Источник: Збірка
наукових праць IV науково-технічної конференції
«Приладобудування 2005 стан і
перспективи». – К., 2005. – С. 195 – 196.
ПРОЕКТУВАННЯ СПЕКТРОМЕТРИЧНОГО ІНФРАЧЕРВОНОГО МЕТАНОМЕТРУ МЕТОДАМИ ІМІТАЦІЙНОГО МОДЕЛЮВАННЯ
Вовна О.В., Хламов М.Г.
Донецький національний технічний університет, м. Донецьк, Україна
Запропонована феноменологічна математична модель спектру поглинання інфрачервоного випромінювання метаном. Модель використовується в алгоритмі визначення концентрації метану в атмосфері підземних виробіток вугільних шахт. Введення додаткового оптичного каналу та використаний алгоритм забезпечують усунення впливу вугільного пилу у відкритому оптичному каналі, на результат вимірювання концентрації метану.
У пакеті прикладних програм MatCAD 2000 Prо проведене моделювання роботи блоків газоаналізатора формування оптичних сигналів, Імітація функціонування електронних вузлів, моделювання основних алгоритмів обробки даних оцінка метрологічних характеристик.
При імітаційному моделюванні газоаналізатора враховані фактори, що впливають на проходження інфрачервоного випромінювання відхилення параметрів джерел випромінювання від номінальних, обумовлене нестабільністю джерел живлення, струмів випромінювачів і потоків випромінювання, у робочому каналі окрім газового середовища, яке обумовлене поглинання потоку, присутні такі збурюючи фактори, як вугільний пил і плівка сажі. При моделюванні розроблений алгоритм компенсації перерахованих чинників, який потрібний для реалізації двох просторових і чотирьох частотних каналів.
При розробці імітаційної моделі була промодельована робота алгоритмів мікропроцесорної системи алгоритм градуювання і алгоритм масштабування даних. В результаті градуювання встановлені параметри алгоритму масштабування, які є поліномом від трьох незалежних змінних концентрації метану, тиску і температури досліджуваної газової суміші.
В процесі моделювання оцінені метрологічні характеристики проектованого засобу вимірювання. Врахована дія температури навколишнього середовища на вимірювальну систему.
В цілях поліпшення метрологічних характеристик реалізований комплекс заходів щодо зменшення похибок.
Використовування методів математичного моделювання, сучасних оптичних засобів і засобів сучасної мікроелектроніки дозволяє розробити аналітичні прилади високої швидкодії і точності.
Ключові слова: концентрація, спектр, метан, імітаційне моделювання, інфрачервоний газоаналізатор, алгоритм компенсації, термостатування.