УДК 535 ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА И КОНТРОЛЯ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

УДК 535
ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА И КОНТРОЛЯ
В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
В.С. Шахова
Научный руководитель – к.т.н., доцент А.Н. Чертов
Использование оптико-электронных методов анализа и контроля в области пищевой
промышленности дает возможность решения следующих задач, как распознавание
недоброкачественных и запрещенных компонентов в составе продукта, определение
начальной стадии порчи продукта, анализ интенсивности окраски продукта и многое другое.
Целью работы был поиск более легкого способа определения порчи продукта на
ранних стадиях, распознавание запрещенных компонентов в составе продукта.
На основе имеющихся источников проведен аналитический обзор оптико-электронных
приборов, систем и комплексов, используемых в указанной области для экспресс-анализа.
Рассмотрены важные характеристики анализаторов и сделан вывод о том, какими
требованиями должен обладать прибор для экспресс-анализа продуктов питания.
Результатом работы стал обзор различных методов анализа и контроля пищевых
продуктов, приведены примеры исследования некоторых пищевых продуктов на основе
люминесценции. В дальнейшем планируется подробнее изучить метод люминесцентного
анализа пищевых продуктов.
УДК 681.78
АНАЛИЗ ПОМЕХИ ОБРАТНОГО РАССЕЯНИЯ В ИМПУЛЬСНОЙ
ОПТИЧЕСКОЙ ЛОКАЦИИ
А.А. Киселева
Научный руководитель – д.т.н., профессор Е.Г. Лебедько
Системы импульсной оптической локации являются одним из важнейших направлений
оптико-электронного приборостроения. В работе исследованы импульсные характеристики
помехи обратного рассеяния. Диффузные помехи аддитивны с рабочим сигналом и их
параметры могут изменяться в широком диапазоне в зависимости от конкретного состояния
среды. Влияние диффузных помех может проявляться в увеличении вероятности ложных
тревог. Кроме того большой уровень диффузных помех может привести к потере
чувствительности фотоприемника и препятствовать к обнаружению рабочего сигнала.
Цель работы заключалась в исследовании диффузной помехи обратного рассеяния при
совмещенных и разнесенных полях излучения и приема и формулирование требований, к
выбору оптической схемы локатора.
В качестве основных положений будем считать, что зондирующий импульс представлен
в виде дельта-функции. Коэффициенты ослабления молекулярного рассеяния и поглощения
также как коэффициент аэрозольного поглощения можно пренебречь по сравнению с
коэффициентом ослабления Ми-рассеяния. Показатель рассеяния атмосферы равен
коэффициенту ослабления Ми-рассеяния. Среднее значение индикатрисы рассеяния в
направлении назад принимается равным единице. Коэффициент, зависящий от характеристик
полей излучения и приема равен единице. В качестве состояний атмосферы использовались:
заметный туман, слабый туман, очень сильная дымка, заметная дымка.
146
Для достижения этой цели поставлены задачи:
- изучение обобщенной структурной схемы оптической локационной системы;
- знакомство с различными видами помех;
- исследование импульсной характеристики обратного рассеяния на основе методов
имитационного моделирования;
- моделирование импульсной характеристики в пакете прикладных программ MATHCAD;
- анализ помехи обратного рассеяния при разнесенных полей излучения и приема;
- анализ помехи обратного рассеяния в коаксиально приемно-передающей системе с
аналогичными данными;
- выводы по выбору оптической схемы локатора.
В качестве промежуточных результатов было получено, что: при повышении
показателя ослабления максимума функции он сдвигается в сторону начала импульсной
характеристики, т.е. крутизна фронта импульсной характеристики обратного рассеяния
увеличивается и сокращается общая ее длительность (из-за уменьшения глубины
проникновения зондирующего излучения в среду). При выполнении имитационных моделей
с фиксированными параметрами длины волны (9·10–7 м), базой прибора (100 мм), углом
излучения и приема (1°) и метеорологической дальностью видимости (МДВ) (0,5 км) было
экспериментально получено уменьшение длительности импульса и уменьшение максимума
характеристики при увеличении метеорологической дальности видимости (0,5; 1; 5 км).
В результате проведенного исследования были смоделированы импульсные
характеристики обратного рассеяния. Исходными данными для моделирования были
разнесенные поля излучения и приема с базами d =100, 200, 300 мм и углах излучения и
приема 2β1=2β2 =1 , 5 , 10 , 20 , МДВ равна 0,5; 1; 2; 5; 10 км. По результатам
моделирования получено, что при увеличении МДВ максимум характеристики значительно
уменьшается. Это связано с уменьшением коэффициента Ми-рассеяния. Длительность
помехи уменьшается при увеличении МДВ. Изменение β и d влияет на границу теневой
зоны.
Работа выполнена в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры
инновационной России», 2008–2013 годы.
147