CVD…………………………………. 264 Шабура М. А. Кристаллы для инфракрасной волоконной оптики..… 265 Януш Д. А. Мембраны на основе пористого оксида алюминия……… 266 334 Фалалеева К. В. Коллоидные водные дисперсии полимеров…….….. 267 Дашковский М. С. Теория и механизмы адгезионных и когезионных явлений………………………………………………………………….. 268 Мотевич В. В. Использование золь-гель метода в керамической технологии изготовления сегнетоэлектрических устройств………… 269 Трухан Р. Э. Электрические свойства коллоидных растворов……….. 270 Рысик А. Н. Диффузионные процессы в химических системах……… 271 Корзун К. А., Комар О. М. Получение и физико-химические свойства нанодисперсных порошков кремния………………………… 272 Лихачева А. С. Синтез пленок тройных соединений АI ВIII C2VI для изготовления солнечных элементов……………………………..… 273 Маркевич Н. А. Структурированные коллоидные системы………….. 274 Бичель В. В., Завадская А. А. Организация ускоренных испытаний изделий микроэлектроники ………………….………………………… 275 Диас Л. Роселина, Палмера Д. Мигель, Чарыкулыева Насиба Р. Методики измерения параметров оптических покрытий……………. 276 Рабатуев Г. Г., Дудич В. В., Амбражей В. В., Масленикова Е. А., Альварадо Веито Ф. Исследование мемристорного эффекта в структурах на основе нанострукту-рированного оксида алюминия…. 277 Гайтюкевич Н. А. Термодинамика и кинетика образования суспензий…….…………………………………………………………… 278 Занько А. И., Шандарович Б. М. Протяженный источник ионов для обработки в вакууме………………………………………….……. 279 Крат А. В. Нанотехнологии в микроэлектронике при производстве дисплеев………………………………………………………………… 280 Артюх Е. А., Никитюк С.А. Планарный источник плазмы высокой плотности………………………………………………………………… 281 Кохнюк С. А. Магнитные терапевтические наночастицы……………. 282 Попов В. О. Пакетные пьезоактюаторы в микросистемной технике… 283 335 Попов В. О. Квантовый эффект Холла…………………………………. 284 Палмера М. Диас. Р. Технологические получения многослойных просветляющих покрытий солнечных элементов…..………………… 285 Головач Р. В. Синтез и применение нанокристаллического ортоферрита висмута в микро- и нанотехнике…………..……………. 286 Шпилевский А. И. Применение МЭМС-переключателей….………… 287 Шандарович Б. М., Занько А. И. Источник ассистирования осажде- нию в вакууме………………………………………..…..……………… 288 Шаблюк А. В. Тактильные датчики…………………….……………… 289 Черная Д. К. Получение керамических материалов на основе системы ZrO2-TiO2-CaO для обжига деталей электронной техники………………………………………..………………………… 290 Царенко И. О. Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса………………………………………………………………… 291 Сушко Н. А. Исследование морфологии поверхности термоэластопластов, модифицированных кремниорганическими смолами…………………………………………………………………. 292 Сушко Н. А. Рассеяние ионов низких энергий………………………… 293 Сузько А. В. МЭМС-гироскопы…………………………………….…. 294 Семененко Ю. А. Перспективы применения лазерной абляции……… 295 Саратокина В. И. Барьерные слои в системе медной металлизации интегральных микросхем………………………………………………. 296 Рысик А. Н. Самоочищающиеся поверхности………………………… 297 Романюк А. С. Связь между волновыми и энергетическими параметрами электромагнитного излучения в молекулярнай спектроскопии…………………………………………………………… 298 Радюкевич Д. Л. Матричные биосенсоры…………………………….. 299 Приходько Д. А. Фотонные кристаллы на основе пленок Ленгмюра-Блоджетт………………………………………………...…... 300 336 Петровская А. С. Сканирующая зондовая микроскопия. Режимы СЗМ для задач техники и наноматериаловедения………….………… 301 Николаева Т. А. Использование полиимидных пленок.……………… 302 Никитюк С. А., Артюх Е. А. Синтез ультрадисперсных частиц оксида кремния в плазме атмосферного давления …………………… 303 Мясоедов Е. Н. Особенности применения Оже-электронной спектроскопии…………………………………………………………… 304 Мотевич В. В. Оксидные газовые сенсоры в МЭМС……..………….. 305 Лигорский А. Ю. Оптические химические сенсоры на основе спектрометрии…………………………………………………………… 306 Лазакович Е. П. Коллоидные поверхностоно-активные вещества…... 307 Коцуба В. И. МЭМС-Болометры………………………………….…..... 308 Костюкович А. Р. Пьезоактюаторы в оптике………………………….. 309 Ковальчук А. В. Композиционные пленки Ленгмюра-Блоджетт……... 310 Иванов З. В. Фотонные кристаллы как материал компьютеров будущего…………………………………………………………………. 311 Дашковский М. С. Применение жидких кристаллов в сенсорах….…. 312 Голуб Н. А. Технология получения теплозащитных покрытий на основе ZrO2…………………………………………………………… 313 Голотик Т. И. Исследование поверхности графена с помощью туннельной микроскопии……………………………………………..… 314 Белькевич Ю. А. Искусственный нос на основе балочных сенсоров… 315 Шлег В. В. Исследование фотоэффекта в p-n переходе…………….… 316 Наливайко В. О. Формирование диодов шоттки на освнове поли-Si для микроболометричсеких матриц…………………………….……… 317 Ярема А. Д., Мариненко А. С. Методы повышения точности современных микромеханических гироскопов…………………..…… 318 Научное издание НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ Материалы 10-й Международной научно-технической конференции молодых ученых и студентов Ответственный за выпуск А. К. Тявловский Оформление и компьютерная верстка Г. А. Костиной Подписано в печать 17.04.2017. Формат 6084 1/16. Бумага офсетная. Ризография. Усл. печ. л. 19,53. Уч.-изд. л. 15,27. Тираж 160. Заказ 282. Издатель и полиграфическое исполнение: Белорусский национальный технический университет. Свидетельство о государственной регистрации издателя, изготовителя, распространителя печатных изданий № 1/173 от 12.02.2014. Пр. Независимости, 65. 220013, г. Минск 26−28 апреля 2017 г. В 2 томах Том 1