Способ экспресс-оценки октанового числа бензина с использованием портативного спектроимпедансного измерителя и методов статистического анализа

Предложен способ определения электрофизических характеристик электроизоляционных жидкостей на примере бензина разных марок, основанный на спектроимпедансных измерениях конденсаторной электрохимической ячейки, заполненной исследуемой жидкостью. Приложение синусоидального тестирующего напряжения в обл...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2017
Hauptverfasser:	Мамыкин, А.В., Кукла, А.Л., Майстренко, А.С., Мацас, Е.П., Матвиенко, Л.М.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2017
Schriftenreihe:	Технология и конструирование в электронной аппаратуре
Schlagworte:	Метрология. Стандартизация
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130101
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Способ экспресс-оценки октанового числа бензина с использованием портативного спектроимпедансного измерителя и методов статистического анализа / А.В. Мамыкин, А.Л. Кукла, А.С. Майстренко, Е.П. Мацас, Л.М. Матвиенко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2017. — № 4-5. — С. 52-60. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-130101
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1301012025-02-09T21:01:52Z Способ экспресс-оценки октанового числа бензина с использованием портативного спектроимпедансного измерителя и методов статистического анализа Спосіб експрес-оцінки октанового числа бензину з використанням портативного спектроімпедансного вимірювача і методів статистичного аналізу A method for express estimation of the octane number of gasoline using a portable spectroimpedance meter and statistical analysis methods Мамыкин, А.В. Кукла, А.Л. Майстренко, А.С. Мацас, Е.П. Матвиенко, Л.М. Метрология. Стандартизация Предложен способ определения электрофизических характеристик электроизоляционных жидкостей на примере бензина разных марок, основанный на спектроимпедансных измерениях конденсаторной электрохимической ячейки, заполненной исследуемой жидкостью. Приложение синусоидального тестирующего напряжения в области частот 0,1 10 Гц обеспечивает большую точность измерений в сравнении с известными традиционными методами. Разработан и сконструирован портативный измеритель полного электрического сопротивления (импеданса) диэлектрических жидкостей. Предложен и протестирован подход для экспрессной оценки октанового числа автомобильных бензинов с помощью спектроимпедансных измерений при использовании статистических методов анализа многомерных данных. Запропоновано спосіб визначення електрофізичних характеристик електроізоляційних рідин на прикладі бензину різних марок, заснований на спектроімпедансних вимірах конденсаторної електрохімічної комірки, заповненої досліджуваної рідиною, при прикладанні синусоїдальної тестової напруги в області частот 0,1 10 Гц, що забезпечує більш точні вимірювання в порівнянні з відомими традиційними методами. Розроблений та сконструйований портативний вимірювач повного електричного опору (імпедансу) діелектричних рідин. Запропонований і протестований підхід до експресної оцінки октанового числа автомобільного бензину за допомогою спектроімпедансних вимірювань та використання статистичних методів аналізу багатовимірних даних. The authors propose a method for determination of the electro-physical characteristics of electrical insulating liquids on the example of different types of gasoline. The method is based on the spectral impedance measurements of a capacitor electrochemical cell filled with the liquid under study. The application of sinusoidal test voltage in the frequency range of 0,1—10 Hz provides more accurate measurements in comparison with known traditional methods. A portable device for measuring total electrical resistance (impedance) of dielectric liquids was designed and constructed. An approach for express estimation of octane number of automobile gasoline using spectroimpedance measurements and statistical multi variation methods of data analysis has been proposed and tested. 2017 Article Способ экспресс-оценки октанового числа бензина с использованием портативного спектроимпедансного измерителя и методов статистического анализа / А.В. Мамыкин, А.Л. Кукла, А.С. Майстренко, Е.П. Мацас, Л.М. Матвиенко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2017. — № 4-5. — С. 52-60. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 2225-5818 DOI: 10.15222/TKEA2017.4-5.52 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130101 532.538; 539.21; 621.38 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре application/pdf Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Метрология. Стандартизация Метрология. Стандартизация
spellingShingle	Метрология. Стандартизация Метрология. Стандартизация Мамыкин, А.В. Кукла, А.Л. Майстренко, А.С. Мацас, Е.П. Матвиенко, Л.М. Способ экспресс-оценки октанового числа бензина с использованием портативного спектроимпедансного измерителя и методов статистического анализа Технология и конструирование в электронной аппаратуре
description	Предложен способ определения электрофизических характеристик электроизоляционных жидкостей на примере бензина разных марок, основанный на спектроимпедансных измерениях конденсаторной электрохимической ячейки, заполненной исследуемой жидкостью. Приложение синусоидального тестирующего напряжения в области частот 0,1 10 Гц обеспечивает большую точность измерений в сравнении с известными традиционными методами. Разработан и сконструирован портативный измеритель полного электрического сопротивления (импеданса) диэлектрических жидкостей. Предложен и протестирован подход для экспрессной оценки октанового числа автомобильных бензинов с помощью спектроимпедансных измерений при использовании статистических методов анализа многомерных данных.
format	Article
author	Мамыкин, А.В. Кукла, А.Л. Майстренко, А.С. Мацас, Е.П. Матвиенко, Л.М.
author_facet	Мамыкин, А.В. Кукла, А.Л. Майстренко, А.С. Мацас, Е.П. Матвиенко, Л.М.
author_sort	Мамыкин, А.В.
title	Способ экспресс-оценки октанового числа бензина с использованием портативного спектроимпедансного измерителя и методов статистического анализа
title_short	Способ экспресс-оценки октанового числа бензина с использованием портативного спектроимпедансного измерителя и методов статистического анализа
title_full	Способ экспресс-оценки октанового числа бензина с использованием портативного спектроимпедансного измерителя и методов статистического анализа
title_fullStr	Способ экспресс-оценки октанового числа бензина с использованием портативного спектроимпедансного измерителя и методов статистического анализа
title_full_unstemmed	Способ экспресс-оценки октанового числа бензина с использованием портативного спектроимпедансного измерителя и методов статистического анализа
title_sort	способ экспресс-оценки октанового числа бензина с использованием портативного спектроимпедансного измерителя и методов статистического анализа
publisher	Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
publishDate	2017
topic_facet	Метрология. Стандартизация
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130101
citation_txt	Способ экспресс-оценки октанового числа бензина с использованием портативного спектроимпедансного измерителя и методов статистического анализа / А.В. Мамыкин, А.Л. Кукла, А.С. Майстренко, Е.П. Мацас, Л.М. Матвиенко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2017. — № 4-5. — С. 52-60. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.
series	Технология и конструирование в электронной аппаратуре
work_keys_str_mv	AT mamykinav sposobékspressocenkioktanovogočislabenzinasispolʹzovaniemportativnogospektroimpedansnogoizmeritelâimetodovstatističeskogoanaliza AT kuklaal sposobékspressocenkioktanovogočislabenzinasispolʹzovaniemportativnogospektroimpedansnogoizmeritelâimetodovstatističeskogoanaliza AT maistrenkoas sposobékspressocenkioktanovogočislabenzinasispolʹzovaniemportativnogospektroimpedansnogoizmeritelâimetodovstatističeskogoanaliza AT macasep sposobékspressocenkioktanovogočislabenzinasispolʹzovaniemportativnogospektroimpedansnogoizmeritelâimetodovstatističeskogoanaliza AT matvienkolm sposobékspressocenkioktanovogočislabenzinasispolʹzovaniemportativnogospektroimpedansnogoizmeritelâimetodovstatističeskogoanaliza AT mamykinav sposíbekspresocínkioktanovogočislabenzinuzvikoristannâmportativnogospektroímpedansnogovimírûvačaímetodívstatističnogoanalízu AT kuklaal sposíbekspresocínkioktanovogočislabenzinuzvikoristannâmportativnogospektroímpedansnogovimírûvačaímetodívstatističnogoanalízu AT maistrenkoas sposíbekspresocínkioktanovogočislabenzinuzvikoristannâmportativnogospektroímpedansnogovimírûvačaímetodívstatističnogoanalízu AT macasep sposíbekspresocínkioktanovogočislabenzinuzvikoristannâmportativnogospektroímpedansnogovimírûvačaímetodívstatističnogoanalízu AT matvienkolm sposíbekspresocínkioktanovogočislabenzinuzvikoristannâmportativnogospektroímpedansnogovimírûvačaímetodívstatističnogoanalízu AT mamykinav amethodforexpressestimationoftheoctanenumberofgasolineusingaportablespectroimpedancemeterandstatisticalanalysismethods AT kuklaal amethodforexpressestimationoftheoctanenumberofgasolineusingaportablespectroimpedancemeterandstatisticalanalysismethods AT maistrenkoas amethodforexpressestimationoftheoctanenumberofgasolineusingaportablespectroimpedancemeterandstatisticalanalysismethods AT macasep amethodforexpressestimationoftheoctanenumberofgasolineusingaportablespectroimpedancemeterandstatisticalanalysismethods AT matvienkolm amethodforexpressestimationoftheoctanenumberofgasolineusingaportablespectroimpedancemeterandstatisticalanalysismethods
first_indexed	2025-11-30T17:40:18Z
last_indexed	2025-11-30T17:40:18Z
_version_	1850237958454509568
fulltext	Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2017, ¹ 4–5 52 ÌÅÒÐÎËÎÃÈß. ÑÒÀÍÄÀÐÒÈÇÀÖÈß ISSN 2225-5818 ÓÄÊ 532.538; 539.21; 621.38 À. Â. ÌÀÌÛÊÈÍ, ä. ô.-ì. í. À. Ë. ÊÓÊËÀ, À. Ñ. ÌÀÉÑÒÐÅÍÊÎ, ê. ô.-ì. í. Å. Ï. ÌÀÖÀÑ, Ë. Ì. ÌÀÒÂÈÅÍÊÎ Óêðàèíà, ã. Êèåâ, Èíñòèòóò ôèçèêè ïîëóïðîâîäíèêîâ èì. Â. Å. Ëàøêàð¸âà ÍÀÍ Óêðàèíû E-mail: kukla@isp.kiev.ua ÑÏÎÑÎÁ ÝÊÑÏÐÅÑÑ-ÎÖÅÍÊÈ ÎÊÒÀÍÎÂÎÃÎ ×ÈÑËÀ ÁÅÍÇÈÍÀ Ñ ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÈÅÌ ÏÎÐÒÀÒÈÂÍÎÃÎ ÑÏÅÊÒÐÎÈÌÏÅÄÀÍÑÍÎÃÎ ÈÇÌÅÐÈÒÅËß È ÌÅÒÎÄÎÂ ÑÒÀÒÈÑÒÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÀÍÀËÈÇÀ Íàèáîëåå âàæíîé ýêñïëóàòàöèîííîé õàðàêòå- ðèñòèêîé àâòîìîáèëüíîãî áåíçèíà ÿâëÿåòñÿ åãî äåòîíàöèîííàÿ ñòîéêîñòü (ñïîñîáíîñòü òîïëè- âà ïðîòèâîñòîÿòü ñàìîâîñïëàìåíåíèþ ïðè ñæà- òèè), ïîêàçàòåëåì êîòîðîé ÿâëÿåòñÿ åãî îêòàíî- âîå ÷èñëî. Èíòåðåñ ê îïåðàòèâíîìó èçìåðåíèþ îêòàíîâîãî ÷èñëà, âîçíèêøèé ñ íà÷àëîì ìàññî- âîãî ïðîèçâîäñòâà äâèãàòåëåé âíóòðåííåãî ñãîðà- íèÿ, àêòóàëåí ïî ñåé äåíü è ñâÿçàí ñ ïîñòîÿííî ðàñòóùèìè òðåáîâàíèÿìè ê êà÷åñòâó áåíçèíîâî- ãî òîïëèâà, ñ îäíîé ñòîðîíû, è áîëüøèì êîëè- ÷åñòâîì ïðåäëàãàåìûõ íà ðûíêå ìàðîê áåíçèíà îò ðàçíûõ ïðîèçâîäèòåëåé, ñ äðóãîé. Òðàäèöèîííî äëÿ èçìåðåíèÿ îêòàíîâîãî ÷èñ- ëà èñïîëüçóþò ñòàöèîíàðíóþ ìîòîðíóþ óñòà- íîâêó, ïðåäñòàâëÿþùóþ ñîáîé îäíîöèëèíäðî- âûé êàðáþðàòîðíûé äâèãàòåëü, ïðèìåíåíèå êî- òîðîãî â ïîëåâûõ óñëîâèÿõ çàòðóäíåíî. Ïîýòîìó çíà÷èòåëüíûé èíòåðåñ ïðåäñòàâëÿåò ðàçðàáîòêà àëüòåðíàòèâíûõ, áåçìîòîðíûõ ìåòîäîâ îïðåäå- ëåíèÿ äåòîíàöèîííîé ñòîéêîñòè, ñóòü êîòîðûõ ñâîäèòñÿ ê íàõîæäåíèþ âçàèìíîé êîððåëÿöèè ìåæäó îêòàíîâûì ÷èñëîì è êàêèì-ëèáî ôèçèêî- õèìè÷åñêèì ïàðàìåòðîì òîïëèâà, êîòîðûé ìîæ- íî èçìåðèòü îïåðàòèâíî. Íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûé â íàñòîÿùåå âðå- ìÿ áåçìîòîðíûé ìåòîä îïðåäåëåíèÿ îêòàíîâîãî ÷èñëà íà ïðàêòèêå îñíîâàí íà èçìåðåíèè äèýëåê- òðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè ïðîáû áåíçèíà. Ïðè èññëåäîâàíèè áåíçèíà, íå ñîäåðæàùåãî àíòèäå- òîíàöèîííûå ïðèñàäêè, äåéñòâèòåëüíî, íàáëþ- äàåòñÿ óñòîé÷èâàÿ êîððåëÿöèÿ ìåæäó åãî äåòî- Ïðåäëîæåí ñïîñîá îïðåäåëåíèÿ ýëåêòðîôèçè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ýëåêòðîèçîëÿöèîííûõ æèäêî- ñòåé íà ïðèìåðå áåíçèíà ðàçíûõ ìàðîê, îñíîâàííûé íà ñïåêòðîèìïåäàíñíûõ èçìåðåíèÿõ êîíäåíñà- òîðíîé ýëåêòðîõèìè÷åñêîé ÿ÷åéêè, çàïîëíåííîé èññëåäóåìîé æèäêîñòüþ. Ïðèëîæåíèå ñèíóñîèäàëü- íîãî òåñòèðóþùåãî íàïðÿæåíèÿ â îáëàñòè ÷àñòîò 0,1—10 Ãö îáåñïå÷èâàåò áîëüøóþ òî÷íîñòü èç- ìåðåíèé â ñðàâíåíèè ñ èçâåñòíûìè òðàäèöèîííûìè ìåòîäàìè. Ðàçðàáîòàí è ñêîíñòðóèðîâàí ïîð- òàòèâíûé èçìåðèòåëü ïîëíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ (èìïåäàíñà) äèýëåêòðè÷åñêèõ æèä- êîñòåé. Ïðåäëîæåí è ïðîòåñòèðîâàí ïîäõîä äëÿ ýêñïðåññíîé îöåíêè îêòàíîâîãî ÷èñëà àâòîìîáèëü- íûõ áåíçèíîâ ñ ïîìîùüþ ñïåêòðîèìïåäàíñíûõ èçìåðåíèé ïðè èñïîëüçîâàíèè ñòàòèñòè÷åñêèõ ìåòî- äîâ àíàëèçà ìíîãîìåðíûõ äàííûõ. Êëþ÷åâûå ñëîâà: èìïåäàíñíàÿ ñïåêòðîñêîïèÿ, àâòîìîáèëüíûé áåíçèí, óäåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå, äè- ýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü, ñòàòèñòè÷åñêèé àíàëèç. íàöèîííîé ñòîéêîñòüþ è äèýëåêòðè÷åñêîé ïðî- íèöàåìîñòüþ ε [1]. Ïðèìåíÿåìûå ïðè ïðîèçâîä- ñòâå òàêîãî áåíçèíà ïðîöåññû êàòàëèòè÷åñêîãî ðèôîðìèíãà è êðåêèíãà ñïîñîáñòâóþò äîïîëíè- òåëüíîé èçîìåðèçàöèè è àðîìàòèçàöèè êîìïî- íåíòîâ íåôòÿíûõ ôðàêöèé. Ïðè ýòîì ôàêòè- ÷åñêè ïðîèñõîäèò íàñûùåíèå òîïëèâà ðàçâåò- âëåííûìè (èçîîêòàí, èçîïåíòàí è äð.) è àðî- ìàòè÷åñêèìè (áåíçîë, òîëóîë è äð.) ñîåäèíåíè- ÿìè, äåòîíàöèîííàÿ ñòîéêîñòü è äèýëåêòðè÷å- ñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü êîòîðûõ íåñêîëüêî âûøå, ÷åì ó îñòàëüíûõ êîìïîíåíòîâ áåíçèíà (ëèíåé- íûå àëêàíû, öèêëîàëêàíû è äð.). Â ñëó÷àå æå ïðèìåíåíèÿ â ñîñòàâå áåíçèíà àíòèäåòîíàöè- îííûõ ïðèñàäîê, íàèáîëåå ïåðñïåêòèâíûìè èç êîòîðûõ íà ñåãîäíÿøíèé äåíü ÿâëÿþòñÿ êèñëî- ðîäîñîäåðæàùèå óãëåâîäîðîäíûå ñîåäèíåíèÿ, êîððåëÿöèÿ ìåæäó èíòåðåñóþùèìè íàñ ïàðà- ìåòðàìè â îáùåì ñëó÷àå èñ÷åçàåò. Ýòî ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî òàêèå áåíçèíîâûå ïðèñàäêè (ìåòèë- áóòèëîâûé ýôèð è äð.) èìåþò íàìíîãî áîëü- øóþ âåëè÷èíó äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìî- ñòè, ÷åì òðàäèöèîííûå âûñîêîîêòàíîâûå êîì- ïîíåíòû àâòîìîáèëüíîãî áåíçèíà (ε = 2,27 äëÿ áåíçîëà, ε = 2,37 äëÿ òîëóîëà, ε = 27 äëÿ ýòà- íîëà). Òî åñòü èòîãîâàÿ äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðî- íèöàåìîñòü êîíêðåòíîé ìàðêè òîâàðíîãî áåíçè- íà çàâèñèò îò íàëè÷èÿ/îòñóòñòâèÿ â íåì àíòè- äåòîíàöèîííûõ ïðèñàäîê, ÷òî ïðè ïðîâåäåíèè ýêñïðåññíîãî àíàëèçà òîïëèâà íå âñåãäà èçâåñò- íî. Çàìåòèì, ÷òî íà ñåãîäíÿøíèé äåíü â ïðîäà- æå èìååòñÿ ðÿä äèýëåêòðîìåòðè÷åñêèõ îêòàíî- DOI: 10.15222/TKEA2017.4-5.52 Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2017, ¹ 4–5 53 ÌÅÒÐÎËÎÃÈß. ÑÒÀÍÄÀÐÒÈÇÀÖÈß ISSN 2225-5818 ìåòðîâ (ìàðîê “Àñìåð”, “SHATOX SX-100M”, ýêñïðåññ-àíàëèçàòîð “ÈÒ-5” è äð.), íî äëÿ èõ êîððåêòíîé ðàáîòû íåîáõîäèìà èíôîðìàöèÿ î ïðîèñõîæäåíèè è ñîñòàâå êîíêðåòíîé ïðîáû áåí- çèíà. Â ðåçóëüòàòå êàëèáðîâêà ïîäîáíûõ ïðèáî- ðîâ äîëæíà ïðîâîäèòüñÿ íà áåíçèíå çàðàíåå èç- âåñòíîãî ïðîèçâîäèòåëÿ, ÷òî â ñâîþ î÷åðåäü íà- êëàäûâàåò îãðàíè÷åíèÿ íà óíèâåðñàëüíîñòü îïè- ñàííîé ìåòîäèêè. Äèýëåêòðîìåòðè÷åñêèé ñïîñîá îïðåäåëå- íèÿ îêòàíîâîãî ÷èñëà àâòîìîáèëüíîãî áåíçèíà ïîëó÷èë ñóùåñòâåííîå ðàçâèòèå â ðàáîòå [2]. Àâòîðàìè ïðåäëîæåí ñïîñîá êëàññèôèêàöèè ìà- ðîê òîâàðíîãî áåíçèíà ïóòåì àíàëèçà âåëè÷è- íû äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè èñõîäíîãî îáðàçöà òîïëèâà è òðåõ åãî ôðàêöèé, ïîëó÷àå- ìûõ ïðè ôðàêöèîííîé ïåðåãîíêå (ïåðâàÿ ôðàê- öèÿ — îò íà÷àëà êèïåíèÿ äî 75°Ñ, âòîðàÿ — îò 75 äî 120°Ñ, òðåòüÿ — îò 120 äî 190°Ñ). Ïðè ýòîì, ïðèìåíÿåìàÿ ïðè îáðàáîòêå ýêñïåðèìåí- òàëüíûõ äàííûõ ïðîöåäóðà ñòàòèñòè÷åñêîãî àíà- ëèçà (êëàñòåðíûé àíàëèç) ïîçâîëèëà ñ âûñîêîé òî÷íîñòüþ îïðåäåëÿòü ìàðêó èññëåäóåìîãî îá- ðàçöà òîâàðíîãî áåíçèíà. Â òî æå âðåìÿ, îïåðà- òèâíîñòü ïðåäëîæåííîé ìåòîäèêè íåâåëèêà, ïî- ñêîëüêó ïðîöåññ ôðàêöèîííîé ïåðåãîíêè îáðàç- öîâ áåíçèíà â ïîëåâûõ óñëîâèÿõ ñâÿçàí ñ ñóùå- ñòâåííûìè âðåìåííûìè è òåõíè÷åñêèìè îãðà- íè÷åíèÿìè. Öåëüþ äàííîé ðàáîòû áûëî èññëåäîâàíèå âîç- ìîæíîñòè ýêñïðåññíîãî îïðåäåëåíèÿ îêòàíîâîãî ÷èñëà íà îñíîâå àíàëèçà ðåçóëüòàòîâ èçìåðåíèé íåñêîëüêèõ ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ïðî- áû áåíçèíà, êàæäûé èç êîòîðûõ â îáùåì ñëó÷àå ìîæåò íå èìåòü ÿâíîé êîððåëÿöèîííîé ñâÿçè ñ èñêîìîé âåëè÷èíîé. Ïðè ýòîì äîëæíû ó÷èòû- âàòüñÿ êðèòåðèè ïðîâåäåíèÿ ýêñïðåññíîãî àíà- ëèçà — íåáîëüøîå âðåìÿ èçìåðåíèé, ïðîñòîòà è äåøåâèçíà èñïîëüçóåìîãî îáîðóäîâàíèÿ, ìèíè- ìàëüíîå êîëè÷åñòâî ìàíèïóëÿöèé ñ èññëåäóåìîé ïðîáîé òîïëèâà, âîçìîæíîñòü àâòîìàòèçàöèè. Ê îñíîâíûì çàäà÷àì ðàáîòû îòíîñèòñÿ âûáîð äî- ñòàòî÷íî èíôîðìàòèâíûõ àíàëèçèðóåìûõ ïàðà- ìåòðîâ áåíçèíà, îòðàáîòêà ìåòîäèêè è îïòèìàëü- íîãî ïðîòîêîëà èçìåðåíèé. Íåîáõîäèìî òàêæå ïîäîáðàòü îïòèìàëüíûé ìåòîä ñòàòèñòè÷åñêîé îáðàáîòêè äàííûõ, ïîçâîëÿþùèé îñóùåñòâèòü êëàññèôèêàöèþ îáðàçöîâ áåíçèíà ïî âåëè÷èíå îêòàíîâîãî ÷èñëà. Âûáîð èçìåðÿåìûõ ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ Ïðè âûáîðå èçìåðÿåìûõ ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ áåíçèíîâîé ïðîáû öåëåñîîáðàç- íî îðèåíòèðîâàòüñÿ íà òå, ÷òî òðàäèöèîííî èñ- ïîëüçóþòñÿ ïðè ðàçðàáîòêå áåçìîòîðíûõ ñïîñî- áîâ îïðåäåëåíèÿ îêòàíîâîãî ÷èñëà àâòîìîáèëü- íîãî áåíçèíà (òàáë. 1). Àíàëèç ôèçè÷åñêèõ ìå- òîäîâ, èñïîëüçóåìûõ äëÿ ýòîé öåëè, ïðèâåäåí â [3]. Îòìåòèì, ÷òî ïðèìåíèìîñòü õðîìàòîãðàôè- ÷åñêèõ è ñïåêòðîñêîïè÷åñêèõ ìåòîäîâ èçìåðåíèÿ âåñüìà îãðàíè÷åíà íåîáõîäèìîñòüþ èñïîëüçîâà- íèÿ ñëîæíîãî è äîðîãîñòîÿùåãî îáîðóäîâàíèÿ. Èñïîëüçîâàíèå îïòè÷åñêèõ ìåòîäîâ îãðàíè÷åíî äîñòàòî÷íî âûñîêèìè òðåáîâàíèÿìè ê óñëîâèÿì ýêñïëóàòàöèè, õàðàêòåðíûì äëÿ âñåõ îïòè÷åñêèõ ñèñòåì. Íàèáîëüøóþ ïîïóëÿðíîñòü ïðè ïðîâåäå- íèè ýêñïðåññ-àíàëèçà ïîëó÷èëè ýëåêòðîôèçè÷å- ñêèå ìåòîäû. Â ýòîì ñëó÷àå, êàê ïðàâèëî, ðåàëè- çóåòñÿ óïîìÿíóòûé äèýëåêòðîìåòðè÷åñêèé ñïî- ñîá îïðåäåëåíèÿ îêòàíîâîãî ÷èñëà, à äëÿ èçìåðå- íèé èñïîëüçóåòñÿ êîíäåíñàòîðíàÿ ýëåêòðîõèìè- ÷åñêàÿ ÿ÷åéêà, çàïîëíåííàÿ èññëåäóåìûì òîïëè- âîì. Òàêàÿ ÿ÷åéêà ëåãêî ìîíòèðóåòñÿ â ñèñòåìó ïîäà÷è òîïëèâà, íåïðèõîòëèâà ê óñëîâèÿì ýêñ- ïëóàòàöèè, à èçìåðåíèå åå ýëåêòðè÷åñêîé åìêî- ñòè îñóùåñòâëÿåòñÿ ïðè ïîìîùè ïðîñòûõ ýëåê- òðîííûõ ñõåì (ìåòîä âîëüòìåòðà-àìïåðìåòðà, ðåçîíàíñíûé ìåòîä è ò. ä.). Îòìå÷åííàÿ âûøå íåîäíîçíà÷íîñòü â êîððåëÿ- öèè îêòàíîâîãî ÷èñëà áåíçèíà ñ åãî äèýëåêòðè÷å- ñêîé ïðîíèöàåìîñòüþ ïðèâåëà íàñ ê íåîáõîäèìî- Ìåòîäû Îïðåäåëÿåìûå ïàðàìåòðû Ýëåêòðîìàãíèòíûå Äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü, èíäóêòèâíîñòü, äîáðîòíîñòü, òàíãåíñ óãëà äèýëåêòðè÷åñêèõ ïîòåðü, ïðîâîäèìîñòü Îïòè÷åñêèå Ïîêàçàòåëü ïðåëîìëåíèÿ, îïòè÷åñêàÿ ïëîòíîñòü Õðîìàòîãðàôè÷åñêèå Îêòàíîâîå ÷èñëî ñìåñè, êîòîðîå ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïî çíà÷åíèÿì êîíöåíòðà- öèè îòäåëüíûõ õèìè÷åñêèõ âåùåñòâ Îáùåôèçè÷åñêèå Ïëîòíîñòü, âÿçêîñòü, êîýôôèöèåíò ïîâåðõíîñòíîãî íàòÿæåíèÿ, ñêîðîñòü è çàòóõàíèå óëüòðàçâóêîâîé âîëíû. Ñïåêòðîñêîïè÷åñêèå Ïîãëîùåíèå â ÓÔ- è áëèæíåé ÈÊ-îáëàñòè íà õàðàêòåðèñòè÷åñêîé äëèíå âîëíû Òàáëèöà 1 Ïàðàìåòðû, îïðåäåëÿåìûå ïðè ïðèìåíåíèè îñíîâíûõ áåçìîòîðíûõ ìåòîäîâ íàõîæäåíèÿ îêòàíîâîãî ÷èñëà áåíçèíà Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2017, ¹ 4–5 54 ÌÅÒÐÎËÎÃÈß. ÑÒÀÍÄÀÐÒÈÇÀÖÈß ISSN 2225-5818 ñòè àíàëèçà äîïîëíèòåëüíîãî ïàðàìåòðà òîïëèâà — óäåëüíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ. Ïî åãî âåëè÷èíå ìîæíî ñäåëàòü çàêëþ÷åíèå, â ÷àñòíî- ñòè, î íàëè÷èè è êîëè÷åñòâå â èññëåäóåìîì áåí- çèíå ýëåêòðîïðîâîäÿùèõ àíòèäåòîíàöèîííûõ ïðèñàäîê, íàèáîëåå ïåðñïåêòèâíîé èç êîòîðûõ íà ñåãîäíÿøíèé äåíü ÿâëÿåòñÿ ýòèëîâûé ñïèðò. Êàê ïðàâèëî, èçìåðåíèå óäåëüíîãî ñîïðîòèâëå- íèÿ ïðîâîäÿò íà ïîñòîÿííîì ýëåêòðè÷åñêîì òîêå ñ èñïîëüçîâàíèåì êîíäåíñàòîðíîé ýëåêòðîõèìè- ÷åñêîé ÿ÷åéêè [4]. Åùå îäíîé ôèçè÷åñêîé âåëè÷èíîé, êîòî- ðóþ ìû èñïîëüçóåì äëÿ ïðîâåäåíèÿ ýêñïðåññ- àíàëèçà òîïëèâà, ÿâëÿåòñÿ åãî óäåëüíàÿ ïëîò- íîñòü. Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî ÷åòêîé êîððåëÿöèè ìåæäó îêòàíîâûì ÷èñëîì è óäåëüíîé ïëîòíî- ñòüþ òàêæå íå íàáëþäàåòñÿ [3], òåì íå ìåíåå, åå çíà÷åíèÿ äëÿ âûñîêîîêòàíîâûõ ñîðòîâ áåíçèíà â öåëîì áîëüøèå, ÷åì äëÿ íèçêîîêòàíîâûõ [5]. Êðîìå òîãî, óäåëüíàÿ ïëîòíîñòü ÿâëÿåòñÿ åäâà ëè íå åäèíñòâåííîé ôóíäàìåíòàëüíîé ôèçè÷å- ñêîé âåëè÷èíîé â ïîêàçàòåëÿõ êà÷åñòâà àâòîìî- áèëüíîãî áåíçèíà, è äëÿ åå èçìåðåíèÿ óæå äàâ- íî ðàçðàáîòàíû ýêñïðåññíûå ìåòîäèêè è ïðèáî- ðû (âèáðàöèîííûé ïëîòíîìåð “D625”, ïëîòíî- ìåð 804). Èñïîëüçîâàíèå ýòîãî ïàðàìåòðà, êàê ìû ñ÷èòàåì, äîëæíî ñïîñîáñòâîâàòü îáúåêòèâ- íîìó àíàëèçó îáðàçöîâ òîïëèâ. Îñîáåííîñòè èçìåðåíèÿ ýëåêòðîôèçè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê äèýëåêòðè÷åñêèõ æèäêîñòåé Â ñîîòâåòñòâèè ñ ðåêîìåíäàöèÿìè ìåæäóíà- ðîäíîé ýëåêòðîòåõíè÷åñêîé êîìèññèè (IEC) èç- ìåðåíèÿ ýëåêòðîôèçè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ýëåê- òðîèçîëÿöèîííûõ æèäêîñòåé (â òîì ÷èñëå è íå- ôòÿíîãî òîïëèâà) ñ óäåëüíûì ñîïðîòèâëåíèåì 1010—1016 Îì⋅ñì ïðîèçâîäÿòñÿ ïî ìåòîäèêàì, îïèñàííûì â [6, 7]. Èçìåðåíèÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ ìåòîäèêîé [6] ïðåäïîëàãàþò îïðåäåëåíèå äè- ýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè ε è óäåëüíîãî ñî- ïðîòèâëåíèÿ ρ ïî ðåçóëüòàòàì èçìåðåíèé ýëåê- òðè÷åñêîé åìêîñòè C è ñîïðîòèâëåíèÿ R çàïîë- íåííîé èññëåäóåìîé æèäêîñòüþ êîíäåíñàòîðíîé ýëåêòðîõèìè÷åñêîé ÿ÷åéêè. Çíàÿ ïëîùàäü ýëåê- òðîäîâ ÿ÷åéêè è ðàññòîÿíèå ìåæäó íèìè, ìîæ- íî ëåãêî ðàññ÷èòàòü èñêîìûå çíà÷åíèÿ ε, ρ è tgδ (tgδ = 1/(ερω), ãäå ω — êðóãîâàÿ ÷àñòîòà). Íåäîñòàòêîì äàííîãî ñïîñîáà ÿâëÿåòñÿ èñïîëü- çîâàíèå ïîñòîÿííîãî âíåøíåãî íàïðÿæåíèÿ, êî- òîðîå ïîäàåòñÿ íà ýëåêòðîäû ýëåêòðîõèìè÷åñêîé ÿ÷åéêè: íàëè÷èå ïðèýëåêòðîäíûõ ýôôåêòîâ, êî- òîðûå ïðîèñõîäÿò â ýòîì ñëó÷àå íà ãðàíèöå ðàç- äåëà «ýëåêòðîä — æèäêîñòü», ñóùåñòâåííî èñ- êàæàþò ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé óäåëüíîãî ñîïðî- òèâëåíèÿ èññëåäóåìîãî ðàñòâîðà (ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèé ìîæåò äîñòèãàòü 100%). Èçìåðåíèÿ â [7] ïðåäïîëàãàþò îïðåäåëå- íèå åìêîñòíîãî òîêà è òîêà ïðîâîäèìîñòè ïó- òåì ïðèêëàäûâàíèÿ ê èññëåäóåìîìó îáðàçöó ïå- ðåìåííîãî íàïðÿæåíèÿ òðàïåöåèäàëüíîé ôîð- ìû. Åìêîñòíîé òîê Ic èçìåðÿþò âî âðåìÿ ðî- ñòà èëè ñïàäà íàïðÿæåíèÿ, à òîê ïðîâîäèìîñòè Ir — ïðè ñòàáèëüíîì íàïðÿæåíèè (íà ïëîñêèõ ó÷àñòêàõ òðàïåöåèäàëüíîãî ñèãíàëà). Åñëè íàïðÿ- æåíèå òðàïåöåèäàëüíîãî ñèãíàëà ñ àìïëèòóäîé ±Vs èçìåíÿåòñÿ ñ èçâåñòíûì íàêëîíîì dV/dt, òî èñêîìûå åìêîñòü è ñîïðîòèâëåíèå ìîæíî îïðå- äåëèòü èç ñîîòíîøåíèé dtdV IcC / , R = Vs/Ir. Íåäîñòàòêîì äàííîãî ñïîñîáà, êàê è ïðåäûäó- ùåãî, ÿâëÿåòñÿ ïðèíöèïèàëüíàÿ íåâîçìîæíîñòü ïîëíîãî èñêëþ÷åíèÿ âëèÿíèÿ ïîëÿðèçàöèîííûõ ýôôåêòîâ íà ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé, ïîñêîëü- êó çíà÷åíèå R îïðåäåëÿåòñÿ íà èíòåðâàëàõ, ãäå âíåøíåå íàïðÿæåíèå ïîñòîÿííî, ò. å. â êâàçè- ñòàöèîíàðíîì ðåæèìå. Ïðè ýòîì ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèé, â ÷àñòíîñòè âåëè÷èíû R, ïî íàøèì äàííûì, ìîæåò ñîñòàâëÿòü äî 10—15%. Â äàííîé ðàáîòå òî÷íîñòü èçìåðåíèé óäåëü- íîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ïðîá àâòîìîáèëüíîãî áåíçè- íà áûëà óâåëè÷åíà áëàãîäàðÿ ïðèìåíåíèþ äî- ñòóïíîé ïî ñâîåé ðåàëèçàöèè ìåòîäèêè, èñêëþ- ÷àþùåé âëèÿíèå ïîëÿðèçàöèîííûõ ýôôåêòîâ íà ïðîöåññ ïðîõîæäåíèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà ÷åðåç êîíäåíñàòîðíóþ ÿ÷åéêó. Â êà÷åñòâå òåñòèðóþùå- ãî ñèãíàëà èñïîëüçîâàí ñèíóñîèäàëüíûé ñèãíàë, äëÿ êîòîðîãî õàðàêòåðíî îòñóòñòâèå ó÷àñòêîâ ñ ïîñòîÿííûì íàïðÿæåíèåì. Â ýòîì ñëó÷àå ÷åðåç ÿ÷åéêó ïðîõîäèò òîê, âåêòîð êîòîðîãî ìîæíî ðàçëîæèòü íà àêòèâíóþ è ðåàêòèâíóþ ñîñòàâ- ëÿþùèå, ïîýòîìó äëÿ êîððåêòíîãî îïðåäåëåíèÿ çíà÷åíèé R è Ñ íåîáõîäèìî ïðîâîäèòü èçìåðå- íèå åå ïîëíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ (èìïåäàíñà). Ýêâèâàëåíòíàÿ ñõåìà êîíäåíñàòîðíîé ýëåê- òðîõèìè÷åñêîé ÿ÷åéêè, çàïîëíåííîé èññëåäóå- ìîé ýëåêòðîèçîëÿöèîííîé æèäêîñòüþ, ñîñòîèò èç ïàðàëëåëüíî ñîåäèíåííûõ ñîïðîòèâëåíèÿ è åì- êîñòè. Â ñîîòâåòñòâèè ñ òàêîé ñõåìîé, äëÿ àêòèâ- íîé (Re) è ðåàêòèâíîé (Im) ñîñòàâëÿþùèõ èì- ïåäàíñà ìîæíî çàïèñàòü ñëåäóþùèå âûðàæåíèÿ: 2 2 2 2R e ; 4 1 R C R (1) 2 2 2 2 2 2Im , 4 1 C R C R (2) ãäå ν — ÷àñòîòà èçìåðåíèé, ν = ω/(2π). Òàêèì îáðàçîì, èçìåðèâ çíà÷åíèÿ Re è Im, èç ñèñòåìû óðàâíåíèé (1) è (2) ìîæíî îïðåäå- ëèòü çíà÷åíèÿ R è Ñ â äàííîé ýêâèâàëåíòíîé ñõåìå, à çíàÿ ïëîùàäü ýëåêòðîäîâ S è ðàññòîÿ- íèå d ìåæäó íèìè, íàéòè èñêîìûå ýëåêòðîôè- Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2017, ¹ 4–5 55 ÌÅÒÐÎËÎÃÈß. ÑÒÀÍÄÀÐÒÈÇÀÖÈß ISSN 2225-5818 çè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè èññëåäóåìîé æèäêî- ñòè ïî ôîðìóëàì 0 ;d C S (3) .SR d (4) Íà ïðàêòèêå äëÿ èçìåðåíèé ïîëíîãî ýëåêòðè- ÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ èñïîëüçóþò ñòàíäàðòíûå ëàáîðàòîðíûå èçìåðèòåëè èìïåäàíñà, ïðèíöèï ðàáîòû êîòîðûõ îñíîâàí, êàê ïðàâèëî, íà ìîñòî- âîé ñõåìå èçìåðåíèé. Ïðè ýòîì íèæíÿÿ ãðàíèöà îïðåäåëåíèÿ òàíãåíñà óãëà äèýëåêòðè÷åñêèõ ïî- òåðü äëÿ òàêèõ ïðèáîðîâ ñîñòàâëÿåò 10–3—10–4 ïðè ìèíèìàëüíîé ÷àñòîòå èçìåðåíèé 25—50 Ãö. Ïðè òèïîâûõ çíà÷åíèÿõ óäåëüíîãî ñîïðîòèâëå- íèÿ 1012—1013 Îì⋅ñì è äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíè- öàåìîñòè ε ≈ 2, õàðàêòåðíûõ äëÿ âñåõ ìàðîê àâ- òîìîáèëüíîãî áåíçèíà, çíà÷åíèå òàíãåíñà óãëà äèýëåêòðè÷åñêèõ ïîòåðü (Re/Im) ñîñòàâëÿåò 0,001—0,01. Â ýòîì ñëó÷àå ïðè èñïîëüçîâàíèè ñòàíäàðòíûõ ëàáîðàòîðíûõ LCR-ìåòðîâ ðåçóëü- òàò èçìåðåíèé àêòèâíîé ñîñòàâëÿþùåé èìïåäàí- ñà êîíäåíñàòîðíîé ÿ÷åéêè â îáëàñòè íèæíèõ ÷àñòîò õàðàêòåðèçóåòñÿ çíà÷èòåëüíîé ïîãðåø- íîñòüþ (ðèñ. 1). Ýòîò íåäîñòàòîê ñòàíäàðòíûõ LCR-èçìåðèòåëåé îáóñëîâëåí ñïåöèôèêîé òðå- áîâàíèé ê èçìåðåíèþ èìïåäàíñà äèýëåêòðè÷å- ñêîãî îáúåêòà, ñâÿçàííûõ ñ èçìåðåíèåì ñâåðõ- ìàëûõ òîêîâ. Íà îñíîâàíèè âûøåñêàçàííîãî, èçìåðåíèÿ èì- ïåäàíñà òàêèõ âûñîêîîìíûõ îáúåêòîâ, êàê áåí- çèí, ïðåäëàãàåòñÿ ïðîèçâîäèòü ïðè áîëåå íèçêèõ ÷àñòîòàõ — îò 0,1 äî 10 Ãö. Â ýòîì ñëó÷àå àêòèâ- íîå ñîïðîòèâëåíèå èçìåðÿåòñÿ çíà÷èòåëüíî òî÷- íåå, ò. ê. îíî íå øóíòèðóåòñÿ åìêîñòíûì ñîïðî- òèâëåíèåì, à çíà÷åíèå òàíãåíñà óãëà ïîòåðü âîç- ðàñòåò íà äâà-òðè ïîðÿäêà (ïî ñðàâíåíèþ ñ èç- ìåðåíèÿìè íà ÷àñòîòå 50 Ãö) è äëÿ àâòîìîáèëü- íîãî áåíçèíà ñîñòàâëÿåò 0,1—1. Âåëè÷èíû òàêî- ãî ïîðÿäêà óäàåòñÿ èçìåðÿòü äîñòàòî÷íî òî÷íî (ò. å. óâåðåííî îïðåäåëÿòü àêòèâíóþ è ðåàêòèâ- íóþ ñîñòàâëÿþùóþ èìïåäàíñà) äàæå ñ èñïîëü- çîâàíèåì áîëåå ïðîñòûõ, ÷åì ìîñòîâûå, èçìåðè- òåëüíûõ ñõåì, ÷òî, â ñâîþ î÷åðåäü, çíà÷èòåëü- íî óïðîùàåò ðàçðàáîòêó è èçãîòîâëåíèå ïîðòà- òèâíûõ èçìåðèòåëüíûõ ýêñïðåññ-àíàëèçàòîðîâ. Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ ÷àñòü Èçìåðåíèÿ èìïåäàíñà ïðîâîäÿòñÿ ñ ïîìîùüþ áëîê-ñõåìû, ïîêàçàííîé íà ðèñ. 2. Ãåíåðàòîð ïîäàåò íà äåëèòåëü íàïðÿæåíèÿ (ñîñòîèò èç ñî- ïðîòèâëåíèÿ íàãðóçêè è êîíäåíñàòîðíîé ÿ÷åé- êè, çàïîëíåííîé èññëåäóåìîé áåíçèíîâîé ïðî- áîé) âõîäíîå ñèíóñîèäàëüíîå íàïðÿæåíèå ôèê- ñèðîâàííîé ÷àñòîòû (èç äèàïàçîíà 0,1—10 Ãö). Âûõîäíîå íàïðÿæåíèå ñíèìàåòñÿ ñ èçìåðèòåëü- íîé ÿ÷åéêè. Âõîäíîå è âûõîäíîå íàïðÿæåíèÿ ñèíõðîííî îöèôðîâûâàþòñÿ äâóõêàíàëüíûì àíàëîãîâî-öèôðîâûì ïðåîáðàçîâàòåëåì è ïîñòó- ïàþò íà âõîä óñòðîéñòâà ìàòåìàòè÷åñêîé îáðà- áîòêè, ãäå îïðåäåëÿþòñÿ èõ àìïëèòóäû (ñîîòâåò- ñòâåííî, À è Â) è ôàçîâûé ñäâèã Δϕ ìåæäó íèìè. Âõîäíîå è âûõîäíîå íàïðÿæåíèÿ äåëèòåëÿ ñâÿçàíû ñîîòíîøåíèåì ,UU Z Z R (5) èìïåäàíñ ÿ÷åéêè; êîìïëåêñíûå çíà÷åíèÿ âõîäíîãî è âû- õîäíîãî íàïðÿæåíèÿ, Uâõ = A⋅eõð(jωt), Uâûõ = B⋅eõð(j(ωt+Δϕ)). ãäå Z — Uâõ, Uâûõ — Ñîîòâåòñòâåííî, äëÿ ðàñ÷åòà èìïåäàíñà ïî- ëó÷àåì âûðàæåíèå . 1 RZ A j B (6) Re, Îì 10000 5000 0 10 100 ν, Ãö Ðèñ. 1. ×àñòîòíàÿ çàâèñèìîñòü àêòèâíîé ñîñòàâëÿ- þùåé èìïåäàíñà îáðàçöà áåíçèíà, ïîëó÷åííàÿ ñ èñ- ïîëüçîâàíèåì ñòàíäàðòíîãî ëàáîðàòîðíîãî èçìåðèòå- ëÿ èìïåäàíñà Å7-20 Ðèñ. 2. Áëîê-ñõåìà ïîðòàòèâíîãî èçìåðèòåëÿ èìïå- äàíñà àâòîìîáèëüíîãî áåíçèíà: Ãåí — ãåíåðàòîð; Rí — ñîïðîòèâëåíèå íàãðóçêè; Z — êîíäåíñàòîðíàÿ ÿ÷åéêà; ÎÓ — îïåðàöèîííûé óñè- ëèòåëü; ÀÖÏ — àíàëîãîâî-öèôðîâîé ïðåîáðàçîâàòåëü; ÓÌÎ — óñòðîéñòâî ìàòåìàòè÷åñêîé îáðàáîòêè Ãåí ÀÖÏ ÓÌÎ ÝÂÌ ÎÓ Z Rí Uâõ Uâûõ Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2017, ¹ 4–5 56 ÌÅÒÐÎËÎÃÈß. ÑÒÀÍÄÀÐÒÈÇÀÖÈß ISSN 2225-5818 Âõîäÿùèå ñþäà âåëè÷èíû À, Â è Δϕ îïðåäå- ëÿþòñÿ óñòðîéñòâîì ìàòåìàòè÷åñêîé îáðàáîòêè íà ôèêñèðîâàííîé ÷àñòîòå èçìåðåíèé ε èç äèà- ïàçîíà 0,1—10 Ãö. Òàêèì îáðàçîì, ïîëó÷èâ èç (6) âåëè÷èíó ïîë- íîãî ñîïðîòèâëåíèÿ, ìîæíî ðàññ÷èòàòü åãî àê- òèâíóþ è ðåàêòèâíóþ ñîñòàâëÿþùèå, çàòåì èç ñèñòåìû óðàâíåíèé (1) è (2) îïðåäåëèòü çíà÷å- íèÿ R è Ñ è äàëåå ïî ôîðìóëàì (3), (4) ïîñ÷è- òàòü ñîîòâåòñòâóþùèå èì âåëè÷èíû óäåëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ρ è îòíîñèòåëüíîé äèýëåêòðè÷å- ñêîé ïðîíèöàåìîñòè ε èññëåäóåìîé ïðîáû. Äëÿ èñêëþ÷åíèÿ øóíòèðóþùåãî âëèÿíèÿ âõîäíûõ êàñêàäîâ ÀÖÏ íà ðåçóëüòàòû èçìåðå- íèé èìïåäàíñà âûñîêîîìíîé êîíäåíñàòîðíîé ÿ÷åéêè îöèôðîâêà âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ äåëè- òåëÿ ïðîèñõîäèò ñ ïîìîùüþ ïîâòîðèòåëÿ íàïðÿ- æåíèÿ, ïîñòðîåííîãî íà îñíîâå ïðåöèçèîííîãî îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ (ñì. ðèñ. 2) ñî ñâåðõ- íèçêèì âõîäíûì òîêîì (ÎÐÀ129). Âàæíûì ÿâ- ëÿåòñÿ òàêæå ýêðàíèðîâàíèå èçìåðèòåëüíîé ñõå- ìû ñ öåëüþ óìåíüøåíèÿ âëèÿíèÿ íà ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé âíåøíèõ ýëåêòðîìàãíèòíûõ ïîìåõ. Íà ðèñ. 3 ïîêàçàí äåéñòâóþùèé ìàêåò ïîð- òàòèâíîãî óñòðîéñòâà äëÿ èçìåðåíèÿ ýëåêòðîôè- çè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê àâòîìîáèëüíîãî áåíçè- íà. Â äàííîé ðåàëèçàöèè èçìåðèòåëüíîé ñõåìû äëÿ îöèôðîâûâàíèÿ âõîäíîãî è âûõîäíîãî íà- ïðÿæåíèÿ äåëèòåëÿ èñïîëüçóåòñÿ ñòàíäàðòíàÿ äâóõêàíàëüíàÿ îñöèëëîãðàôè÷åñêàÿ ïðèñòàâêà ê êîìïüþòåðó ñ âìîíòèðîâàííûì â íåå ôóíêöè- îíàëüíûì ãåíåðàòîðîì (èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ôîð- ìèðîâàíèÿ ñèíóñîèäàëüíîãî òåñòîâîãî ñèãíàëà). Äëÿ ïîäîáíûõ èçìåðåíèé òàêæå ìîæåò èñïîëüçî- âàòüñÿ ðàçðàáîòàííûé íàìè ðàíåå âàðèàíò ïîð- òàòèâíîãî èçìåðèòåëÿ èìïåäàíñà [8, 9] ïðè âíå- ñåíèè â åãî àíàëîãîâóþ èçìåðèòåëüíóþ ÷àñòü èç- ìåíåíèé â ñîîòâåòñòâèè ñ áëîê-ñõåìîé íà ðèñ. 2. Íà ðèñ. 4 ïðåäñòàâëåíû ÷àñòîòíûå çàâèñèìî- ñòè ñîñòàâëÿþùèõ èìïåäàíñà ÿ÷åéêè äëÿ äâóõ ïðîá àâòîìîáèëüíîãî áåíçèíà ÀÈ92, ïîëó÷åí- íûå ýêñïåðèìåíòàëüíî è ðàññ÷èòàííûå èç âûðà- æåíèé (1) è (2). Çäåñü âèäíî, ÷òî ýòè äàííûå ïðàêòè÷åñêè ñîâïàäàþò, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò îá îòñóòñòâèè âëèÿíèÿ ïðèýëåêòðîäíûõ ýôôåêòîâ íà ïðîöåññ ïðîõîæäåíèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà ÷å- ðåç êîíäåíñàòîðíóþ ÿ÷åéêó. Â ïðîòèâíîì ñëó÷àå â ýêâèâàëåíòíîé ñõåìå ÿ÷åéêè êðîìå ýëåìåíòîâ R è Ñ ïðèñóòñòâîâàëè áû è äðóãèå êîìïîíåíòû (åìêîñòü äâîéíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ñëîÿ, ñîïðî- òèâëåíèå ïåðåíîñó, äèôôóçèîííûé èìïåäàíñ), è òî÷íîñòü ðàñ÷åòîâ áûëà áû íå ñòîëü âûñîêà. Ïðîáû äëÿ èññëåäîâàíèé (21 îáðàçåö âûñîêî- îêòàíîâîãî àâòîìîáèëüíîãî áåíçèíà ÀÈ92 è ÀÈ95 äåâÿòè òîðãîâûõ ìàðîê) áûëè ïðèîáðåòåíû íà ðàçëè÷íûõ ÀÇÑ. Îêòàíîâîå ÷èñëî êàæäîé ïðîáû êîíòðîëèðîâàëîñü â ñîîòâåòñòâèè ñ ÃÎÑÒ 8226-82 «Òîïëèâî äëÿ äâèãàòåëåé. Èññëåäîâàòåëüñêèé ìåòîä îïðåäåëåíèÿ îêòàíîâîãî ÷èñëà» è â öåëîì Ðèñ. 3. Ïîðòàòèâíûé èçìåðèòåëü èìïåäàíñà àâòîìî- áèëüíîãî áåíçèíà, îñíàùåííûé ñïåöèàëüíîé ýëåêòðî- ëèòè÷åñêîé ÿ÷åéêîé Ðèñ. 4. ×àñòîòíûå çàâèñèìîñòè àêòèâíîé (à) è ðåàê- òèâíîé (á) ñîñòàâëÿþùèõ èìïåäàíñà èçìåðèòåëüíîé ÿ÷åéêè äëÿ äâóõ ïðîá àâòîìîáèëüíîãî áåíçèíà ÀÈ92: ïðîáà 1 — ε = 2,074, ρ = 4,14⋅1012 Îì⋅ñì; ïðîáà 2 — ε = 2,048, ρ = 1,007⋅1012 Îì⋅ñì R e, 1 08 Î ì 8 6 4 2 0 1 10 ν, Ãö Ïðîáà 1 Ïðîáà 2 Im , 10 8 Î ì 0 –5 –10 –15 1 10 ν, Ãö Ïðîáà 1 Ïðîáà 2 à) á) , — ýêñïåðèìåíò , — ðàñ÷åò , — ýêñïåðèìåíò , — ðàñ÷åò Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2017, ¹ 4–5 57 ÌÅÒÐÎËÎÃÈß. ÑÒÀÍÄÀÐÒÈÇÀÖÈß ISSN 2225-5818 ñîîòâåòñòâîâàëî çàÿâëåííûì ïðîèçâîäèòåëåì âå- ëè÷èíàì. Ïðè ïîìîùè ïîðòàòèâíîãî èçìåðèòå- ëÿ (ñì. ðèñ. 3) áûëè îïðåäåëåíû ýëåêòðîôèçè- ÷åñêèå ïàðàìåòðû (ρ, ε) âñåõ îáðàçöîâ òîïëèâà. Òàêæå àðåîìåòðè÷åñêèì ñïîñîáîì (ÃÎÑÒ 3900-85 «Íåôòü è íåôòåïðîäóêòû. Ìåòîäû îïðåäåëåíèÿ ïëîòíîñòè») áûëà ïîëó÷åíà èõ ïëîòíîñòü. Âñå èç- ìåðåíèÿ ïðîâîäèëèñü â ñïåöèàëüíîì òåðìîñòàòå ïðè òåìïåðàòóðå 20°Ñ. Òàêèì îáðàçîì, êàæäàÿ ïðîáà áûëà îõàðàêòåðèçîâàíà òðåìÿ ïàðàìåòðàìè (óäåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå, äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðî- íèöàåìîñòü è ïëîòíîñòü). Ðåçóëüòàòû ýòèõ èçìå- ðåíèé ïðåäñòàâëåíû â òàáë. 2. Àíàëèç ïîëó÷åííûõ äàííûõ Äëÿ àíàëèçà ïîëó÷åííûõ ìíîãîìåðíûõ äàí- íûõ áûëè èñïîëüçîâàíû ìàòåìàòè÷åñêèå ìåòî- äû ñòàòèñòè÷åñêîãî àíàëèçà, òàêèå êàê êëàñòåð- íûé àíàëèç è ìåòîä àíàëèçà ãëàâíûõ êîìïîíåíò, ïîçâîëÿþùèå ïðîâåñòè ðàñïîçíàâàíèå îáðàçöîâ áåíçèíà ñ ðàçíûìè çíà÷åíèÿìè îêòàíîâîãî ÷èñëà. Ñòàòèñòè÷åñêóþ ïðîöåäóðó êëàñòåðèçàöèè ïðîâîäèëè ìåòîäîì k-ñðåäíèõ [10, ñ. 38—40], ñóòü êîòîðîãî ñîñòîèò â ðàçäåëåíèè m íàáëþ- äåíèé íà k êëàñòåðîâ ïðè óñëîâèè, ÷òî êàæ- äîå íàáëþäåíèå áóäåò îòíåñåíî ê òîìó êëàñòå- ðó, ê öåíòðó êîòîðîãî îíî íàõîäèòñÿ áëèæå âñå- ãî. Â íàøåì ñëó÷àå èçíà÷àëüíî ïðèíèìàëîñü k = m = 21, ò. å. êàæäîå íàáëþäåíèå, îòíîñÿ- ùååñÿ ê îòäåëüíîìó îáðàçöó, ôîðìèðîâàëî åäè- íè÷íûé êëàñòåð. Äàëåå ïðîèñõîäèëî óêðóïíåíèå êëàñòåðîâ, à êðèòåðèåì äëÿ êàæäîãî ïîñëåäóþ- ùåãî ýòàïà êëàñòåðèçàöèè áûëà èäåíòè÷íîñòü ìàðîê áåíçèíà ïî âåëè÷èíå îêòàíîâîãî ÷èñëà [11]. Òàêèì îáðàçîì, 21 íàáëþäåíèå èç òàáë. 2 áûëî ðàñïðåäåëåíî íà 11 íåïåðåêðûâàþùèõñÿ êëàñòåðîâ, ñîäåðæàùèõ ïðîáû áåíçèíà ñ îäèíà- êîâûì îêòàíîâûì ÷èñëîì (òàáë. 3). Ïðè äàëü- íåéøåì óìåíüøåíèè ÷èñëà êëàñòåðîâ íàáëþäå- íèÿ èç ñîñåäíèõ ãðóïï íà÷èíàëè îáúåäèíÿòüñÿ âñëåäñòâèå èõ âçàèìíîãî ñáëèæåíèÿ. Äîñòàòî÷íî áîëüøîå ÷èñëî ïîëó÷åííûõ åäè- íè÷íûõ êëàñòåðîâ (øåñòü), ñêîðåå âñåãî, îáú- ÿñíÿåòñÿ áîëüøèì ðàçíîîáðàçèåì êîìïîíåíòíî- ãî ñîñòàâà ïðîá áåíçèíà [12] è, ñîîòâåòñòâåííî, çíà÷èòåëüíûì ðàçáðîñîì çíà÷åíèé èõ ïàðàìå- ¹ ïðîáû Ìàðêà áåíçèíà Òîðãîâàÿ ìàðêà Óäåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå, 1012 Îìñì Äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü Ïëîòíîñòü, êã/ì3 1 ÀÈ95 ÒÍÊ 10,82 2,148 746 2 5,998 2,165 748 3 Shell 3,99 2,173 746 4 WOG 8,79 2,053 737 5 0,87 2,065 740 6 Mustang 0,68 2,061 735 7 0,53 2,022 745 8 ANP 2,67 2,247 747 9 7,29 2,181 738 10 Aâèàñ 2,46 2,25 750 11 Okko 1,58 2,165 755 12 Socar 0,99 2,022 735 13 2,54 2,257 738 14 ÒÍÊ 8,22 2,046 743 15 ÀÈ92 ANP 2,50 2,183 735 16 Socar 7,80 1,987 720 17 Aâèàñ 1,63 2,14 743 18 Okko 4,14 2,074 745 19 ÁÐÑÌ 3,54 2,03 721 20 2,13 2,012 723 21 WOG 1,007 2,048 721 Òàáëèöà 2 Çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ áåíçèíà ðàçëè÷íûõ ìàðîê è ïîñòàâùèêîâ Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2017, ¹ 4–5 58 ÌÅÒÐÎËÎÃÈß. ÑÒÀÍÄÀÐÒÈÇÀÖÈß ISSN 2225-5818 Òàáëèöà 3 Êëàñòåðèçàöèÿ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ ìåòî- äîì k-ñðåäíèõ òðîâ, îñîáåííî óäåëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ. Ñ äðó- ãîé ñòîðîíû, íàëè÷èå îäèíî÷íûõ êëàñòåðîâ ãî- âîðèò îá îòíîñèòåëüíî ìàëîì ÷èñëå íàáëþäåíèé. Ïðè äàëüíåéøåì çàïîëíåíèè òàáëèöû äàííûìè íîâûõ îáðàçöîâ ÷èñëî êëàñòåðîâ, î÷åâèäíî, áó- äåò ñòðåìèòüñÿ ê íåêîé îïòèìàëüíîé âåëè÷èíå. Â íàøåì ñëó÷àå, îäíàêî, áîëåå íàãëÿäíîé îêàçàëàñü êëàññèôèêàöèÿ ïîëó÷åííûõ äàí- íûõ ìåòîäîì àíàëèçà ãëàâíûõ êîìïîíåíò [13]. Èñïîëüçîâàíèå ýòîãî ìåòîäà ïîçâîëÿåò ïîíèçèòü ðàçìåðíîñòü èñõîäíîé òðåõìåðíîé áàçû äàííûõ äî äâóõ ãëàâíûõ êîìïîíåíò (ÃÊ), è òîãäà êàæ- äîå îòäåëüíîå íàáëþäåíèå ïðåäñòàâëÿåòñÿ òî÷- êîé íà ïëîñêîñòè â ïðÿìîóãîëüíîé ñèñòåìå êî- îðäèíàò ÃÊ1 è ÃÊ2. Íà ðèñ. 5 ïðåäñòàâëåíà ïðîåêöèÿ äàííûõ èç òàáë. 2 íà ïëîñêîñòü ãëàâíûõ êîìïîíåíò (ïðî- öåíòû íà îñÿõ óêàçûâàþò «óäåëüíûé èíôîðìà- öèîííûé âåñ» êàæäîé èç êîîðäèíàò). Çäåñü âèä- íî, ÷òî ìàññèâ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ âèçó- àëüíî ôîðìèðóåò ÷åòûðå îáëàñòè ñ îäèíàêîâûìè çíà÷åíèÿìè îêòàíîâîãî ÷èñëà (èõ ãðàíèöû îáâå- äåíû), ïðè÷åì îáëàñòü èç ïÿòè êîìïàêòíî ðàñ- ïîëîæåííûõ îáðàçöîâ áåíçèíà ÀÈ95 (â íèæíåé ÷àñòè äèàãðàììû) èìååò ñâîå îòîáðàæåíèå è â ïðåäûäóùåé êëàññèôèêàöèè ìåòîäîì êëàñòåðè- çàöèè k-ñðåäíèõ — ýòî êëàñòåð ¹1 â òàáë. 3 (â ñâîþ î÷åðåäü, îáðàçöû áåíçèíà, ïðèíàäëåæàùèå êëàñòåðàì ¹ 2, 3, 5, òàêæå êîìïàêòíî ñãðóïïè- ðîâàíû íà ïëîñêîñòè ÃÊ). Îñòàëüíûå âûäåëåí- íûå íà ðèñ. 5 îáëàñòè (äâå îáëàñòè ñ áåíçèíîì ÀÈ92 è îäíà ñ ÀÈ95) îêàçàëèñü «ðàñòÿíóòû- ìè» ïî ïëîñêîñòè âäîëü âòîðîé ãëàâíîé êîìïî- íåíòû ÃÊ2. Ôàêòè÷åñêè, ýòî ïîçâîëÿåò èñïîëü- çîâàòü äëÿ ýêñïðåññíîé îöåíêè âåëè÷èíû îêòà- íîâîãî ÷èñëà ïðîåêöèþ íàáëþäåíèé òîëüêî íà ïåðâóþ êîìïîíåíòó ÃÊ1. Êàê ïîêàçàëè ýêñïåðèìåíòû, îòìå÷åííûå íà äèàãðàììå ðèñ. 5 îáëàñòè èìåþò äîñòàòî÷íî ÷åò- êèå è ïîâòîðÿåìûå ãðàíèöû, ÷òî ñâèäåòåëüñòâó- åò î ïîòåíöèàëüíîé âîçìîæíîñòè ýêñïðåññíîé îöåíêè îêòàíîâîãî ÷èñëà àâòîìîáèëüíîãî áåí- çèíà ñ ïîìîùüþ ñòàòèñòè÷åñêèõ ìåòîäîâ àíàëè- çà ìíîãîìåðíûõ äàííûõ, ïîëó÷àåìûõ èç èçìå- ðåíèÿ ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ èññëåäó- åìûõ îáðàçöîâ òîïëèâà. Âûâîäû Ïðåäëîæåííûé ñïîñîá îïðåäåëåíèÿ ýëåê- òðîôèçè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ýëåêòðîèçîëÿöè- îííûõ æèäêîñòåé îáåñïå÷èâàåò áîëåå òî÷íîå, â ñðàâíåíèè ñ òðàäèöèîííûìè ìåòîäàìè, èçìåðå- íèå óäåëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ àâòîìîáèëüíîãî áåíçèíà çà ñ÷åò èñêëþ÷åíèÿ âëèÿíèÿ íà ðåçóëü- òàòû èçìåðåíèé ïîëÿðèçàöèîííûõ ýôôåêòîâ, à òàêæå èñïîëüçîâàíèÿ òåñòèðóþùåãî ñèãíàëà áî- ëåå íèçêîé ÷àñòîòû. Ñêîíñòðóèðîâàííûé ìàêåò ïîðòàòèâíîãî óñòðîéñòâà ïðîñòîé êîíñòðóêöèè ïîçâîëÿåò èçìåðÿòü äèýëåêòðè÷åñêóþ ïðîíèöà- ¹ êëàñòåðà Ýëåìåíòû êëàñòåðà Ðàññòîÿíèå äî öåíòðà êëàñòåðà 1 WOG 95 0,098919 Mustang 95 0,224353 Mustang 95 0,413045 Socar 95 0,247378 WOG 95 0,159866 2 ANP 95 0,121654 Àâèàñ 95 0,291654 Socar 95 0,408788 3 ÁÐÑÌ 92 0,268367 ÁÐÑÌ 92 0,138120 WOG 92 0,273787 4 Shell 95 0,212538 ÒÍÊ 95 0,212538 5 ANP 92 0,283573 Àâèàñ 92 0,283573 6 ÒÍÊ 95 0 7 Okko 95 0 8 ANP 95 0 9 ÒÍÊ 92 0 10 Socar 92 0 11 Okko 92 0 ÃÊ 2 (3 2, 83 % ) 3 2 1 0 –1 –2 –1 0 1 2 ÃÊ1 (53,94%) Ðèñ. 5. Ðàñïðåäåëåíèå íà ïëîñêîñòè ãëàâíûõ êîìïî- íåíò èññëåäóåìûõ îáðàçöîâ áåíçèíà: 1 — ÒÍÊ; 2 — Shell; 3 — WOG; 4 — Mustang; 5 — ANP; 6 — Aâèàñ; 7 — Okko; 8 — Socar; 9 —ÁÐÑÌ ÀÈ92 ÀÈ92 ÀÈ95 1 1 8 9 9 3 4 5 6 1 5 2 8 7 5 68 3 7 3 4 ÀÈ95 Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2017, ¹ 4–5 59 ÌÅÒÐÎËÎÃÈß. ÑÒÀÍÄÀÐÒÈÇÀÖÈß ISSN 2225-5818 åìîñòü è óäåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå ýëåêòðîèçîëÿ- öèîííûõ æèäêîñòåé. Àíàëèç ïðåäëîæåííîãî ïîäõîäà ê ïðîâåäåíèþ êëàññèôèêàöèè ìàðîê òîâàðíîãî àâòîìîáèëüíîãî áåíçèíà ñ èñïîëüçîâàíèåì ñòàòèñòè÷åñêèõ ìåòî- äîâ àíàëèçà ìíîãîìåðíûõ äàííûõ, ïîëó÷àåìûõ ïðè èçìåðåíèè ïàðàìåòðîâ áåíçèíà, ïîêàçàë, ÷òî â äàííîì ñëó÷àå áîëåå ïðåäïî÷òèòåëüíûì ÿâëÿ- åòñÿ ìåòîä àíàëèçà ãëàâíûõ êîìïîíåíò, à íå êëà- ñòåðíîãî àíàëèçà, ÷òî ìîæåò áûòü îáóñëîâëåíî îòíîñèòåëüíî íåáîëüøèì ÷èñëîì èññëåäóåìûõ ïðîá àâòîìîáèëüíîãî áåíçèíà. Ñ äðóãîé ñòîðî- íû, íå ñîâñåì óäà÷íàÿ ïîïûòêà êëàñòåðèçàöèè ïîëó÷åííîãî ìàññèâà äàííûõ ñâèäåòåëüñòâóåò î íåîáõîäèìîñòè åãî ðàñøèðåíèÿ çà ñ÷åò äîïîë- íèòåëüíî èçìåðÿåìûõ ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ ïàðà- ìåòðîâ áåíçèíà, êàêèìè ìîãóò áûòü, íàïðèìåð, êèñëîòíîñòü, äàâëåíèå íàñûùåííûõ ïàðîâ è äð. Ïðåäëîæåííûå ýêñïåðèìåíòàëüíûé è ìåòî- äè÷åñêèé ïîäõîäû ìîãóò â äàëüíåéøåì ïîñëó- æèòü îñíîâîé äëÿ ðàçðàáîòêè ïðîòîòèïîâ êîì- ìåð÷åñêèõ ïðèáîðîâ äëÿ ýêñïðåññíîãî îïðåäåëå- íèÿ îêòàíîâîãî ÷èñëà àâòîìîáèëüíîãî áåíçèíà. ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ 1. Ñêâîðöîâ Á.Â., Ñèëîâ Å.À. Èññëåäîâàíèå êîððåëÿöè- îííûõ çàâèñèìîñòåé ìåæäó îêòàíîâûì ÷èñëîì è ýëåêòðîäè- íàìè÷åñêèìè ïàðàìåòðàìè óãëåâîäîðîäíûõ ïðîäóêòîâ // Èçâåñòèÿ Ñàìàðñêîãî íàó÷íîãî öåíòðà Ðîññèéñêîé àêàäå- ìèè íàóê.— 2009.— Ò. 11, ¹ 5.— Ñ. 64—71. 2. Ðóäíºâ Â.À., Áîé÷åíêî Î.Ï., Êàðíîæèöüêèé Ï.Â. Êëàñèô³êàö³ÿ òîâàðíèõ áåíçèí³â òà ëåãêèõ ãàçîêîíäåíñàò- íèõ ôðàêö³é ðîäîâèù ñõ³äíèõ îáëàñòåé Óêðà¿íè íà îñíîâ³ ä³åëåêòðîìåòðè÷íèõ òà ãàçîõðîìàòîãðàô³÷íèõ äàíèõ // Ìåòîäû è îáúåêòû õèìè÷åñêîãî àíàëèçà.— 2010.— Ò. 5, ¹ 3.— Ñ. 148—157. 3. Ïîäúÿ÷åâà Ê.È., Òóçîâà Â.Â., Ãàðèïîâ È.È., Äåçîðöåâ Ñ.Â. Ê îïðåäåëåíèþ îêòàíîâûõ ÷èñåë íåôòåïðî- äóêòîâ // Áàøêèðñêèé õèìè÷åñêèé æóðíàë.— 2013.— T. 20, ¹ 2.— C. 99-102. 4. Ïàò. 2305283 Ðîññèè. Ñïîñîá îïðåäåëåíèÿ îêòàíîâî- ãî ÷èñëà áåíçèíîâ / Â.Í. Àñòàïîâ.— 27.08.2007. 5. ÃÎÑÒ Ð 51105-97. Òîïëèâà äëÿ äâèãàòåëåé âíóòðåííå- ãî ñãîðàíèÿ. Íåýòèëèðîâàííûé áåíçèí, òåõíè÷åñêèå óñëîâèÿ. 6. IEC 60247:2004. Insulating liquids - Measurement of relative permittivity, dielectric dissipation factor (tan d) and d.c. resistivity. 7. IEC 61620:1998. Insulating liquids - Determination of the dielectric dissipation factor by measurement of the conductance and capacitance. 8. Êóêëà À.Ë., Ïàâëþ÷åíêî À.Ñ., Ìàéñòðåíêî À.Ñ., Ìàìûêèí À.B. Èìïåäàíñíûé àíàëèçàòîð äëÿ èäåíòèôèêà- öèè ìàðîê âîäíî-ñïèðòîâûõ íàïèòêîâ // Òåõíîëîãèÿ è êîí- ñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå.— 2012.— ¹ 1.— C. 15—21 9. Êóêëà À.Ë., Ìàìûêèí À.Â., Ìàéñòðåíêî À.C., Ïàâëþ÷åíêî À.C. Ýêñïðåññ àíàëèçàòîð ïàðàìåòðîâ ôóíê- öèîíàëüíûõ ìàòåðèàëîâ íà îñíîâå ìåòîäà èìïåäàíñíîé ñïåêòðîñêîïèè // Ñåíñîðíà åëåêòðîí³êà ³ ì³êðîñèñòåìí³ òåõíîëîã³¿.— 2012.— Ò. 3 (9), ¹ 3.— C. 6—15. 10. Ìèðêèí Á.Ã. Ìåòîäû êëàñòåð-àíàëèçà äëÿ ïîä- äåðæêè ïðèíÿòèÿ ðåøåíèé: îáçîð.— Ìîñêâà: Èçä. äîì Íàöèîíàëüíîãî èññëåäîâàòåëüñêîãî óíèâåðñèòåòà “Âûñøàÿ øêîëà ýêîíîìèêè”, 2011. 11. Ìàìèê³í À.Â., Êóêëà Î.Ë., Ìàéñòðåíêî À.Ñ., Ïàâëþ÷åíêî Î.Ñ., Ìàöàñ ª.Ï. Çàñòîñóâàííÿ ìåòîäó ³ìïåäàíñíî¿ ñïåêòðîñêîï³¿ äëÿ âèçíà÷åííÿ åëåêòðîô³çè÷íèõ õàðàêòåðèñòèê ä³åëåêòðè÷íèõ ð³äèí // Òð. 18-¿ ÌÍÏÊ «Ñ²ÅÒ-2017».— Óêðà¿íà, ì. Îäåñà.— 2017.— Ñ. 97—98. 12. Êóêëà À.Ë., Ìàìûêèí À.Â., Ìàéñòðåíêî À.Ñ., Ïîëóíêèí Å.Â., Ñòàðæèíñêàÿ Ë.È. Èñïîëüçîâàíèå ìåòî- äà èìïåäàíñíîé ñïåêòðîñêîïèè äëÿ àíàëèçà áåíçàíîëüíîãî òîïëèâà // Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå. – 2015.— ¹ 2-3.— C. 61-67. http://dx.doi. org/10.15222/TKEA2015.2-3.61 13. Jurs P.C., Bakken G.A. and McClelland H.E. Computational Methods for the Analysis of Chemical Sensor Array Data from Volatile Analytes // Chemical Review.— 2000.— Vol. 100.— P. 2649–2678. Äàòà ïîñòóïëåíèÿ ðóêîïèñè â ðåäàêöèþ 26.07 2017 ã. À. Â. ÌÀÌÈÊ²Í, Î. Ë. ÊÓÊËÀ, À. Ñ. ÌÀÉÑÒÐÅÍÊÎ, ª. Ï. ÌÀÖÀÑ, Ë. Ì. ÌÀÒÂ²ªÍÊÎ Óêðà¿íà, ì. Êè¿â, ²íñòèòóò ô³çèêè íàï³âïðîâ³äíèê³â ³ì. Â. ª. Ëàøêàðüîâà ÍÀÍ Óêðà¿íè E-mail: kukla@isp.kiev.ua ÑÏÎÑ²Á ÅÊÑÏÐÅÑ-ÎÖ²ÍÊÈ ÎÊÒÀÍÎÂÎÃÎ ×ÈÑËÀ ÁÅÍÇÈÍÓ Ç ÂÈÊÎÐÈÑÒÀÍÍßÌ ÏÎÐÒÀÒÈÂÍÎÃÎ ÑÏÅÊÒÐÎ²ÌÏÅÄÀÍÑÍÎÃÎ ÂÈÌ²ÐÞÂÀ×À ² ÌÅÒÎÄ²Â ÑÒÀÒÈÑÒÈ×ÍÎÃÎ ÀÍÀË²ÇÓ Çàïðîïîíîâàíî ñïîñ³á âèçíà÷åííÿ åëåêòðîô³çè÷íèõ õàðàêòåðèñòèê åëåêòðî³çîëÿö³éíèõ ð³äèí íà ïðèêëàä³ áåíçèíó ð³çíèõ ìàðîê, çàñíîâàíèé íà ñïåêòðî³ìïåäàíñíèõ âèì³ðàõ êîíäåíñàòîðíî¿ åëåêòðîõ³ì³÷íî¿ êîì³ðêè, çàïîâíåíî¿ äîñë³äæóâàíî¿ ð³äèíîþ, ïðè ïðèêëàäàíí³ ñèíóñî¿äàëüíî¿ òåñòîâî¿ íàïðóãè â îáëàñò³ ÷àñòîò 0,1—10 Ãö, ùî çàáåçïå÷óº á³ëüø òî÷í³ âèì³ðþâàííÿ â ïîð³âíÿíí³ ç â³äîìèìè òðàäèö³éíèìè ìåòî- äàìè. Ðîçðîáëåíèé òà ñêîíñòðóéîâàíèé ïîðòàòèâíèé âèì³ðþâà÷ ïîâíîãî åëåêòðè÷íîãî îïîðó (³ìïåäàíñó) ä³åëåêòðè÷íèõ ð³äèí. Çàïðîïîíîâàíèé ³ ïðîòåñòîâàíèé ï³äõ³ä äî åêñïðåñíî¿ îö³íêè îêòàíîâîãî ÷èñëà àâòîìîá³ëüíîãî áåíçèíó çà äîïîìîãîþ ñïåêòðî³ìïåäàíñíèõ âèì³ðþâàíü òà âèêîðèñòàííÿ ñòàòèñòè÷íèõ ìåòîä³â àíàë³çó áàãàòîâèì³ðíèõ äàíèõ. Êëþ÷îâ³ ñëîâà: ³ìïåäàíñíà ñïåêòðîñêîï³ÿ, àâòîìîá³ëüíèé áåíçèí, ïèòîìèé îï³ð, ä³åëåêòðè÷íà ïðîíèêí³ñòü, ñòàòèñòè÷íèé àíàë³ç. Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2017, ¹ 4–5 60 ÌÅÒÐÎËÎÃÈß. ÑÒÀÍÄÀÐÒÈÇÀÖÈß ISSN 2225-5818 A. V. MAMYKIN, A. L. KUKLA, A. S. MAISTRENKO, E. P. MATZAS, L. M. MATVIENKO Ukraine, Kiev, V. E. Lashkaryov Institute of semiconductor physics of NAS of Ukraine E-mail: kukla@isp.kiev.ua A METHOD FOR EXPRESS ESTIMATION OF THE OCTANE NUMBER OF GASOLINE USING A PORTABLE SPECTROIMPEDANCE METER AND STATISTICAL ANALYSIS METHODS The authors propose a method for determination of the electro-physical characteristics of electrical insulating liquids on the example of different types of gasoline. The method is based on the spectral impedance measurements of a capacitor electrochemical cell filled with the liquid under study. The application of sinusoidal test voltage in the frequency range of 0,1—10 Hz provides more accurate measurements in comparison with known traditional methods. A portable device for measuring total electrical resistance (impedance) of dielectric liquids was designed and constructed. An approach for express estimation of octane number of automobile gasoline using spectroimpedance measurements and statistical multi variation methods of data analysis has been proposed and tested. Keywords: impedance spectroscopy, automobile gasoline, resistivity, dielectric constant, statistical analysis. DOI: 10.15222/TKEA2017.4-5.52 UDC 532. 538; 539. 21; 621. 38 REFERENCES 1. Skvortsov B.V., Silov E.A. [Investigation of correla- tion dependencies between the octane number and electro- dynamic parameters of hydrocarbon products]. Proceedings of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2009, vol. 11, no. 5, pp. 64-71. (Rus) 2. Rudnyev V.A., Boichenko O.P., Karnozhits’kii P.V. [Classification of commercial gasoline and light gas conden- sate fractions of fields of Ukraine eastern regions on the basis of dielectrometric and gas chromatographic data]. Methods and Objects of Chemical Analysis, 2010, vol. 5, no. 3, pp. 148-157. (Rus) 3. Pod’yàcheva K.I., Tuzova V.V., Garipov I.I., Dezortsev S.V. [To the octane number determination of pe- troleum products]. Bashkirskii Khimicheskii Zhurnal, 2013,. vol. 20, no. 2. pp. 99-102. (Rus) 4. Astapov V.N. [Method for determination of the octane number of gasolines] Pat. RF, no. 2305283, 2007. 5. GOST Ð 51105-97. Topliva dlyà dvigatelei vnutrenne- go sgoraniyà. Neetilirovannyi benzin, tekhnicheskie usloviyà [State standard Ð 51105-97. Fuels for internal combustion engines. Lead-free gasoline, specifications. Moskow, 1997] 6. IEC 60247:2004. Insulating liquids - Measurement of relative permittivity, dielectric dissipation factor (tan d) and d.c. resistivity. 7. IEC 61620:1998. Insulating liquids - Determination of the dielectric dissipation factor by measurement of the conductance and capacitance. 8. Kukla A.L., Pavlyuchenko A.S., Maistrenko A.S., Mamykin A.V . [Impedance analyzer for trademarks of aqueous-alcoholic drinks identification]. Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoi apparature, 2012, no 1, pp. 15—21. (Rus) 9. Kukla A.L., Mamykin A.V., Maistrenko A.S., Pavluchenko A.S. [Express analyzer of functional materials parameters based on the impedance spectroscopy method]. Sensor Electronics and Microsystems Technologies, 2012, vol. 3 (9), no. 3, pp. 6-15 (Rus) 10. Mirkin B.G. [Cluster analysis methods for deci- sion support: A Review]. Moscow, Izd. dom Natsional`nogo issledovatel`skogo universiteta “Vysshaya shkola ekonomiki”, 2011. (Rus) 11. Mamykin A.V., Kukla O.L., Maistrenko A.S., Pavluchenko A.S., Matzas E.P. [Using of the impedance spectroscopy method for determination of electrophysical characteristics of dielectric liquids]. Proc. of the 18th Int. scientific-pract. conf. “Modern information and electronic technologies”, Ukraine, Odessa, 2017, pp. 97-98 (Rus) 12. Kukla A.L., Mamykin A.V., Maistrenko A.S., Polunkin E.V., Starzhinska L.I. [Application of imped- ance spectroscopy method for analysis of benzanol fuels]. Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoi apparature, 2015, no 2–3, pp. 61-67(Rus) http://dx.doi.org/10.15222/ TKEA2015.2-3.61 13. Jurs P.C., Bakken G.A. and McClelland H.E. Computational Methods for the Analysis of Chemical Sensor Array Data from Volatile Analytes. Chemical Review, 2000, vol. 100, pp. 2649–2678.

Способ экспресс-оценки октанового числа бензина с использованием портативного спектроимпедансного измерителя и методов статистического анализа

Institution

Ähnliche Einträge