Розробка проєкту прецизійної установки для вимірювання неоднорідної щільності розчину в процесі автоматизації технологічного програмно-апаратного комплексу

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.254825

Ключові слова:

прецизійна установка, оптичний модуль, неоднорідна щільність розчину, автоматизація

Анотація

Розроблено проект прецизійної установки для вимірювання неоднорідної щільності розчину. Даний модуль є одним із ключових компонентів автоматизованого програмно-керованого комплексу, створеного для інкапсуляції транспортних систем клітин.

Аналіз існуючих методів визначення значень зрушень в'язкості та щільності показує, що оптичні методи вимірювання є найбільш придатними для проектування прецизійної установки з огляду на їхню простоту та надійність.

Впровадження оптичного вимірювання також зумовлено необхідністю забезпечення стерильності аналізованого матеріалу, а також неруйнівного контролю рідини.

Використання ультразвукового методу вимагає занурення в рідину передавального елемента та приймача, що порушує принцип стерильності. За результатами вимірювань було встановлено, що метод реєстрації оптичного випромінювання дозволяє з високим ступенем точності визначати розподіл щільності в обсязі кювети після центрифугування. Досягнуто точне позиціонування голки для відбору рідини. Для визначення неоднорідної щільності рідини був розроблений вимірювальний оптичний модуль.

Досягнуто точне позиціонування каруселі у заданих точках за рахунок встановлення постійних неодимових магнітів в основі кюветних відсіків.

Спрощення вимірювальної схеми за рахунок виключення дисперсійних елементів, фільтрів та монохроматора значно знижує вартість вимірювального обладнання та спрощує його реалізацію для вирішення подібних задач.

Впровадження в проект сучасних цифрових технологій дозволяє обробляти пакети сигналів від датчиків позиціонування та окремих каналів, що особливо важливо для автоматизації процесів вимірювання та позиціонування з урахуванням стерильності

Спонсор дослідження

  • This research is funded by the Science Committee of the Ministry of Education and Science of the Republic of Kazakhstan. Grant № AP09258926.

Біографії авторів

German Seredin, Private Institution «National Laboratory Astana» Nazarbayev University

Engineer, Leading Researcher

Laboratory of Biosensors and Bioinstruments

Dastan Sarbassov, LLP «R&D Engineering»

Engineer, Senior Researcher

Gulsara Berikkhanova, S. Seifullin Kazakh Agro Technical University

Head of Department

Department of Higher Mathematics

Aidar Alimbayev, Nazarbayev University

Engineer, Research Assistant

Посилання

  1. Madadelahi, M., Madou, M. J., Nokoorani, Y. D., Shamloo, A., Martinez-Chapa, S. O. (2020). Fluidic barriers in droplet-based centrifugal microfluidics: Generation of multiple emulsions and microspheres. Sensors and Actuators B: Chemical, 311, 127833. doi: https://doi.org/10.1016/j.snb.2020.127833
  2. Clayton, A., Boilard, E., Buzas, E. I., Cheng, L., Falcón-Perez, J. M., Gardiner, C. et. al. (2019). Considerations towards a roadmap for collection, handling and storage of blood extracellular vesicles. Journal of Extracellular Vesicles, 8 (1), 1647027. doi: https://doi.org/10.1080/20013078.2019.1647027
  3. Chakhlov, V. L., Cheprasov, A. I., Shaverin, N. V. (2002). Measurements of the Density of Petroleum Products and Their Mixtures by the Ultrasonic Method. Russian Journal of Nondestructive Testing 38, 472–476. doi: https://doi.org/10.1023/a:1022187228570
  4. Plotnomery. ChemPort.Ru. Available at: http://www.chemport.ru/data/chemipedia/article_2876.html
  5. Frenkel', Ya. I. (1975). Kineticheskaya teoriya zhidkostey. Leningrad: Nauka, 592.
  6. Püttmer, A., Hoppe, N., Henning, B., Hauptmann, P. (1999). Ultrasonic density sensor—analysis of errors due to thin layers of deposits on the sensor surface. Sensors and Actuators A: Physical, 76 (1-3), 122–126. doi: https://doi.org/10.1016/s0924-4247(98)00365-3
  7. Puttmer, A., Hauptmann, P. (1998). Ultrasonic density sensor for liquids. 1998 IEEE Ultrasonics Symposium. Proceedings (Cat. No. 98CH36102). doi: https://doi.org/10.1109/ultsym.1998.762197
  8. Kolesnikov, A. E. (1982). Ul'trazvukovye izmereniya. Moscow: Izd-vo standartov, 248. Available at: https://search.rsl.ru/ru/record/01001126714
  9. Ermolov, I. N., Lange, Yu. V. (2004). Ul'trazvukovoy kontrol'. Nerazrushayuschiy kontrol'. Vol. 3. Moscow: Mashinostroenie, 864.
  10. Gitis, M. B., Chuprin, V. A. (2012). Primenenie ul'trazvukovykh poverkhnostnykh i normal'nykh voln dlya izmereniy parametrov tekhnicheskikh zhidkostey. 1. Izmerenie sdvigovoy vyazkosti. Zhurnal Tekhnicheskoy Fiziki, 82 (5), 93–99. Available at: https://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/10603
  11. Chuprin, V. A. (2014). Optimization of ultrasonic device parameters for measurements of lubricants viscosity for in-line condition diagnostics of machine equipment. Part 1. Kontrol’. Diagnostika, 188 (2), 15–23. doi: https://doi.org/10.14489/td.2014.02.pp.015-023
  12. Zhu, Z., Wu, J. (1995). The propagation of Lamb waves in a plate bordered with a viscous liquid. The Journal of the Acoustical Society of America, 98 (2), 1057–1064. doi: https://doi.org/10.1121/1.413671
  13. Qu, J., Berthelot, Y., Li, Z. (1996). Dispersion of Guided Circumferential Waves in a Circular Annulus. Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation, 169–176. doi: https://doi.org/10.1007/978-1-4613-0383-1_21
  14. Bekker, Yu. (2009). Spektroskopiya. Moscow: Tekhnosfera, 528.
  15. Furtado, A., Gavina, J., Napoleão, A., Pereira, J., Cidade, M. T., Sousa, J. (2019). Density measurements of viscoelastic samples with oscillation-type density meters. Journal of Physics: Conference Series, 1379 (1), 012020. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1379/1/012020
  16. Teutsch, T., Mesch, M., Giessen, H., Tarín, C. (2017). Refractive Index Estimation from Spectral Measurements of a Plasmonic Glucose Sensor and Wavelength Selection * *The project was funded by Baden-Württemberg Stiftung gGmbH. The authors would also like to thank MWK BW, ERC COMPLEX-PLAS and AvH Stiftung. IFAC-PapersOnLine, 50 (1), 4406–4411. doi: https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2017.08.913
  17. Kadlec, K. (2018). Measurement of Process Variables in Sugar Industry: Density Measurement of Liquid Mixtures (Part 1). Listy Cukrovarnické a Reparské, 134, 122–127. Available at: https://www.proquest.com/docview/2017962288?accountid=134066&forcedol=true#
  18. Shmidt, V. (2007). Opticheskaya spektroskopiya dlya khimikov i biologov. Moscow: Tekhnosfera, 378.
  19. Fedorova, V. N., Faustov, E. V. (2008). Meditsinskaya i biologicheskaya fizika. Kurs lektsiy s zadachami. Moscow, 592. Available at: https://ru.calameo.com/read/0018041806b723b611a63
  20. Bykovskiy, S. N., Vasilenko, I. A., Kharchenko, M. I. (Eds.) (2014). Rukovodstvo po instrumental'nym metodam issledovaniy pri razrabotke i ekspertize kachestva lekarstvennykh preparatov. Moscow: Izd-vo «Pero», 656.
  21. Brekhovskikh, L. M., Godin, O. A. (1989). Akustika sloistykh sred. Moscow: Nauka, 416.

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-04-30

Як цитувати

Berikkhanova, K., Seredin, G., Sarbassov, D., Berikkhanova, G., & Alimbayev, A. (2022). Розробка проєкту прецизійної установки для вимірювання неоднорідної щільності розчину в процесі автоматизації технологічного програмно-апаратного комплексу. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(5 (116), 17–24. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.254825

Номер

Том 2 № 5 (116) (2022): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Kulzhan Berikkhanova, German Seredin, Dastan Sarbassov, Gulsara Berikkhanova, Aidar Alimbayev

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.