Оптико-электронный измерительный комплекс для микропирометрии наносекундного разрешения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.07, кандидат наук Бороненко, Марина Петровна

• Бороненко, Марина Петровна
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Бороненко, Марина Петровна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1

ОБЗОР ПРИМЕНЕНИЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ БЫСТРОПРОТЕКАЮЩИХ ПРОЦЕССОВ

1.1. Телекамеры на матричных фотоприемниках

1.2. Современные бесконтактные методы контроля

температуры и скорости

1.3. Существующие методы обработки сигнала

1.4. Выводы по первой главе

ГЛАВА 2

АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ОПТИКО - ЭЛЕКТРОННОЙ

ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

2.1. Математическая модель оптоэлектронного канала

2.2. Реализация программной части ОЭС

2.2.1. Методы обработки цифровых изображений

2.2.2. Методика обработки цифровых изображений в программе 1ша§е1

2.3. Выводы по второй главе

ГЛАВА 3

ИССЛЕДОВНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОЭС

3.1. Исследование шумовых характеристик ОЭС

3.2. Временные характеристики люминофорного экрана

3.2.1. Исследование времени высвечивания люминофора

3.2.2. Исследование времени остаточного свечения люминофора

3.3. Исследование свет - сигнальной характеристики ОЭС

3.4. Методика калибровки ОЭС

3.5. Оценка погрешности ОЭС

3.5.1. Методика подавления шумов в программе

3.5.2. Оценка методической погрешности выделения контуров

3.6. Выводы по третьей главе

ГЛАВА 4

ПРИМЕНЕНИЕ ОЭС ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ В ФИЗИЧЕСКОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ

4.1. Исследование твердопламенного горения в системе Ni-Al

4.1.1. Приборы и техника эксперимента

4.1.2. Определение эффективной температуропроводности системы Ni-Al

4.1.3. Исследование структурообразования, происходящего в процессе СВ - синтеза с помощью микровидеосъемки тепловых полей волны горения

4.1.4. Наблюдение «вторичной волны» и многостадийных реакций

4.1.5. Полезные модели

4.2. Высокоскоростная микропирометрия плазменного напыления

4.2.1. Приборы и техника эксперимента

4.2.2. Методика измерения температуры отдельных частиц, движущихся в потоке при напылении порошковых покрытий

4.2.3. Аналитическая оценка нагрева и ускорения частиц

4.2.4. Экспериментальная методика определения параметров

отдельных частиц

4.2.5. Коллективное движение потока частиц в плазме и фундаментальная диаграмма

4.2.6. Физическая модель двухфазного потока

4.2.7. Методика обработки данных и результаты эксперимента

4.3. Выводы по четвертой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список использованной литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптико-электронный измерительный комплекс для микропирометрии наносекундного разрешения»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность.

Успехи в области экспериментальной физики, техники, производства тесно связаны с совершенствованием методов получения и обработки измерительной информации, средств измерения параметров исследуемых или контролируемых процессов. К особому классу можно отнести установки, позволяющие осуществлять бесконтактное получение сведений об изучаемом объекте.

Основным показателем качества измерительного прибора является получаемое от него количество информации о значении измеряемой величины [1]. Для характеристики погрешности измерительных устройств П.В. Новицкий использует энтропийное значение погрешности у=К-д (5-среднеквадратичная погрешность, К-значение энтропийного коэффициента). Учитывая, что термодинамические шумы подчиняются нормальному закону распределения, энергетический порог чувствительности идеального прибора составит 3,5-10' Дж. Для реального прибора энергетический порог чувствительности С=}Уи/цэ, где >/э - энергетический кпд. В теории Новицкого общее

уравнение любого измерительного устройства записывается как

2

У •1-Р=СОП5(.

Различные приборы, имея одну и ту же степень совершенства (порог чувствительности), различаются между собой только разным распределением произведения между сомножителями. И, если прибор имеет выигрыш в быстродействии, то обязательно проиграет в энергопотреблении. Относительно других измерительных средств, оптико-электронные системы (ОЭС) заметно выигрывает информационной емкостью. Информационная емкость 1э одного элемента изображения определяется числом разрядов двоичного кода, которым передается любой из т уровней квантования, и вычисляется по формуле 1э=1од2т. Тогда информационная пропускная способность системы, определяется выражением [2]:

I=Nxnxlog2(m+l),

где N — число элементов в кадре, п-число передаваемых изображений в секунду, ш-число градаций яркости. Поэтому преимущества использования ОЭС в основе которых видеокамеры на матричных фотоприемниках для измерений очевидны. Из

анализа литературных источников следует, что в данном случае комплектация базовых элементов видеокамеры должна предопределяться малыми значениями облученности фоточувствительного сенсора на высоких скоростях ввода кадров и малых временах накопления. Для компенсации недостатка освещенности часто применяют электронно-оптический преобразователь (ЭОП) на микроканальных пластинах (МКП) [3], и регистрируемое оптическое излучение трижды подвергается преобразованиям типа излучение <-> поток электронов.

В условиях малой интенсивности сигнала на полученный результат оказывают влияние шумы ОЭС [4-6]. Анализ имеющихся публикаций выявил наличие еще одной проблемы ОЭС, созданных на базе видеокамер с ЭОП. Это наличие времени послесвечения люминофора, покрывающего экран. Однако причина остаточного свечения люминофорного экрана может быть сокрыта в инерционности МКП, обусловленной временем перезарядки емкости каналов т = RC. Типичное значение времени т в МКП составляет 10 2-10 Зс [7]. Независимо от причины, остаточное свечение экрана иногда является тормозящим фактором исследований [8-9] быстропротекающих процессов. Обычно, без изменения аппаратной части ОЭС, решить эту проблему не удается [10-11].

Не смотря на то, что область применения ОЭС постоянно расширяется, диагностика плазменного напыления обычно реализована на стандартных установках, таких как DPV-2000, Accuraspray-g3, SprayWatch, ThermaViz ™ и др. (P. Fauchais, M. Vardelle, Georg Mauer, Robert Vaßen, Detlev Stöver и др.).

Ансамблевые методы (Accuraspray -g3, ThermaViz ™ и др.), основаны на измерениях обобществленных параметров частиц, занимающих некоторый объем, и не могут предоставить информацию о форме или дисперсии температуры частиц, и, следовательно, не могут полностью описать вклад каждой частицы в полученный результат. Поэтому взаимосвязь между характеристиками частиц и свойствами покрытия является неполной и не однозначной. Методы измерения температуры ансамбля частиц более практичны и удобны для применения в промышленных масштабах, но результаты менее точны.

Одночастичные методы предпочтительны для научных исследований, их используют для оценки температуры отдельных частиц. Среднее значение, стандартное отклонение, статистическое распределение плотности температуры частиц,

определяемое одночастичными методами [12-13], дают понимание процесса плавления частиц. Одночастичные методы устанавливают более полную взаимосвязь между характеристиками частиц и свойствами покрытия, хотя занимают много времени и сложны в применении. Однако замер скорости и температуры частиц происходит в разные моменты времени. Если процесс нестационарный, усредненное значение, полученное экспериментальным путем, будет сильно отличаться от истинного. Относительная погрешность измерения температуры около 5%, абсолютное значение может быть получено с погрешностью 20% [14].

Осуществляемый этими методами контроль температуры и скорости частиц в струе очень важен для оптимизации процессов термического напыления. Учитывая выше сказанное, повышение точности микропирометрических измерений, производимых ОЭС, остается актуальным.

Таким образом, цслыо диссертационного исследования является разработка ОЭС, предназначенной для высокоскоростных микропирометрических измерений, в частности, порошковой металлургии и технологий самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС).

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе были сформулированы следующие задачи:

1. Выбор базовой комплектации оптико-электронной системы, позволяющей осуществлять измерение основных теплофизических параметров быстропротекающих процессов плазменного напыления и твердопламенпого горения.

2. Исследование физических явлений и процессов в звеньях оптико-электронной системы при помощи оптического излучения с целью выявления шумов и повышения помехоустойчивости ее работы.

3. Разработка способа и алгоритма обработки и анализа оптического излучения, регистрируемого при исследовании высокотемпературных быстропротекающих процессов с помощью ОЭС.

Основными методами решения поставленных задач являются методы экспериментальной физики, методы специальной цифровой обработки изображений, методы математической статистики и обработки экспериментальных данных.

Научная новизна заключается в развитии методов использования ОЭС для

исследований и диагностики высокотемпературных быстропротекающих процессов:

1. Разработку метода увеличения помехоустойчивости ОЭС, позволяющего уменьшить влияние паразитного (остаточного) свечения люминофора до 12Д6 при работе системы в линейной области преобразования свет - сигнал и увеличить точность измерений яркостной температуры на данной ОЭС без изменения аппаратной части.

2. Усовершенствование метода измерения яркостной температуры отдельных нагретых частиц, движущихся в потоке плазмы. Введение поправочного коэффициента к обратно пропорционального длине трека, измеряемой целым числом пиксел в изображении движущейся и светящейся нагретой частицы, позволяет учесть влияния скорости её движения на уменьшение видеосигнала фотоматрицы в режиме накопления заряда, а пересчет эффективного времени экспонирования движущейся частицы одним пикселом фотоматрицы осуществляется путем перемножения поправочного коэффициента на величину общего времени накопления ячейки, что позволяет использовать калибровку ОЭС по яркостной температуре неподвижного эталона, а измерения проводить на быстродвижущихся частицах.

3. Разработку метода применения ОЭС для диагностики двухфазных потоков, основанного на измерении средней скорости частиц в потоке и их погонной плотности, позволяющего оценить величину интенсивности потока независимо от температуры и дисперсионного состава;

4. Разработку методики визуализации интегрального излучения реакции СВС, отображенного по шкале времени в условных цветах.

Обоснованность и достоверность научных результатов и методик обеспечиваются за счет использования широко апробированных методов высокоскоростной видеосъемки, яркостной пирометрии, времяпролетного метода, методов оптической микропирометрии и тепловидения. Результаты удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными, а также результатами других авторов (где это возможно); Основные результаты работы неоднократно докладывались и обсуждались на международных конференциях.

Практическая ценность диссертации. Практическая значимость полученных результатов связана с созданием метода экспериментального определения динамических постоянных движения и нагрева отдельных частиц в плазменном потоке, дающего

возможность постановки и корректного решения обратной задачи, т. е. определение температуры и скорости плазмы по результатам высокоскоростной регистрации треков калиброванных частиц, например «нано-маркеров» с известными теплофизическими свойствами.

Предлагаемый метод диагностики двухфазных потоков рекомендуется использовать для исследования нагрузочной способности двухфазных потоков, а также как индикатор предельного технологического состояния плазмотрона и перехода в неустойчивые режимы напыления. Кроме того, методика позволяет визуализировать данные в удобной для анализа форме.

Реализация результатов работы. Предложенная ОЭС реализована в программных пакетах ImageJ и OriginPro, что позволило создать лабораторный стенд [18, 28, 32, 35, 40-41, 48, 50] для обучения студентов и апробации разрабатываемых методов [15-17, 19-27, 29-31, 33-34, 36, 39, 42, 44-47, 49-50] и позволяет осуществлять комплексную диагностику высокотемпературных быстропротекающих процессов. Результаты исследований внедрены в учебный процесс подготовки бакалавров Югорского государственного университета (ОСНИ) [15, 27, 40, 42, 44, 48-50]. Часть исследований по тематике диссертационной работы проводилась при финансовой поддержке Минобрнауки РФ (задание № 2014/505 на выполнение государственных работ в сфере научной деятельности в рамках базовой части) и при поддержке внутреннего гранта Югорского государственного университета [17, 20, 31-32, 46-49]. ОЭС применялась для совместных с НИТИ УлГУ исследований колебательных процессов на жидком электроде при электрическом разряде [21], подана заявка на регистрацию способа измерения.

Апробация работы. Материалы диссертации обсуждались: S Всероссийский молодежный конкурс научно-исследовательских работ по

фундаментальной и прикладной физике (МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 2012 г.); S XVI Международная конференция по методам аэрофизических исследований (Казань, 2012 г.);

•S «Physical, mathematical and chemical sciences: theoretical trends and applied studies» Materials digest of the LI International Research and Practice Conference and I stage of the Championship in physical, mathematical and chemical sciences (London, 2013 г.);

S Международная заочная научно-практическая конференция «Естественные и

математические науки: вопросы и тенденции развития» (Новосибирск, 2013 г.); S XI Международная конференция «Газоразрядная плазма и ее применения» (Томск, 2013 г.);

•S Научно-практическая конференция «Наука и образование XXI века» (Уфа, 2013 г.); S 24-ая Международная конференция по компьютерной графике и зрению «ГрафиКон '2014»;

S 1st International Academic Conference "Science and Education in Australia, America and

Eurasia: «Fundamental and Applied Science» (Melbourne, 2014 г.); S Научный семинар НИТИ УлГУ 2014 г.

■S Школа-конференция с международным участием «Saint-Petersburg OPEN 2015» по Оптоэлектронике, Фотонике и Наноструктурам», Санкт-Петербург, 2015г. На защиту выносятся:

1. Модель учета паразитного свечения люминофора, обусловленного током абсорбции в МКП, позволяет увеличить соотношение сигнал/шум до 12 Дб в линейной области преобразования свет - сигнал.

2. Методика калибровки ОЭК для микропирометрии наносекундного разрешения, позволяет учесть уменьшение видеосигнала фотоматрицы, работающей в режиме накопления заряда, за счет уменьшения времени экспонирования при перемещении излучателя со скоростями 100-1140м/с.

3. Методика определения температуры частиц конденсированной фазы, движущихся в гетерогенных потоках со скоростями 100-1140м/с и имеющих температуру не ниже 1500К, заключающаяся в суммировании видеосигнала по длине зарегистрированного трека, позволяет использовать калибровку ОЭС по неподвижному АЧТ при ее работе в режиме мультиэкспозиции.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 38 работ, из них 9 статей из Перечня ВАК.

Личный вклад. Все результаты диссертационной работы получены автором лично или при непосредственном его участии. Работы [25, 31, 39] выполнены без соавторства. В статьях, опубликованных в соавторстве, личный вклад автора состоит в следующем: в публикациях [20, 22, 33, 34, 37-38, 43] автором произведена визуализация части экспериментальных данных; в статьях [16-17, 45-47] автору принадлежит

обработка, анализ и визуализация части экспериментальных данных; в трудах [18-19, 2324, 26, 28-30, 32, 35-36, 41, 50] определены способы решения поставленных задач, выбраны и реализованы методы анализа экспериментальных данных; в работах [15, 27, 40, 42, 44, 48-49] автору принадлежит постановка задач и руководство исследованиями. Организация проведенных экспериментов выполнена в работе [21].

Автор выражает глубокую благодарность всем соавторам. Особую благодарность хочется выразить научному руководителю доктору технических наук, профессору Гуляеву Павлу Юрьевичу за постоянное внимание и помощь при подготовке диссертационной работы.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 142 страницах машинописного текста, содержит 65 рисунков, список литературы из 158 наименований.

ГЛАВА 1

ОБЗОР ПРИМЕНЕНИЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ БЫСТРОПРОТЕКАЮЩИХ

ПРОЦЕССОВ

Основные достижения современной науки и технологических процессов тесно связаны с совершенствованием методов получения и обработки измерительной информации, средств диагностики параметров исследуемых или контролируемых процессов. При этом к особому классу можно отнести установки, позволяющие осуществлять бесконтактное получение сведений об изучаемом объекте. Наиболее информативными являются оптические методы, использующие оптико-электронные приборы-видеокамеры. Уже при первом подводном ядерном взрыве [51-54] 21.09.1955г. проводилась фото-регистрация видеокамерами поверхностных явлений с двух взаимно-перпендикулярных направлений. Скоростные камеры были установлены в бомболюке самолета и регистрировали картину взрыва сверху. Одна из камер была предназначена для регистрации огненного шара и его яркостной температуры. Видеокамеры широко используются для визуального исследования ландшафтов далеких планет, наблюдения, контроля и управления самодвижущимися аппаратами др. Оптико-электронные измерительные системы позволяют следить за процессами в атомном реакторе, производить разнообразные манипуляции с радиоактивными материалами. Кроме прочих достоинств, подобные ОЭС отличает быстрый ввод зарегистрированных изображений в компьютер, их обработка и получение количественных характеристик изучаемого процесса, анализ данных и их визуализация.

Быстрое развитие оптико-электронных систем определяется возможностью соединения телевизионного датчика практически с любым компьютером, а их высокое быстродействие и чувствительность позволяют обрабатывать сигналы от быстродвижущихся объектов в реальном времени. Научно-техническая революция в этой области началась в 1969 году с изобретения Уиллардом Бойлом и Джорджем Смитом в Лабораториях Белла (AT&TBellLabs, США) приборов с зарядовой связью (ПЗС, англ. CCD - Charge-Coupled Device), открытие которых было удостоено

Нобелевской премии по физике 2009 года [55-62]. Другим типом твердотельных приемников изображения являются фотодиодные матрицы (ФДМ), выполненные по СМОБ-технологии - «Асиуе-Р1хе18епзог» архитектуры, содержащие активную транзисторную схему усиления сигнала с каждого фотодатчика и обеспечивающие возможность считывания информации с каждого пикселя отдельно, задавая адрес его строки и столбца в двумерном массиве элементов [55-62].

1.1. Телекамеры на матричных фотоприемниках

Принцип действия любой телевизионной системы основан на использовании принципа развертки. В процессе развертки происходит пространственно-временная дискретизация изображения. Преобразование информации, а также передача ее по каналу связи всегда сопровождаются определенными потерями и искажениями: пространственными, градационными и временными. Пространственные потери информации связаны с уменьшением амплитуды отдельных гармонических составляющих, из которых складывается исходное изображение. ОЭС в первом приближении могут рассматриваться как линейные системы, в которых существует жесткая связь между комплексной частотной и переходной характеристикой. Таким образом, пространственные потери информации зависят от формы переходной характеристики ОЭС.

Градационные потери определяются уменьшением числа уровней энергии, передаваемых системой. Ошибка квантования не превышает по модулю половины шага квантования, уменьшается путем увеличения числа уровней квантования.

Временные потери связаны с частотой смены кадров. Установлено, что если частота съема информации (дискретизации) вдвое превышает верхнюю граничную частоту спектра видеосигнала, то по теореме Котельникова, исходная аналоговая форма сигнала может быть полностью восстановлена. При правильном выборе частоты дискретизации временных потерь информации не происходит.

Телекамеры на матричных ПЗС (прибор с зарядовой связью) [55] объединили в себе достоинства приборов с кадровым накоплением (видиконы) и приборов с линейной свет сигнальной характеристикой (диссекторы). При этом решилась проблема с

неоднородностями темпового сигнала. Так же отказались от систем считывания электронным пучком, уменьшились габариты. Стабильность параметров ПЗС, жесткость растра телекамеры сделали эффективной межкадровую обработку сигналов изображения. В 60-х годах заметили чувствительность КМОП (комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полупроводник) [55-54] - структур к свету. Принципиальное отличие КМОП от ПЗС заключается в методе реализации развертки. Координатная адресация к каждому элементу в КМОП, позволяет избежать искажений, связанных с неэффективностью переноса заряда в ПЗС. Первые КМОП сенсоры создавались на базе пассивных пикселов (Passive Pixel Sensor, PPS). Данный вид сенсора, помимо матрицы фотодиодов, содержит:

•S регистр, осуществляющий выбор строки;

■S ключевые полевые транзисторы (осуществляют коммутацию фотодиодов выбранной строки к вертикальным видео-шинам);

S аналоговый мультиплексор (подключает видеосигнал с выбранного фотодиода к выходному усилителю).

Из-за высокой емкости шин считывания KMOII сенсоров их чувствительность и отношение сигнал/шум остается низкими. Введение усилительного каскада в каждый светочувствительный элемент (APS, Active Pixel Sensor, Эрик Р. Фоссам 1993 г.) позволило избавиться от проблем, связанных с емкостью считывающих шин и снизить геометрический шум. КМОП- сенсор с пассивными и активными цифровыми пикселами [56] представлены на рис. 1.1. (а); и (б) соответственно.

гг

тг

ГГ

ГГ

ЦЦ5ВЁ

ГГ ,-,_L ,-,■]_ г-,!

m

^ [Щ RS

г

ИЁЁи

3 BIBI В'

ргг

а)

¡V j< [< i<

в

-РЕ

Fw

т

l¡U\CU

№

в

л

т

SB

т

г#

Мультиплексор юрпгонталмюП рлшергки

II

3 Е

тг ш

Миьшпска-р ri>piijo:iia.ibiiori piíB;pu¡í

Рис. 1.1. а) КМОП сенсор с пассивными пикселами; б) КМОП сенсор с активными

■ цифровыми пикселами [56].

Структура активного пиксела [56-58] содержит минимум 3 полевых транзистора и четыре шины - вертикальную видеошину, шины по которым подаются сигналы ЯБ и ИЗТ, а также шину питания У00. Коэффициент использования площади у такого пиксела значительно ниже за счет большего числа транзисторов, однако шумовые характеристики значительно лучше, чем в пассивном пикселе. Дальнейшим развитием активного пиксела связано с реализацией плавающей диффузионной области с очень малой емкостью. Это позволяет увеличить коэффициент преобразования заряда в напряжение и разделить процессы накопления и считывания по пространству. Такой пиксел имеет малый коэффициент использования полезной площади, однако обеспечивает малый уровень флуктуационных и геометрических шумов. Наличие в матрицах КМОП с активными пикселами схем усиления и обработки, приводит к локальному выделению тепла в месте накопления фотоэлектронов, что вызывает рост темпового тока. В КМОП сенсорах транзисторы расположены непосредственно в пикселах и их свечение может привести к образованию паразитного заряда, вносящего дробовые шумы [4, 56-57].

Шумы являются фундаментальным фактором, влияющим на порог чувствительности ОЭС. Практически все виды шумов уменьшаются при снижении рабочей температуры кристалла. При наличии встроенного АЦП следует учитывать шум квантования. Одной из основных проблем современных КМОП сенсоров является детерминированный геометрический шум, вызванный разбросом параметров отдельных пикселов, проявляющийся при малых уровнях освещенности. Проблема собственных шумов частично решается реализацией многоканального считывания и применением отдельного АЦП для каждого чувствительного элемента, а так же путем усиления сигнала до воздействия шумов считывания. Таким образом, развитие технологии КМОП привело к созданию однокристальной цифровой телевизионной камеры, реализующей функции цифровой и аналоговой обработки.

Для усиления чувствительности к слабым световым сигналам в прикладном телевидении применяются фото-преобразователи, представляющие собой сочленение электронно-оптического преобразователя (ЭОП) [63-65] с передающей трубкой, ПЗС или КМОП- матрицей. ЭОП может использоваться в качестве электрооптического затвора. Стробирование сигнала затвором позволяет увеличить помехоустойчивость ОЭС, снижает требования к быстродействию вычислителя, позволяет использовать

более совершенные вычислительные алгоритмы. Кроме приведенных преимуществ, использование ЭОП расширяет сферы применения ОЭС [54]. Работы ФИАН-МГУ по экспериментальному исследованию динамики электронного пучка были проведены на синхротроне «Сириус» НИИ ЯФ при Томском политехническом институте. Проведенное исследование бетатронных и синхротронных колебаний оказалось возможным благодаря совместному использованию скоростной киносъемки и ЭОП с круговой разверткой изображения.

Проблема падения энергетической чувствительности видеокамер при малых экспозициях частично решается применением ЭОП на микроканальных пластинах (МКП) [6], при этом необходимо учитывать спектральные характеристики матрицы и люминофора экрана [9-10] ЭОП, наличие времени послесвечения люминофора, покрывающего экран и инерционность МКП [7]. Иногда именно паразитное (остаточное) экрана является тормозящим фактором исследований [10-13]. Если эксперименты не столь быстротечны, то послесвечение убиралось путем кратковременной (5-1 Осек) подсветки экрана несколькими миниатюрными накальными лампами [14]. Таким образом, для правильной интерпретации экспериментальных данных, при использовании ОЭС в научных экспериментах, необходимо предварительно изучить ее эксплуатационные характеристики.

1.2. Современные бесконтактные методы контроля температуры и скорости

Температура и скорость напыляемых плазменным потоком частиц, находящихся в конденсированной фазе - основные теплофизические параметры, являющиеся важным средством для мониторинга и оптимизации процессов напыления. К одному из самых перспективных бесконтактных методов измерения температуры быстропротекающих процессов, относится метод спектральной пирометрии, используемый авторами Магуновым А. Н., Захаровым А. О. и др. Метод позволяет определять температуру от макро - до нано-объектов при неизвестной излучательной способности [66-67]. Метод спектральной пирометрии использует измерения, проводимые сразу на огромном количестве длин воли, что позволяет получить большую информацию об исследуемом

объекте. Однако спектральную пирометрию применяют, для определения усредненной температуры некоторой поверхности, при диагностике, в основном, стационарных процессов. Для измерения локальной температуры этот метод неприменим.

При реализации метода измерения скорости по частицам - трассерам (Particle Tracking Velocimetry (PTV)) [68-69], правильная интерпретация полученных результатов пространственной корреляционной функции возможна лишь в случае несжимаемого потока с однородным распределением «идеальных» частиц. В ином случае положение максимума корреляционной функции определяется не только движением потока, но и распределением частиц внутри него. Так же между двумя регистрациями мгновенного распределения движущихся в световом сечении частиц меняется их положение, и часть частиц выходит из тестируемого сечения, а другие частицы появляются. Это приводит к увеличению погрешности расчетного поля скорости.

Исследовательской группой из Китая (Wang Zhang, Xueming Hua, Wei Liao, Fang Li, Min Wang) [70] изучались характеристики различных процессов, происходящих при лазерно-дуговой гибридной сварке. Схема экспериментальной установки показана на рис. 1.2. а) на котором (2) -система сбора данных параметров сварки. (3) -высокоскоростная камера для плазмы и капли, (4)- высокоскоростная камера для сварочной ванны, (5)- лазер высокой мощности и (6)- система спектрометра.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Бороненко, Марина Петровна, 2015 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Новицкий, П. В. Основы информационной теории измерительных устройств [Текст]. -Ленинград : Энергия, 1968. - 248 с.

2. Коротаев, В. В. Телевизионные измерительные системы [Текст] : учеб. пособие / В. В. Коротаев, А. В. Краснящих. - Москва : Гос. ун-т ИТМО, 2008. - 108 с.

3. Беркин, А. Б. Новый подход к моделированию усиления тока в канале микроканалыюй пластины [Текст] / А. Б. Беркин, В. В. Васильев // Письма в ЖТФ. - 2007. - Т. 33, № 15. - С. 127-129.

4. Полупроводниковые формирователи сигналов изображения [Текст] / ред. П. Иесперса . — Мир, 1979.-560 с.

5. Пустынский, И. Н. Особенности построения систем измерительного телевидения [Текст] / И. II. Пустынский [и др.]. // Известия высших учебных заведений. - 2005. - Т. 48. - № 11.— С. 13-18.

6. Ильин, А. Г. Об обнаружении сигналов известной формы на фоне нестационарного шума телевизионных датчиков [Текст] / А. Г. Ильин, И. Н. Пустынский, Г. Д. Казанцев // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Техника телевидения. - 1972. -№ 3. - С. 85-91.

7. Беркин, А. Б. Математическое моделирование режима усиления импульсного тока в канале микроканальной пластины [Текст] / А. Б. Беркин, В. В. Васильев // Журнал технической физики.-2008.-Т. 78.-№.2.-С. 127- 129.

8. Антоненков, Д. А. Средства получения информации о параметрах взвеси, основанные на обработке фотоизображений [Текст] // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2014. -№ 4 (9). - С. 15-20.

9. Hirvonen, L. М. Sub-ps time resolution in wide-field time-correlated single photon counting microscopy obtained from the photon event phosphor decay [Electronic resource] / L. M. Hirvonen, [et al.] //New Journal of Physics. - 2015. - T. 17. - № 2. - P. 23-32.

10. Ехменина, И. В. Исследование влияния различных факторов на эффективность катодолюминесценции с целью создания конкурентоспособного автоэмиссионного источника излучения [Текст] / И. В. Ехменина, Е. П. Шешин // Труды МФТИ. - 2013. - Т. 5. - № 1. - С. 36-43.

11. Marchenko, S. V. Spectral variability of Wolf-Rayet stars [Text] / S. V. Marchenko. - AN Ukrainskoj SSR, Kiev. Inst. Teoreticheskoj Fiziki, 1987. - 28 c.

12. Maue,r G. Comparison and Applications of DPV-2000 and Accuraspray-g3 diagnostic Systems [Text] / G. Mauer, R. VaBen, D. Stover. - Journal of Thermal Spray Technology. - 2007. - V. 16. -№3.- P. 414-424.

13. Planche, M. P. In Flight Particles Analysis for the Characterization of the Arc Spray Process [Text] / M. P. Planche [et al.] // Thermal Spray Connects: Explore its Surfacing Potential. DVS, D usseldorf, DE. - 2005. - P. 646-651.

14.Fauchais, P.Sensors in spray processes [Text] / P. Fauchais, M. Vardelle //Journal of thermal spray technology.-2010.-T. 19.-№4.-C. 66-694.

15. Оптическая диагностика дисперсионного состава топливно-воздушного факела [Текст] / JL Ю. Атюцкая [и др.] // Фундаментальные исследования. - 2013. - № 8, Ч. 6. -С. 1297-1302.

16. Методы контроля температуры и скорости частиц конденсированной фазы в процессе плазменно-дугового напыления [Текст] / М. П. Бороненко [и др.] // Фундаментальные исследования. - 2013. - № 10, Ч. 6. - С. 1194—1199.

17. Бороненко, М. П. Изменения в порошковых СВС-материалах под воздействием плазмы [Текст] / М.П. Бороненко, А. Е. Серегин, И. В. Милюкова // Фундаментальные исследования. -2014. -№ 9, Ч. 3. - С. 536-541.

18. Бороненко, М. П. Телевизионная измерительная система наносекундного разрешения [Текст] / М. П. Бороненко, П. Ю. Гуляев // Доклады ТУСУРа. - 2014. - Т. 31. - № 1. -С. 60-64.

19. Измерение скорости и температуры частиц в потоке низкотемпературной плазмы [Текст] / М. П. Бороненко, И. П. Гуляев, П. Ю. Гуляев, А. Е. Серегин // Известия вузов. Физика. -2014. - Т. 57, № 3. - С. 73-77.

20. Оценка скорости и температуры дисперсной фазы в струях плазменно-дугового напыления [Текст] / М. П. Бороненко [и др.] //Фундаментальные исследования. — 2014. -№i 1, 4.10. - С. 2135-2140.

21. Особенности кинетики колебаний жидкого электрода при прямом электрическом разряде [Текст] / А. М. Орлов [и др.] // Письма в ЖТФ. - 2015. - Т. 41, Вып. 5. - С. 26-34.

22. Бороненко, М. П. Диагностика распределения частиц по температурам в технологии плазменного напыления [Текст] / М. П. Бороненко, П. Ю. Гуляев, А. В. Долматов // Ползуновский альманах. - 2010. - № 2. - С. 71-73.

23.Бороненко, М. П. Определение фундаментальной диаграммы потока ламинарного плазмотрона с постоянной подачей порошка [Текст] / М. П. Бороненко, П. Ю. Гуляев, A. JI. Трифонов // Вестник Югорского государственного университета. - 2012. — № 2. -С. 16-20.

24. Бороненко, М. П. Диагностика распределения частиц по температурам в технологии плазменного напыления [Текст] / М. П. Бороненко, И. П. Гуляев, А. Е. Серёгин. — Вестник Югорского государственного университета. - 2012. - № 2. - С. 7—15.

25. Бороненко, М. П. Измерение виртуальной температуры движущихся частиц высокоскоростными телевизионными ccd-камерами в режиме накопления заряда [Текст] /М. П. Бороненко // Ползуновский альманах. - 2012. — № 2. — С. 58-61.

26. Бороненко, М. П. Виртуальные системы микропирометрии процессов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза на основе программ origin и imagej [Текст] / М. П. Бороненко, П. Ю. Гуляев // Ползуновский альманах. - 2012. — № 2. - С. 45-47.

27. Исследование процессов впрыска топлива с помощью метода обработки оптического изображения в программе ImageJ [Текст] / М. П. Бороненко [и др.] // Ползуновский альманах. - 2012. - № 2. - С. 89-91.

28. Бороненко, М. П. Использование высокоскоростной видеокамеры в микропирометрии быстропротекающих процессов [Текст] / М. П. Бороненко, А. Е. Серегин // Естественные и математические науки: вопросы и тенденции развития : материалы международной заочной научно-практической конференции (1 апреля 2013 г.) - Новосибирск : Изд-во «СибАК», 2013. - 150 с.

29. Бороненко, М. П. Определение основных теплофизических параметров процессов плазменного напыления [Текст] / М. П. Бороненко, И. П. Гуляев, А. В. Долматов. — Вестник Югорского государственного университета. - 2013. - № 2. - С. 7-16.

30. Бороненко, М. П. Эффективная теплопроводность неплотно упакованных порошков в волне СВ-синтеза [Текст] / М. П. Бороненко, И. В. Милюкова, А. Е. Серегин. — Вестник Югорского государственного университета. — 2013. - № 2. - С. 16-22.

31. Бороненко, М. П. Обзор применения высокоскоростных телевизионных измерительных систем в физическом эксперименте [Текст] / М. П. Бороненко // Вестник Югорского государственного университета. - 2014. - № 2. - С. 43-55.

32. Бороненко, М. П. Метрологические характеристики телевизионной измерительной системы наносекундного разрешения [Текст] / М. П. Бороненко, П. 10. Гуляев // Вестник Югорского государственного университета. - 2014. - № 2. - С. 68-73.

33. Экспериментальное исследование кинетики аморфизации и эволюции микроструктуры частиц титана в процессе измельчения на планетарной мельнице [Текст] / JI. 10. Атюцкая [и др.] // Сборник материалов XXVII Всероссийской конференции студентов-физиков (Екатеринбург, 25 марта - 1 апреля 2011г.). -Екатеринбург, 2011. - С. 566-567.

34. Атомно-силовая и туннельная микроскопия границы механосплавления титан-сталь в высокоэнергонагруженных планетарных мельницах [Текст] / Jl. Ю. Атюцкая [и др.] // Сборник материалов XXVII Всероссийской конференции студентов-физиков (Екатеринбург, 25 марта - 1 апреля 2011г.). - Екатеринбург, 2011. -С. 613-614.

35. Бороненко, М. П. Фотометрические характеристики скоростной видеокамеры ВидеоСпринт при регистрации быстропротекающих процессов [Электронный ресурс] / М. П. Бороненко, П. Ю. Гуляев // Технические науки\ 12.Автоматизированные системы управления на производстве. — URL: http:/Av\vw.rusnauka.com/10_DN_2012/Tecnic/12_10395l.doc.htm (дата обращения 14.05.2012).

36. Бороненко, М. П. Наносекундные методы определения температуры волны реакции самораспространяющегося высокотемпературного синтеза [Электронный ресурс] / М. П. Бороненко, П. 10. Гуляев // Конференция с международным участием для студентов, магистрантов и аспирантов "Космос и наука". - URL: http://www.spacephys.ru/konferentsiya-s-mezhdunarodnym-uchastiem-dlya-studentov-magistrantov-i-aspirantov-kosmos-i-nauka (дата обращения 14.05.2012)

37. Эффективность сорбции разливов нефти механоактивированными порошками цеолита [Текст] / П. А. Юрукин [и др.] // XXVIII Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых : сб. матер. — Красноярск : Изд-во АСФ России,2012. - С. 650-651.

38. Гибридные фильтры-нейтрализаторы на основе Ni3Al и механоактивированных порошков цеолита [Текст] / Л. Ю. Атюцка, [и др.] // XXVIII Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых : сб. матер. — Красноярск : Изд-во АСФ России, 2012. - С. 652-653.

39.Бороненко, М. П. Исследование факела распыла топлива с помощью метода обработки оптического изображения в программе ImageJ [Текст] // Сборник научных трудов региональной научно-технической конференции. - Ханты-Мансийск ЮГУ, 2012.-С. 91-96.

40. Бороненко, М. П. Идентификация быстропротекающих процессов горения с помощью стробоскопического метода [Текст] / М. П. Бороненко, А. А. Иванов // Сборник трудов Всероссийский молодежный конкурс научно-исследовательских работ по фундаментальной и прикладной физике / НИИ радиоэлектроники и лазерной техники МГТУ им. Н.Э.Баумана. - Москва, 2012. - Т. 1. - С. 14-20.

41-Boronenko, М. P. Track analysis of particle velocity flow of plasmotron with continual powders [Text] / M. P. Boronenko, P. Yu. Gulyaev. - International Conference on the Methods of Aerophysical Research, (August 19-25, 2012, Kazan, Russia) : Abstracts. Pt. II. - Kazan, 2012. - P. 47^19.

42. Identification of quickly proceeding processes of burning by means of a stroboscopic method [Text] / M. P. Boronenko [et al.] // International Conference on the Methods of Aerophysical Research, (August 19-25, 2012, Kazan, Russia) : Abstracts. Pt. II. - Kazan, 2012.-P. 49-50.

43. Бороненко, M. П. СВ-синтез наноструктурных материалов ni-al-ze для каталитической конверсии попутных нефтяных газов [Текст] / М. П. Бороненко, П. Ю. Гуляев, А. Е. Серегин // Нанотехнология в теории и практике : Всероссийская научная Интернет-конференция с международным участием : материалы конф. (Казань, 22 мая 2013 г.) / Сервис виртуальных конференций PaxGrid ; сост. Д. Н. Синяев. - Казань : ИП Синяев Д. Н., 2013. - 174 с.

44.Атюцкая, JI. Ю. Экспериментальное исследование твердопламенного горения системы NI-AL методом скоростной видеосъемки [Текст] / JI. Ю. Атюцкая, А. Г. Бебия, М. П. Бороненко // Physical, mathematical and chemical sciences: theoretical trends and applied studies» Materials digest of the LI International Research and Practice Conference and I stage of the Championship in physical, mathematical and chemical sciences (London, May 21 - May 26). - London, 2013. - P. 34-38.

45. Optical diagnostics of nanodispersive structure of the air-fiiel jet / JI. Ю. Атюцкая, [и др.] // Материалы Всероссийской научной интернет-конференции с международным

участием «Нанотехиологии в теории и практике». Сервис виртуальных конференций PaxGrid. - Казань, 2013. - С. 162-168.

46.Бороненко, М. П. Диагностика тепловых полей фронта горения СВС в системе NiAl [Текст] / М. П. Бороненко, И. В. Милюкова, А. Е. Серегин // Australianscience review, Melbourne.-2014.-№ l.-P. 91-95.

47. Бороненко, M. П. Визуализация и анализ тонкой тепловой структуры волны горения СВС в программе ImageJ [Текст] / М. П. Бороненко, А. Е. Серегин // Труды XXIV Международной конференции по компьютерной графике и зрению ГрафиКон. — Ростов-на-Дону, 2014. - С. 108-110.

48.Полухииа, К. К. Exploration of time of afterglow of luminescent screen electro - optical of converter [Текст] / К. К. Полухина, M. П. Бороненко // Proceedings of the 3rdIntemational conference on Eurasian scientific development. «East West» Association for Advanced Studies and Higher Education GmbH. - Vienna, 2014. - P. 112-117.

49. Boronenko, M. P. Experimental study of solid-flame combustion by the ni-al system method of high-speed video filming [Text] / M. P. Boronenko, L. Yu. Atyckaja, A. G. Bebia. // GISAP : Physics, Mathematics and Chemistry. - Lohdon, 2014. - № 3. - P. 2327.

50.Адушкин, В. В. Гидроакустические возмущения при ядерных взрывах [Текст] / В. В. Адушкин, Б. Д Христофоров // Физика горения и взрыва. - 2004. - Т. 40, № 6. - С. 9397.

51.Илькаев, Р. И. Основные этапы Атомного проекта [Текст] / Р. И. Илькаев // Успехи физических наук.-2013.-Т. 183.-№5.-С. 528-534.

52. Кабыченко, Н. В. Об обеспечении ядерных полигонов приборами [Текст] / Н. В Кабыченко, А. А. Разоренов, Б. Г. Горюнов // Физика горения и взрыва. - 2004. - Т. 40.-№6.-С. 126-131.

53.Мальцев, А. А. Оптика широкополосной инфракрасной ускорительной диагностики [Текст] / А. А. Мальцев // Физика элементарных частиц и атомного ядра. - 2006. — Т. 37.-№ 1.-е. 127-135.

54. Михайлова, H. Н. База данных эталонных событий для задач сейсмического мониторинга [Текст] / H. Н. Михайлова, И. JI. Аристова // Вестник НЯЦ РК. — 2005. — Вып. - С. 62-72.

55.Прокофьева-Михайловская, В. В. Некоторые современные проблемы создания астрономических телевизионно-измерительных систем (АТВИС) для наблюдений за ИСЗ [Текст] [Текст] / В. В. Прокофьева-Михайловская // Известия КрАО. — 2007. — Т. 103, №3,-С. 238.

56.Березин, В. В. Твердотельная революция в телевидении: Телевизионные системы на основе приборов с зарядовой связью, систем на кристалле и видеосистем на кристалле [Текст] / Березин В. В. [и др.] - Москва : Радио и связь. - 2006. — 312 с.

57. Ван дер Зил, А. Шумы при измерениях [Текст] / А. Ван дер Зил. - Москва : Мир, 1979.-293 с.

58. Бирюков, Е. Эволюция датчиков изображения: от ПЗС к КМОП [Текст] / Е. Бирюков // Компоненты и технологии. - 2007. - № 10. - С. 56-59.

59. Степанов Р. М. Развитие телевизионных фотоэлектронных приборов [Текст] / Р. М. Степанов // Электронная промышленность. - 2003. - № 1. - С. 67-78.

60. Дьяконов, В. Сверхскоростная твердотельная электроника. Т. 1. Приборы общего назначения [Текст] / В. Дьяконов. - Москва : ДМК Пресс, 2014. - 576 с.

61. Горелик, С. Л. Телевизионные измерительные системы [Текст] / С. Л. Горелик, Б. М. Кац, В. И. Киврин // Москва : Связь. - 1980. - 168 с.

62. Грязин, Г. К. Системы прикладного телевидения [Текст] : учеб. пособие для вузов. — Санкт-Петербург : Политехника, 2000. — 240 с.

63. Волков, В. Г. Гибридно-модульные преобразователи изображения для низкоуровневых телевизионных систем [Текст] / В. Г. Волков // Электронные компоненты. - 2006. - № 10. - С. 75-83.

64. Электронно-оптический преобразователь нового поколения (ЭОП) [Текст] // IV Международная выставка «Наука Научные приборы» / Российская академия наук. Разработки Сибирского отделения. - Каталог, Москва, 2000, 25 с.

65. Мищенко, Н. И. Возможные пути улучшения технических характеристик телевизионных измерительных систем [Текст] / Н. И. Мищенко // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. — 2008. — Т. 2, № 2. - С. 40-44.

66.Магунов, А. Н. Спектральная пирометрия [Текст] / А. Н. Магунов // Приборы и техника эксперимента. - 2009. - № 4. - С. 5-28.

67.Магунов, А. Н. Спектральная пирометрия с частотой регистрации спектров теплового излучения 200-330 Гц [Текст] / А. Н. Магунов, А. О. Захаров, Б. А. Лапшинов //Научное приборостроение. - 2012. - Т. 22, № 1. - С. 120-124.

68. Worth, N. A. Acceleration of Tomo-PIV by estimating the initial volume intensity distribution [Text] / N. A. Worth, Т. B. Nickels. - Exp. Fluids. - 2008. - Vol. 45. - P. 847856.

69. Zhang W. The effect of the welding direction on the plasma and metal transfer behavior of C021aser+ GMAW-P hybrid welding processes [Text] / W. Zhang [et al.] // Optics and Lasers in Engineering. - 2014. - V. 58. - P. 102-108.

70. Zhang, W. The effect of the welding direction on the plasma and metal transfer behavior of CO< sub> 2</sub> laser+ GMAW-P hybrid welding processes [Text] / W. Zhang // Optics and Lasers in Engineering. - 2014. - T. 58. - P. 102-108.

71. Евтушенко, Г. С. Скоростная визуализация микрообъектов посредством активных сред лазеров на парах металлов в условиях засветки [Текст] / Г. С. Евтушенко // Известия Томского политехнического университета. — 2009. - Т. 315, № 3. - С. 141146

72. Евтушенко, Г. С. Лазерный проекционный микроскоп с покадровой регистрацией изображения [Текст] / Г. С. Евтушенко // Известия Томского политехнического университета.-2011.-Т. 319, №3,-С. 154-158.

73.Тригуб, М. В. Визуализация процесса СВС, с использованием активных сред лазеров [Текст] / М. В. Тригуб [и др.] // Ползуновский вестник. - 2012. - № 2/1. - С. 181-184.

74. Абрамов, Д. В. Визуализация с помощью лазерного монитора взаимодействия лазерного излучения с поверхностью стекло-и пироуглерода [Текст] / Д. В. Абрамов [и др.] // Известия Томского политехнического университета. - 2008. - Т. 312. - № 2. -С. 97-101.

75.Landes, К. Diagnostics in plasma spraying techniques [Text] / K. Landes // Surface and Coatings Technology. - 2006. - T. 201. - № 5. - P. 1948-1954.

76. Investigation and comparison of particle parameters determined with Spray Watch and LDA (Laser Doppler Anemometry) during the Cold Gas Spraying Process [Electronic resource] / J. Tewes, M. Hertter, D.H. Voggenreiter, D. Stuttgart, T. Biermordt, S. Zimmermann, K. Landesand, J. Schein. // Journal of Thermal Spray Technology. - 2013.- V. 22-6, P. 892900.

77. Иордан В. И. Определение поля скоростей и распределения плотности частиц в плазменной струе методами обработки потока изображений http://wwvv.mtu.de/en/technologies/engineering_news/others/Hertter_Investigation_and_co mparison_en.pdf. (15.09.2014 г.)

78.Наумов, И. В. LDA-PIV диагностика и трехмерный расчет пульсирующего закрученного потока в цилиндрическом контейнере [Текст] / И. В. Наумов // Теплофизика и аэромеханика. - 2003. - Т. 10.-№2.-С. 151-156.

79. Isakaev, Е. К. Investigation of heating and acceleration of particles in plasma spraying [Text] /Е. K. Isakaev [etal.] // Welding International. - 2013. - T.27. - № 4. - P.304-310.

80.Исакаев, Э. X. Формирование зоны сплавления при плазменной порошковой наплавке [Текст] / Э. X. Исакаев, В. Б. Мордынский // Сварочное производство. -2008.-№ 12.-С. 8-12.

81.Belevtsev, A. A. Experimental study of the near-electrode plasma-tungsten cathode system in high-current atmospheric-pressure nitrogen arcs [Text] / A. A. Belevtsev [et al] // High Temperature. - 2013. - T. 51. -№ 5. - C. 583-593.

82.Белялетдинов, Т. Ш. Исследования гомогенной и гетерогенной плазмы методами спектроскопии и скоростной визуализации [Текст] / Т. Ш. Белялетдинов // Вестник МЭИ. - 2009. - № 4. - С.61-70.

83.Chivel, Y. Optical monitoring of the thermal spraying / Y. Chivel // Surface and Coatings Technology. -2013. -T. 220. - C. 209-213.

84. Гарколь, Д. А. Новая методика высокоскоростной яркостной пирометрии для исследования процессов СВС [Текст] / Д. А. Гарколь // Физика горения и взрыва. — 1994. - Т. 30, № 1. - С. 72-77.

85. Гуляев, П. Ю. Способ измерения температуры фронта горения самораспространяющегося высокотемпературного синтеза смеси дисперсных материалов [Текст] : пат. 2094787 РФ. МПК G01N 25/28, G01J 5/12 / П. Ю. Гуляев, М. А. Гумиров, В. В. Евстигнеев. - Заявлено 01.07.1996 ; опубл. 16.01.1998. - Бюл. № 1.-Москва, 1998.-5 с.

86. Гуляев, П. Ю. Пирометрия процесса СВС на основе МДП-фотодиодных матриц в режиме накопления заряда [Текст] / П. Ю. Гуляев, А. В. Калачев // Ползуновский вестник. - 2005. - № 4-1. - С. 171-174.

87. Vattulainen, J. Novel method for in-flight particle temperature and velocity measurements in plasma spraying using a single CCD camera [Text] / J. Vattulainen // Journal of Thermal Spray Technology. - 2001. - V. 10. - № 1. - P. 94-104.

88.Еськов, А. В. Экспериментальный стенд и пакет программ для оптического контроля качества распыливания топлива методом скоростной видеосъемки [Текст] / А. В. Еськов, А. В. Маецкий // Ползуновский вестник. - 2012. - № 3-1. - С. 75-79.

89.Докурина, И. А. Исследование скорости движения дисперсных частиц в плазменном потоке [Текст] / И. А. Докурина // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2012. - Т. 14, № 6. - С. 143-149.

90. Богданович, В. И. Высокоскоростная видеосъемка для контроля процессов и оборудования плазменного газотермического нанесения покрытий [Текст] // Проблемы машиностроения и автоматизации. — 2011. — № 1. - С. 113-118.

91. Иордан В. И., Рябченко И. К. Определение поля скоростей и распределения плотности частиц в плазменной струе методами обработки потока изображений при высокоскоростной съемке цифровой камерой [Текст] / В. И. Иордан, И. К. Рябченко // Известия вузов. Физика. -2012. - Т. 55, № 9/2. - С. 169-175.

92. Постоев, А. И. Интеллектуальная цифровая фотокамера для высокоскоростной регистрации и обработки потока изображений быстропротекающих процессов движения самосветящихся объектов [Текст] / А. И. Постоев, В. И. Иордан, А. А. Соловьев // Известия вузов. Физика. - 2012. - Т. 55, № 9/2. - С. 176-180.

93. Гуляев, И. П. Разрешающая способность виртуальных приборов контроля температуры частиц в плазменных потоках по суммарному спектру [Текст] / И. П. Гуляев, П. Ю. Гуляев, В. И. Иордан // Ползуновский альманах. - 2008. - № 2. - С. 1314.

94. Оптико-электронная система диагностики двухфазных потоков динамическим методом счета частиц / П. Ю. Гуляев [и др.] // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2008. - Т. 51, № 9/3. - С. 79-87.

95.3ахожай, О. И. Высокоскоростная обработка изображений с применением цифровых фильтров на базе FPGA [Электронный ресурс] / О. И. Захожай, А. Н. Солошенко // — Режим доступа: http://sbornik.dmmi.edu.Ua/articles/RU/l 15.pdf. - Загл. с экрана.

96. Гуляев, П. Ю. Экспериментальное исследование процесса формирования высокопористой металлокерамики с наноструктурированным наполнителем методом

СВ-синтеза [Текст] / П. IO. Гуляев, 10. И. Реутов, В. И. Иордан // Перспективные материалы. - 2008. - № 6 - С. 35-40.

97. Ковалев, О. Б. Металлохимический анализ реакционного взаимодействия в смеси порошков никеля и алюминия [Текст] / О. Б. Ковалев, В. А. Неронов // Физика горения и взрыва. - 2004. - Т. 40, № 2. - С. 52-60.

98. Евстигнеев, В. В. Теоретические модели и экспериментальные методы исследования механизма формирования тепловой структуры в волне горения самораспространяющегося высокотемпературного синтеза [Текст] / В. В. Евстигнеев // Ползуновский вестник. - 2005. - № 1. - С. 314—321.

99. Иордан, В. И. Методы высокоскоростной микропирометрии и обработки тепловизионных изображений для исследования тепловой структуры СВС [Текст] / В. И. Иордан, В. В. Белозерских // Вестник Югорского государственного университета. - 2013. - № 2. - С. 39^15

100. Мержанов, А. Г. Твердопламенное горение [Текст] / А. Г. Мержанов, А. С. Мукасьян. - Москва : Торус Пресс, 2007. - 336 с.

101. Мержанов, А. Г. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез тугоплавких неорганических соединений / А. Г. Мержанов, И. П. Боровинская // Доклады АН СССР. - 1972. - Т. 204, № 2. - С. 366-369.

102. Амосов, А. П. Порошковая технология самораспространяющегося высокотемпературного синтеза материалов [Текст] / А. П. Амосов, И. П. Боровинская, А. Г. Мержанов. — Москва : Машиностроение-1, 2007. - 567 с.

103. Вилюнов, В. Н. Теория зажигания конденсированных веществ [Текст] / В. Н. Вилюнов, В. Е. Жарко, А. Г. Мержанов. - Новосибирск : Наука, 1984. — 192. с.

104. Алдушин, А. П. Инверсия структуры волны горения в пористой среде при продуве газа [Текст] / А. П. Алдушин, Б. С. Сеплярский // Доклады АН СССР. — 1979. - Т. 249, № 3. - С. 585-589.

105. Салганский, Е. А. Модель паровоздушной газификации твердого горючего в фильтрационном режиме [Текст] / Е. А. Салганский [и др.] // Физика горения и взрыва. - 2006. - № 1. - С. 65-72.

106. Сеплярский, Б. С. Конвективное горение «безгазовых» систем [Текст] / Б. С. Сеплярский, Н. И. Ваганов // Физика горения и взрыва. - 2001. - Т. 37, № 4. — С. 73— 81.

107. Ринкевичюс, Б.С. Оптические методы исследования потоков [Текст] / Б. С. Ринкевичюс, 10. Н. Дубнищев. - Москва : ВАЛАНГ, 1997. - 416 с.

108. Токарев, М. П. Томографический метод измерения скорости в объеме потока по частицам и его применение для диагностики турбулентных струйных течений [Текст] / М.П. Токарев [и др.] // Теория и численные методы решения обратных и некорректных задач. - 2013. - №. - С. 90-110.

109. Гуляев, П. Ю. Физические принципы диагностики в технологиях плазменного напыления [Текст] / П. Ю Гуляев, А. В Долматов // Известия Самарского научного центра российской академии наук. - 2009. - Т. 11, № 5-2. - С. 382-385.

110. Окулов, В. Л. Особенности оптической диагностики пульсирующих течений [Текст] / В. Л. Окулов // Журнал технической физики. - 2007. - Т. 77, № 5. - С. 4757.

111. Ильин, А. А. Принцип работы и устройство активно-пиксельных датчиков / А. А. Ильин, А. М. Овчинников, М. Ю. Овчинников // Препринты Института прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН. - 2003. - № 0. - С. 85-25.

112. Крутик, М. И. Многоканальные программно-управляемые электронно-оптические комплексы для скоростной регистрации серии изображений быстропротекающего процесса [Электронный ресурс] / М. И. Крутик // М.: НПК «Видеоскан».-Режим доступа: http://videoscan. ru/page/711. - 2002.

113. Казанцев, Г. Д. Измерительное телевидение [Текст] / Г. Д. Казанцев, М. И. Курячий, И. Н.Пустынский. — Москва : Высшая школа, 1994. - 288 с.

114. Fitzgerald, D. J. Surface recombination in semiconductors [Text] / D. J. Fitzgerald, A. S. Grove // Electron Devices Meeting, 1967 International. - IEEE, 1967. - T. 13. - P. 102104.

115. El-Desouki M. et al. CMOS image sensors for high speed applications [Text] // Sensors. - 2009. - T. 9. - № 1. - P. 430-444.

116. Bock, N. A wide-VGA CMOS image sensor with global shutter and extended dynamic range [Text] / N. Воск [et al] // IEEE Workshop on Charge-Coupled Devices and Advanced Imaqe Sensors. - Karuizawa (Japan), 2005. - P. 222-225.

117. Беркин, А. Б. Математическое моделирование режима усиления импульсного тока в канале микроканальной пластины [Текст] / А. Б. Беркин, В. В. Васильев // Журнал технической физики. - 2008. - Т. 78, № 2. - С. 127-129.

118. Корепанов, В. И. Импульсная катодолюминесценция азидов тяжелых металлов [Текст] / В. И Корепанов. [и др.] / /Письма в ЖТФ. - 2002. - Т. 28, № 24. - С. 48-52.

119. Якушенков, Ю.Г. Теория и расчёт оптико-электронных приборов : учебник [Текст] / Ю. Г. Якушенков. - 6-е изд., перераб. и доп. - Москва : Логос, 2011. — 568 с.

120. Rayankula, A. A CMOS active-pixel image sharpness sensor / A. Rayankula, P. M Furth // Circuits and Systems (MWSCAS), 2014 IEEE 57th International Midwest Symposium on. - IEEE, 2014. - C. 933-936.

121. Goy, J. Design of an APS CMOS Image Sensor for Low Light Level Applications Using Standard CMOS Technology [Text] / J. Goy [et al] //Analog-Integrated-Circuits-and-Signal-Processing. - 2001. - P. 95-104.

122. Конюхов, А. Л. Руководство к использованию программного комплекса ImageJ для обработки изображений [Текст] : учебно-методическое пособие / А. Л. Конюхов. - Томск : Кафедра ТУ, ТУСУР. -2012.-35 с.

123. Гонсалес, Р. Мир цифровой обработки Цифровая обработка изображений [Текст] / Р. Гонсалес, Р. Вудс. - ТЕХНО-СФЕРА, - 2005. - 1072 с.

124. Яне, Б. Цифровая обработка изображений [Текст] / Б. Яне. - Москва : Техносфера, 2007.-584с.

125. Прэтт, У. Цифровая обработка изображений [Текст] : пер. с англ. / У. Прэтт. — Москва : Мир, 1982. - Кн. 2 - 480 с.

126. Белоусов, А. А. Применение пространственных методов улучшения изображений на видеопоследовательностях [Текст] / А. А. Белоусов, В. Г. Спицын // Известия Томского политехнического университета. - 2013. — Т. 322, № 5. - С 126-130 .

127. Хуанг, Т. С. Быстрые алгоритмы в цифровой обработке изображений [Текст] : пер. с англ. / Т. С. Хуанг [и др.] ; под ред. Т. С. Хуанга. - Москва : Радио и связь, 1984. -224 с.

128. Конюхов, А. Л. Критерии оценки отношения сигнал/шум в активно-импульсных телевизионно-вычислительных системах [Текст] / А. Л. Конюхов, А. Г. Костевич, М. И. Курячий // Доклады ТУСУРа. - 2012. - № 2, Ч. 1. - С. 111-115.

129. Пустынский, И. Н. К оценке чувствительности и разрешающей способности телевизионных датчиков [Текст] / И. Н. Пустынский, Ю. Р. Кирпиченко // Известия высших учебных заведений. - 2005. - Т. 48, № 11. - С. 5-9.

130. Abrämoff, M. D. Image processing with ImageJ [Text] / M. D. Abrämoff, P. J. Magalhäes, S. J. Ram // Biophotonics international. - 2004. - Т. 11. - № 7. - C. 36-43.

131. Schneider С. A., Rasband W. S., Eliceiri K. W. NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis [Text] //Nature methods. - 2012. - T. 9. - №. 7. - C. 671-675.

132. Collins, T. J. ImageJ for microscopy [Text] / T. J. Collins [et al.] // Biotechniques. -2007. - T. 43, № 1 Suppl. - C. 25-30.

133. Катодолюминесценция широкозонных материалов и наногетероструктур на их основе [Текст] : автореф. дис. д-ра физ.-мат. наук: 01.04.07 / М. В. Заморянская. — Санкт-Петербург, 2012. - 32 с.

134. Москвин, А. В. Катодолюминесценция [Текст] / А. В. Москвин. - Москва : ОГИЗ, 1948.-348 с.

135. Крамер, Г. Математические методы статистики [Текст] / Г. Крамер. - Москва : Мир, 1975.-648 с.

136. Ryan, Т. A. Minitab™ / Т. А. Ryan, В. L. Joiner, В. F. Ryan // John Wiley & Sons, Inc., 1994. http://www.minitab.com/en-us/

137. Ильин, А. А. Принцип работы и устройство активно-пиксельных датчиков [Текст] / А. А. Ильин, А. М. Овчинников, М. Ю. Овчинников // Препринты Института прикладной математики им. MB Келдыша РАН. - 2003. - № 0. - С. 85-25.

138. Кирпиченко, Ю. Р. Исследование влияния режимов питания ЭОП на динамический диапазон активно-импульсной телевизионной системы [Текст] / Ю. Р. Кирпиченко //Доклады Том. гос. ун-та систем управления и радиоэлектроники. — 2012.-№2.-С. 26.

139. Южик, И. Б. Импульсные ЭОП с цифровым управлением [Текст] / И. Б. Южик // Интерэкспо Гео-Сибирь. - 2010. - Т. 5,№ 1.-С. 109-105.

140. Ишанин, Г. Г. Основы светотехники [Текст] / Г. Г. Ишанин, М. Г. Козлов, К. А Томский. - Санкт-Петербург : ООО "Береста", 2004. - 103 с.

141. Силантьев А. А. Исследование отношения сигнал/шум /Молодёжь и наука: Сборник материалов VII Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, посвященной. // Томск : Изд-во Томского политехнического университета - 2011. -С. 245-246.

142. Эпштейн, М. И. Измерения оптического излучения в электронике. Производственное издание [Текст] / М. И. Эпштейн. - Энергоатомиздат, 1990. -246 с.

143. Криксунов, Л. 3. Справочник по основам инфракрасной техники [Текст] / Л. 3. Криксунов.- 1978.-400 с.

144. Янке Е. Специальные функции: формулы, графики, таблицы [Текст] / Е. Янке, Ф. Эмде, Ф. Лёш. - 1964. - 344 с.

145. Латыев, Л. Н. Излучательные свойства твердых материалов [Текст] : справочник / Латыев Л. Н. [и др.], под ред. А. Е. Шейндлина. - Москва : Энергия, 1974. - Т. 11.472 с.

146. Чернин, С. М. Измерение температуры малых тел пирометрами излучения [Текст] / С. М. Чернин, А. В. Коган. - 1980. - 98 с.

147. Прокофьева-Михайловская, В. В. Некоторые современные проблемы создания астрономических телевизионно-измерительных систем (АТВИС) для наблюдений за ИСЗ [Текст] / В. В. Прокофьева-Михайловская // Известия КрАО. - 2007. - Т. 103, № З.-С. 238.

148. Гуляев, П. Ю. Пирометрия процесса СВС на основе МДП-фотодиодных матриц в режиме накопления заряда [Текст] / П. Ю. Гуляев, А. В. Калачев // Ползуновский вестник. - 2005. -№ 4-1. - С. 171-174.

149. Андреев, А. Л. Моделирование и расчет автоматизированных видеоинформационных систем наблюдения за объектами [Текст] : методические указания к лабораторным работам / А. Л. Андреев. - Санкт-Петербург : НИУ ИТМО, 2012.-82 с.

150. Солоненко, О. П. Плазменные технологии получения, обработки и напыления порошков, состоящих из полых частиц [Текст] / О. П. Солоненко, И. П. Гуляев, А. В. Смирнов // Тезисы докладов Международной конференции по физической мезомеханике, компьютерному конструированию и разработке новых материалов. — Томск, 2009. - С. 494.

151. Нигматулин, Р. И. Динамика многофазных сред [Текст] / Р. И. Нигматулин. — Москва : Наука. - 1987. - Ч. 1. - 464 с.

152. Семенов, В. В. Математическое моделирование динамики транспортных потоков мегаполиса [Текст] / В. В. Семенов // Препринты Института прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН. - 2004. - № 0. - С. 34-38.

153. Макарецкий, E. Телевизионные измерительные системы контроля скоростного режима дорожного движения [Текст] / Е. Макарецкий, А. Овчинников, X. Н. Лием // Компоненты и технологии. - 2007. - № 69. - С. 34-37.

154. Кленов, С. Л. Теория Кернера трех фаз в транспортном потоке — новый теоретический базис для интеллектуальных транспортных технологий [Текст] / С. Л. Кленов // ТРУДЫ МФТИ. - 2010. - Т. 2. - № 4. - С. 75.

155. Kerner, В. S. A microscopic model for phase transitions in traffic flow [Text] / B. S. Kerner, S. L. Klenov // J. Phys. A: Math. Gen. - 2002. - V. 35. - P. L31-L43.

156. M. Orlov et al. Kinetics of oscillation of a liquid electrode in direct electric discharge // Technical Physics Letters. - 2015. - T. 41. - №. 3. - C. 221-224.

157. K.G. Poluhina et al. Increasing the noise immunity of optical-electronic systems based on video cameras with an optical converter // 2nd International School and Conference on Optoelectronics, Photonics, Engineering and Nanostructures, St. Petersburg, Russia, April 6-8, 2015.-C. 104-105.

158. Бороненко М.П. Повышение помехоустойчивости оптико-электронной системы на базе видеокамер с электронно-оптическим преобразователем / Бороненко М. П., Гуляев П. Ю., Серегин А. Е., Бебия А. Г. — Фундаментальные исследования. — 2015. - №. 2-11.- С. 2323-2327.