ВВЕДЕНИЕ 3
1. МАГНИТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ 4
1.1. Магнитометрический метод 4
1.2. Индукционный и пондеромоторный методы 5
1.3. Баллистический метод 5
1.4. Пондеромоторный метод 5
2. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ 6
2.1. Пермеаметр 6
2.2. Коэрцитиметр 7
2.3. Коэрцитивный спектрометр 8
2.3.1. Описание устройства 8
2.3.2. Проблема управления 10
3. ПЕРЕЧЕНЬ КОМНД СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 12
4. СБОР И ОБРАБОТКА ДАННЫХ 21
4.1. Вейвлет-фильтрация 21
4.2. Классический метод обработки данных 23
4.3. Сравнение вейвлет-преобразования с классической системой обработки
данных 25
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 28
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 29
ПРИЛОЖЕНИЕ
Коэрцитивный спектрометр - устройство, изобретенное и запатентованное Нургалиевым Д. К. и Ясоновым П. Г., относящееся к области магнитных измерений и предназначенное для изучения магнитного гистерезиса индуктивной и остаточной намагниченностей, коэрцитивных спектров и магнитного последействия различных твердых, сыпучих и вязко-пластичных веществ, в том числе горных пород и промышленных материалов в области геологии, геофизики, экологии, а также в области исследования новых веществ и материалов.
Цель работы: создание системы управления коэрцитивного спектрометра на новой элементной базе.
Для реализации поставленной цели потребовалось решить ряд следующих задач:
• Разработка управляющей системы на современной элементной базе;
• Создание программного обеспечения;
• Модернизация и автоматизация метода обработки данных;
Усовершенствование системы управления и методики обработки данных позволит улучшить качество обнаружения полезного сигнала, повысить соотношение сигнал-шум, упростить труд оператора системы и практически полностью автоматизировать систему обработки получения конечных результатов спектрометра.
1. МАГНИТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ
Магнитные измерения - измерения характеристик магнитного поля или магнитных свойств веществ (материалов). К измеряемым характеристикам магнитного поля относятся: вектор магнитной индукции В, напряжённость поля Н, поток вектора индукции (магнитный поток), градиент магнитного поля и другие. Магнитное состояние вещества определяется: намагниченностью J - величиной результирующего магнитного момента, отнесённого к единице объёма (или массы) вещества; магнитной восприимчивостью с, магнитной проницаемостью m, магнитной структурой. К важнейшим характеристикам наиболее распространённых магнитных материалов - ферромагнетиков - относятся: кривые индукции В(Н) и намагничивания J^), то есть зависимости В и J от напряжённости поля Н, коэрцитивная сила, потери энергии на перемагничивание, максимальная магнитная энергия единицы объёма (или массы), размагничивающий фактор (коэффициент размагничивания) ферромагнитного образца.
Для измерения магнитных характеристик применяют следующие методы: баллистический, магнитометрический, электродинамический, индукционный, пондеромоторный, мостовой, потенциометрический, ваттметровый, калориметрический, нейтронографический и резонансный.
В результате проделанной работы было показано что, используя современную электронную базу и методы обработки, можно практически полностью автоматизировать процесс выделения полезного сигнала на фоне шумов близких в спектральной области и соотношении сигнал-шум, близком к единице.
В ходе работы использовались всего две серии измерений, с исследуемым образцом и с пустым держателем образцов. Сигнал в пустом держателе присутствует на уровне, сравнимом с уровнем шума, вследствие его не существенного загрязнения. Однако, совместное применение меток и вейвлетанализа позволило даже в этом случае, в автоматическом режиме определить необходимый цуг измеряемого колебания и получить число пропорциональное индуктивности магнитного поля в датчике.
Средние значения коэффициентов пропорциональности методов обработки данных составили 1.0389 и 1.0011 для первого и второго датчиков соответственно. Проведённые измерения показали хорошее соответствие методов, которое в дальнейшем необходимо подтвердить и на других образцах в сериях контрольных экспериментов.
Применение предлагаемого метода позволит улучшить качество обнаружения полезного сигнала, повысить соотношение сигнал-шум, упростить труд оператора системы и практически полностью автоматизировать систему обработки получения конечных результатов спектрометра.
Использование предлагаемой аппаратной модификации позволило получать полную картину значений датчиков за всё время оборота диска и, более того, позволяет получать информацию за любое число оборотов, что в дальнейшем может быть использовано для получения максимально полной информации о свойствах полезных сигналов и помех и создания новых методов обработки и фильтрации сигнала.
