Введение к работе
Актуальность теми. '
Важным направлением научно-технического прогресса является разработка новых методов контроля технологических процессов и экологического мониторинга. При решении многих практических задач возникает проблема контроля параметров движущихся слаборассеивакщих объектов. Особые трудности возникают В'тех случаях, когда движущиеся объекты слабо рассеивают зондирующее излучение. Высокий уровень сигналов стационарного фона существенно затрудняет обнаружение таких объектов и соответственно контроль их параметров.В данном случае использование эффекта Допплера не всегда является эффективным, так как обнаружение двияущихся объектов по признаку изменения частоты возможно при наличии априорной информации о рассеивающих свойствах обнаруживаемых объектов. Накопление такой информации не совсем целесообразно из-за того, что рассеивающие свойства объектов существенно зависят от'ряда факторов, которые могут изменяться в широких пределах.
Теоретические исследования ряда ученых позволили развить физические методы обнаружения движущихся объектов, которые основаны на явлении дифракции краевых волн. Однако данные метода хорошо работают в тех случаях, когда объект рассеивает волки..
Принципиально новый класс устройств был разработан на основе применения лазерного излучения в сочетании с вычислительной техникой. Такие устройства обладают рядом важных преимуществ: параллельность обработки потока измерительно;-} информации, ijucokow бысг}х<-депотьив, простота-конструкций, ьос-.моюгасть расширении класса
контролируемых объектов и снятие ограничений на характер движения. Применение таких устройств позволяет очувствить промышленные роботы и обеспечить неразрушающий контроль параметровтехнологических процес
Открытие закономерности проявления подвижных объектов позволило по новому рассмотреть эту проблему и найти технические решения, которые обеспечивают надежное обнаружение объектов с различными рассеивающими свойствами. Это открытие определило новое направление исследований по изучению закономерности преобразования информации о движущихся объектах в когерентном излучении, являющемся суперпозицией волн рассеянных слаборассеивающим объектом и фоном и првдстваляющих собой периодические структуры, индуцированные этим излучением. Учитывая необходимость разработки методов и приборов контроля параметров движущихся слаборасееивающих объектов для технологических комплексов и экологического мониторинга следует, что проблема создания научных основ новых эффективных методов й технических решений является актуальной.
Представленные в диссертации результаты получены при выполнении плановых научно-исследовательских работ Института проблем управления.
Целью диссертационной работы является развитие научных основ новых когерентных методов контроля параметров движущихся слабо-рассеивающих объектов на базе результатов теоретического и экспериментального исследования закономерности формирования периодических структур когерентным суперпозиционным излучением движущегося объекта и стационарного фона, а таккэ разработка новых технических решений, отличающихся принципиально новыми возмокностями, простотой и надежностью при решении задач: машиностроения, приборостроения, обнаружения слаборассеивапдих объектов, экологического мониторинга,
биотехнологии и медицины..
Методы исследования. Решение сформулированных в диссертации задач базируется на использовании математического аппарата радиофизики, и экспериментального программного и натурного моделирования.
Научная новизна. Впервые исследована закономерность проявления движущихся слаборассеивающих объектов в суперпозиционном когерентном излучении слаборассеивающих объектов и стационарного фона. Установлено, что периодические структуры, индуцированные суперпозиционным когерентным излучением содержат информацию о параметрах движущихся объектов независимо от их способности рассеивать зондирующее когерентное излучение. Разработаны принципиально новые методы контроля параметров движущихся слаборассеивающих объектов. -
Описанная в работе закономерность признана научным открытием (постановление РАН Я 10, 1992г.).
Предложены и практически реализованы новые технические решения, основанные на закономерности, которая устанавливает взаимосвязь между перемещением и величиной интенсивности регистрируемого излучения.
Достоверность научных положений, выводов подтверждена соответствием результатов теоретических и экспериментальных исследований, а также практической реализацией разработанных методов и устройств.
Практическая ценность работы состоит в разработке и реализации принципиально новых технических решений - способов и устройств, которые позволяют эффективно контролировать параметры движущихся объектов,в том числе слаборассеивающих.
Установленная и исследованная в диссертации закономерность была половена в основу нового научного направления, которое позволит решить актуальные проблемы кибернетики, машиностроения, материаловедения, биотехнологии, медицины и'других областей науки и техники, благодаря новому подходу при формировании принципов построения устройств для контроля параметров движущихся объектов.
Разработанные технические решения оформлены в виде изобретений -четыре новых способа.
Полученные в диссертации результаты нашли практическое применение в ведущих научных центрах:
институт проблем управления Р А Н - решение задач контроля параметров движущихся слаборвссеиващих объектов.
Институт физико-технических проблем РАН- контроль динамики жидких многосвязанных структур
Институт специализированной техники - разработка систем контроля параметров движущихся слаборассеивапцих объектов
Практическая ценность результатов диссертации подтверждена соответствующими документами.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладыва-Ж лись и обсуждались в ведущих научных центрах: Институт проблем управления РАН, Институт проблем механики Р АН,. Вычислительный Центр СО Р А Н, Физико-технический Институт А.ф. Иоффе, Институт кибернетики Украинской Академии Наук, ВНШОФИ, ЦНИИМАШ, ЦНПО "Комета" и других специализированных учреждениях.
Также материалы диссертации докладывались на: I Всесоюзном симпозиуме "Оптическое приборостроение и голография", Львов, 1Э76, III Всесоюзной конференции по голографии, Ульяновск 1978; международной конференции "Оптические компьютеры", Венгрия 1978; Междуна-
родном конгрессе "Интеркамера", Прага, 1981; Всесоюзной конференции по приборостроению, Винница, 1Э87; Международной конференции по'когерентной и нелинейной оптике (К и КО,91) Лонинград, І99Г, а также в Институте высоких технологий ООН , Италия, 1993 .
Публикации. Результаты, отражающие содержание диссертации, опубли кованы в 37 печатных работах.
Структура и объем работа. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и 2 приложений, изложена на 235 страницах машинописного текста, содержит 46 иллюстраций, и библиографический список, включающий 191 наименование..
