Исследователи разработали устройство — трехэлементный резонансный двухполюсник, — которое позволит измерить качество продуктов в магазинах, чистоту воды и воздуха. Существующие измерительные методы предполагают большую погрешность, тогда как новое устройство справляется с работой намного точнее. Исследование выполнили сотрудники подведомственного Минобрнауки России Пензенского государственного университета (ПГУ).
Изобретение относится к электроизмерительной технике. Как сообщают ученые, оно поможет определять параметры составляющих биологических объектов, датчиков физических величин, электрорадиоизделий, измерительные ячейки которых могут быть представлены трехэлементными резонансными двухполюсниками (электрической цепью).
Трехэлементный резонансный двухполюсник представляет собой схему замещения материалов и их свойств. В зависимости от схемы замещения, то есть от характеристик устройств и объектов, подключенных к этому прибору, можно будет узнавать качество продукции широкого спектра использования.
«Изобретение будет интересно всем, кто определяет качество продуктов или параметров электрической схемы замещения материалов. В первую очередь, это медицина, фармацевтическая промышленность, сельское хозяйство. Способ предполагает определение параметров элементов электрической схемы замещения, которые характеризуют объекты измерения. Например, для лекарственных средств, хлебобулочных изделий, измерений воздуха и так далее. То есть применение нашего способа в измерительных устройствах сделает их универсальными для многочисленных направлений использования», — говорит кандидат технических наук, доцент кафедры «Электроэнергетика и электротехника» ПГУ Сергей Ларкин.
Устройство состоит из измерительной цепи, включающей генератор опорных сигналов, аналогового преобразователя на операционном усилителе и микроконтроллера, который управляет устройством и позволяет рассчитать все параметры двухполюсника по предложенным авторами формулам.
«Ни одно ранее предложенное устройство в мире не обладало универсальностью, то есть не позволяло определить параметры всех возможных схем замещения изделий с помощью одного прибора. Это достигнуто предложенными алгоритмом и расчетными формулами, которые реализованы в цифровой форме с помощью микроконтроллера», — комментирует кандидат технических наук, заведующий кафедрой «Электроэнергетика и электротехника» ПГУ Василий Ашанин.
Для определения какого-либо параметра используется измерительная цепь. В практике существуют различные измерительные цепи — своя под каждое конкретное измерение. Ученые ПГУ создали универсальный алгоритм, позволяющий проводить измерения на единой базе.
«Пищевые продукты, бензин, текстильные материалы, лекарственные средства можно заменить электрической схемой замещения из R, L, С элементов — сопротивления, индуктивности и емкости», — поясняет Сергей Ларкин.
Каждый такой параметр отвечает за отдельное качество продукта: наличие воды, какого-то компонента лекарственных средств или пестицида в овощах и фруктах.
«На приборе, подобном тестеру, переключателем устанавливаем конкретный продукт, технологический процесс, конкретное качество и внедряем электроды (их два) на проводе в данный процесс. На экране через некоторое время появляются количественные показатели, по предельным значениям которых делаем заключение: можно употреблять продукт в пищу или нет, следует ли скорректировать параметры технологического процесса во время его осуществления и так далее. То есть в некоторых случаях такой тестер внедряется в техпроцесс и по показателям следит, чтобы все шло хорошо. Если какой-то параметр выходит за пределы, то происходит корректировка техпроцесса и т.д.», — добавляет Василий Ашанин.
Для всех схем замещения есть одна измерительная цепь и единое подключение двухполюсника — это ноу-хау пензенских ученых.
Авторы убеждены, что инновация превзошла весь предыдущий мировой опыт. Способ прошел все экспериментальные исследования и позволит любому человеку измерять качественные характеристики продуктов в магазинах, чистоту воды и воздуха.
Изобретение запатентовано.
Информация предоставлена пресс-службой Минобрнауки России
Источник фото: ru.123rf.com
