Метод визначення швидкості зміни розмірів МО полягає у порівнянні площ МО при послідовних кадрах сканування. При цьому площа МО визначається шляхом підрахунку кількості положень СЕ в межах МО. Зручність методу полягає у тому, що можна легко визначати площу МО не тільки простої, але й складної геометричної форми без застосування громіздких формул. Точність визначення площі МО визначається мінімальним розміром СЕ. Іншим варіантом визначення швидкості зміни розмірів МО є метод з використанням аналізу площі МО, який являє собою процедуру оконтурювання досліджуваного МО, з метою подальшого обчислення його площі у поточному кадрі сканування. Визначення швидкості зміни розмірів досліджуваного МО здійснюється шляхом порівняння значень площ МО отриманих у двох послідовних кадрах сканування.
Метод визначення параметрів коливального руху МО визначає амплітуду, період та, відповідно, частоту коливань досліджуваного МО. Амплітуда коливань визначається як половина віддалі між двома крайніми положеннями МО у межах сканувального растра. Період коливань МО визначається як період часу, необхідний для переміщення МО з одного крайнього положення у межах сканувального растра в інше та назад.
Метод розширення діапазону визначення швидкості руху МО забезпечує зміну розмірів растра (повноформатний, зменшений, мінірастр, мікрорастр). Під час першого вимірювання положення центра МО визначається повноформатним растром. Центр кожного наступного мінірастра співпадає із центром МО при попередньому скануванні.
У п’ятому розділі розглядаються питання використання та практичної реалізації методів визначення параметрів динамічних МО у ТСОМ. Запропоновано декілька способів розширення діапазону визначення швидкості руху МО, що мають різний характер руху: а) прямолінійний з постійною швидкістю; б) прямолінійний зі змінною швидкістю; в) непрямолінійний з постійною швидкістю; г) непрямолінійний зі змінною швидкістю. Побудовані відповідні структурні схеми систем вимірювання на базі ТСОМ з комп’ютерною підтримкою:
· ТСОМ в рядковому режимі визначення параметрів динамічних МО, який дає можливість визначати швидкість руху та прискорення МО, що рухаються прямолінійно з постійною чи змінною швидкістю, рядковим однотактним та рядковим двотактним методами;
· ТСОМ у кадровому режимі визначення параметрів динамічних МО, який дає можливість визначати швидкість руху та прискорення МО, що рухаються прямолінійно чи непрямолінійно з постійною чи змінною швидкістю, за допомогою сканування послідовно сформованими в часі повноформатними растрами;
· ТСОМ у кадровому режимі зі зміною розмірів сканувального растра для визначення параметрів динамічних МО, який дає можливість визначати швидкість руху та прискорення МО, що рухаються непрямолінійно з постійною чи змінною швидкістю, за допомогою сканування послідовно сформованими в часі повноформатним растром та мінірастром;
· ТСОМ у кадровому режимі зі зміною розмірів сканувального растра та кроку сканування для визначення параметрів динамічних МО, який дає можливість визначати швидкість руху та прискорення МО, що рухаються непрямолінійно з великою швидкістю, за допомогою сканування послідовно сформованими в часі повноформатним растром зменшеної роздільної здатності та мінірастром;
· ТСОМ у кадровому режимі з використанням зупинки формування сканувального растра для визначення параметрів динамічних МО, який дає можливість визначати швидкість руху та прискорення МО, що рухаються непрямолінійно з великою швидкістю, за допомогою зупинки формування сканувального растра після визначення координат досліджуваного МО, що дозволяє найбільш ефективно розширити діапазон визначення параметрів його руху;
· ТСОМ у кадровому режимі визначення швидкості зміни розмірів досліджуваного МО шляхом визначення зміни його площі, який дає можливість визначати швидкість зміни розмірів МО, що має довільний характер та значення швидкості руху.
ВИСНОВКИ
У дисертаційній роботі вирішено актуальне наукове завдання, яке полягає в розробці та дослідженні нових ефективних методів та підходів до апаратурного забезпечення телевізійної сканувальної оптичної мікроскопії динамічних мікрооб’єктів.
Найбільш істотні наукові і практичні результати дисертаційної роботи:
1. Вперше розроблено математичні моделі рядкового однотактного, рядкового двотактного та кадрового методів сканування, придатних для визначення параметрів динамічних мікрооб’єктів.
Встановлено, що при русі мікрооб’єкта у напрямку сканування максимальна визначувана швидкість обмежується величиною швидкості сканування, при русі мікрооб’єкта проти напрямку сканування максимальна визначувана швидкість може перевищувати швидкість сканування в 1,5 рази. Також встановлено, що найбільший вплив на точність визначення швидкості має похибка вимірювання тривалості імпульсу фотоелектронного помножувача, яка залежить від рівня компарування сигналу фотоелектронного помножувача при лінійному способі формування сканувального растра, а у випадку дискретного сканування – додатково від періоду дискретизації.
2. Встановлено, що рядковий двотактний метод сканування не потребує відомостей про форму, розміри та розподіл прозорості мікрооб’єкта і дозволяє визначати швидкість руху мікрооб’єкта у напрямку сканування на рівні половини швидкості сканування, а в протилежному напрямку – на рівні швидкості сканування. Показано, що максимальна відносна похибка визначення швидкості руху цим методом при зміщенні рядка сканування до 1% від номінального розміру не перевищує 21%. При зміні розміру рядка до 10% від номінального розміру похибка не перевищує 3%.
3. Встановлено, що максимальна визначувана швидкість руху мікрооб’єкта кадровим методом не перевищує половини значення швидкості сканування по кадру, а точність вимірювання визначається мінімальним розміром сканувального елемента. Показано, що максимальна відносна похибка визначення швидкості, що відповідає одночасному зміщенню сканувального растра вздовж осей x та y до 1% від номінального розміру, не перевищує 17%. Похибка визначення швидкості руху мікрооб’єкта за рахунок зміни розмірів сканувального растра не перевищує 3%.
4. Вперше розроблено кадровий метод сканування мікрооб’єкта растром змінних розмірів та місцеположення з метою забезпечення спостереження мікрооб’єкта в центральній частині зображення та розширення діапазону визначення його динамічних параметрів.
5. Встановлено, що кадровий метод при скануванні двома послідовно сформованими повноформатними растрами дозволить визначати швидкість мікрооб’єкта, який має довільний характер руху при змінній швидкості та розроблено структурну схему телевізійного сканувального оптичного мікроскопа, яка реалізує цей метод (патент України 30341).
Розроблено структурні схеми телевізійного сканувального оптичного мікроскопа, що реалізують кадровий метод, у якому для сканування використовуються: а) послідовно сформовані в часі повноформатний растр та мінірастр, що дозволяє при зменшенні кількості елементів розкладу зображення мінірастра у 8 разів розширити діапазон визначення швидкості руху мікрооб’єкта в 64 рази (патент України 30344); б) послідовно сформовані в часі повноформатний растр зменшеної у 4 рази роздільної здатності та мінірастр, що додатково дозволяє в 16 разів розширити діапазон визначення швидкості руху мікрооб’єкта (патент України 30345); в) зупинка формування растра після визначення координат досліджуваного мікрооб’єкта, що дозволяє найбільш ефективно розширити діапазон визначення швидкості його руху (патент України 30342).
6. Вперше розроблено кадровий метод визначення швидкості зміни розмірів досліджуваного мікрооб’єкта шляхом визначення зміни його площі та структурні схеми телевізійного сканувального оптичного мікроскопа для реалізації цього методу, які дозволяють визначати швидкість зміни розмірів мікрооб’єкта у межах значень 0,01 - 2 номінальних розмірів мікрооб’єкта за час формування растра (патенти України 49276 та 49277).
7. Встановлено, що тривалість післясвічення люмінофора використовуваної електронно-променевої трубки не повинна перевищувати 30 нс при максимальній швидкості сканування.
Таким чином, мета дисертаційної роботи, яка пов’язана з розробкою і дослідженням нових ефективних методів та підходів до апаратурного забезпечення телевізійної сканувальної оптичної мікроскопії динамічних мікрооб’єктів і всі поставлені часткові завдання, вирішені повністю. Перспективним напрямком подальших досліджень може бути розроблення та удосконалення пристроїв аналізу та відображення результатів дослідження динамічних мікрооб’єктів більш складної форми, а також опрацювання нових методик ідентифікації та слідкування за досліджуваними мікрооб’єктами.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Матієшин швидкості руху динамічного мікрооб’єкта у телевізійній сканувальній мікроскопії / ієшин // Вісник НУ “Львівська політехніка” – Радіоелектроніка та телекомунікації. – 2006. – № 557. – С. 48–56.
2. Матієшин Ю. Визначення швидкості мікрооб’єкта телевізійним оптичним сканувальним мікроскопом в однорядковому режимі / Юрій Матієшин, Зенон Грицьків // Eastern European Journal of Enterprise Technologies (Східноєвропейський журнал передових технологій). – 2006. – № 4/2 (22). – С. 27–32.
3. Матієшин Ю. Визначення швидкості руху мікрооб’єкта телевізійним оптичним сканувальним мікроскопом у двотактному режимі вимірювання / Юрій Матієшин, Володимир Шклярський // Вісник НУ “Львівська політехніка” – Радіоелектроніка та телекомунікації. – 2007. – № 000. – С. 32–42.
4. Матієшин Ю. Вимірювання швидкості руху мікрооб’єкта телевізійним оптичним сканувальним мікроскопом у кадровому режимі роботи / Юрій Матієшин, Володимир Шклярський // Вісник НУ “Львівська політехніка” – Комп’ютерні системи та мережі. – 2007. – № 000. – С. 128–136.
5. Матієшин Ю. Особливості роботи телевізійного сканувального оптичного мікроскопа в кадровому режимі вимірювання швидкості руху мікрооб’єкта / Юрій Матієшин, Володимир Шклярський // Вісник НУ “Львівська політехніка” – Радіоелектроніка та телекомунікації. – 2008. – № 000. – С. 22–30.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 |
