Цифровий спектрально-кореляційний метод вимірювання затримки прийому радіосигналу та пеленгування

Перспективним напрямом розвитку засобів радіомоніторингу є використання пасивних і напівактивних радіолокаційних станцій для оцінки повітряної обстановки з застосуванням різницево-далекомірного методу. Запропоновано цифровий швидкодіючий спектрально-кореляційний метод визначення затримки радіосигналів у різницево-далекомірних системах і виконано аналіз його точності. Його особливістю є використання спектрального перетворення над попередньо сформованим взаємним спектром. Виконано дослідження принципів і точностних характеристик цифрового спектрально-кореляційного методу визначення затримки радіосигналу для умов великої антенної бази, який забезпечує істотний виграш за швидкодією, порівняно з відповідними кореляційними методами. Особливістю запропонованого методу є використання спектрального перетворення над уже наявним взаємним спектром. У результаті моделювання отримано залежності середнього квадратичного відхилення оцінки пеленга і затримки від напрямку на джерело радіовипромінювання. Запропонований метод забезпечує ефективну оцінку напрямку в широкому діапазоні його значень. Величина похибки оцінки пеленга залежить від значення напрямку на джерело радіовипромінювання і є максимальною близько нуля градусів. При цьому похибка оцінки пеленга змінюється суттєво [0,02; 0,14] при напрямках приходу сигналу 0–50 градусів, і практично не змінюється при великих кутах. Результати моделювання добре узгоджуються з виразами, отриманими після теоретичного аналізу. Результати можна використовувати для реалізації систем радіомоніторингу, радіонавігації, радіоелектронної боротьби, що функціонують в умовах перешкод.

Формулювання та аналіз вимог до метрологічного забезпечення інформаційно-вимірювальної системи обліку газу

Застосування інформаційно-вимірювальних систем у нафтогазовій галузі допомагає покращити комерційний облік витрати газу, що подається споживачам з метою забезпечення взаєморозрахунків із споживачами. Газорозподільні станції (ГРС) є одними з основних об’єктів магістральних газопроводів. Газорозподільні станції призначені для виконання таких операцій: приймання газу з магістрального газопроводу; очищення газу від механічних домішок; зниження тиску до заданої величини; автоматична підтримка тиску на заданому рівні; розподіл газу по споживачах; вимірювання кількості газу. Крім того, на газорозподільній станції здійснюється вторинна одоризація газу. Незалежно від пропускної здатності, кількості споживачів, тиску на вході і виході, характеру зміни навантаження (витрати газу) технологічна схема газорозподільної станції складається з таких основних вузлів: схема підключення ГРС до газопроводів, очищення газу, регулювання тиску, вимірювання витрати газу і контрольно-вимірювальних приладів (КВП), одоризації газу. Вузол вимірювання витрати та кількості природного газу (далі вузол обліку газу) призначений для вимірювання, реєстрації результатів вимірювань і розрахунків обсягу газу, зведеного до стандартних умов, а також за необхідності визначення його показників якості, враховуючи компонентний склад, щільність, вологість, питому теплоту згоряння. Виконано аналіз різних типів витратомірів та обрано ультразвуковий витратомір.

Вимірювання добротності НВЧ-резонаторів за допомогою мостового методу

Для вимірювання параметрів НВЧ-резонаторів зазвичай застосовуються різноманітні методи, у яких використовують різні хвилеводні елементи, такі як спрямовані відгалужувачі або різні гібридні з’єднання. У роботі розглядаються основні схеми вмикання об’ємних металевих резонаторів у лінії передачі та їхні параметри. Використовувані методи вимірювання параметрів резонаторів мають велику трудомісткість настроювання та низьку точність. Мостові методи із використанням Т-трійника мають кращу точність вимірювань, проте їхнім недоліком є використання підстроювальних елементів у вигляді штирів чи діафрагм для балансування мостової схеми, що призводить до збільшення тривалості вимірювання. У роботі розглянуто метод вимірювання параметрів добротності НВЧ-резонаторів з використанням неузгодженого Т-мосту, який не має наведених вище недоліків. Описано методику вимірювань та запропоновано автоматичну установку із застосуванням ПЕОМ. За експериментальними даними способом графічної побудови на круговій діаграмі можна визначити всі основні параметри резонаторів. Також наведено формули для оцінки похибки вимірювання параметрів резонаторів.

Репрезентативність природних екосистем у природно-заповідному фонді Житомирської області

У роботі досліджено репрезентативність природних екосистем на території природних заповідників Житомирської області: природного заповідника «Древлянський» та Поліського природного заповідника. Вивчено сучасний стан і екологічне значення природних екосистем, зокрема наземних (лісових) та прісноводних (річок і боліт). Розглянуто основні проблеми охорони та збереження представлених природних екосистем на території природних заповідників Житомирського Полісся. Встановлено зростання площ природно-заповідного фонду Житомирської області впродовж останнього десятиліття, а отже й збільшення екосистем. Проаналізовано динаміку структурних компонентів заповідного фонду області. Показник заповідності в регіоні становить 4,5 % і залишається стабільно низьким порівняно з іншими областями України, при загальному показнику по країні 6,6 %. Виявлено прогресуючі антропогенні зміни щодо зменшення водно-болотних угідь, фактичну відсутність оздоровчих заходів на територіях розміщення лісових екосистем. Під час зіставлення територій природних заповідників встановлено суттєві перевищення одних природних екосистем над іншими за співвідношенням часток площі. Тому необхідно забезпечити відновлення ключових елементів екосистем, що зазнали руйнацій, та організувати догляд за існуючими природніми екосистемами заповідників.

Експериментальні дослідження автоматизованої системи моніторингу наявності шкідливих та вибухонебезпечних газів на базі БпЛА

У статті розглянуто нову автоматизовану систему моніторингу наявності шкідливих та вибухонебезпечних газів на базі безпілотного літального апарата. Встановлено, що така система є необхідною для попередження про можливі загрози вибухів чи отруєння газами, проведення рятувальних робіт тощо. Описано розроблену конструкцію безпілотного літального апарата, яка складається з рами, безщіткових двигунів, модулів електронного контролю швидкості, контрольної плати, інерціальної навігаційної системи і модуля прийому та передачі. Зазначено функціональну схему автоматизованої системи моніторингу наявності шкідливих та вибухонебезпечних газів на базі безпілотного літального апарата. Проведено статичний експеримент розробленої системи, основною ідеєю проведення якого було вивчення залежності відстані джерела газу до вимірювальної системи та покази концентрації газу. Досліджено датчики газів MQ-5 та MQ-9. Також наведено результати статичного експерименту на відкритому повітрі, де досліджено залежність вимірюваної концентрації газу від відстані між джерелом газу та вимірювальним модулем. Цей експеримент демонструє кореляцію між відстанню від джерела газу та виміряним рівнем концентрації газу. Проаналізовано результати льотних експериментів розробленої автоматизованої системи моніторингу, які показують кореляцію між відстанню від джерела газу та виміряним рівнем концентрації газу під час автоматичного польоту.

Перспективні рішення щодо автоматизації методів вимірювання в нанометричному діапазоні

У статті наголошено, що нанометрологія є невід’ємною складовою нановиробництва, а світовий ринок наноматеріалів активно розвивається і його ємність у 2019 р. оцінювалася в 8,5 млрд дол. США з перспективою зростання на 13,1 % на період до 2027 р. При цьому створюються нові перспективні нанотехнології і наноматеріали. А це вимагає розвитку системи нанометрології. Вважається, що система нановиробництво – нанотехнологія має розв’язувати такі задачі: автоматичне інтелектуальне вимірювання з допомогою числового програмного управління (ЧПУ) з вбудованою міні-ЕОМ; автономне або онлайн програмування вимірювальних інструментів ЧПУ з вбудованою міні-ЕОМ; автоматизована заміна заготовок і виробів; автоматизована заміна зондів і датчиків; автоматизована оцінка результатів вимірювань. У світі створена та використовується велика гама електронних мікроскопів для оцінки геометрії нановиробів. Проте розвиток нанотехнологій вимагає оснащення їх автоматизованими системами та відповідним програмним забезпеченням. Створено експериментальний автоматизований прилад (інтерференційний профілометр) та програмне забезпечення для безконтактного вимірювання мікро- та нанотопографії поверхні виробу, її тривимірного представлення, визначення показників шорсткості та параметрів сканування. Розроблено автоматизовану систему вимірювання і контролю для атомно-силової мікроскопії (АСМ), яка має удосконалений блок контролю систем позиціонування лазерного променя на зонд АСМ. Одним із напрямів автоматизації лінійних вимірювань у нанометрології є використання еталонів порівняння, а для цього необхідне відповідне корегування державних стандартів нанометрології. Проведений аналіз опублікованих матеріалів свідчить про певні позитивні результати у справі автоматизації нановимірювань у середовищі нановиробництва. Проте очевидно, що цей напрям діяльності потребує збільшення фінансування та нових ідей для забезпечення конкурентоздатності нановиробів.

Теоретичне обґрунтування дискового робочого органу для якісного розрізання стеблевих залишків кукурудзи

Проведено теоретичні дослідження впливу дискового робочого органу на процес розрізання стеблових залишків кукурудзи, зокрема досліджено динаміку дискового робочого органу та активізацію впливу на ґрунт. Дослідження технологічного процесу впливу дискового ножа на процес розрізання стеблових залишків дає можливість науково обґрунтувати конструктивні параметри дискових робочих органів. Найважливішим об’єктом при процесі розрізання дисковим робочим органом є моделі рослинних залишків. Первинною функцією варто вважати вплив дискових ножів на стеблові залишки кукурудзи. Цей вплив полягає у розрізанні тих стебел, які потрапляють у зону дії ножів, а також у частковому їх провертанні. Таке провертання стебел змінює функцію розподілу. Теоретично доведено, що поперечні коливання сприяють подрібненню ґрунтових макроагрегатів і призводять до зменшення впливу агрегату на ґрунт та розширення смуг обробітку. Результати теоретично обґрунтованого дискового робочого органу знайшли своє використання у проєктуванні нової технології подрібнення рослинних залишків кукурудзи та розробці подрібнювача для її реалізації. Отримано подальший розвиток удосконалення теоретичних основ якісного розрізання стеблових залишків кукурудзи, зокрема дискових робочих органів, що використовуються в комбінованих агрегатах.

Огляд аналізаторів радіочастотного спектра та пропозиції щодо динамічної реалізації енергетичного детектора

На сьогоднішній день основним підходом до організації моніторингу радіочастотного спектра є повністю автоматичний безперервний аналіз заданого діапазону частот. Переважна більшість програмних продуктів світових лідерів, що спеціалізуються на розробленні засобів радіомоніторингу, має відкриту архітектуру, що дозволяє користувачам реалізовувати власні модулі оброблення сигналів. Тому вдосконалення програмно-алгоритмічного забезпечення існуючих аналізаторів спектра дозволить підвищити ефективність виявлення зайнятих ділянок частот та формування приймальних каналів. У роботі для виявлення частотних каналів запропоновано використовувати динамічний енергетичний детектор у частотній області. Динамічність детектора полягає у послідовному формуванні порогу виявлення залежно від значення тестової статистики. Як тестову статистику використано коефіцієнт варіації частотних відліків. Сутність запропонованого методу полягає у розрахунку коефіцієнта варіації із використанням відліків спектральної щільності потужності прийнятого сигналу, порівняно з її граничним значенням, у разі перевищення якого розраховується поріг для розділення частотних відліків на сигнальні та шумові. Надалі процедура повторюється, доки не будуть виявлені усі сигнальні відліки. Для забезпечення роботи алгоритму необхідно задати лише параметри періодограми Уелча, вектор порогових значень тестової статистики та ймовірність хибної тривоги. Програмна реалізація запропонованого підходу дозволить виявляти та визначати частотні межі сигналів у широкому динамічному діапазоні, за невідомих значень завантаженості смуги частот аналізу та потужності шуму. Зростання швидкодії розробленого алгоритму, порівняно з аналогічними, залежить від рівня зайнятості радіочастотного спектра, динамічного діапазону сигналів і довжини швидкого перетворення Фур’є та може становити десятки разів.

Про методику вибору показників для прогнозування небезпечних властивостей вугільних шахтопластів

Небезпечні властивості вугільних пластів полягають у виникненні явищ, що сприяють створенню аварійних ситуацій у підземних умовах з важкими наслідками для здоров’я та життя працюючих, а також призводить до значних економічних збитків. Аналіз причин аварій, які вже відбулися, та нормативних вимог щодо забезпечення безпеки технологічних процесів показав, що всі аварії є наслідком комплексного впливу факторів трьох блоків (фізико-хімічні властивості вугілля, гірничо-геологічні умови залягання вугільних пластів та технологічні умови ведення гірничих робіт). Для виникнення ситуації, що сприяє прояву однієї з небезпечних властивостей вугільного шахтопласта і створенню умов для ініціювання та протікання аварії, необхідно деяке критичне сполучення між параметрами факторів усіх трьох блоків. Труднощі вивчення впливу окремих факторів на виникнення аварійних ситуацій полягає в неможливості, серед більшості випадків, повторного їх відтворення. Єдиним винятком з цього правила є пилоутворювальна здатність шахтопластів. У нормативній базі України по безпечному веденню гірничих робіт відсутня методика кількісної оцінки впливу факторів різних блоків, поєднання яких призводить до аварійних ситуацій. Дослідження в цьому напрямі є дуже актуальними для вугільної промисловості. На прикладі статистичних моделей розподілу шахтопластів за факторами, на підставі яких складено каталог їх пилоутворювальної здатності, встановлено ступінь достовірності та відповідність цих факторів розглянутої властивості. Наведено практичні рекомендації щодо удосконалення нормативних документів при прогнозі інших небезпечних властивостей шахтопластів.

Дослідження транспортного акустичного забруднення і факторів його залежності на прикладі перехресть магістральних вулиць міста Житомира

Шум від автомобільного транспорту – це найбільш розповсюджений вид несприятливого екологічного впливу на організм людини. Аналіз результатів відомих досліджень свідчить про те, що джерелами 60–80 % акустичного забруднення міст є рух транспортних засобів. Від шкідливого впливу автомобільного шуму страждають люди, які проживають або працюють поблизу магістральних вулиць. Він суттєво залежить від інтенсивності транспортного потоку, типів транспортних засобів, їх швидкості та технічного стану і значно зростає під час так званих годин «пік», коли рух транспортних засобів стає найбільш інтенсивним. Також рівень шуму може бути завищений внаслідок малої насиченості або повної відсутності зелених насаджень вздовж доріг, близькості від дороги будівель та їх зовнішнього покриття з низькою поглинаючою здатністю, відсутністю незабудованих зон та ін. Крім зазначених факторів, особлива увага в роботі приділена акустичному забрудненню територій, що безпосередньо прилягають до перехресть, оскільки там присутні додаткові фактори впливу на рівень шуму (збільшення концентрації транспортних засобів, додатковий шум при спрацюванні гальм, робота двигунів на перехідних режимах та ін.).