Введение 15
1 МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МЕТОДОВ КОЛИЧЕ- 16
СТВЕННОГО ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
1.1 Цели и задачи метрологического обеспечения 16
1.2 Количественный химический анализ. Характеристики методик
КХА 19
1.2.1 Метрологические требования к методикам КХА 20
1.2.2 Метрологические характеристики методик КХА 22
1.3 Виды работ метрологического обеспечения КХА 25
1.4 Анализ методов метрологического обеспечения КХА 27
1.4.1 Оптические методы 29
1.4.2 Анализа спектрофотометрических методов 31
1.5 Метод цифрового цветометрического анализа 32
1.5.1 Полимерные оптоды 36
1.5.2 Цветовая шкала 38
1.5.3 Оборудование и аппаратно-программная реализация
определения цветового различия 38
2 ЦИФРОВОЙ ЦВЕТОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР 41
2.1 Принцип работы и технические характеристики 41
2.2 Программное обеспечение ЦЦА-2.1 45
2.2.1 Требования к аппаратному и программному обеспечению 49
2.3 Экспериментальное применение ЦЦА-2.1 50
2.4 Метрологические характеристики 51
2.5 Конкурентные преимущества 52
3 Разработка документации 53
4 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ
И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 57
4.1 Организация и планирование работ 58
4.1.1 Продолжительность этапов работ 58
4.1.2. Расчет накоплений готовности работы 60
4.2 Расчет смыты затрат на выполнение проекта 62
4.2.1 Расчет затрат на материалы 63
4.2.2 Расчет заработной платы 63
4.2.3 Расчет затрат на социальный налог 64
4.2.4 Расчет затрат на электроэнергию 64
4.2.5 Расчет амортизационных расходов 66
4.2.6 Расчет прочих расходов 67
4.2.7 Расчет общей себестоимости разработки 67
4.2.8 Расчет прибыли 68
4.2.9 Расчет НДС 68
4.2.10 Цена разработки НИР 68
4.3 Оценка экономической эффективности проекта 69
5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 72
5.1 Характеристика рабочей зоны 73
5.2 Микроклимат рабочего места 74
5.3 Освещение рабочего мета 75
5.4 Электрическая безопасность 77
5.5 Уровень шума на рабочих местах 78
5.6 Региональная безопасность 79
5.7 Правовые вопросы обеспечения охраны труда 80
5.8 Пожарная безопасность 83
5.8.1 Причины возникновения пожара 84
5.8.2 Профилактика пожара 84
5.9 Влияние разработки на экологию и охрану труда 85
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 87
Список используемых источников 89
Приложение А - ФЮРА.443100.001 РЭ. ЦЦА-2.1.
Руководство по эксплуатации. 94
Приложение Б - ФЮРА.443100.001 ТУ. ЦЦА-2.1. Технические условия. 115 Приложение В - Раздел на английском языке 142
Информация о составе и строение смесей (веществ), определение их компонент - является наиболее актуальной из задач аналитической химии, также это необходимое условие успешного управления технологическими процессами, обеспечения надлежащего качества промышленного сырья и продукции, повышение эффективности сельскохозяйственного производства, совершенствования здравоохранения, решения экологических проблем. Химический анализ незаменим в медицинской диагностике, биотехнологиии, фармацевтике. И с каждым годом потребность в подобной информации возрастает в связи с увеличением количества выполняемых анализов, числа изучаемых веществ, с расширенным интервалом определяемых содержаний.
От уровня химического анализа, оснащенности лабораторий методами и приборами зависит развитие многих наук и отраслей промышленности. Эта область динамично развивается, и во многом успех развития зависит от квалификации обслуживающего персонала.
Целью работы является разработка метрологического обеспечения цифрового цветометрического анализа, включая его химическую и инструментальную составляющую.
Актуальность данной работы объясняется тем, что в настоящее время во многих отраслях промышленности требуется осуществлять контроль состава веществ, для определения которых используются различные способы и средства измерений. Экспресс-метод определения состава веществ с помощью цифрового цветометрического анализатора является более точным в сравнении с современными спектрофотометрами и менее трудоемким.
В ходе магистерской диссертации были рассмотрены основные положения метрологического обеспечения количественного химического анализа. Рассмотрены метрологические требования и метрологические характеристики методик КХА. Приведен анализ методов КХА.
В работе представлен анализ оптических методов определения состава веществ и рассмотрен новый оптический аналитический метод - цифровой цветометрический анализ. Данный метод является актуальным в аналитической химии и обладает высоким потенциалом.
В ходе работы были разработаны документы (технические условия, руководство по эксплуатации) для аппаратно-программного прототипа экспериментальных исследований метода цифрового цветометрического анализа для определения количества вещества по цветовой шкале на основе прозрачных полимерных оптических сенсоров (оптодов).
Эксплуатационная документация разработана с целью проведения испытаний и установления типа Цифрового цветометрического анализатора для измерения массовой концентрации элементов и веществ, обладающих цветом или образующих цветные соединения. ЦЦА-2.1.
Участие в проведении экспресс-анализа для установления метрологических характеристик устройства.
Данная разработка может применяться для успешного управления технологическими процессами, обеспечения надлежащего качества промышленного сырья и продукции, повышение эффективности сельскохозяйственного производства, совершенствования здравоохранения, решения экологических проблем.
Экономический эффект для предприятия, это экономия внутренних экономических ресурсов, затрачиваемых на контроль экологических показателей. Экономический эффект для сотрудников службы контроля, при увеличении круга предприятий для контроля экологических параметров увеличивается и прибыл данных организаций.
Данный метод точной оценки определяемого параметра способствует повышению оперативности проведения данных химических анализов, что важно в определенных ситуациях. Стабильная работа предприятия не исключает возможность аварийной ситуации, такой как неконтролируемый выброс вредных и опасных веществ в сточные воды. В этом случае быстрый химический анализ сточных вод будет необходим, для предотвращения или принятия каких-либо мер по устранению чрезвычайной ситуации.
В рамках работы над темой магистерской диссертации была написана статья «Алгоритм многокомпонентного цифрового цветметрического анализа состава вещества» вместе со старшим преподавателем кафедры КИСМ Спиридоновой А.С., и профессором кафедры КИСМ, д.т.н Муравьевым С.В.
