Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ состояния исследований жидкофазных объектов методом изучения свечения их газового разряда 11
1.1. Представления формирования изображений свечения газового разряда 11
1.2. Метод Газоразрядной Визуализации 12
1.3. Обзор исследований, основанный на изучении свечения газового разряда жидкофазных объектов 17
1.3.1. Исследование водных растворов 17
1.3.2. Исследование микробиологических культур 20
Выводы 28
Глава 2. Разработка параметров и методов анализа ГРВ-графии 29
2.1. Выбор признаков - параметров ГРВ изображений 30
2.2. Анализ выборок параметров статических ГРВ изображений 34
2.3. Анализ выборок параметров динамических ГРВ изображений 38
2.4. Практическая реализация методов анализа ГРВ изображений жидкофазных объектов
Выводы 61
Глава 3. Экспериментальная апробация программно реализованных методов анализа 63
3.1. Экспериментальные результаты исследования статических ГРВ изображений жидкофазных объектов 63
3.2. Результаты анализа динамических ГРВ изображений жидкофазных объектов 68
3.3. Методика эксперимента 79
Выводы 81
Глава 4. Математическое моделирование газоразрядных процессов вблизи жидкофазных объектов 83
4.1. Электромагнитное поле вблизи газового разряда индуцированного каплей жидкости 83
4.2. Применение математической модели к экспериментальным данным 87
Выводы 89
Заключение 90
Основные публикации по теме диссертации 93
Литература 96
- Обзор исследований, основанный на изучении свечения газового разряда жидкофазных объектов
- Анализ выборок параметров статических ГРВ изображений
- Результаты анализа динамических ГРВ изображений жидкофазных объектов
- Применение математической модели к экспериментальным данным
Введение к работе
Актуальность работы. В экологической практике в связи с возрастающими темпами загрязнения антропогенными выбросами крайне остро стоит вопрос об эффективных методах и приборах для контроля природных и искусственных жидкофазных объектов. С другой стороны, организм человека в значительной степени состоит из водных растворов. Поэтому актуальной задачей является изучение влияния электромагнитного поля (ЭМП) на некоторые физические свойства модельных жидкофазных систем: дистиллированной воды и физиологических растворов.
Спектроскопический, хроматографический, ЯМР, масс- спектрометрический и другие методы требуют сложной измерительной аппаратуры, высококвалифицированного персонала, часто недоступного небольшим лабораториям. Кроме того, эти методы имеют свои технические ограничения для исследования описанных групп жидкостей [1,2,3,4]. Для решения широкого класса задач, связанных с использованием жидкофазных объектов физической и биологической природы, необходима разработка простых в применении, надежных систем для выявления особенностей физико-химических свойств жидкостей.
Результаты исследований последних лет показали, что в качестве такого метода, способного выявить слабые изменения физико-химических свойств в жидкофазных объектах, может выступать метод газоразрядной визуализации (ГРВ-графия) [5,6,7]
Сущностью метода ГРВ-графии является изучение характеристик газового разряда, индуцируемого электронно-оптической эмиссией объекта, помещенного в электромагнитное поле (ЭМП) высокой напряженности. При этом характеристики газового разряда являются отражением как внутренних свойств самих исследуемых объектов, так и свойств внешней среды и электромагнитного поля.
Для практического применения метода ГРВ необходимо разработать методы описания и анализа характеристик газоразрядного изображения, а также математическое описание процессов газоразрядной визуализации жидкофазных объектов.
Таким образом, актуальность проблемы, лежащей в основе настоящей диссертации обусловлена необходимостью развития новых методов исследования природных и антропогенных жидкофазных сред, а также, новых оперативных, надежных и чувствительных методик для выявления особенностей физико-химических свойств жидкофазных объектов и их слабых изменений на базе метода ГРВ.
Целью диссертационной работы является разработка теоретических и экспериментальных методик для исследования свойств жидкофазных сред методом газоразрядной визуализации.
Задачи работы, связанные с решением поставленной цели:
Выбор и обоснование новых признаков для определения информативности ГРВ изображений на основе современных методов обработки изображений, принципа максимальной информационной энтропии, расчетов меры сложности, сочетающих в себе быстроту вычисления и возможности использования результатов измерений с небольшим числом отсчетов.
Разработка экспериментального и теоретического аппарата для повышения чувствительности метода ГРВ жидкофазных объектов.
Разработка методов анализа параметров ГРВ изображений жидкофазных объектов и их временных рядов.
Разработка экспериментальных методик для анализа ГРВ жидкофазных объектов.
Разработка математической модели динамики изменения электромагнитного поля вблизи газового разряда, индуцируемого жидкофазным объектом.
Экспериментальная проверка развитых методик и методов анализа изображений и временных рядов параметров ГРВ изображений на примерах модельных жидкофазных сред различной природы.
Объектами исследования являются газоразрядные процессы, индуцируемые оптоэлектронной эмиссией исследуемых жидкостей в электромагнитном поле высокой напряженности и динамики их изменения во времени.
Методы исследования. Для решения поставленных задач используются статистические методы параметрического и непараметрического анализа, математического анализа динамического хаоса, спектрального анализа, анализа сингулярных спектров, представления физики фрактальных кластеров, а также методы цифровой обработки изображений.
Научные положения, выносимые на защиту.
Метод получения информации о ГРВ изображениях жидкофазных объектов, основанный на вычислении энтропии и фрактальной размерности пространственного распределения ГРВ изображения.
Методика исследования жидкофазных объектов, позволяющая повысить чувствительность метода ГРВ на основе анализа временной динамики изменений ГРВ изображений.
Метод получения информации с временных рядов параметров ГРВ изображений жидкофазных объектов, эффективность которого достигается на основании многофакторного анализа фрактальной размерности, энтропии, сингулярных и Фурье спектров, анализа трендов временных рядов, а также применении параметрических и непараметрических методов статистическо- го анализа для выборок параметров ГРВ изображений различных жидкофазных объектов.
4. Математическая модель ЭМП, вызываемого газовым разрядом, индуцируемым объектом, помещенным во внешнее ЭМП высокой напряженности, позволяющая физически интерпретировать характерные виды трендов временных рядов параметров ГРВ изображений различных жидкофазных объектов.
Научная новизна заключается в разработке метода ГРВ жидкофазных объектов, включающего в себя компоненты методического, метрологического и математического обеспечения. Основные научные результаты:
Новый метод исследования жидкофазных объектов.
Новые числовые характеристики и методы анализа ГРВ исследуемых объектов.
Новый подход к исследованию жидкофазных объектов - динамическая ГРВ-графия, заключающийся в анализе временных рядов характеристик газоразрядных изображений, индуцируемых оптоэлектронной эмиссией исследуемых жидкостей в электромагнитном поле высокой напряженности.
Математическая модель для описания физических процессов ГРВ жидкофазных объектов.
Практическая ценность.
Разработаны методы и алгоритмы, составившие основу для реализации соответствующих компьютерных программ для автоматизации расчетов характеристик ГРВ изображений и соответствующих им временных рядов.
Разработаны методы статистического анализа для комплекса системы регистрации и анализа параметров ГРВ изображений жидкофазных объектов и их временных рядов, позволяющие обеспечить высокую воспроизводи- мость и чувствительность результатов, а также осуществить быстроту вычислений.
Разработаны экспериментальные методики для исследований жидкостей различной физической природы, в том числе и с высоким коэффициентом вязкости.
На базе развитого метода ГРВ жидкофазных объектов выявлены различия характеристик ГРВ изображений близких по химическому составу жидкостей: водных растворов электролитов; масел при натуральном и синтетическом способе их получения, органического и регулярного происхождения, различных климатических условий, способов извлечения и окисления, оптической активности.
Внедрение результатов. Полученные методики по исследованию жидкостей были практически использованы при исследовании эфирных масел и результатов различных воздействий на воду и водные растворы в корпорациях "Aveda" и "Estee Lauder", Миннесота, США; а также при исследовании гомеопатических препаратов в Аризонском Университете, Аризона, США. Основные результаты разработки методов анализа ГРВ изображений были использованы в Научно-Исследовательском Испытательном Центре (Медико-Биологической Защиты) Государственном Научно-Исследовательском Испытательном Институте Военной Медицины Минобороны Российской Федерации при исследовании специфического взаимодействия антигена с комплементарным антителом - реакции специфической агглютинации, применяемой при диагностики аллергии.
Апробация результатов работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались в 2000-2003 годах на международных конгрессах по биоэлектрографии «Наука-Информация-Сознание», Санкт-Петербург, Россия; международной конференции "Euroattractor 2002", Варшава, Польша; международной конференции научных методов в косметологии, Нью-Йорк,
США, 2003 г; международной конференции «Современная микробиология -клинической медицине и эпидемиологии», Санкт-Петербург, 2003 г.; международном конгрессе «Слабые и Сверхслабые поля и излучения в Биологии и Медицине», Санкт-Петербург, 2003 г.; международной конференции по косметологии IFSCC, Сеул, Корея, 2003 г.
Публикации. По теме диссертации опубликованы 20 научных работ, из них - 5 статей и тезисы к 15 докладам на международных научных конференциях. Находятся в печати 1 статья в журнале Journal of Applied Physics и тезисы к докладу международной научно-технической конференции по косметологии IFSCC, Сеул, Корея, 2003.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 85 наименований. Основная часть работы изложена на 92 стр. машинописного текста. Работа содержит 26 рисунков и 5 таблиц.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, приводится краткое содержание работы по главам.
В первой главе проведен обзор основных методик по физико-химическим методам анализа жидкофазных объектов, а также методов анализа изображений, применяемых при исследовании объектов различной природы. Обсуждаются их преимущества и недостатки при исследовании объектов определенного класса. Проводится анализ состояния исследований жидкофазных объектов методом ГРВ. Обосновывается необходимость перехода от статической к динамической ГРВ-графии.
Во второй главе представлены принципы разработки признаков ГРВ изображений, разработаны методы анализа статической и динамической ГРВ-графии. Приведена практическая реализация разработанных методов анализа на специализированных компьютерных программах по анализу ГРВ изображений и их параметров временных рядов.
В третьей главе приведены результаты экспериментальной апробации программно реализованных методов анализа на примерах данных исследований.
В четвертой главе, приведены результаты математического моделирования физических процессов динамической ГРВ жидкофазных объектов на основании представлений физики фрактальных кластеров. Продемонстрировано соответствие математической модели с экспериментальными данными.
Обзор исследований, основанный на изучении свечения газового разряда жидкофазных объектов
Сотрудниками Institute for Bioelectromagnetics and New Biology были проведены исследования по определению степени влияния различных композиций ионов жидкофазных объектов на коронный разряд вокруг капель данных объектов [10,11,12]. Ионы играют существенную роль в процессе разряда, поэтому использование в исследовании различных конфигураций ионов носит большую информативную ценность. В серии экспериментов использовали различные соли, разведенные в воде, а также дистиллированную воду. Исследования проводились при помощи специально разработанного метода коронного разряда электрографии капель воды и компьютерного анализа полученных изображений. Этот метод несколько отличается от обычного фотографирования коронных разрядов в механизмах формирования изображений. Он отражает процесс при химических реакциях и отложениях переносимого вещества в область разряда, проходящих быстрее обычной фотореакции. Изображения являются контактными, полученные при помощи специально приготовленной фотографической бумаги. Здесь под контактом подразумевается контакт, отличный от обычного фотографирования, где разряд является причиной фотореакции в фотоэмульсии. В данном случае изменения в фотоэмульсии являются причиной транспортировки воды и связанных ионов и радикалов [Н+ ионов, гидроксильных (НО) и гидропероксидных (НОО) радикалов], а также ионов соли генерируемых и извлекаемых из поверхности воды и их последующих взаимодействий с эмульсией в области разряда. Сам разряд (электроны и ионы, происходящие из ионизации воздуха) также взаимодействует с эмульсией. Как показано в различных экспериментах, транспортировка и реакции вещества извлеченного из воды, дают главное распределение яркости в изображениях. Воспроизводимость результатов достигалась посредством одновременного получения изображений и сравнения двух капель из различных образцов. В исследовании [11], сравнивались различные растворы солей между собой и дистиллированной водой.
Напряжение генератора регулировалось в пределах от 6 до 25 кВ и от 45 до 70 кГц соответственно. Импульс напряжения имел вид затухающей синусоидальной волны, со временем затухания 90 мсек. Прямоугольная металлическая пластинка размером 200x250 мм2 служила высоковольтным электродом, который накрывался изолирующей плексигласовой пластинкой, толщиной 4мм и диэлектрической постоянной е=3,3, а также фотографической бумагой с установленной сверху двумя каплями. Капли были укреплены и заземлены погруженнымми в них электродами (диаметр 1 мм) и входили в контакт с фотографической бумагой. После синхронного фотографирования пары капель, полученные картинки сканировались и посредством специального компьютерного обеспечения трансформировались и отображались в сетке размером 100x100 пикселей.
Полученные изображения были проанализированы с помощью параметров, подразделяющихся на три группы: парамеры, относящиеся к общему изображению; параметры, полученные из анализа угловых составляющих и параметры, полученные из анализа радиальных составляющих.
Статистические данные обрабатывались с помощью критерия у}. Были получены следующие результаты. В общем, изображения ионных растворов ярче изображений воды. Толщина стримеров с раствором йода I меньше, чем у стримеров других растворов NaCl и СоСЬ, у которых, в свою очередь меньше стримеров воды. Были выявлены и некоторые другие качественные и количественные различия в рамках указанного выше анализа.
Главные выводы авторов состоят в том, что количественный анализ изображений коронного разряда, свободный от субъективных оценок, способен обнаружить различия между растворами соли и водой, а также ионами, если они представлены в достаточном количестве.
Основным недостатком проведенных исследований явилось весьма долгий и трудоемкий процесс получения изображений, вследствие чего точное воспроизведение указанных экспериментов не представляется возможным. Кроме того, отсутствовали параметры, учитывающие фрактальный характер изображений.
Анализ выборок параметров статических ГРВ изображений
Основные направления анализа статических ГРВ изображений жидкостей сводятся к сравнительному анализу ГРВ изображений различных жидкостей, либо ГРВ изображений жидкости до и после определенного воздействия.
В первом случае проводится анализ независимых выборок ГРВ изображений, во втором случае анализ ГРВ изображений зависимых выборок. В свою очередь, количество измерений (объем выборки) и вид их распределения определяют характер статистического анализа. Если распределение параметра ГРВ изображений носит не нормальный характер, то применяются методы непараметрического анализа. Для случая независимых выборок были применены: U критерий Манна-Уитни и критерий серий Вальда-Вольфовица [52,53]. Для случая зависимых выборок: критерий знаков и критерий Уилкоксона [54,55]. При нормальных распределениях в обоих случаях применялся метод Стьюдента (для независимых выборок и парный, соответственно) [56, 57]. Для зависимых выборок были применены следующие критерии. Критерий знаков предназначен для установления общего направления сдвига исследуемого признака. Он позволяет установить, в какую сторону в выборке в целом изменяются значения признака при переходе от первого измерения ко второму.
Под сдвигами понимается разница между значением параметра ГРВ изображения, которое имела л-ая капля жидкости из выборки до и после экспериментального воздействия. Производится подсчет положительных, отрицательных и нулевых сдвигов (изменений не зафиксировано), затем последние исключаются из рассмотрения, что уменьшает фактический объем выборки. Согласно табличным данным, производится сопоставление и определение достоверности различий. Нулевая гипотеза состоит в том, что преобладание направления сдвига является случайным.
Т-критерий Уилкоксона предназначен для сопоставления показателей, измеренных в двух разных условиях на одной и той же выборке. Он позволяет установить не только направленность изменений, но и их выраженность, то есть, способен определить, является ли сдвиг показателей в одном направлении более интенсивным, чем в другом. Суть метода состоит в том, что мы сопоставляем абсолютные величины выраженности сдвигов в том или ином направлении. Для этого сначала все абсолютные величины сдвигов ранжируются, а потом суммируются ранги. Если сдвиги в ту или иную сторону происходят случайно, то и суммы их рангов окажутся примерно равными. Если же интенсивность сдвигов в одну сторону больше, то сумма рангов абсолютных значений сдвигов в противоположную сторону будет значительно ниже, чем это могло бы быть при случайных изменениях. Сдвиг в более часто встречающемся направлении принято считать «типичным», и наоборот. Нулевая гипотеза состоит в том, что интенсивность сдвигов в типичном направлении не превосходит интенсивности сдвигов в нетипичном направлении. При этом применялся следующий алгоритм ранжирования.
Статистический анализ с использованием критериев Манна-Уитни, серий Вальда-Вольфовица, знаков, Уилкоксона и Стьюдента для выборок параметров ГРВ изображений временных рядов в определенные моменты времени, для определения момента, при котором начинаются значимые различия; для выборок характеристик аппроксимаций параметров ГРВ изображений временных рядов, а также для энтропии и фрактальной размерности временных рядов.
Под временным рядом мы понимаем набор {f(iA)}Ni=i значений, вообще говоря, произвольной функции одной переменной f(t),t 0 , в равноотстоящих точках iA(i=l,...,N). Во многих естественных науках сложилось представление о возможности описания природных процессов с помощью функций, состоящих из нескольких слагаемых f(t) =fj{t) +f„(t) +fr(t) + є(0 t принадлежит интервалу [0,Т], где fj(f) - медленная нерегулярная составляющая, обычно называемая трендом, часто ее пытаются описывать алгебраическими полиномами невысоких порядков; fn(t) - периодическая или сумма периодических составляющих; в зависимости от области приложений они называются сезонными, суточными и т.п. вариациями; fr(t) - быстрые нерегулярные малые вариации, в которые обычно включают все, что не укладывается в формальную модель, иногда сюда включают и случайные шумы; e(t) - чисто случайная составляющая, описываемая случайным процессом определенного типа. Во многих частных случаях созданы мощные теории с развитым аппаратом приложений и компьютерными реализациями в виде библиотек и пакетов программ. Так, для функций вида/(г) =fi(t) + e(t) такой теорией является теория аппроксимации (при малых є(ґ)) или метод наименьших квадратов математической статистики (при больших є(г)), для функций вида f(t) = fn{t) хорошо работает теория гармонических рядов Фурье.
Результаты анализа динамических ГРВ изображений жидкофазных объектов
Зависимость площади засветки от концентраций, представленная на рис. 3.4 указывает на сходное поведение в динамики кривых растворов и вместе с тем демонстрирует различия для значений большей части концентраций.
Наличие данной зависимости свидетельствует о нелинейном характере связи между электропроводностью и ГРВ коэффициентами. Сохранение данной зависимости для сверхмалой концентрации ионов, соответствует гипотезе о выявлении кластерных структур в жидкости методом ГРВ-графии.
Воспроизводимость временных рядов параметров ГРВ жидкофазных объектов была также оценена на примере металлического объекта - сплава из титана в форме цилиндра. Использовались выборки из 20 измерений. Как показал анализ полученных данных, погрешность измерения в каждой точке временной серии составляет не более 4% [21].
Зависимость площади засветки металлического цилиндра от времени Воспроизводимость временных рядов параметров ГРВ жидкофазных объектов с учетом возможных дополнительных погрешностей, связанных с ручной установкой образцов была оценена на примере однонормального раствора KCI. Здесь использовалась выборка из 30 измерений. Анализ полученных данных выявил погрешность измерения в каждой точке временной серии не более 5%.
Было выявлено 2"15 разведение, при котором пропадает статистически значимое различие между растворами электролитов и дистиллированной водой для первых 3-4 секунд ГРВ процесса, однако тренды 2"15 разведения и дистиллированной воды и в этом случае имеют различные направления (рис.3.7) [74, 75,76].
Зависимость площади засветки различных концентраций раствора NaCI и дистиллированной воды от времени. Исследования с растворами сильных электролитов, близких по химическим свойствам - полностью диссоциируемых растворителем на ионы, таких как NaCl, KCl, NaN03 и KN03, были направлены на оценку дополнительных возможностей выявления различий по динамическим характеристикам газоразрядных изображений.
В проведенных работах было показано, что однонормальные растворы NaCl и КС1 имеют статистически значимые различия в параметрах трендов временных рядов, что является дополнительным показателем различий к приведенному выше анализу статических ГРВ изображений сильных электролитов (рис.3.8).
Результаты анализа экспериментальных данных сильных электролитов для параметров аппроксимации степенной функцией у = Аха (таб.3.1). Масла исследовались на возможность обнаружения различий при натуральном и синтетическом способе их получения, а также масел органического и регулярного происхождения; масел, полученных в разных климатических условиях и извлеченных различными способами; масел различной оптической активности; масел, свежих и окисленных различными способами [58,77,78].
Исследования различий натуральных и синтетических масел показали, что основные различия проявляются большим значением интенсивности и меньшим значением площади засветки у натуральных масел. Эти различия могут проявляться через определенный интервал времени после начала на блюдения ГРВ процессов для масел. Так, для масла Bitter Almond и его синтетического аналога Benzaldehyde статистически значимые различия начинают проявляться после третьей секунды воздействия ЭМП (рис.3.10). Для масел Citral Natural Citral Synthetic статистически значимые различия проявляются примерно после 1,8 секунды (рис.3.11). При этом временные ряды параметров ГРВ изображений данных масел имеют необычное поведение. До 1,8 секунды тренды временных рядов монотонно убывают. По истечении указанного времени тренды начинают возрастать. Time (s) я Рисунок 3.10. Временная зависимость средней интенсивности ГРВ изображений масла Bitter Almond и его синтетического аналога Benzaldehyde.
Для масел розы российской, болгарской и марокканской имеется характерная динамика трендов временных рядов, при которой в течении первых 0.06 секунд между данным маслами не имелось значимых различий, в то время как по истечении этого времени статистически значимыми различия стали наблюдаться между маслом российской розы и остальными двумя маслами.
Изучение масел, обладающих различной оптической активностью, представляет особый интерес. Данная группа масел является стереоизомерами - соединениями, построенными из одинакового набора атомов с одинаковой последовательностью химических связей, но отличающихся расположением атомов в трехмерном пространстве.
При взаимодействии с такими средами луч света становится право- или лево-поляризованным. Общее ЭМП складывающиеся из векторов ЭМП газового разряда жидкости и внешнего ЭМП отличается для оптически активных сред с правовращающими и левовращающими свойствами.
Результаты эксперимента показали, что пары масел Dextro Carvone v.s. Laevo Carvone, Dextro Limonene v.s. Laevo Limonene, Dextro Linalool v.s. Laevo Linalool имеют различные параметры ГРВ изображений. Причем в случаях, когда фрактальная размерность левовращательных сред (Laevo Limonene, Laevo Linalool) меньше, чем у правовращательных изомеров, наблюдаются возрастающие тренды временных рядов площадей засветки. В случае Dextro Carvone v.s. Laevo Carvone, левовращательная среда масла Laevo Carvone обладает большей фрактальной размерностью, и тренды временных рядов площадей засветки являются убывающими. При исследовании 60 пар масел, имеющих близкий химический состав, в 52-х комбинациях масел были выявлены статистически значимые различия по различным методам анализа. Экспериментальные результаты для некоторых пар масел приведены в Таблице 3.2.
Применение математической модели к экспериментальным данным
Предложенная математическая модель показала высокую корреляцию с экспериментальными данными. Покажем это на примере описанных в предыдущей главе экспериментальных данных по исследованию масел розы различной культивации (рис.4.1). Масло российской розы имеет большее значение частоты диффузионных потерь (за счет сильного испарения определяемого большим содержанием спирта), по отношению к частоте ионизации при экспериментальном значении внешнего ЭМП, (кривая 2) и имеет монотонно убывающий вид, предсказываемый математической моделью; в то же время, для болгарского масла частота ионизации превышает значение частоты диффузионных потерь и частоты прилипания, что проявляется на монотонно возрастающем виде кривой 1, и находится в полном соответствие с предложенной математической моделью.
Разработана физико-математическая модель электромагнитного поля вблизи газоразрядного свечения жидкофазных объектов на базе представлений физики фрактальных кластеров. Полученная модель дает представления о поведении детерминированных составляющих временных рядов параметров ГРВ изображений жидкофазных объектов и позволяет описывать получаемые данные с помощью новых параметров, соответствующих представлению различных видов исследуемых систем, с учетом лежащих в основе процесса фрактальных свойств. Развитая математическая модель позволяет интерпретировать поведение трендов параметров ГРВ изображений с помощью физических характеристик исследуемых систем. Заключение
В рамках диссертационной работы разработан новый метод исследования контроля жидкофазных объектов на основе газоразрядной визуализации. Экспериментально показано, что метод ГРВ жидкофазных объектов обладает высокой воспроизводимостью и чувствительностью. Разработаны новые числовые параметры ГРВ исследуемых объектов, а также развиты математические и статистические методы анализа выборок параметров ГРВ изображений исследуемых объектов, а также их временных рядов.
Разработан и экспериментально проверен новый подход к исследованию жидкофазных объектов - динамическая ГРВ-графия, основанный на расчете и анализе временных рядов характеристик газоразрядных изображений жидкостей. Продемонстрировано, что данный подход обладает большей чувствительностью, по сравнению со статическим методом, и раскрывает дополнительные физико-химические свойства исследуемых жидкостей.
Разработана и экспериментально проверена математическая модель для описания физических процессов ГРВ жидкофазных объектов. На основании разработанных методов и алгоритмов, реализованы соответствующие компьютерные программы для автоматизации расчетов параметров ГРВ изображений и соответствующих им временных рядов. К преимуществам данного метода относятся: Высокая чувствительность метода ГРВ. Наблюдение процессов ГРВ жидкостей в неравновесных условиях, позволяющие выявить дополнительные особенности и новые возможности по отношению ко многим равновесным физико-химическим методам, проявляемых в динамических характеристиках и параметрах ГРВ изображений, на основании, в частности, корреляций ближних и дальних порядков молекул жидкофазных объектов в ЭМП высокой напряженности.
Возможность слежения за развитием процессов в реальном масштабе времени. Объективность информации - независимость от навыков и опыта конкретного пользователя. Удобство хранения и обработки результатов экспериментов Методическая простота и удобство - отсутствие каких-либо особых требований к помещению, условиям окружающей среды, квалификации исполнителя Относительно невысокая стоимость аппаратуры и возможности ее широкого практического внедрения.
