Особенности обработки данных оптических измерений дисперсных параметров бимодальных сред

Жирнов А.А., Кудряшова О.Б.

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Институт проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук, Бийск, Россия

Аннотация:
Работа, описанная в статье, посвящена повышению информативности оптических методов измерений параметров дисперсных сред. Проблема заключается в том, что априори задаваемая аналитическая функция (например, логарифмически нормального) распределения частиц по размерам недостаточно точно описывает дисперсную среду с бимодальным и мультимодальным распределением. В работе рассматривается возможность аппроксимации экспериментальных данных с помощью многопараметрической функции распределения частиц по размерам вместо априори задаваемого логарифмически нормального распределения. Для сравнения результатов аппроксимаций были проведены эксперименты на стандартных образцах гранулометрического состава ОГС-01ЛМ и ОГС-08ЛМ отдельно и совместно путём их смешивания. Регистрация экспериментальных данных производилась турбидиметрическим высокоселективным методом на водных суспензиях данных образцов.
Целью работы является представление результатов измерений в виде функции распределения, позволяющей более точно определять форму распределения частиц по размерам и соответствующие дисперсные характеристики исследуемой среды в оптических методах измерений параметров дисперсных сред.

Основной задачей работы является разработка, реализация и проверка алгоритма поиска функции распределения частиц по размерам в виде многопараметрической функции. Как показано в работе, такое решение данной задачи является более универсальным, так как позволяет исследовать медленные и быстропротекающие процессы в суспензиях и аэрозольных средах с меньшей погрешностью. Алгоритм может быть применён для задач, основанных на решении уравнения Фредгольма I рода.

Ключевые слова:
аэрозоли, мутная среда, неразрушающий контроль, дистанционное зондирование и датчики, оптический метод, монодисперсный полистирольный латекс, турбидиметрический метод, логарифмически нормальное распределение, многопараметрическая функция распределения, средний объёмно-поверхностный диаметр частиц (D32)

Цитирование:
Жирнов, А.А. Особенности обработки данных оптических измерений дисперсных параметров бимодальных сред / А.А. Жирнов, О.Б. Кудряшова // Компьютерная оптика. – 2019, Т. 43, № 4. – С. 692-698. – DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-4-692-698.

Литература:

  1. Добринский, Э.К. Оптимизация нанодисперсной добавки в моторное масло / Э.К. Добринский, В.В. Сафонов, А.В. Гороховский, В.Н. Буйлов, А.С. Азаров, К.В. Сафонов // Вестник АПК Ставрополья. – 2014. – № 3(15). – С. 12-16.
  2. Khmelev, V.N. Determination of the modes and the conditions of ultrasonic spraying providing specified productivity and dispersed characteristics of the aerosol / V.N. Khmelev, A.V. Shalunov, R.N. Golykh, V.A. Nesterov, R.S. Dorovskih, A.V. Shalunova // Journal of Applied Fluid Mechanics. – 2017. – Vol. 10, Issue 5. – P. 1409-1419.
  3. Mitchell, J.P. Particle standards: their development and application / J.P. Mitchell // KONA Powder and Particle Journal. – 2000. – Vol. 18. – P. 41-59.
  4. Duan, H. Generation of monodisperse aerosols by combining aerodynamic flow-focusing and mechanical perturbation / H. Duan, F.J. Romay, C. Li, A. Naqwi, W. Deng, B.Y. Liu // Aerosol Science and Technology. – 2016. – Vol. 50, Issue 1. – P. 17-25.
  5. Becker, W. Turbidimetric method for the determination of particle sizes in polypropylene/clay-composites during extrusion / W. Becker, V. Guschin, I. Mikonsaari, U. Teipel, S. Kölle, P. Weiss // Analytical and Bioanalytical Chemistry. – 2017. – Vol. 409, Issue 3. – P. 741-751..
  6. Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред / В.Н. Лопатин, А.В. Приезжев, А.Д. Апонасенко, Н.В. Шепелевич, В.В. Лопатин, П.В. Пожиленкова, И.В. Простакова. – М.: Физматлит, 2004. – 384  с. – ISBN: 5-9221-0547-7.
  7. Архипов, В.А. Оптические методы диагностики гетерогенной плазмы продуктов сгорания: учеб. пособие / В.А. Архипов, С.С. Бондарчук. – Томск: Томский государственный университет, 2010. – 265 с.
  8. Mukhopadhyay, S. Large-scale mode identification and data-driven sciences / S. Mukhopadhyay // Electronic Journal of Statistics. – 2017. – Vol. 11, Issue 1. – P. 215-240.
  9. Титов, С.С. Турбидиметрический метод и быстродействующий измерительный комплекс определения параметров нестационарных многофазных сред : дис. … канд. техн. наук : 01.04.01 / Титов Сергей Сергеевич. – Бийск, 2011. – 153 с.
  10. Жирнов, А.А. Модификация турбидиметрического высокоселективного метода для измерения быстропротекающих процессов / А.А. Жирнов, С.С. Титов, О.Б. Кудряшова // Информационно-управляющие системы. – 2016. – № 3. – С. 95-99. – DOI: 10.15217/issn1684-8853.2016.3.95.
  11. Peng, S.-J. A new method to synthesize high solid content waterborne polyurethanes by strict control of bimodal particle size distribution / S.-J. Peng, Y. Jin, X.-F. Cheng, T.-B. Sun, R. Qi, B.-Z. Fan // Progress in Organic Coatings. – 2015. – Vol. 86. – P. 1-10.

     


© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20