ВЫБОР ШАГОВ ДИСКРЕТИЗАЦИИ  ПРИ ЗАДАНИИ ПАРАМЕТРОВ
ОЗОНО-КИСЛОРОДНОЙ СМЕСИ В  МЕДИЦИНСКОМ ОЗОНАТОРЕ.
Е.И. Сокол, А.В. Кипенский, А.А. Лашин.
Национальный технический университет "ХПИ", г. Харьков.

          Особенность медицинского озонатора состоит прежде всего в том, что здесь требуется точное дозирование параметров озоно-кислородной смеси (ОКС) при широком диапазоне их регулирования и малой дискретности задания. В озонаторе ОМ 40/1-01, разработка которого выполняется Национальным техническим университетом «ХПИ» совместно с ОАО «АО НИИ радиотехнических измерений», диапазон регулирования концентрации озона в ОКС составляет от 0,1 до 40 мг/л при регулировании расхода ОКС в диапазоне от 0,1 до 1 л/мин. Первоначально было предложено шаг дискретизации при задании концентрации озона в ОКС принять равным 0,1 мг/л, а шаг дискретизации при задании расхода – 0,1 л/мин. Однако, для регулирования параметров ОКС в указанных диапазонах необходима установка 4000 комбинаций амплитудно-временных параметров напряжения, прикладываемого к разрядной камере, где происходит синтез озона. С одной стороны это позволяет достаточно точно дозировать параметры ОКС. С другой стороны, средства измерения концентрации озона в ОКС, например, оптические газоанализаторы серии «Циклон» (изготовитель ЗАО «ОПТЕК», г. Санкт-Петербург), имеют относительную погрешность 10 %. С учетом изложенного, актуальной становится задача по выбору значений шагов дискретизации при задании параметров ОКС.
          В данной работе рассмотрены возможности уменьшения количества устанавливаемых значений концентрации путем подбора оптимального шага дискретности при ее задании.
          С учетом первоначально выбранного шага дискретизации при задании концентрации озона в ОКС равным 0,1 мг/л и, на нижней границе диапазона ее регулирования  равным 0,1 мг/л относительное значение шага дискретизации будет равно: 100 %,
на верхней же границе  при задании концентрации озона в ОКС равным 40 мг/л относительное значение шага дискретизации  составит всего лишь - 0,25 %.
          При неизменном шаге дискретизации задания концентрации озона в ОКС (прямая 1 на рис.1), зависимость относительного значения шага дискретизации от ее установленного значения будет иметь вид кривой 2.
          Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод о целесообразности задания концентрации озона в ОКС с переменным шагом дискретизации. Задавшись фиксированным относительным значением шага дискретизации , можно определить зависимость его абсолютного значения от установленного значения концентрации
Были рассчитаны соответствующие зависимости для трех фиксированных значений шага дискретизации равных 2 %, 5 % и 10 % (кривые 1, 2 и 3 на рис. 2 соответственно).
 
            Рисунок 1                                 Рисунок 2

          В ходе дальнейшего анализа было установлено, что при использовании фиксированного относительного значения шага дискретизации количество комбинаций амплитудно-временных параметров напряжения, необходимых для обеспечения регулирования концентрации озона в ОКС в заданном диапазоне, снижается и при фиксированном относительном значение шага дискретизации равным 2 % составляет 3040 комбинаций, при фиксированном относительном значение шага дискретизации равным  5 % – 1240 и при  - 10 % – всего 640. Однако, совершенно очевидно, что при таком подходе абсолютное значение шага  будет представлять собой дробное число, что создает неудобства при задании концентрации озона в ОКС.
          Из приведенных доводов ясно, что при задании концентрации наиболее целесообразно оперировать не относительным шагом дискретизации, а абсолютным. При этом, весь диапазон регулирования концентрации следует разделить на поддиапазоны и для каждого из них выбрать свое значение шага дискретизации. Выбирая эти значения, полезно использовать ряд: 1, 2, 5, каждое число которого кратно числу 10 – основанию десятичной системы счисления, используемой человеком в повседневной практике. При определении границ между поддиапазонами регулирования необходимо исходить из того, чтобы относительное значение шага дискретизации для всех поддиапазонов за исключением первого не превышало некоторого максимально допустимого значения Сmax. Результаты расчетов, выполненных с учетом указанных выше условий сведены в табл. 1.
Таблица 1

 
          На рис. 3 в виде графиков (кривые 1) показано изменение абсолютного значения шага дискретизации при переходе от одного поддиапазона регулирования к другому. Здесь же приведены зависимости относительных значений шагов дискретизации (кривые 2) от установленного значения  концентрации озона в ОКС.
 

 
       а)                                                б)

 
       в)                                               г)
Рисунок 3
          В заключение следует отметить, что разделение исходного диапазона регулирования концентрации озона в ОКС на поддиапазоны и переход к фиксированным значениям шага дискретиации внутри каждого поддиапазона привело к дополнительному сокращению количества комбинаций амплитудно-временных параметров напряжения (кроме последнего случая см. рис. 3, г) и позволило осуществлять задание концентрации в удобной форме.
 

Hosted by uCoz