Бесконтактный датчик мутности жидких сред с многоэлементным кольцевым фотодетектором для систем управления технологическими процессами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.05, кандидат наук Дмитриев, Олег Анатольевич

• Дмитриев, Олег Анатольевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Дмитриев, Олег Анатольевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ПОТОЧНЫЙ НЕФЕЛОМЕТР КАК СРЕДСТВО КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЖИДКИХ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ В СОСТАВЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ

1.1. Измерение концентрации ЖДС

1.1.1. Необходимость измерений концентрации

ЖДС

1.1.2. Классификация известных методов измерения концентрации ЖДС

1.1.3. Фотометрические методы

1.2. Датчик мутности в составе систем управления технологическими процессами

1.3. Проблемы эксплуатации нефелометрических и турбидиметрических датчиков и возможные пути их решения

1.3.1. Типичные проблемы, возникающие при эксплуатации мутномеров

1.3.2. Возможные пути повышения метрологической надежности мутномеров

1.3.3. Бесконтактные струйные нефелометры

1.4. Современные промышленные бесконтактные струйные нефелометры

1.4.1. Комплекс - анализатор мутности DWA-3000A-TBD

1.4.2. Мутномер Aquascat фирмы Sigrist Photometer

1.4.3. Комплекс GLI International Steady Stream 4

1.4.4. Нефелометр FilterTrak фирмы HACH

Результаты и выводы по главе 1. Постановка задачи

Глава 2. ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ БЕСКОНТАКТНЫХ СТРУЙНЫХ НЕФЕЛОМЕТРИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ

2.1. Особенности эксплуатации бесконтактных струйных нефелометрических датчиков

2.1.1. Установка датчиков

2.1.2. Деаэрация

2.1.3. Допустимый расход жидкости и обеспечение ламинарного течения струи

2.1.4. Проблемы эксплуатации в зимних условиях

2.2. Конструкция нефелометрического датчика с кольцевом фотодетектором, системой термостатирования и карданным подвесом

2.3. Измерительный тракт нефелометрического датчика. Калибровочная характеристика

2.4. Алгоритм работы нефелометрического датчика

Результаты и выводы по главе 2

Глава 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТЕЙ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ВЛИЯНИЯ ДЕВИАЦИИ СТРУИ В БЕСКОНТАКТНОМ СТРУЙНОМ НЕФЕЛОМЕТРЕ

3.1. Общие замечания о влиянии отклонений струи в струйных датчиках мутности на результаты измерений

3.2. Математическая модель зависимости выходного сигнала кольцевого фотодетектора от параметров отклонения струи

3.3. Методы нейтрализации влияния девиаций струи на результат измерений

3.3.1. Метод прямого суммирования сигналов фотоприемников (метод 1)

3.3.2. Метод с дополнительным нелинейным преобразованием сигналов фотоприемников перед их суммированием (метод 2)

3.3.3. Метод с вычислением поправочного коэффициента (метод 3)

3.3.3.1. Описание метода

3.3.3.2. Расчет погрешностей метода с вычислением поправочного коэффициента

3.3.3.3. Использование метода с вычислением поправочного коэффициента для кольцевого фотодетектора с восемью фотоприемниками

3.3.4. Сравнение эффективности методов нейтрализации влияния девиаций струи

Результаты и выводы по главе 3

Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ БЕСКОНТАКТНОГО СТРУЙНОГО НЕФЕЛОМЕТРА С МНОГОЭЛЕМЕНТНЫМ КОЛЬЦЕВЫМ ФОТО ДЕТЕКТОРОМ

4.1. Цели проведения экспериментов

4.2. Описание лабораторной установки

4.3. Описание проведенных опытов

4.3.1. Подготовка к опытам. Измерение показаний лабораторной установки

4.3.2. Анализ результатов опытов. Сравнение с теоретическими данными

4.3.3. Проверка адекватности математической модели

4.4. Оценка результатов практического применения метода с

вычислением поправочного коэффициента

4.5. Оценка результатов практического применения метода с дополнительным нелинейным преобразованием (квадратным корнем)

4.6. Разработка принципиальной схемы нефелометрического датчика

4.7. Калибровочная характеристика нефелометрического датчика

4.8. Оценка дополнительной погрешностей измерения мутности

4.9. Расчет динамической погрешности устройства

Результаты и выводы по главе 4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ПРИЛОЖЕНИЕ И

ПРИЛОЖЕНИЕ К

ПРИЛОЖЕНИЕ Л

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Бесконтактный датчик мутности жидких сред с многоэлементным кольцевым фотодетектором для систем управления технологическими процессами»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Жидкие дисперсные среды (ЖДС) - жидкости, содержащие в своей непрерывной фазе определенное количество взвешенных нерастворимых частиц. Во многих практических задачах технологического контроля и управления часто требуется определять концентрацию дисперсной фазы ЖДС. Примерами таких ЖДС, качество которых необходимо контролировать, являются: питьевая вода, сточные воды предприятий, обратная вода, закачиваемая в пласты на нефтепромыслах, авиационное топливо, различные эмульсии и суспензии, применяемые в химической, фармацевтической и пищевой промышленности и др. Концентрацию дисперсной фазы в ЖДС можно определить косвенно по оптической характеристике среды - мутности. Датчики и приборы, с помощью которых можно оценивать данный параметр среды, широко применяются в системах управления и контроля самых различных процессов. В разные годы вклад в изучение проблем измерения мутности и концентрации взвешенных частиц внесли многие исследователи: Шифрин К.С., Кулаков М.В., Беляков В.Л., Кленин В.И., Фетисов B.C., Clayton W., Ishimaru A., Rogner А. и Другие.

На сегодняшний день широко распространены лабораторные турбидиметры (мутномеры). Однако промышленность нуждается в различных турбидиметрических датчиках, способных непрерывно работать в промышленных условиях и пропускать через себя большое количество жидкости. Такие датчики работают в жестких условиях эксплуатации: контактные оптические системы мутномеров выходят из строя вследствие налипания на них дисперсных отложений. При этом таким датчикам необходимо постоянное обслуживание, что, во-первых, увеличивает затраты на их содержание, во-вторых, не всегда оказывается эффективным. Поэтому в настоящее время на мировом рынке начали появляться поточные мутномеры с использованием бесконтактных методов, что позволяет почти полностью решить проблему длительной работы мутномеров без обслуживания.

Одним из перспективных бесконтактных методов является бесконтактный оптический метод с формированием струи жидкости. В датчиках, работающих по данному принципу, струя подсвечивается излучателем, а для оценки мутности жидкости измеряют рассеиваемый дисперсными частицами струи свет (нефелометрическая схема измерения).

Бесконтактные струйные нефелометры пока используются редко из-за недостатков существующих ныне конструкций и методов обработки получаемой информации. К другим недостаткам таких устройств относятся отклонения струи при перекосе или неровной установке датчика и микро-отклонения (девиации) струи, например, из-за нестабильности расхода жидкости, что приводит к невысокой точности измерений. Несмотря на это, именно бесконтактные нефелометры имеют большой потенциал повышения точности полевых измерений при низких затратах на обслуживание. Следовательно, усовершенствование конструкций и методов обработки сигналов бесконтактных струйных нефелометров является актуальной задачей, решение которой позволит улучшить состояние дел в области полевых измерений параметров ЖДС.

Одним из перспективных решений в области улучшения метрологической надежности нефелометрических датчиков является применение многоэлементных кольцевых фото детекторов [2], которые были предложены несколько лет назад. Однако на практике они еще не используются, так как практически не изучены ни в теоретическом, ни в практическом плане. Отсутствуют математические модели таких преобразователей. Не определены их технические возможности. Нет разработанных практических конструкций, схем и алгоритмов. Теоретическое моделирование бесконтактного струйного нефелометра с многоэлементным кольцевым фотодетектором и соответствующие экспериментальные исследования в конечном счете позволят усовершенствовать данный подкласс нефелометрических датчиков.

Цель работы: разработка и исследование бесконтактного струйного нефелометрического датчика с многоэлементным кольцевым фотодетектором,

обладающего уменьшенной дополнительной погрешностью, вызванной отклонениями струи от вертикального направления.

Для достижения указанной цели решались следующие задачи:

1) аналитический обзор существующих средств измерения мутности жидких дисперсных систем и обоснование перспективности бесконтактных струйных нефелометров с многоэлементным кольцевым фотодетектором;

2) разработка математической модели многоэлементного кольцевого фотодетектора в виде зависимости его выходного сигнала от параметров отклонения струи;

3) разработка на основе анализа предложенной модели методов уменьшения влияния отклонений струи на результат измерений;

4) разработка структуры бесконтактного струйного нефелометрического датчика с многоэлементным кольцевым фотодетектором и другими элементами, улучшающими эксплуатационную надежность устройства; разработка принципиальной схемы бесконтактного датчика мутности и оценка его точностных параметров;

5) экспериментальные исследования многоэлементного кольцевого фотодетектора с проведением вычислительных экспериментов с предложенной моделью и натурных экспериментов на макете струйного нефелометрического датчика.

Обоснованность и достоверность полученных результатов и выводов основаны на том, что в теоретических построениях использовались общепризнанные и широко используемые в науке законы и подходы. Для вычислительных экспериментов на математической модели использовался известный пакет моделирования Maple. Верность введенных допущений обоснована с приведением фактов, известных из практики. При проведении экспериментов использовались общепринятые методики. Достоверность опытов обусловлена использованием сертифицированных, аттестованных приборов и выполнением подготовки образцов и градуировки в соответствии с

действующими российскими и международными стандартами: ГОСТ 29024-91, ISO 7027.

Методы исследований

Для решения поставленных задач применялось теоретическое моделирование с последующей проверкой полученных результатов на опытах.

При разработке математической модели использовались законы геометрической оптики. При проектировании лабораторной установки использовались общеизвестные положения теоретических основ электротехники и электроники. При расчете погрешностей использовались данные из теории измерений и метрологии. Большая часть сложных математических вычислений и построений трехмерных графиков проводилась в компьютерной среде Maple.

Научная новизна

1. Предложена новая конструкция бесконтактного нефелометрического датчика, включающая в себя: многоэлементный кольцевой фотодетектор, двухосевой карданный подвес и систему термостатирования (Патент РФ на изобретение № 2463580), использование которой позволяет, в частности, устранить влияние статических отклонений струи.

2. Разработана математическая модель многоэлементного кольцевого фотодетектора в виде зависимости его выходного сигнала от параметров отклонения струи внутри датчика, что позволило оценить технические возможности датчика.

3. Определено рациональное количество фотоприемников в составе многоэлементного кольцевого фотодетектора.

4. Предложено два метода уменьшения влияния отклонений струи на выходной сигнал многоэлементного кольцевого фотодетектора: метод с дополнительным нелинейным преобразованием и метод с вычислением поправочного коэффициента. Оба метода теоретически и экспериментально исследованы с выдачей рекомендаций по их применению.

Практическую ценность имеют:

- расчетная программа для среды Maple, которая может использоваться для дальнейшей оптимизации измерительного тракта подобных датчиков;

- техническая документация (принципиальная и блок-схемы, калибровочная характеристика датчика, таблицы зависимостей погрешности таких датчиков от параметров отклонения струи), которая может быть использована как для дальнейших исследований, так и на практике;

- программа на языке Си для AVR-микроконтроллеров, реализующая метод нейтрализации влияния струи с вычислением поправочного коэффициента;

-созданные автором работы лабораторная установка и макет датчика, которые могут использоваться для дальнейших исследований.

На защиту выносятся:

1. Математическая модель многоэлементного кольцевого фото детектора в виде аналитической зависимости его выходного сигнала от параметров отклонения струи исследуемой жидкости.

2. Методы нейтрализации влияния девиации струи на выходной сигнал кольцевого фотодетектора, включая: метод прямого суммирования, метод с дополнительным нелинейным преобразованием, метод с вычислением поправочного коэффициента.

3. Результаты исследований, доказывающих состоятельность разработанной конструкции и математической модели, а также разработанных методов нейтрализации влияния струи.

4. Разработанная конструкция бесконтактного струйного нефелометрического датчика.

Реализация результатов работы.

Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований внедрены в ООО НПФ «ФОТОН», г. Уфа. Отдельные результаты работы использованы в учебном процессе в Уфимском государственном авиационном техническом университете при изучении магистрантами дисциплины «Надежность и живучесть систем».

Апробация работы

Результаты работы докладывались и обсуждались на ряде научных конференций: на XX Всемирном Конгрессе IMEKO (Пусан, Южная Корея, 2012), на Всероссийской молодежной научной конференции «Мавлютовские чтения» в 2011 году, на 19-той Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика -2012», на IX международной научно-практической конференции «Vëda а technologie: krok do budoucnosti - 2013» в Праге, Чехия.

Публикации

Опубликовано 12 научных работ, из них 3 - в научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки России, получен патент РФ на изобретение.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 67 наименований и одиннадцати приложений. Материалы изложены на 189 страницах, содержат 83 иллюстрации и 23 таблицы.

Глава 1. ПОТОЧНЫЙ НЕФЕЛОМЕТР КАК СРЕДСТВО КОНТРОЛЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ ЖДС В СОСТАВЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ

1.1. Измерения концентрации ЖДС

1.1.1. Необходимость измерений концентрации ЖДС

Жидкие дисперсные системы (ЖДС) широко распространены в природе, технике и быту [3]. Они существуют в виде эмульсий, суспензий, коллоидных растворов. Информация о концентрации взвешенных частиц (дисперсной фазы -ДФ) часто бывает очень важна для управления многими технологическими процессами, экологического мониторинга, в научных исследованиях. Наиболее типичными примерами областей и объектов, где требуются непрерывные измерения концентрации ДФ в ЖДС, являются [4]:

- контроль качества питьевой воды и управление процессами ее подготовки на всех этапах;

- контроль физико-химических параметров сточных вод;

-контроль состояния различных фильтров и управление процессами их очистки;

- контроль качества подготовки обратной воды, закачиваемой в скважины на нефтепромыслах для поддавливания нефтеносных пластов;

- контроль процессов в пищевой промышленности, в частности, в пивоварении и виноделии;

- контроль качества топлива в авиации;

-контроль процесса осаждения взвеси в резервуарах-отстойниках цехов химводоочистки ТЭЦ;

- измерение и контроль концентрации взвешенных частиц органического и неорганического происхождения в медицине и биологии;

-контроль концентрации эмульсий, суспензий и коллоидных растворов в химической, фармацевтической и биотехнологической отраслях промышленности;

- исследование концентрации органических и неорганических взвесей в гидрографии и океанологии и т.д.

1.1.2. Классификация известных методов измерения концентрации

ЖДС

Измерение концентрации ЖДС возможно с модификацией компонентов или без нее. Модификация компонентов - целенаправленное необратимое изменение структуры ЖДС или её химического состава с целью повышения качества измерений. Классификационным признаком внутри групп выступает физический эффект.

К группе методов с модификацией относятся следующие методы:

-с предварительным изменением концентрации ДФ в дисперсной среде

(ДС):

-с понижением концентрации (разбавление) [5];

- с повышением (выпаривание - используется редко). В некоторых случаях используется частный случай такого метода - полное высушивание дисперсной фазы в специальных сушилках [6, т.2, с.229-298];

- с разделением фаз (наиболее наглядные и достоверные); -центрифугирование. Используется для отделения ДФ от ДС. Разделение

ДФ и ДС в эмульсии (например, разделение воды и нефти) представляет собой более трудоемкую задачу по сравнению с аналогичным сепарированием суспензий. Для этих задач дополнительно применяют, например, водоотталкивающие перегородки [7].

-седиментация - оседание ДФ под действием гравитационного поля или центробежных сил [8]. Например, разделение вода/нефть может проводиться путем отстаивания эмульгированной воды [9, с.24]. Для ускорения седиментации может использоваться воздействующее поле любого генеза (электрическое, магнитное, ультразвуковое);

-флотация - выделение мелких твердых частиц из суспензий и капель жидкости из эмульсий путем прилипания выделяемых частиц к поверхности раздела сред и всплывания на поверхность за счет архимедовой силы. Флотация

осуществляется с помощью специальных флотационных реагентов [10, Т. 5, с.455];

- фильтрование есть процесс отделения ДФ от ДС посредством пропускания ЖДС через пористую фильтровальную перегородку, которая задерживает частицы ДФ на своей поверхности или в порах. Для ускорения процесс фильтрования обычно проводят под давлением или в вакууме [6, т.2, с. 181];

-дистилляция - выпаривание жидкости с последующим её охлаждением и конденсацией в отдельном сосуде [И]. Затем производится взвешивание ДФ и отделенной таким образом ДС и расчет концентрации;

-электрофорез - явление, связанное со способностью частиц, равномерно распределенных в ДС, заряжаться и, передвигаясь в определенном направлении под влиянием сил наложенного электрического поля осаждаться на одном из электродов, отдавая ему свой заряд [12, с.64]. Электрофорез с успехом применяют в целом ряде технологических процессов для разделения жидких дисперсных систем [13, с. 176]. Таким же образом используется магнитное поле (магнитофорез);

- деэмульгация (деэмульсация) - процесс разделения фаз эмульсий (разрушения эмульсии). Он основан на коалесценции глобул ДФ, которая происходит при разрушении межфазных слоев (пленок) на сферических поверхностях этих глобул. Механизмы образования и разрушения этих межфазных слоев довольно сложны и зависят от многих факторов: температуры, давления, вязкости и плотности компонентов, наличия естественных или искусственных эмульгаторов [14]. Деэмульгация реализуется с помощью специальных поверхностно-активных веществ - деэмульгаторов, с применением электричества (электродеэмульгация), с применением нагревания (термо деэмульгации);

-методы с изменением размеров частиц ДФ;

-методы с химическим изменением компонентов ЖДС (для лучшего обнаружения ДФ в ЖДС при анализе);

После такой химической модификации могут использоваться следующие методы анализа, проводимого после или во время реакции:

- спектрометрия;

- фотометрические методы;

- электрометрия;

- жидкостная хроматография;

- титрометрия;

- гравиметрический метод;

- термометрический метод;

- методы с предварительным изменением агрегатного состояния ДС и (или) ДФ и последующим анализом, для чего могут быть использованы:

- эмиссионный спектральный анализ;

- атомно-абсорбционная спектрофотометрия;

- массо-спектрометрические методы;

- газовая хроматография.

Описанные выше методы применяются преимущественно в лабораторной практике и редко в полевых условиях, так как изменение структуры ЖДС всегда связано с затратами времени, энергии, реагентов, ухудшением представительности пробы, что в условиях непрерывного контроля состояния ЖДС неприемлемо.

К группе методов измерения концентрации без модификации компонентов относятся методы [15]:

1) методы, основанные на взаимодействии ЖДС с физическим телом, что подразумевает, например, механическое или тепловое воздействие;

2) методы, основанные на взаимодействии ЖДС с постоянным или низкочастотным полем, например, магнитным или гравитационным;

3) методы, основанные на взаимодействии ЖДС с направленным излучением, например акустическим, оптическим, рентгеновским. Информация о концентрации получается косвенно, например, путем измерения количества рассеянного дисперсной фазой среды излучения;

4) методы на основе дифференциальной оценки ДФ (подсчет числа и размеров частиц). Используются методы микроскопии и томографии.

Высокой пригодностью и перспективностью применения в условиях полевых измерений, как показано в [15, 16], обладают методы: фотометрические, электрометрические и СВЧ, акустические и фотоакустические. Для работы с разбавленными ЖДС наиболее пригодными являются фотометрические методы. 1.1.3. Фотометрические методы

Фотометрические методы измерения концентрации ДФ классифицируются следующим образом:

1. По используемому методу измерения (физическому эффекту, лежащему в основе) они подразделяются на:

-турбидиметры (измеряется количество света, прошедшее через слой исследуемой жидкости) - Рисунок 1.1 а);

-нефелометры (наоборот, измеряется количество света, рассеянное дисперсной фазой жидкости) - Рисунок 1.1 б);

-флуориметры (измеряется интенсивность флуоресценции при облучении ЖДС ультрафиолетом).

а)

б)

Рисунок 1.1. Турбидиметрический (а) и нефелометрический (б) методы измерения. 1 - источники света, 2 - слои жидкости, 3 - фотоприемники

2. В зависимости от уровня автоматизации процесса измерения фотометрические средства подразделяются на:

- автоматические;

- автоматизированные;

- неавтоматизированные.

Касаемо поточных полевых измерений, наибольший интерес вызывают, разумеется, автоматические средства измерения. Удобно использовать прибор, способный самостоятельно провести весь цикл измерения и отправить данные в диспетчерский пункт и/или хранить их в памяти.

3. В зависимости от спектральной характеристики оптической системы:

- монохроматические;

- полихроматические.

Здесь подразумевается использование одной или нескольких длин волн для облучения жидкости. Мы будем рассматривать средства измерения с монохроматическим источником.

4. В зависимости от спектральной области измерения фотометрические концентратомеры подразделяют на работающие в:

- ультрафиолетовой области спектра;

- видимой области спектра;

- инфракрасной области спектра.

Видимая область спектра удобна при исследовании жидкостей или самих средств измерения в присутствии человека: рассеяние света видно наглядно. Однако максимум получаемой энергии у многих фотоприемников находится в ИК-области спектра. Этот диапазон также можно использовать для борьбы с «видимой» засветкой.

5. По типу взаимодействия датчиков с исследуемой средой:

- контактные;

- бесконтактные.

В последнее время в полевых условиях чаще используются бесконтактные средства измерения, что позволяет повысить метрологическую и

эксплуатационную надежность. Бесконтактные струйные мутномеры подробно рассмотрены в разделе 1.3.3 данной диссертационной работы.

6. В зависимости от наличия или отсутствия подвижных элементов:

- с использованием механически перемещаемых элементов;

- без перемещаемых элементов.

Под средствами измерения с перемещаемыми элементами подразумеваются, например, турбидиметры с переменной измерительной базой. В некоторых погружных устройствах используются встроенные поршни для прочистки окон излучателей и фотоприемников.

Также фотометрические средства измерения условно можно разделить на: работающие с полидисперсными средами (то есть со средами, средний размер частиц в которых лежит в очень широком диапазоне) и монодисперсными средами (со средами, частицы ДФ которых имеют примерно одинаковый размер).

Вывод о концентрации взвешенных частиц в жидкости можно косвенным образом сделать на основе измерений мутности жидкости. Мутность жидкости -это показатель, характеризующий уменьшение её прозрачности в связи с наличием тонкодисперсных взвешенных частиц, рассеивающих дошедший до них свет в различных направлениях [17]. Измерители мутности строят на базе турбидиметров или нефелометров.

Одним из первых опыты с фотометрическим измерением мутности поставил ученый Джексон (США), который совместно с Уипплом изобрел свечной турбидиметр. Взвесь кремнезема разбавлялась дистиллированной водой, заливалась в пробирку и подсвечивалась свечой через дно. Степень проникновения света оценивалась через верхнюю поверхность жидкости невооруженным глазом [18, с.5]. Свечной турбидиметр схематично показан на Рисунке 1.2.

Мутномеры являются одними из самых удобных и перспективных средств измерений концентрации ЖДС в полевых условиях. Например, до недавнего времени для оценки мутности речных вод в полевых условиях использовался диск Секки. Это стандартный по размеру (200 мм в диаметре) диск с черно-белыми

секторами, который опускают в воду до глубины исчезновения его видимости. Затем из таблицы выбирается значение мутности, соответствующее измеренной глубине [21, с.218].

к______глаз лаборанта

Наиболее часто для измерений мутности используют нефелометры. На Рисунке 1.3 показана ставшая теперь классической схема измерения мутности, представляющая собой адаптацию свечного мутномера Джексона для нефелометрического метода. В ней используется вольфрамовая лампа накала. Большую роль также играет использование линз на источниках и детекторах света.

Стеклянная

Рисунок 1.3. Классическая нефелометрическая измерительная схема

Для градуировки (калибровки) мутномеров используют стандартные суспензии - так называемые стандартные образцы мутности.

Традиционно в качестве стандартной взвеси использовалась взвесь каолина, а результат измерений выражался в миллиграммах на литр (или кубический дециметр). В настоящее время в качестве стандартной используют взвесь полимера формазина. При этом мутность измеряют в ЕМФ (единицы мутности по формазину) [19].

Соотношение единиц измерения мутности: 1 FTU = 1 ЕМФ = 1 EM/литр = 1 FNU = 1 NTU = 0.053 JTU,

FTU - формазиновая единица мутности;

FNU - формазиновая нефелометрическая единица.

NTU - нефелометрическая единица мутности

JTU - джексоновская единица мутности.

Все единицы мутности отличаются друг от друга используемым образцом мутности и способом измерений.

В концентрацию мутность пересчитывают с помощью специальных коэффициентов, индивидуальных для каждой жидкости [20].

Для калибровки приборов в заводских, лабораторных и производственных условиях используются калибровочные формазиновые жидкости с различными значениями мутности (Рисунок 1.4). Суспензия формазина изготавливается и подготавливается для калибровки согласно стандарту [22]. В нашей стране используются государственные стандартные образцы мутности ГСО 7271-96.

Рисунок 1.4. Набор калибровочных жидкостей

1.2. Датчик мутности в составе систем управления технологическими процессами

В том случае, когда измеритель мутности используется отдельно от других приборов, измеряющих параметры ЖДС, или же других измерений проводить не требуется, логично выделение этого измерителя в отдельный прибор, обладающий собственным графическим дисплеем и управляющим интерфейсом. В полевых/промышленных условиях основные требования к измерителям мутности следующие:

- высокая эксплуатационная и метрологическая надежность;

- высокая степень автоматизации, то есть возможность работы без оператора, возможность дистанционного управления;

- надежные средства защиты от негативного влияния окружающей среды;

-наличие средств передачи информации для их накопления в составе

промышленных информационных и управляющих систем для их возможной последующей обработки и накопления в базах данных.

При выполнении этих требований измеритель мутности часто не включает в себя все необходимые составляющие самостоятельного прибора. Все большая часть важных функций (которые реализуются все более сложно) возлагается на другие элементы системы, в которую измеритель включен. Поэтому чаще всего нефелометрический измеритель мутности является датчиком в составе системы.

На Рисунке 1.5 показана схема распределения функций между нефелометрическим датчиком мутности и промышленной системой, в составе которой он находится. Особое значение имеет обеспечение высокой метрологической и эксплуатационной надежности. Оно включает в себя:

-обеспечение достаточно высокой точности измерений в течение межповерочного интервала;

- высокую достоверность результата;

- низкую норму обслуживания датчика (не более 0.5 ч/мес);

-включение в состав датчика средств по его защите от вредных внешних условий, в которых он эксплуатируется: низкие зимние температуры, большие перепады температуры и влажности.

Обработка,

накопление

данных

Измерение мутности

Передача результатов

Обеспечение петрологической \ эксплуатационной надежности

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Дмитриев, Олег Анатольевич, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Исимару, А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах (в 2-х томах). М.: Мир, 1991.

2. Харисова, З.И., Дмитриев, O.A. Материалы IX международной научно-практической конференции «VÉDA TECHNOLOGIE: KROK DO BUDOUCNOSTI

- 2013». Praha, Publishing House «Education and Science» s.r.o, 2013. c.34 - 38.

3. Большая советская энциклопедия. - M.: Советская энциклопедия. 1978.

4. Sigrist Photometer. Turbidimeter Aquascat 2 HT Industries [Электронный ресурс].

- Режим доступа:

http://www.photometer.com/en/products/details/industries.html?productid=261

5. Фетисов, B.C. Многофункциональные датчики состава водогазо-нефтяной смеси для систем управления процессами промысловой подготовки нефти: Канд. дисс. по спец. 05.13.05 (Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления) / Фетисов Владимир Станиславович. - Уфа: УГАТУ, 1998.

6. Перри, Дж. Справочник инженера-химика. В 2-х томах. Пер. с англ. под ред. Жаворонкова, Н.М. и Романкова, П.Г. - Л.:Химия, 1969. - Т.1 - 640 е., Т.2 - 504 с.

7. Большаков, Г.Ф. Восстановление и контроль качества нефтепродуктов. Ленинград: Недра, 1974. - 320 с.

8. Химический энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия, 1983.

9. Логинов, В.И. Обезвоживание и обессоливание нефтей. М: Химия, 1979. - 216 с.

10. Краткая химическая энциклопедия. М., 1967.

11. Девятых, Г.Г., Еллиев, Ю.Е. Введение в теорию глубокой очистки веществ. -М.: Наука, 1981.-320 с.

12. Гоц, В.Л. Техника окраски внутренних поверхностей. М.: Машиностроение, 1971.

13. Роев, Г.А., Юфин, В.А. Очистка сточных вод и вторичное использование нефтепродуктов. М.: Недра, 1987.

Н.Левченко, Д.Н., Бергштейн, Н.В., Худякова, А.Д., Николаева, Н.М. Эмульсии нефти с водой и методы их разрушения. - М.: Химия, 1967. - 200 с.

15. Фетисов, B.C. Фотометрические полевые средства измерений концентрации жидких дисперсных систем. Уфимск. гос. авиац. ун-т. - Уфа: УГАТУ, 2005. - 233 с.

16. Ковганко, В.Н. Физико-химические методы анализа. Лабораторный практикум. - Минск: БГТУ, 2010. - 85 с.

17. ГОСТ 27065-86. Качество вод. Термины и определения. Москва, Стандартинформ, 2003. - 8 с.

18. Sadar, M.J. 1996. Understanding Turbidity Science. Hach Company Technical Information Series. - Booklet No. 11.

19.Importance of turbidity [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.epa.gov/ogwdw000/mdbp/pdf/turbidity/chap_07.pdf.

20. Conversion Relationship between Nephelometric Turbidity Units [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.transportation.alberta.ca/Content/docType245/Production/The%20conversio n%20of%20Nephelometric%20Turbidity%20Units.pdf.

21. Хендерсон-Селлерс, Б., Маркленд, Х.Р. Умирающие озера. Причина и контроль антропогенного эвтрофирования. Ленинград, Гидрометеоиздат, 1990.

22. ГОСТ 29024-91. Анализаторы жидкости нефелометрические и турбидиметрические. Москва, Стандартинформ, 2004. - 15 с.

23. Sigrist Photometer. Drinking water treatment process [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www.photometer.com/svc/document.axd?id=l 1023.

24. ГОСТ 2874-82. Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством. Москва, Издательство стандартов, 1982. - 5с.

25. Hach-Lange. Оборудование для контроля технологических процессов [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.ecoinstrument.ru/pdf/HACH-LANGE_5_proc_instruments.pdf.

26. Фетисов, B.C., Дмитриев, O.A. Средства измерения концентрации жидких дисперсных сред // Альманах современной науки и образования. №11 (42) 2010. Часть И. Тамбов, 2010. с. 104 - 106.

27. Fetisov, V., Melnichuk, О., Dmitriyev, О. Effective cleaning of windows in field turbidimeters // Proceedings of XX IMEKO World Congress. ISBN 978-89-950000-5-2 95400.

28. Мельничук, O.B. Датчики мутности жидких сред для систем управления технологическими процессами. Канд. дисс. по спец. 05.13.05 (Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления) / Мельничук Ольга Васильевна. - Уфа: УГАТУ, 2011.

29. Fetisov, V., Melnichuk, О. Turbidimeters with variable gauge length: Proceedings of International IEEE Conference "EUROCON-2009" - May 18-23, 2009, Saint Petersburg, Russia. - ISBN 978-1-4244-3861-7, P. 1128-1133.

30. Беляков, B.JI. Автоматизация промысловой подготовки нефти и воды. М.: Недра, 1988.

31. Brost, D.F. Photomeric means for monitoring solids and fluorescent material in waste water using a falling stream water sampler. Патент США №5489977. НКИ 356/73. МПК G01B 21/00. Опубл. 06.02.1996.

32. Christen, R. Vorrichtung und Verfahren zur Trübungsmessung in einer Flüssigkeitssäule. Патент ФРГ №96810758.1.

33. DaeYoon Scale Industrial Co., Ltd. Turbidity analyzers [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www.dymeter.com/pro/turbidity-analyzer.html.

34. Aquascat. In-line turbidity measurement for the water treatment [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.photometer.com/svc/document.axd?id= 10901.

35. GLI International Inc. Operation Instruction Manual. Steady Stream 4. High-range turbidimeter system [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://96.61.63.50/techlib/Great%20Lakes/Great%20Lakes%20Turbidmeter%20Analyz er%20T53%20&%20Sensor%208324T%20man.pdf.

36. Sadar, M. Introduction to Laser Nephelometry. An Alternative to conventional particulate analysis methods [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.hach.com/asset-get.download-en.jsa?id=7639984475.

37. Дмитриев, О.А., Харисова, З.И., Фетисов, B.C. Поточный контроль качества воды с помощью струйных нефелометров // Актуальные проблемы экологии и охраны труда: сборник статей IV Международной научно-практической конференции. Юго-Зап. гос. ун-т. Курск, 2012. с.72 - 75.

38. Фетисов, B.C., Дмитриев, О.А. Бесконтактный нефелометр с карданным подвесом. Патент РФ №2463580.

39. Фетисов, B.C. Бесконтактный мутномер. Патент РФ №2235991.

40. Дмитриев, О.А. Перспективные поточные измерители мутности воды // «Научное обозрение» - 6/2012. с.300 - 304.

41. International Standard ISO 7027 - Water Quality - Determination of Turbidity. ISO. Second edition 1990-04-15.

42. Кпенин, В.И., Щеголев, С.Ю., Лаврушин, В.И. Характеристические функции светорассеяния дисперсных систем. Издательство саратовского университета, 1977.

43. Путилов, К.А., Фабрикант, В.А. Курс физики. Том III. Государственное издательство физико-математической литературы. Москва, 1963.

44. Sigrist Photometer. Flyer AquaScat WTM / HT / P datasheet [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.photometer.com/svc/document.axd?id= 10901.

45. Шилдт, Г. Язык Си для профессиональных программистов. Москва, 1989.

46. Дмитриев, О.А., Фетисов, B.C. Струйный нефелометр как средство поточного контроля качества воды // Экологические системы и приборы. №12/2012. с.З - 9.

47. Арнольд, Л.В. Техническая термодинамика и теплопередача. М.: Высшая школа, 1979. с.394.

48. Фомин, А.В. Общий курс фотографии. Легкая индустрия, Москва, 1978. с. 104.

49. Нефедов, В.И. и др. Метрология и радиоизмерения. Москва, «Высшая школа», 2006. с.67.

50. Dmitriyev, О., Fetisov, V. Improvements in contactless turbidimeters with free-falling stream technology // Proceedings of XX IMEKO World Congress. ISBN 97889-950000-5-2 95400.

51. Analog Devices. OP297 datasheet [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/OP297.pdf.

52. Дмитриев, O.A., Фетисов, B.C., Мельничук, О.В. Методы нейтрализации влияния отклонений струи в бесконтактных струйных нефелометрах // Экологические системы и приборы. №5/2013. с.38 -43.

53. Новицкий, П.В., Зограф, H.A. Оценка погрешностей результатов измерений. -2-е изд., перераб. и доп. - Л.:Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1991. с.89.

54. Гусев, В.Г., Гусев, Ю.М. Электроника. - М.: Высшая школа, 2-е издание. 1991.

55. Адлер, Ю.П., Маркова, Е.В., Грановский, Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. Издательство «Наука». - Москва, 1976.

56. Клюев, A.C. Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования. Энергоатомиздат, 1989.

57. НПО «Ризур». Обогреватели уровнемеров ОУР [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www.rizur.ru/uploads/data/file/our_teh_opisanie.pdf.

58. Atmel 8-bit AVR Microcontroller with 16K bytes In-System Programmable Flash [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.atmel.com/Images/doc2466.pdf.

59. Рекомендация КООМЕТ. Калибровка средств измерений. Алгоритмы обработки результатов измерений и оценивания неопределенности [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.labrate.ru/discus/messages/33870/_-34198.pdf.

60. Р 50.2.028-2003 ГСИ. Алгоритмы построения градуировочных характеристик средств измерений состава веществ и материалов и оценивание их погрешностей (неопределенностей). Оценивание погрешности (неопределенности) линейных градуировочных характеристик при использовании метода наименьших квадратов.

61.Гутников, B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах. М.: Энергоатомиздат, 1988.

62. Нефедов, A.B. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги. Серии К100-К142. Том 1. Издательское предприятие радиософт. Москва, 2000.

63. Долгов, В.В., Ованесов, E.H., Щетникович, К.А. Фотометрия в лабораторной практике. Кафедра КЛД. Москва, 2004.

64. Turbiscat. In-line Process Turbidity Monitor [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.photometer.com/svc/document.axd?id=l 1355.

65. Шейпак, A.A. Гидравлика и гидропневмопривод. Часть 1. Издание 3. Издательство МГИУ, 2004 г.

66. Илембитов, М.С. Расчет самотечных коммуникаций нефтебаз. М.: «Недра», 1975.

67. Исакович, Р.Я. Технологические измерения и приборы. М.: Недра, 1977.

Программа MAPLE для расчета математической модели многоэлементного кольцевого фотодетектора с четырьмя ФП

# Model for Contactlcss Turbidimeter

# Constants:

> restart;

>k:=l; #коэффициент преобразования интенсивности света в струе В:=1; #значение интенсивности света, входящего в струю

> R:=10 ; #радиус многоэлементного кольцевого фотодетектора к 1

В:= 1 R:= 10

> U1 : =proc (Delta, alpha); #выходной сигнал первого ФП Ul:=k*B*(R-Delta*cos(alpha))/((sqrt(DeltaA2+RA2-2*R*Delta*cos(alpha)))Л3)

end;

Warning, ~U1" is implicitly declared local to procedure "Ul"

U1 := proc (A, a) local Ul;

U1 :=kxBx(R- Axcos(a))/sqrt(AA2 + RA2 - 2xtfxAxcos(a))A3 end proc

>U2:=proc(Delta, alpha); ^выходной сигнал второго ФП U2 : =k*B* (R-Delta*cos (Pi/2-alpha) ) / ( (sqrt (DeltaA2+RA2-2*R*Delta*cos (Pi/2-alpha)))A3) end;

Warning, is implicitly declared local to procedure

U2 :=ргос(Д, a) local U2;

U2 := kxBx(R - Axcos(7t/2 - oc))/sqrt(AA2 + RA2 - 2xRxAxcos(n/2 - a))A3 end proc

>U3:=proc(Delta, alpha); #выходной сигнал третьего ФП

из:=k*B*(R-Delta*cos(Pi-alpha))/((sqrt(DeltaA2+RA2-2*R*Delta*cos (Pi-

alpha) ) ) "3)

end;

Warning, "U3" is implicitly declared local to procedure

U3 := proc (Д, a) local U3;

U3 := кхВх( R - Axcos( к-a) )/sqrt( АЛ2 + Дл2 - 2xffxAxcos( я - a ) )A3 end proc

>U4:=proc(Delta, alpha); #выходной сигнал четвертого ФП U4:=k*B* (R-Delta*cos(3*Pi/2-alpha))/((sqrt(DeltaA2+RA2-2*R*Delta*cos(3*Pi/2-alpha)))Л3) end;

Warning, is implicitly declared local to procedure "U4~

U4 :=proc(A, а) local U4;

U4 :=

kxBx(R - Axcos(3xk/2 - a))/sqrt(AA2 + Ял2 - 2x«xAxcos(3xk/2 - a))A3

end proc

>

>Usum:=proc(Delta,alpha); #суммарный выходной сигнал кольцевого

фотодетектора

Usum:=U1(Delta,alpha)+U2(Delta,alpha)+U3(Delta,alpha)+U4(Delta,alpha )

end;

Warning, "Usum' is implicitly declared local to procedure "Usum'

Usum := proc (A, a) local Usum-,

Usum := U1(A, a) + U2(A, a) + U3(A, a) + U4(A, a) end proc

> U: =proc (Delta, alpha) ; ((относительное изменение значения выходного сигнала кольцевого фотодетектора в зависимости от параметров

отклонения струи

U:=Usum(Delta,alpha)/Usum(0,0) end;

Warning, is implicitly declared local to procedure "u"

U := proc (A, a) local U\ U := Usum(A, a)/Usum(0,0) end proc

>plot3d(U,0..2,0..2*Pi,axes=boxed); #печать трехмерного графика

Технические характеристики мутномера А&Е Lab WGZ-B

А & Е Lab

www.aelabcn.com

E-mail: [e-mail]

Производство: КНР

Предназначен для измерения мутности фотометрическим способом по стандарту ISO 7027 в различных отраслях.

Характеристики:

Принцип измерения: Рассеиваемый под 90° свет

Разрешение: 0.1 NTU

Диапазон ( NTU): 0-200

Ошибка: ± 2.5% F.S.

Вопроизводимость: dl.5%

Дрейф нуля: 0.2

Питание: от сети или батарей.

Результаты экспериментов

Таблица 1. Измерения и расчеты опыта №1

Ли, А, £/ь и! и2, и2/и°2 С/з,В и3/и$ и4, иж 4 £,%

мм мм В В В Г = 1 1

0 0 , Ц24? и;оой'4 11*61:1 П;001К 1,72 11,00 ||| 1;43| тоом 4,00 0,0 «а

0 2 0,67 1,39 1Д2 1,59 0,99 1,48 0,86 1,40 0,98 3,95 1,3

4 1,33 1,74 1,40 1,56 0,94 1,39 0,81 1,37 0,96 4,11 2,8

8 2,67 2,22 1,79 1,45 0,90 1,19 0,69 1,30 0,91 4,29 7,3

12 4 3,24 2,61 1,29 0,81 0,91 0,53 1,17 0,82 4,77 19,3

15 2 0,67 1,45 1,17 1,66 1,03 1,53 0,89 1,37 0,96 4,05 1,3

4 1,33 1,72 1,39 1,69 1,05 1,36 0,79 1,32 0,92 4,15 3,8

8 2,67 2,28 1,84 1,66 1,03 1,15 0,67 1Д9 0,83 4,37 9,2

12 4 3,29 2,65 1,55 0,96 0,89 0,52 0,97 0,69 4,82 20,5

30 2 0,67 1,40 1,13 1,73 1,07 1,53 0,89 1,36 0,95 4,04 1,0

4 1,33 1,57 1,27 1,85 1,15 1,36 0,79 1,23 0,86 4,07 1,8

8 2,67 2,03 1,64 1,95 1,21 1,10 0,64 1,02 0,71 4,20 5,0

12 4 2,57 2,07 1,98 1,23 0,86 0,50 0,82 0,57 4,37 9,3

45 2 0,67 1,34 1,08 1,77 1,10 1,58 0,92 1,33 0,93 4,03 0,8

4 1,33 1,49 1,20 1,88 1,17 1,44 0,84 1,22 0,85 4,06 1,5

8 2,67 1,74 1,40 2,25 1,40 1,20 0,70 1,02 0,71 4,21 5,3

12 4 1,90 1,53 2,48 1,54 0,99 0,58 0,84 0,59 4,24 6,0

60 2 0,67 1,30 1,05 1,75 1,09 1,69 0,98 1,23 0,86 3,98 0,5

4 1,33 1,45 1,17 2,06 1,28 1,44 0,84 1,10 0,77 4,06 1,5

8 2,67 1,53 1,23 2,61 1,62 1,20 0,70 0,97 0,68 4,23 5,8

12 4 1,51 1,22 3,28 2,04 1,03 0,60 0,73 0,51 4,37 9,3

75 2 0,67 1,30 1,03 1,92 1,17 1,69 0,97 1,29 0,89 4,06 1,5

4 1,33 1,26 1,02 2,19 1,37 1,55 0,91 1,09 0,77 4,07 1,8

8 2,67 1,24 1,00 3,03 1,88 1,46 0,85 0,94 0,66 4,39 9,8

12 4 1,15 0,93 4,20 2,61 1,19 0,65 0,82 0,57 4,76 19,0

90 2 0,67 1,23 0,99 1,84 1,14 1,69 0,98 1,19 0,83 3,94 1,5

4 1,33 1,66 0,94 2,21 1,37 1,65 0,96 1,17 0,82 4,09 2,3

8 2,67 1,15 0,93 2,85 1,77 1,50 0,87 1,07 0,75 4,32 8,0

12 4 0,99 0,80 4,27 2,65 1,46 0,85 0,74 0,52 4,82 20,5

10 2 0,67 1,15 0,93 1,95 1,21 1,72 1,00 1,30 0,91 4,05 1,3

5 4 1,33 1,17 0,94 2,27 1,41 1,79 1,04 1,07 0,75 4,14 2,9

8 2,67 1,04 0,84 2,96 1,84 1,75 1,02 0,94 0,66 4,36 9,0

12 4 0,88 0,71 4,41 2,74 1,57 0,91 0,73 0,51 4,87 21,8

12 2 0,67 1,20 0,97 1,84 1,14 1,81 1,05 1,29 0,90 4,06 1,5

0 4 1,33 1,09 0,88 2,08 1,29 1,91 1,11 1,12 0,78 4,06 1,5

8 2,67 0,93 0,75 2,69 1,67 2,05 1,19 0,89 0,62 4,23 5,8

12 4 0,68 0,55 3,36 2,09 2,10 1,22 0,72 0,50 4,36 9,0

13 2 0,67 1,12 0,90 1,69 1,05 1,93 1,12 1,34 0,94 4,01 0,3

5 4 1,33 1,12 0,90 1,85 1,15 2,05 1,19 1,17 0,82 4,06 1,5

8 2,67 0,87 0,70 2,30 1,43 2,37 1,38 1,06 0,74 4,25 6,3

12 4 0,74 0,60 2,46 1,53 2,67 1,55 0,86 0,60 4,28 7,0

15 2 0,67 1,04 0,84 1,66 1,03 1,89 1,10 1,40 0,98 3,95 1,3

0 4 1,33 0,98 0,79 1,85 1,15 2,15 1,25 1,29 0,90 4,09 2,3

8 2,67 0,87 0,70 2,01 1,25 2,75 1,60 0,93 0,65 4,20 5,0

12 4 0,62 0,50 2,01 1,25 3,49 2,03 0,86 0,60 4,38 9,5

16 2 0,67 1,08 0,87 1,61 1,00 2,06 1,20 1,42 0,99 4,06 1,5

5 4 1,33 0,93 0,75 1,59 0,99 2,41 1,40 1,36 0,95 4,09 2,3

8 2,67 0,79 0,64 1,56 0,97 3,27 1,90 1,27 0,89 4,40 10,0

12 4 0,68 0,55 1,45 0,90 4,56 2,65 1,03 0,72 4,82 20,5

18 2 0,67 1,02 0,82 1,58 0,98 2,00 1,16 1,40 0,98 3,94 1,5

0 4 1,33 0,99 0,80 1,45 0,90 2,44 1,42 1,39 0,97 4,09 2,3

8 2,67 0,91 0,73 1,47 0,91 3,10 1,80 1,27 0,89 4,33 8,3

12 4 0,62 0,50 1,30 0,81 4,59 2,67 1,23 0,86 4,84 21,0

Таблица 2. Измерения и расчеты опыта №2

Аи, мм А, мм В Уг/и? и2, В и2/и2° £/з,В и3/и! щ, в иж V [=1 1

«111 0 0 «24;1 ¡1100. ; И|6Ш штм 11|721§ ьцоо 11*431 11!оо.#; |4;оо£ -0,01

0 2 4 8 12 0,67 1,33 2,67 4 1,46 1,69 2,37 3,53 1,18 1,36 1,91 2,85 1,59 1,56 1,50 1,37 0,99 0,97 0,93 0,85 1,43 1,29 1,03 0,86 0,83 0,75 0,60 0,50 1,39 1,34 1,24 1Д2 0,97 0,94 0,87 0,78 3.97 3,95 4,31 4.98 0,8 1,3 7,8 24,5

15 2 4 8 12 0,67 1,33 2,67 4 1,48 1,66 2,26 3,19 1Д9 1,34 1,82 2,57 1,66 1,67 1,72 1,55 1.03 1.04 1,07 0,96 1,48 1,31 1,05 0,83 0,86 0,76 0,61 0,48 1,39 1,32 1,17 1,04 0,97 0,92 0,82 0,73 4.05 4.06 4,32 4,74 1,3 1,5 8,0 18,5

30 2 4 8 12 0,67 1,33 2,67 4 1,43 1,60 2,03 2,57 1,15 1,29 1,64 2,07 1,72 1,82 1.92 1.93 1,07 1,13 1Д9 1,20 1,48 1,34 1,10 0,95 0,86 0,78 0,64 0,55 1.27 1,20 1.10 0.92 0,89 0,84 0,77 0,64 3,97 4,04 4,24 4,46 0,8 1,0 6,0 11,5

45 2 4 8 12 0,67 1,33 2,67 4 1,39 1,51 1,76 1,96 1,12 1,22 1,42 1,58 1,82 1,95 2,29 2,54 1,13 1,21 1,42 1,58 1,50 1,38 1,10 0,95 0,87 0,80 0,64 0,55 1,32 1,22 1.00 0,86 0,92 0,85 0,70 0,60 4,04 4,08 4,18 4,31 1,0 2,0 4,5 7,8

60 2 4 8 12 0,67 1,33 2,67 4 1,34 1,41 1.51 1,53 1,08 1,14 1,22 1,23 1,84 2,03 2,59 3,32 1Д4 1,26 1,61 2,06 1,57 1,44 1,22 1,03 0,91 0,84 0,71 0,60 1.30 1,22 1,00 0,80 0,91 0,85 0,70 0,56 4,04 4,09 4,24 4,45 1,0 2,3 6,0 11,3

75 2 4 8 12 0,67 1,33 2,67 4 1.30 1.31 1,30 1,22 1.05 1.06 1,05 0,98 1,84 2,14 2,87 4,12 1,14 1,33 1,78 2,56 1,62 1,53 1.34 1,15 0,94 0,89 0,78 0,67 1,32 1,17 0,96 0,82 0,92 0,82 0,67 0,57 4,05 4,10 4,28 4,78 1,3 2,5 7,0 19,5

90 2 4 8 12 0,67 1,33 2,67 4 1,26 1,23 1,14 1,02 1,02 0,99 0,92 0,82 1.87 2,16 3.01 4,49 1,16 1,34 1,87 2,79 1,67 1.63 1,51 1,34 0,97 0,95 0,88 0,78 1,33 1,19 0,96 0,80 0,93 0,83 0,67 0,56 4,08 4,11 4,34 4,95 2,0 2,8 8,5 23,8

10 5 2 4 8 12 0,67 1,33 2,67 4 1,22 1,15 1,02 0,88 0,98 0,93 0,82 0,71 1,85 2,13 2,87 4,09 1,15 1,32 1,78 2,54 1.74 1.75 1,74 1,62 1,01 1,02 1,01 0,94 1,32 1,14 0,94 0,79 0,92 0,80 0,66 0,55 4.06 4.07 4,27 4,74 1,5 1,8 6,8 18,5

12 2 0,67 1,18 0,95 1,84 1,14 1,79 1,04 1,30 0,91 4,04 1,0

0 4 1,33 1,09 0,88 2,03 1,26 1,89 1,10 1,20 0,84 4,08 2,0

8 2,67 0,93 0,75 2,62 1,63 2,03 1,18 0,99 0,69 4,25 6,3

12 4 0,79 0,64 3,30 2,05 2,05 1,19 0,82 0,57 4,45 11,3

13 2 0,67 1,15 0,93 1,75 1,09 1,86 1,08 1,33 0,93 4,03 0,8

5 4 1,33 1,05 0,85 1,95 1,21 2,01 1,17 1,22 0,85 4,08 2,0

8 2,67 0,87 0,70 2,27 1,41 2,39 1,39 1,02 0,71 4,21 5,3

12 4 0,73 0,59 2,53 1,57 2,67 1,55 0,86 0,60 4,31 7,8

15 2 0,67 1,13 0,91 1,69 1,05 1,91 1Д1 1,39 0,97 4,04 1,0

0 4 1,33 1,02 0,82 1,82 1,13 2,15 1,25 1,29 0,90 4,10 2,5

8 2,67 0,83 0,67 1,95 1,21 2,75 1,60 1,10 0,77 4,25 6,3

12 4 0,68 0,55 1,96 1,22 3,49 2,03 0,96 0,67 4,47 11,8

16 2 0,67 1,08 0,87 2,58 1,06 1,96 1,14 1,42 0,99 4,06 1,5

5 4 1,33 0,94 0,76 1,72 1,07 2,22 1,29 1,39 0,97 4,09 2,3

8 2,67 0,79 0,64 1,72 1,07 3,04 1,77 1,22 0,85 4,33 8,3

12 4 0,68 0,55 1,56 0,97 4,35 2,53 1,06 0,74 4,80 20,0

18 2 0,67 1,12 0,90 1,58 0,98 2,01 1,17 1,47 1,03 4,08 2,0

0 4 1,33 0,99 0,80 1,55 0,96 2,34 1,36 1,43 1,00 4,12 3,0

8 2,67 0,79 0,64 1,47 0,91 3,16 1,84 1,36 0,95 4,34 8,5

12 4 0,66 0,53 1,30 0,81 4,73 2,75 1,20 0,84 4,93 23,3

Таблица 3. Измерения и расчеты опыта №3

Ли, мм Л, мм ии В и2, В и2/и% £ СО Щ/Щ и4, В ХФ 1=1 1 е, %

ЯП 0 : 0 1*243 <1,00Х* |1;611| 11 00=!? 11^72«! 11100*1. аш 11;00«§ 4,00 0,011

0 2 4 8 12 0,67 1,33 2,67 4 1,42 1,65 2,31 3,45 1,15 1,33 1,86 2,78 1,58 1,56 1,45 1,29 0,98 0,97 0,90 0,80 1,51 1,34 0,98 0,88 0,88 0,77 0,58 0,51 1,42 1,39 1,29 1,14 0,99 0,97 0,90 0,80 4,00 4,04 4,24 4,89 0,0 1,0 6,0 22,3

15 2 4 8 12 0,67 1,33 2,67 4 1,41 1,62 2,22 3,01 1,14 1,31 1,79 2,43 1,64 1,67 1,66 1,55 1,02 1,04 1,03 0,96 1,51 1,31 1,03 0,89 0,88 0,76 0,60 0,52 1,37 1,30 1,14 0,99 0,96 0,91 0,80 0,69 4,00 4,02 4,22 4,60 0,0 0,5 5,5 15,0

30 2 4 8 12 0,67 1,33 2,67 4 1,40 1,57 2,01 2,52 1,13 1,27 1,62 2,03 1,69 1,80 1,93 1,93 1,05 1,12 1,20 1,20 1,53 1,36 1,08 0,83 0,89 0,79 0,63 0,48 1,33 1,23 1,04 0,89 0,93 0,86 0,73 0,62 4,00 4,04 4,18 4,33 0,0 1,0 4,5 8,3

45 2 4 8 12 0,67 1,33 2,67 4 1,36 1,48 1,72 1,93 1,10 1,19 1,39 1,56 1,77 1,93 2,27 2,53 1,10 1,20 1,41 1,57 1,55 1,39 1,15 0,98 0,90 0,81 0,67 0,57 1,30 1,19 0,97 0,82 0,91 0,83 0,68 0,57 4,01 4,03 4,15 4,27 0,3 0,8 3,8 6,8

60 2 4 8 12 0,67 1,33 2,67 4 1,31 1,39 1,49 1,45 1,06 1,12 1,20 1,17 1,80 2,01 2,61 3,30 1,12 1,25 1,62 2,05 1,60 1,48 1,22 1,03 0,93 0,86 0,71 0,60 1,27 1,14 0,93 0,76 0,89 0,80 0,65 0,53 4,00 4,03 4,18 4,35 0,0 0,8 4,5 8,8

75 2 4 8 12 0,67 1,33 2,67 4 1,28 1,29 1,26 1,19 1.03 1.04 1,02 0,96 1,82 2,11 2,87 4,01 1,13 1,31 1,78 2,49 1,65 1,57 1,34 1,19 0,96 0,91 0,78 0,69 1,26 1,09 0,90 0,67 0,88 0,76 0,63 0,47 4,00 4,02 4,21 4,61 0,0 0,5 5,3 15,3

90 2 0,67 1,23 0,99 1,84 1Д4 1,70 0,99 1,26 0,88 4,00 0,0

4 1,33 1,20 0,97 2,14 1,33 1,67 0,97 1,09 0,76 4,03 0,8

8 2,67 1,12 0,90 2,96 1,84 1,55 0,90 0,86 0,60 4,24 6,0

12 4 0,99 0,80 4,38 2,72 1,38 0,80 0,67 0,48 4,80 20,0

10 2 0,67 1,19 0,96 1,82 1,13 1,77 1,03 1,26 0,88 4,00 0,0

5 4 1,33 1,13 0,91 2,11 1,31 1,79 1,04 1,10 0,77 4,03 0,8

8 2,67 0,99 0,80 2,87 1,78 1,77 1,03 0,87 0,61 4,22 5,5

12 4 0,86 0,69 4,01 2,49 1,65 0,96 0,69 0,48 4,62 15,5

12 2 0,67 1,15 0,93 1,80 1,12 1,82 1,06 1,27 0,89 4,00 0,0

0 4 1,33 1,08 0,87 2,03 1,26 1,93 1,12 1,13 0,79 4,04 1,0

8 2,67 0,91 0,73 2,58 1,60 2,06 1,20 0,92 0,64 4,17 4,3

12 4 0,77 0,62 3,25 2,02 2,06 1,20 0,73 0,51 4,36 9,0

13 2 0,67 1,13 0,91 1,77 1,10 1,89 1,10 1,23 0,90 4,01 0,3

5 4 1,33 1,03 0,83 1,93 1,20 2,06 1,20 1,16 0,81 4,04 1,0

8 2,67 0,84 0,68 2,24 1,39 2,43 1,41 0,94 0,66 4,14 3,5

12 4 0,71 0,57 2,50 1,55 2,70 1,57 0,80 0,56 4,25 6,3

15 2 0,67 1,10 0,89 1,69 1,05 1,94 1,13 1,33 0,93 4,00 0,0

0 4 1,33 0,98 0,79 1,80 1,12 2,18 1,27 1,23 0,86 4,04 1,0

8 2,67 0,78 0,63 1,93 1,20 2,77 1,61 1,04 0,73 4,17 4,3

12 4 0,61 0,49 1,95 1,21 3,47 2,02 0,89 0,62 4,34 8,5

16 2 0,67 1,09 0,88 1,64 1,02 1,96 1,14 1,37 0,96 4,00 0,0

5 4 1,33 0,95 0,77 1,67 1,04 2,25 1,31 1,30 0,91 4,03 0,8

8 2,67 0,74 0,60 1,66 1,03 3,06 1,78 1,14 0,80 4,21 5,3

12 4 0,56 0,45 1,55 0,96 4,28 2,49 0,99 0,69 4,59 14,8

18 2 0,67 1,09 0,88 1,58 0,98 1,98 1,15 1,42 0,99 4,00 0,0

0 4 1,33 0,95 0,77 1,56 0,97 2,29 1,33 1,39 0,97 4,04 1,0

8 2,67 0,74 0,60 1,45 0,90 3,16 1,84 1,29 0,90 4,24 6,0

12 4 0,61 0,49 1,29 0,80 4,66 2,71 1,14 0,80 4,80 20,0

Таблица 4. Измерения и расчеты опыта №4

Ди, мм д, мм ии В щ/и? и2, В и2/и? и3/и$ и4, В и4/и° 4 V и, .=1 1 Е,%

Ш& 0 ,3 ;ож; 11|241 И',001У 11'61Р Щ00 т ищт 11«,00 ш "1Г431 щоот 4,001 10,0 ж

0 2 4 8 12 0,67 1,33 2,67 4 1,44 1,66 2,32 3,46 1,16 1,34 1,87 2,79 1,59 1,22 1,13 1,00 0,99 0,98 0,91 0,81 1,51 1,32 1,00 0,88 0,88 0,77 0,58 0,51 1,40 1,37 1,27 1,13 0,98 0,96 0,89 0,79 4,01 4,05 4,25 4,90 0,3 1,3 6,3 22,5

15 2 4 8 12 0,67 1,33 2,67 4 1,43 1,64 2,32 3,03 1,15 1,32 1,80 2,44 1,28 1,30 1,29 1,20 1.03 1,05 1.04 0,97 1,51 1,31 1,03 0,91 0,88 0,76 0,60 0,53 1,36 1,29 1,13 0,97 0,95 0,90 0,79 0,68 4,01 4,03 4,23 4,62 0,3 0,8 5,8 15,5

30 2 4 8 12 0,67 1,33 2,67 4 1,41 1,59 2,02 2,53 1,14 1,28 1,63 2,04 1,31 1,40 1,50 1,50 1,06 1ДЗ 1,21 1,21 1,53 1,36 1,08 0,84 0,89 0,79 0,63 0,49 1,32 1,22 1,03 0,87 0,92 0,85 0,72 0,61 4,01 4,05 4,19 4,35 0,3 1,3 4,8 8,8

45 2 4 8 12 0,67 1,33 2,67 4 1,38 1,49 1,74 1,95 1,11 1,20 1,40 1,57 1,38 1,50 1,76 1,96 1,11 1,21 1,42 1,58 1,55 1,39 1,15 1,00 0,90 0,81 0,67 0,58 1,29 1,17 0,96 0,80 0,90 0,82 0,67 0,56 4,02 4,04 4,16 4,29 0,5 1,0 4,0 7,3

60 2 0,67 1,33 1,07 1,40 1,13 1,60 0,93 1,26 0,88 4,01 0,3

4 1,33 1,;0 1,13 1,56 1,26 1,48 0,86 1,13 0,79 4,04 1,0

8 2,67 1,50 1,21 2,02 1,63 1,22 0,71 0,92 0,64 4,19 4,8

12 4 1,46 1,18 2,55 2,06 1,05 0,61 0,74 0,52 4,37 9,3

75 2 0,67 1,29 1,04 1,41 1Д4 1,65 0,96 1,24 0,87 4,01 0,3

4 1,33 1,30 1,05 1,64 1,32 1,57 0,91 1,07 0,75 4,03 0,8

8 2,67 1,28 1,03 2,22 1,79 1,34 0,78 0,89 0,62 4,22 5,5

12 4 1,20 0,97 3,10 2,50 1,20 0,70 0,66 0,46 4,63 15,8

90 2 0,67 1,24 1,00 1,43 1,15 1,70 0,99 1,24 0,87 4,01 0,3

4 1,33 1,22 0,98 1,66 1,34 1,67 0,97 1,07 0,75 4,04 1,0

8 2,67 1ДЗ 0,91 2,29 1,85 1,55 0,90 0,84 0,59 4,25 6,3

12 4 1,00 0,81 3,39 2,73 1,39 0,81 0,67 0,47 4,82 20,5

10 2 0,67 1,20 0,97 1,41 1Д4 1,77 1,03 1,24 0,87 4,01 0,3

5 4 1,33 1,14 0,92 1,64 1,32 1,79 1,04 1,09 0,76 4,04 1,0

8 2,67 1,00 0,81 2,22 1,79 1,77 1,03 0,86 0,60 4,23 5,8

12 4 0,87 0,70 3,10 2,50 1,67 0,97 0,67 0,47 4,64 16,0

12 2 0,67 1,17 0,94 1,40 1,13 1,82 1,06 1,26 0,88 4,01 0,3

0 4 1,33 1,09 0,88 1,57 1,27 1,93 1,12 1,12 0,78 4,05 1,3

8 2,67 0,92 0,74 2,00 1,61 2,06 1,20 0,90 0,63 4,18 4,5

12 4 0,78 0,63 2,52 2,03 2,08 1,21 0,72 0,50 4,38 9,5

13 2 0,67 1,14 0,92 1,38 1,11 1,89 1,10 1,27 0,89 4,02 0,5

5 4 1,33 1,04 0,84 1,50 1,21 2,06 1,20 1,14 0,80 4,05 1,3

8 2,67 0,86 0,69 1,73 1,40 2,43 1,41 0,93 0,65 4,15 3,8

12 4 0,72 0,58 1,93 1,56 2,72 1,58 0,79 0,55 4,27 6,8

15 2 0,67 1,12 0,90 1,31 1,06 1,94 1,13 1,32 0,92 4,01 0,3

0 4 1,33 0,99 0,80 1,40 1,13 2,18 1,27 1,22 0,85 4,05 1,3

8 2,67 0,79 0,64 1,50 1,21 2,77 1,61 1,03 0,72 4,18 4,5

12 4 0,62 0,50 1,51 1,22 3,49 2,03 0,87 0,61 4,36 9,0

16 2 0,67 1,10 0,89 1,28 1,03 1,96 1Д4 1,36 0,95 4,01 0,3

5 4 1,33 0,97 0,78 1,30 1,05 2,25 1,31 1,29 0,90 4,04 1,0

8 2,67 0,76 0,61 1,29 1,04 3,06 1,78 1,13 0,79 4,22 5,5

12 4 0,57 0,46 1,20 0,97 4,30 2,50 0,97 0,68 4,61 15,3

18 2 0,67 1,10 0,89 1,23 0,99 1,98 1,15 1,40 0,98 4,01 0,3

0 4 1,33 0,97 0,78 1,21 0,98 2,29 1,33 1,37 0,96 4,05 1,3

8 2,67 0,76 0,61 1,13 0,91 3,16 1,84 1,27 0,89 4,25 6,3

12 4 0,62 0,50 1,00 0,81 4,68 2,72 1,13 0,79 4,82 20,5

*маркером выделен случай с нулевыми параметрами отклонения струи, который считается идеальным и относительно которого вычисляются отклонения сигналов фотоприемников кольцевого фотодетектора

Данные расчетов при применении метода с вычислением поправочного коэффициента к опытным данным

Таблица 1. Измерения и расчеты опыта №1

а,0 А, мм и2/и? и3/и° 4 V1 и. е, % К к2 Лп, к лпопр ^рез Ерез, /о

/=1 1 мм

V V*!- ! - - г 1 4,00 0 1 Л 2 0 * 1-ЧЩ*» 4,00 0 >.

0 0,67 1,12 0,99 0,86 0,98 3,95 1,3 1,30 1,01 2,31 0,8 0,995 3,93 1,7

1,33 1,40 0,94 0,81 0,96 4,11 2,8 1,73 1,02 2,75 1,3 0,987 4,06 1,5

2,67 1,79 0,90 0,69 0,91 4,29 7,3 2,59 1,01 3,60 2,2 0,964 4,14 3,4

4 2,61 0,81 0,53 0,82 А,11 19,3 4,92 1,01 4,93 3,4 0,912 4,35 8,8

15 0,67 1,17 1,03 0,89 0,96 4,05 1,3 1,31 1,07 2,38 0,8 0,995 4,03 0,8

1,33 1,39 1,05 0,79 0,92 4,15 3,8 1,76 1,14 2,90 1,6 0,981 4,07 1,8

2,67 1,84 1,03 0,67 0,83 4,37 9,2 2,75 1,24 3,99 2,6 0,948 4,14 3,5

4 2,65 0,96 0,52 0,69 4,82 20,5 5,10 1,39 6,49 >4 0,864 4,16 4,0

30 0,67 1,17 1,03 0,89 0,96 4,04 1,0 1,31 1,07 2,38 0,8 0,995 4,02 0,5

1,33 1,39 1,05 0,79 0,92 4,15 3,8 1,76 1,14 2,90 1,6 0,981 4,07 1,8

2,67 1,64 1,21 0,64 0,71 4,20 5,0 2,56 1,70 4,26 3,0 0,932 3,91 2,1

4 2,07 1,23 0,50 0,57 4,37 9,3 4,14 2,16 6,30 >4 0,864 3,78 5,6

45 0,67 1,08 1,10 0,92 0,93 4,03 0,8 1,17 1,18 2,35 0,8 0,995 4,01 0,3

1,33 1,20 1,17 0,84 0,85 4,06 1,5 1,43 1,38 2,81 1,3 0,987 4,01 0,3

2,67 1,40 1,40 0,70 0,71 4,21 5,3 2,00 1,97 3,97 2,6 0,948 3,99 0,3

4 1,53 1,54 0,58 0,59 4,24 6,0 2,64 2,61 5,25 3,8 0,888 3,77 5,9

60 0,67 1,05 1,09 0,98 0,86 3,98 0,5 1,07 1,27 2,34 0,8 0,995 3,96 1,0

1,33 1,17 1,28 0,84 0,77 4,06 1,5 1,39 1,66 3,05 1,8 0,976 3,96 1,0

2,67 1,23 1,62 0,70 0,68 4,23 5,8 1,76 2,38 4,14 2,8 0,940 3,98 0,5

4 1,22 2,04 0,60 0,51 4,37 9,3 2,03 4,00 6,03 >4 0,864 3,78 5,5

75 0,67 1,03 1Д7 0,97 0,89 4,06 1,5 1,06 1,31 2,37 0,8 0,995 4,04 1,0

1,33 1,02 1,37 0,91 0,77 4,07 1,8 1,12 1,78 2,90 1,6 0,981 3,99 0,3

2,67 1,00 1,88 0,85 0,66 4,39 9,8 1,18 2,85 4,03 2,8 0,940 4,13 3,3

4 0,93 2,61 0,65 0,57 4,76 19,0 1,43 4,58 6,01 >4 0,864 4Д1 2,8

90 0,67 0,99 1,14 0,98 0,83 3,94 1,5 1,01 1,37 2,38 0,8 0,995 3,92 2,0

1,33 0,94 1,37 0,96 0,82 4,09 2,3 1,02 1,67 2,69 1,3 0,987 4,04 1,0

2,67 0,93 1,77 0,87 0,75 4,32 8,0 1,07 2,36 3,43 2,2 0,964 4,16 4,0

4 0,80 2,65 0,85 0,52 4,82 20,5 1,06 5,10 6,16 >4 0,864 4,16 4,0

105 0,67 0,93 1,21 1,00 0,91 4,05 1,3 1,08 1,33 2,41 0,8 0,995 4,03 0,7

1,33 0,94 1,41 1,04 0,75 4,14 2,9 1,11 1,88 2,99 1,6 0,981 4,06 1,5

2,67 0,84 1,84 1,02 0,66 4,36 9,0 1,21 2,79 4,00 2,6 0,948 4,13 3,3

4 0,71 2,74 0,91 0,51 4,87 21,8 1,28 5,37 6,65 >4 0,864 4,21 5,3

120 0,67 0,97 1,14 1,05 0,90 4,06 1,5 1,08 1,27 2,35 0,8 0,995 4,04 1,0

1,33 0,88 1,29 1Д1 0,78 4,06 1,5 1,26 1,65 2,91 1,68 0,981 3,98 0,5

2,67 0,75 1,67 1,19 0,62 4,23 5,8 1,59 2,69 4,28 3,0 0,932 3,94 1,5

4 0,55 2,09 1,22 0,50 4,36 9,0 2,22 4,18 6,40 >4 0,864 3,77 5,8

135 0,67 0,90 1,05 1,12 0,94 4,01 0,3 1,24 1,12 2,36 0,8 0,995 3,99 0,3

1,33 0,90 1,15 1,19 0,82 4,06 1,5 1,32 1,40 2,72 1,3 0,987 4,01 0,2

2,67 0,70 1,43 1,38 0,74 4,25 6,3 1,97 1,93 3,90 2,6 0,948 4,03 0,8

4 0,60 1,53 1,55 0,60 4,28 7,0 2,58 2,55 5,13 3,6 0,904 3,87 3,3

150 0,67 0,84 1,03 1,10 0,98 3,95 1,3 1,31 1,05 2,36 0,8 0,995 3,93 1,7

1,33 0,79 1,15 1,25 0,90 4,09 2,3 1,58 1,28 2,86 1,6 0,981 4,01 0,3

2,67 0,70 1,25 1,60 0,65 4,20 5,0 2,29 1,92 4,21 2,8 0,940 3,95 1,3

4 0,50 1,25 2,03 0,60 4,38 9,5 4,06 2,08 6,14 >4 0,864 3,78 5,4

165 0,67 0,87 1,00 1,20 0,99 4,06 1,5 1,38 1,01 2,39 0,8 0,995 4,04 1,0

1,33 0,75 0,99 1,40 0,95 4,09 2,3 1,87 1,04 2,91 1,6 0,981 4,01 0,3

2,67 0,64 0,97 1,90 0,89 4,40 10,0 2,99 1,09 4,08 2,8 0,940 4,14 3,4

4 0,55 0,90 2,65 0,72 4,82 20,5 4,82 1,25 6,07 >4 0,864 4,16 4,1

180 0,67 0,82 0,98 1,16 0,98 3,94 1,5 1,41 1,00 2,41 0,8 0,995 3,92 2,0

1,33 0,80 0,90 1,42 0,97 4,09 2,3 1,78 1,08 2,86 1,6 0,981 4,01 0,3

2,67 0,73 0,91 1,80 0,89 4,33 8,3 2,47 1,02 3,49 2,2 0,964 4Д7 4,4

4 0,50 0,81 2,67 0,86 4,84 21,0 5,34 1,06 6,40 >4 0,864 4,18 4,5

Таблица 2. Измерения и расчеты опыта №2

а,0 А, мм Иг/и? и2/и% Уз/Щ [/4 4 ; = 1 1 е, % К к2 Лп, мм 1с У-рез £рез, /о

'07ГД;. 1\> !Г/ - г- Л ,1 4,00 .0 1 да!®* '4;оо 0

0 0,67 1,33 2,67 4 1,18 1,36 1,91 2,85 0,99 0,97 0,93 0,85 0,83 0,75 0,60 0,50 0,97 0,94 0,87 0,78 3,97(4,03) 3,95(4,05) 4,31 4,98 0,8 1,3 7,8 24,5 1,42 1,75 3,18 5,70 1,02 1,03 1,07 1,09 2,44 2.78 4,25 6.79 1,1 1,3 3,0 >4 0,991 0,987 0,932 0,864 3,99 4,00 4,02 4,30 0,3 0,0 0,5 7,5

15 0,67 1,33 2,67 4 1,19 1,34 1,82 2,57 1.03 1.04 1,07 0,96 0,86 0,76 0,61 0,48 0,97 0,92 0,82 0,73 4.05 4.06 4,32 4,74 1,3 1,5 8,0 18,5 1,38 1,76 2,98 5,35 1,06 1,13 1,30 1,32 2,44 2,89 4,28 6,67 1,1 1,6 3,0 >4 0,991 0,981 0,932 0,864 4,01 3,98 4,03 4,10 0,3 0,5 0,8 2,5

30 0,67 1,33 2,67 4 1,15 1,29 1,64 2,07 1,07 1,13 1.19 1.20 0,86 0,78 0,64 0,55 0,89 0,84 0,77 0,64 3,9 (4,03) 4,04 4,24 4,46 0,8 1,0 6,0 11,5 1,34 1,65 2,56 3,76 1,20 1,35 1,55 1,88 2,54 3,00 4Д1 5,64 1,1 1,6 2,8 4 0,991 0,981 0,940 0,880 3,99 3,96 3,99 3,92 0,3 1,0 0,3 2,0

45 0,67 1,33 2,67 4 1,12 1,22 1,42 1,58 1,13 1,21 1,42 1,58 0,87 0,80 0,640,55 0,92 0,85 0,70 0,60 4,04 4,08 4,18 4,31 1,0 2,0 4,5 7,8 1,29 1,53 2,22 2,87 1,23 1,42 1,03 2,63 2,52 2,95 3,25 5,50 1,1 1,6 2,0 3,8 0,991 0,981 0,971 0,888 4,00 4,00 4,06 3,83 0,0 0,0 1,5 4,3

60 0,67 1,08 1Д4 0,91 0,91 4,04 1,0 1,19 1,25 2,44 1,1 0,991 4,00 0,0

1,33 1,14 1,26 0,84 0,85 4,09 2,3 1,36 1,48 2,84 1,6 0,981 4,01 0,3

2,67 1,22 1,61 0,71 0,70 4,24 6,0 1,72 2,30 4,02 2,8 0,940 3,99 0,3

4 1,23 2,06 0,60 0,56 4,45 11,3 2,05 3,68 5,73 4 0,880 3,92 2,0

75 0,67 1,05 1,14 0,94 0,92 4,05 1,3 1,12 1,24 2,36 0,8 0,995 4,03 0,8

1,33 1,06 1,33 0,89 0,82 4,10 2,5 1,19 1,62 2,81 1,3 0,987 4,05 1,3

2,67 1,05 1,78 0,78 0,67 4,28 7,0 1,35 2,66 4,01 2,6 0,948 4,06 1,5

4 0,98 2,56 0,67 0,57 4,78 19,5 1,46 4,49 5,95 4 0,880 4,21 5,3

90 0,67 1,02 1,16 0,97 0,93 4,08 2,0 1,05 1,25 2,30 0,8 0,995 4,06 1,5

1,33 0,99 1,34 0,95 0,83 4,11 2,8 1,04 1,61 2,65 1,3 0,987 4,06 1,5

2,67 0,92 1,87 0,88 0,67 4,34 8,5 1,05 2,79 3,84 2,6 0,948 4,11 2,8

4 0,82 2,79 0,78 0,56 4,95 23,8 1,05 4,98 6,04 >4 0,864 4,28 7,0

105 0,67 0,98 1,15 1,01 0,92 4,06 1,5 1,03 1,25 2,28 0,8 0,995 4,04 1,0

1,33 0,93 1,32 1,02 0,80 4,07 1,8 1,10 1,65 2,75 1,3 0,987 4,02 0,5

2,67 0,82 1,78 1,01 0,66 4,27 6,8 1,23 2,70 3,93 2,6 0,948 4,05 1,3

4 0,71 2,54 0,94 0,55 4,74 18,5 1,32 4,62 5,94 4 0,880 4,17 4,3

120 0,67 0,95 1Д4 1,04 0,91 4,04 1,0 1,09 1,25 2,34 0,8 0,995 4,02 0,5

1,33 0,88 1,26 1,10 0,84 4,08 2,0 1,25 1,50 2,75 1,3 0,987 4,03 0,8

2,67 0,75 1,63 1,18 0,69 4,25 6,3 1,56 2,36 3,92 2,6 0,948 4,03 0,8

4 0,64 2,05 1Д9 0,57 4,45 11,3 1,86 3,60 5,46 3,8 0,888 3,95 1,3

135 0,67 0,93 1,09 1,08 0,93 4,03 0,8 1,16 1Д7 2,33 0,8 0,995 4,01 0,3

1,33 0,85 1,21 1,17 0,85 4,08 2,0 1,38 1,42 2,80 1,3 0,987 4,03 0,8

2,67 0,70 1,41 1,39 0,71 4,21 5,3 1,99 1,99 3,98 2,6 0,948 3,99 0,3

4 0,59 1,57 1,55 0,60 4,31 7,8 2,63 2,62 5,25 3,8 0,888 3,83 4,3

150 0,67 0,91 1,05 1,11 0,97 4,04 1,0 1,22 1,08 2,30 0,8 0,995 4,02 0,5

1,33 0,82 1,13 1,25 0,90 4,10 2,5 1,52 1,26 2,78 1,3 0,987 4,05 1,3

2,67 0,67 1,21 1,60 0,77 4,25 6,3 2,39 1,57 3,96 2,6 0,948 4,03 0,8

4 0,55 1,22 2,03 0,67 4,47 11,8 3,69 1,82 5,51 3,8 0,888 3,97 0,8

165 0,67 0,87 1,06 1,14 0,99 4,06 1,5 1,31 1,07 2,38 0,8 0,995 4,04 1,0

1,33 0,76 1,07 1,29 0,97 4,09 2,3 1,70 1,10 2,80 1,3 0,987 4,04 1,0

2,67 0,64 1,07 1,77 0,85 4,33 8,3 2,77 1,26 4,03 2,8 0,940 4,07 1,8

4 0,55 0,97 2,53 0,74 4,80 20,0 4,60 1,31 5,91 4 0,880 4,22 5,5

180 0,67 0,90 0,98 1,17 1,03 4,08 2,0 1,30 1,05 2,35 0,8 0,995 4,06 1,5

1,33 0,80 0,96 1,36 1,00 4,12 3,0 1,70 1,04 2,74 1,3 0,987 4,07 1,8

2,67 0,64 0,91 1,84 0,95 4,34 8,5 2,88 1,04 3,92 2,6 0,948 4,11 2,8

4 0,53 0,81 2,75 0,84 4,93 23,3 5,19 1,04 6,23 >4 0,864 4,26 6,5

Таблица 3. Измерения и расчеты опыта №3

А, мм иг/и? и2/и° и3/и% и4 /и! 4 V ^ 1=1 1 кг к2 кг А„, мм ^попр ^рез £рез,