- С использованием обобщенной эмпирической модели диэлектрических свойств зерна злаковых культур, разработанной в Исследовательском центре Министерства сельского хозяйства США, диссертантом впервые показана возможность одновременного определения влажности и плотности зерновой массы по измеренным значениям действительного е´ и мнимого е" компонентов КДП s = в´ - js", что открывает перспективу построения двухкомпонентных диэлькометрических влагомеров зерна с автоматической коррекцией влияния плотности на показания влажности и влагомеров-плотномеров зерна.
- Впервые предложен метод автогенераторной двухкомпонентной диэлькометрии, основанный на использовании автогенераторов с инерционной стабилизацией амплитуды колебаний и обеспечивающий определение компонентов комплексной диэлектрической проницаемости, а также электропроводности сельскохозяйственных материалов по двум выходным параметрам автогенератора. Показаны преимущества использования этого метода для построения средств инструментального контроля агротехнологий по сравнению с известными методами.
- Разработаны функциональные и принципиальные электрические схемы автогенераторных ДДП, содержащих в качестве основных структурных элементов усилитель высокочастотных колебаний с усилением, управляемым напряжением, частотно-избирательный делитель, включенный в цепь положительной обратной связи усилителя и состоящий из резистора и колебательного контура, в состав которого введен емкостной или индуктивный первичный измерительный преобразователь (ПИП), и цепь инерционной стабилизации амплитуды колебаний, обеспечивающую удержание амплитуды колебаний на линейном участке амплитудной характеристики усилителя путем детектирования выходного напряжения колебаний, сравнения его с опорным напряжением и подачи усиленного напряжения рассогласования на вход управления усилением усилителя колебаний. В качестве двух выходных параметров автогенераторного ДДП используются частота автоколебаний, напряжение на средней точке или модуль коэффициента передачи делителя кц, либо напряжение управления усилением Uynp.
- Разработаны основы теории автогенераторных ДДП как с емкостными, так и с индуктивными ПИП. Показано, что при отсутствии фазового сдвига колебаний в усилителе автогенератора, автогенераторный ДД1 обеспечивает полностью раздельное определение действительного компонента е´ КД11 тестируемого материала по частоте автоколебаний и электропроводности а материала по модулю коэффициента передачи делителя кц или по напряжению управления усилением Uynp при включении емкостного ПИП в параллельный колебательный контур делителя, либо при включении индуктивного 1И1 в последовательный колебательный контур. Исследованы динамические процессы возникновения и установления автоколебаний и устойчивости стационарного режима для автогенераторных ДД1 с емкостным 1И1 . 1оказано, что при отсутствии фазового сдвига колебаний в усилителе автогенератора колебания в стационарном режиме всегда устойчивы, если выполняется условие самовозбуждения колебаний.
- 1олучены расчетные формулы для определения параметров высокочастотного тракта ДД1 , 1И1 и диэлектрических характеристик тестируемого материала по выходным параметрам ДД1 как для автогенераторного ДД1 с емкостным 1И1 в параллельном колебательном контуре делителя автогенератора, так и для автогенераторного ДД1 с индуктивным 1И1 в последовательном колебательном контуре делителя автогенератора с учетом комплексной передаточной функции усилителя колебаний. 1оказано, что взаимная зависимость определяемых параметров при наличии фазового сдвига в усилителе колебаний может быть устранена с помощью цепей фазовой коррекции.
- 1редложены принципы построения автогенераторных ДД1 с емкостной коаксиальной ячейкой для влагомера зерна со свободной засыпкой пробы и алгоритм автоматической коррекции влияния случайного значения плотности при засыпке на результат определения влажности, и макетированием такого автогенераторного ДД1 экспериментально показана возможность снижения для зерна пшеницы случайной погрешности от влияния плотности до значений, не превышающих соответствующие значения для влагомеров, использующих взвешивание пробы или нормирование ее плотности уплотнением.
- Разработаны автогенераторные ДД1 с зондовыми емкостными датчиками для полевых почвенных измерений, включая стационарные балансовые измерения в составе агрометеорологической станции и измерения при маршрутном обследовании полей, и экспериментально показана возможность одновременного измерения объемной влажности 9 и электропроводности а почв в диапазоне 9 = 0...100 %, включающем также чистую воду, и диапазоне а = 0...0Д См/м, что позволяет использовать их для измерений в незасоленных почвах сельскохозяйственного использования.
- Впервые предложен и разработан метод экспериментального определения характеристик пространственной чувствительности автогенераторных ДД1 с емкостными и индуктивными 1И1 , основанный на использовании малых диэлектрических тел, возмущающих электромагнитное поле 1И1 .
- Теоретически обоснована возможность бесконтактного определения влажности и электропроводности почв с помощью автогенераторного ДД1 с кольцевой рамочной антенной, включенной в качестве индуктивного 1И1 в последовательный колебательный контур автогенератора и устанавливаемой над почвой при измерениях, в диапазоне рабочих частот автогенераторного ДДП 20.. .40 МГц.
2.Ананьев И.П., Белов А.В., Зубец B.C. Возможности повышения точности емкостных влаго¬меров зерна со свободной засыпкой пробы на основе автогенераторной двухкомпонентной диэлькометрии // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2009, № 2, с. 47-52.
3.Ананьев И.П., Белов А.В., Зубец В.С. Применение автогенераторных двухкомпонентных диэлькометрических преобразователей для построения влагомеров зерна со свободной за¬сыпкой пробы // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2008, № 12, с. 28-36.
4.Ананьев И.П. Перспективные средства диэлькометрического контроля в технологиях зем¬леделия и растениеводства. // Земледелие. 2008, № 7, с. 10-11.
5.Ананьев И.П., Белов А.В., Зубец В.С. Коррекция влияния плотности на показания влажно¬сти в двухкомпонентных диэлькометрических влагомерах зерна // X Международная науч-но-практическая конф. «Автоматизация и информационное обеспечение производствен¬ных процессов в сельском хозяйстве». 16-17 сентября 2008 г., г. Углич. Сборник докладов. Часть 2, с. 362-374.
6.Ананьев И.П., Белов А.В. Автогенераторные преобразователи влажности и электропровод¬ности почв с емкостными датчиками // X Международная научно-практическая конф. «Ав¬томатизация и информационное обеспечение производственных процессов в сельском хо¬зяйстве». 16-17 сентября 2008 г., г. Углич. Сборник докладов. Часть 2, с. 260-370.
7.Ананьев И.П. Двухкомпонентные диэлькометрические преобразователи на основе автоге¬нераторов с инерционной стабилизацией амплитуды колебаний // Датчики и системы. 2008, № 7, с. 27-31.
8.Ананьев И.П. Разработка автогенераторных двухкомпонентных диэлькометрических пре¬образователей влажности и электропроводности почвогрунтов // Современная агрофизика - высоким агротехнологиям». Материалы Международной конференции (Санкт-Петербург, 25-27 сентября 2007 г.) ГНУ АФИ Россельхозакадемии. СПб, 2007, с. 224-225.
9.Ананьев И.П. Определение влажности и плотности зерновой массы автогенераторными двухкомпонентными диэлькометрическими преобразователями // Вестник Россельхозака-демии. 2007, № 4, с. 8-12.
10.Ананьев И.П. Двухкомпонентная диэлькометрия на основе автогенераторных измеритель¬ных преобразователей с инерционной стабилизацией амплитуды колебаний // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2007, № 3, с. 46-52.
11.Ананьев И.П. Моделирование метрологических характеристик автогенераторного двух-компонентного диэлькометрического преобразователя влажности и плотности зерновой массы // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2007, № 4, с. 45-52.
12.Якушев В.П., Ананьев И.П., Тулин Е.В., Белов А.В., Усиков С.В. и др. Современные методы диэлькометрического контроля в технологиях сельскохозяйственного производства // Журнал «Плодородие», 2007, № 5, с. 28 -31.
13.Ананьев И.П. Двухкомпонентная диэлькометрия сельскохозяйственных материалов и воз¬можности ее использования в агротехнологическом контроле // Инструментальные средст¬ва и методы в агрофизике. - СПб.: Изд-во ПИЯФ РАН, 2007. Сборник статей. с. 18 - 44.
14.Ананьев И.П. Автогенераторные двухкомпонентные диэлькометрические преобразователи с емкостными первичными преобразователями // Инструментальные средства и методы в агрофизике. - СПб.: Изд-во ПИЯФ РАН, 2007. Сборник статей, с. 45 - 64.
15.Ананьев И.П. Бесконтактное измерение влажности и электропроводности почвогрунтов на основе рамочной антенны и автогенератора с инерционной стабилизацией амплитуды ко¬лебаний //. Инструментальные средства и методы в агрофизике. - СПб.: Изд-во ПИЯФ РАН, 2007. Сборник статей, с. 65 - 79.
16.Белов А.В., Ананьев И.П. Многоканальные логгеры для сбора измерительной информации в полевых опытах // Инструментальные средства и методы в агрофизике. - СПб.: Изд-во ПИЯФ РАН, 2007. Сборник статей, с. 80 - 90.
17.Усиков С.В., Якушев В.П., Ананьев И.П., Тулин Е.В. и др. Технологии и средства диаг¬ностики качества, идентификации жидкостей, сельскохозяйственных материалов на основе метода состояния для решения задач точного земледелия // Международная научно-практическая конференция «Информационные технологии, системы и приборы в АПК -АГРОИНФО-2006». Материалы конф., г. Краснообск, 17-18 октября 2006 г., с. 247-261.
18.Ананьев И.П. Разделение активной и реактивной составляющих импеданса емкостного диэлькометрического преобразователя в автогенераторе с инерционной стабилизацией ам¬плитуды колебаний // Международная научно-практическая конференция «Информацион¬ные технологии, системы и приборы в АПК - АГРОИНФО-2006». Материалы конф., г. Краснообск, 17-18 октября 2006 г., с. 281-298.
19.Ананьев И.П., Белов А.В. Зондовый двухкомпонентный диэлькометрический преобразова¬тель влажности и электропроводности почв // Международная научно-практическая кон¬ференция «Информационные технологии, системы и приборы в АПК - АГРОИНФО-2006». Материалы конф., г. Краснообск, 17-18 октября 2006 г., с. 298-316.
20.Усиков С.В., Якушев В.П., Ананьев И.П. Тулин Е.В. и др. Методы и средства оперативной диагностики и идентификации жидкостей и сельскохозяйственных материалов на базе ме¬тода состояния // IV Международная конференция «Современное приборное обеспечение и методы анализа почв, кормов, растений и сельскохозяйственного сырья», Материалы конф., Москва, ВВЦ, 18-19 октября 2006, с. 30-39.
21.Ананьев И.П. Бесконтактное измерение влажности и электропроводности почвогрунтов // IX Международная научно-практическая конф. «Автоматизация и информационное обес¬печение производственных процессов в сельском хозяйстве». Сборник докладов. 19-20 сентября 2006 г., г. Углич, с. 292-309.
22.Ананьев И.П. Измерение компонентов комплексной диэлектрической проницаемости сель-скохозяйственных материалов автогенераторными преобразователями с инерционной ста¬билизацией амплитуды колебаний // IX Международная научно-практическая конф. «Ав¬томатизация и информационное обеспечение производственных процессов в сельском хо¬зяйстве». Сборник докладов. 19-20 сентября 2006 г., г. Углич, с. 329-341.
23.Ананьев И.П. Двухкомпонентная диэлькометрия сельскохозяйственных материалов и воз¬можности ее использования в технологическом контроле // Научные труды ВИМ. Том 149: Автоматизация производства продукции растениеводства. Материалы 2-й Международной научно-практической конференции «Земледельческая механика в растениеводстве» (17-18 декабря 2003). М., 2003, с. 161-167.
24.Ананьев И.П. Определение влажности и объемной плотности зерновой массы по измерен¬ным значениям компонентов диэлектрической проницаемости // Информационные техно¬логии, информационные измерительные системы и приборы в исследовании сельскохозяй¬ственных процессов. Матер. международной научно-практ. конф. АГРОИНФО-2003. Но¬восибирск, 22-23 окт. 2003. Часть 2, с. 60-71.
25.Ананьев И.П. Экспериментальный метод определения характеристик пространственной чувствительности диэлькометрических зондов для измерения влажности дисперсных ма¬териалов // Информационные технологии, информационные измерительные системы и приборы в исследовании сельскохозяйственных процессов. Матер. Международной науч-но-практ. конф. АГРОИНФО-2003. Новосибирск, 22-23 окт. 2003. Часть 1, с. 278-287.
26.Ананьев И.П. Импедансный метод холостого хода - короткого замыкания в задачах диэль-кометрии с использованием отрезков длинных линий // Информационные технологии, ин¬формационные измерительные системы и приборы в исследовании сельскохозяйственных процессов. Матер. Международной научно-практ. конф. АГРОИНФО-2003. Новосибирск, 22-23 окт. 2003. Часть 1, с.270-277.
27.Ananyev I.P. The problem of cereal grain moisture content and bulk density determination using measured values of permittivity components // The 4th International Symposium on Humidity and Moisture. ISHM 16-19 September 2002, Taiwan, Taipei.
28.Ананьев И.П. Определение влагосодержания и объемной плотности семян зерновых куль¬тур по измеренным значениям компонентов диэлектрической проницаемости // Агрофизи¬ка 21 века (к 70-летию образования Агрофизического института). Труды Междунар. науч-но-практ. конф. 8-12 июля 2002. СПб, 2002, с. 424-431.
29.Ananyev. I.P. Cereal grain moisture and bulk density determination on measured values of dielec¬tric permittivity components // International Conference: Physical Methods in Agriculture - Ap¬proach to Precision and Quality. Prague (Czech Republic) 27-30 August, 2001, p. 37-42.
30.Ананьев И.П., Кульков О.В. Агрофизические приборы и измерительные системы в решении задач экологизации растениеводства и земледелия. Автоматизация производственных про¬цессов в сельском хозяйстве // Международная научно-технич. конференция. 7-9 июня 2000 г., г. Минск, Белоруссия, Гос. аграрн. техн. университет, с.186-187.
31.Ананьев И.П., Кульков О.В. Современное состояние агрофизических методов и средств из¬мерений в полевом опыте // Современные проблемы опытного дела. Матер. междунар. на-учно-практ. конф. 6-9 июня 2000 г., т.1. СПб, 2000, с.5-19.
32.Ananyev. I.P. Experimental method of the determination of spatial sensitivity characteristics of high-frequency electromagnetic probes for a measurement of granular material moisture // Paper of Abstracts from the Third International Symposium on Humidity and Moisture. National Physi¬cal Laboratory. Teddington. London. England. 6-8 April´ 98, D2.9.
33.Ананьев И.П., Кульков О.В. Зондовый измерительный преобразователь влажности. Авт. свид. № 1627961, МКИ G01N 27/22, БИ, 1991 г., № 6.
34.Ананьев И.П., Кульков О.В. Зондовый измерительный преобразователь влажности волок¬нистых материалов. Авт. свид. № 1567955, МКИ G01N 27/22, БИ, 1990 г., № 20.