Научный архив: статьи

Цель: Обосновать способ повышения надежности и экономической эффективности дефицитной системы электроснабжения города Тартуса за счет внедрения распределенной газотурбинной генерации. Методы: Включают аналитический расчет коэффициента готовности по ГОСТ Р 27.002—2009 для трех сценариев энергоснабжения (только внешняя сеть, изолированная и параллельная работа распределенной генерации (РГ)); моделирование нормальных и аварийных режимов в PowerFactory и RastrWin3 с оценкой потерь мощности, отклонений напряжения и частоты; технико‑экономический анализ проекта газотурбинного энергоцентра (18 МВт) методом чистого дисконтированного дохода. Результаты: Показывают, что интеграция распределенной генерации не снижает надежность: общий коэффициент готовности системы достигает 0,999, что сопоставимо с базовым вариантом и превышает нормативные требования. В автономном режиме отклонение напряжения остается в пределах ±5 %, частоты — ±0,2 Гц. Экономический расчет выявил срок окупаемости инвестиций около 9 лет при условной себестоимости генерации порядка 5 руб/кВт · ч. Практическая значимость: Заключается в предложении оптимальной конфигурации газотурбинной распределенной генерации и схемы ее подключения (20 кВ, двухцепные линии 2 × 300 мм2), обеспечивающих повышение устойчивости электроснабжения критически важных потребителей города и сокращение зависимости от внешней энергосистемы. Результаты исследования могут служить методической основой для модернизации энергосистем в других регионах, испытывающих аналогичный дефицит мощности.

Обеспечение информационной безопасности критически важных систем в условиях эволюции киберугроз требует перехода к адаптивным системам защиты, основанным на архитектурно-устойчивых решениях. В работе представлена комплексная архитектура безопасности, интегрирующая аппаратные механизмы виртуализации MIPS64-V4 и технологию IOMMU с системой мониторинга аппаратных сигнатур процессора для создания эшелонированной системы защиты. В рамках исследования разработана многоуровневая модель безопасности, где аппаратная виртуализация MIPS64-V4 обеспечивает изоляцию вычислительных сред через гостевые режимы выполнения и теневые регистры, а технология IOMMU гарантирует защиту от несанкционированного доступа через периферийные устройства. Особое внимание уделено системному подходу к организации адаптивной безопасности, сочетающему превентивные механизмы изоляции с активным мониторингом микроархитектурных характеристик процессора. Центральным элементом работы является методология использования аппаратных счетчиков производительности MIPS-процессора для детектирования аномальной активности. Предложенная система корреляционного анализа аппаратных событий позволяет идентифицировать сложные кибератаки, включая ROP/JOP-атаки и атаки на временные каналы, через мониторинг характеристик предсказания переходов, промахов кэш-памяти и нарушений в работе подсистемы виртуальной памяти. Ключевым результатом исследования стала интеграция механизмов аппаратной виртуализации с системой адаптивного мониторинга, реализующая замкнутый цикл безопасности: непрерывный мониторинг → обнаружение аномалий → изоляция и восстановление → адаптация. Разработана трехуровневая архитектура системы, включающая этапы сбора данных, препроцессинга и корреляционного анализа с динамической реконфигурацией защитных механизмов. Теоретические положения и архитектурные решения, представленные в работе, формируют основу для создания доверенных вычислительных платформ нового поколения и открывают перспективы для дальнейших исследований в области аппаратно-ориентированной кибербезопасности.

В статье представлена информация о разработке новых типов стандартных образцов состава индивидуальных алкилкарбонатов и стандартного образца состава многокомпонентного раствора алкилкарбонатов в метаноле, обеспеченных метрологической прослеживаемостью к ГЭТ 208‑2024 Государственному первичному эталону в области органического анализа. Приведено описание процедуры приготовления и аттестации стандартных образцов, включая исследования однородности и стабильности материала. Описаны особенности аттестации многокомпонентного раствора органических веществ одного гомологического ряда. Аттестованной характеристикой стандартных образцов состава алкилкарбонатов является массовая доля основного компонента в чистом веществе (от 99,54 до 99,97 %) с относительной расширенной неопределенностью, не превышающей 0,25 %. Аттестованная характеристика стандартного образца состава многокомпонентного раствора – массовая концентрация индивидуальных алкилкарбонатов в метаноле (от 1,99 до 2,01 мг/см3) с относительной расширенной неопределенностью аттестованных значений 1,5 %.

Акролеин – один из широко распространенных токсикантов. В условиях хронической интоксикации оказывает общераздражающее, аллергенное, мутагенное, канцерогенное, эмбриотоксическое воздействие на организм человека. Акролеин может содержаться в алкогольных напитках, некоторых продуктах питания, включая жиры и масла для жарки. Обзор научной литературы выявил значительные пробелы в знаниях о содержании акролеина в зерновых и фруктовых дистиллятах, что объясняется недостаточной разработанностью надежных аналитических методик его определения. Содержание акролеина в зерновых и фруктовых дистиллятах нормативной документацией не регламентировано, что послужило предпосылкой проведения настоящего исследования.

Цель исследования. Разработать экспрессную методику качественного и количественного определения акролеина в зерновых и фруктовых дистиллятах с применением метода газовой хроматографии.

Объекты и методы исследования. Объектами исследования послужили модельные и градуировочные растворы акролеина, двадцати образцов фруктовых и зерновых дистиллятов. Аналитические исследования проводили на газовом хроматографе Agilent 6850 с пламенно-ионизационным детектированием. Для обработки хроматографических данных использовали программное обеспечение ChemStation А.10.02.

Результаты и обсуждение. В ходе исследований подобраны оптимальные режимы хроматографирования, обеспечивающие экспрессное определение содержания акролеина в диапазоне массовых концентраций 0,3–10 мг/дм3 в зерновых и фруктовых дистиллятах без п редварительной п робоподготовки за 4–5 мин. Установлена стабильность показателей «время удерживания» и «площадь пика» для акролеина. Экспериментально подтверждено, что градуировочный график для акролеина обладает линейной зависимостью в диапазоне массовых концентраций 0,3–10 мг/дм3. Найдена корреляционная зависимость между концентрацией пробы и откликом детектора, коэффициент корреляции R2 составляет не менее 0,99. Границы относительной погрешности разработанной методики при доверительной вероятности Р = 0,95 в диапазоне массовых концентраций от 0,3 до 10 мг/дм3 не превышают 28 %.

Выводы. Предложен новый методический подход к определению акролеина в зерновых и фруктовых дистиллятах, базирующийся на применении метода газовой хроматографии. В результате проведенных исследований разработана, аттестована и внедрена в промышленность «Методика измерений массовой концентрации акролеина в дистиллятах и спиртных напитках, приготовленных на их основе, методом газовой хроматографии». Применение разработанной методики позволит получать новые экспериментальные данные о химическом составе спиртных напитков и будет способствовать повышению качества и безопасности алкогольной продукции.

Синтетические подсластители нашли широкое применение в народном хозяйстве, однако их употребление имеет некоторые ограничения. Безопасные нормы потребления аспартама и ацесульфама калия установлены рекомендациям Объединенного экспертного комитета ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам. Соблюдение требований безопасности может быть обеспечено посредством контроля содержания подсластителей в пищевой продукции.

В Российской Федерации измерения проводятся по ГОСТам и аттестованным методикам, для реализации которых служат стандартные образцы. Представленное в статье исследование проведено с целью замещения зарубежных референтных материалов стандартными образцами отечественного производства для обеспечения единства измерений в целях технологического суверенитета Российской Федерации. Публикация содержит информацию о разработке новых типов стандартных образцов состава синтетических подсластителей аспартама и ацесульфама калия, метрологически прослеживаемых к Государственному первичному эталону единиц массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации органических компонентов в жидких и твердых веществах и материалах на основе жидкостной и газовой хромато-масс-спектрометрии с изотопным разбавлением и гравиметрии ГЭТ 208– 2024. Идентификация основного компонента в материале стандартного образца проведена методом масс-спектрометрии высокого разрешения. Характеризация стандартных образцов выполнена методом массового баланса. Измерены содержание примесей родственных соединений – методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с УФ-детектором на основе диодной матрицы; содержание примесей летучих органических соединений – методом газовой хроматографии с пламенноионизационным детектором; содержание примеси воды – методом кулонометрического титрования по методу Карла Фишера. Содержание примесей нелетучих соединений измерено методом гравиметрии – для аспартама и методом атомно-эмиссионной спектрометрии с СВЧ-плазмой – для ацесульфама калия. Исследована однородность и долговременная стабильность стандартных образцов. Как и было заявлено авторами при постановке цели исследования, в результате метрологические характеристики новых отечественных стандартных образцов не уступают зарубежным аналогам: массовая доля основного компонента в чистом веществе аспартаме – (96,2 ± 0,3) %; массовая доля основного компонента в чистом веществе ацесульфаме калия – (99,98 ± 0,01) %.

Мясо и мясная продукция входят в число ключевых элементов питания во всем мире. Однако употребление фальсифицированных мясных продуктов может нанести ущерб здоровью человека, а также нарушить возможные ограничения, связанные с вероисповеданием. Для определения видового состава мясной продукции и измерений содержания примесей применяются методы анализа нуклеиновых кислот, требующие использования стандартных образцов. Утверждение в 2024 году Государственного первичного эталона единицы числа копий последовательности ДНК ГЭТ 220– 2024 позволило приступить к разработке стандартных образцов, аттестуемых по отношению числа копий видоспецифических последовательностей ДНК. Были приготовлены и аттестованы стандартные образцы, представляющие растворы смесей геномной ДНК, выделенной из мяса свиньи, курицы и крупного рогатого скота. На основании проведенных испытаний в конце 2024 года были утверждены типы стандартных образцов состава ДНК курицы в матрице ДНК крупного рогатого скота (ГСО 12743- 2024 комплект ДНК-Gallus-ВНИИМ) и стандартных образцов состава ДНК свиньи в матрице ДНК крупного рогатого скота (ГСО 12744- 2024 комплект ДНК-Sus-ВНИИМ). Данные стандартные образцы содержания видоспецифической ДНК замещают существующие аналоги стандартных образцов иностранного производства и обеспечивают метрологическую прослеживаемость выполняемых в Российской Федерации измерений в области пищевой промышленности к Государственному первичному эталону единицы числа копий последовательности ДНК ГЭТ 220.

В этом разделе продолжается публикация сведений о типах СО, которые были утверждены Приказами Росстандарта с августа 2025 г. по середину ноября 2025 г. в соответствии с Административным регламентом, в который были внесены изменения согласно Приказу Росстандарта № 14042. Изменения внесены в целях реализации № 496-ФЗ3. С 1 января 2021 г. типы СО утверждаются Приказами Росстандарта в соответствии с Приказом Минпромторга России № 29054. В свободном доступе подробные сведения об утвержденных типах СО можно посмотреть в разделе «Утвержденные типы стандартных образцов» ФИФ ОЕИ по ссылке https://fgis. gost. ru/ на сайте ФГИС Росстандарта.

Архитектура и функциональность измерительных систем непрерывно усложняются. Вслед за тем неуклонно возрастает необходимость в совершенствовании их метрологического обеспечения, включая разработку новых подходов к поверке, калибровке и оцениванию неопределенности измерений в условиях динамического и интеллектуального взаимодействия компонентов. На основе анализа публикаций сформулированы ключевые этапы и тенденции развития измерительных систем, обусловленные процессами информатизации, автоматизации и повышения их функциональной многозадачности.

Показано, как внедрение современных цифровых технологий, методов предиктивной аналитики и искусственного интеллекта трансформирует роль измерительных систем в управлении технологическими процессами, обеспечивая не только точный контроль параметров, но и активное участие в их регулировании и оптимизации.

Особое внимание уделено влиянию этих изменений на повышение качества выпускаемой продукции за счет более глубокой и оперативной аналитики.

Также затронуты актуальные вопросы терминологической согласованности, возникающие в результате интеграции информационных и измерительных технологий, что требует унификации понятийного аппарата в метрологии и смежных областях.

Подчеркивается важность междисциплинарного подхода для обеспечения достоверности, воспроизводимости и сопоставимости измерений в современных цифровых производственных средах. Работа направлена на формирование основы для дальнейшего развития метрологической инфраструктуры в условиях цифровой трансформации промышленности.

Мобильные метрологические комплексы находятся в эксплуатации преимущественно на открытом воздухе, с высокой интенсивностью производственных нагрузок, в постоянно меняющихся условиях применения. Важным фактором обеспечения функционирования мобильных метрологических комплексов является обоснованное определение их остаточного ресурса.

Однако для обоснования остаточного ресурса мобильных метрологических комплексов не всегда в полном объеме очевидны критерии оценки предельного состояния рабочих эталонов и средств измерений из их состава. Тематика метрологической надежности таких средств измерений раскрыта в многочисленных научных статьях, тем не менее, вопросы определения предельного состояния и оценивания остаточного ресурса мобильных метрологических комплексов в полной мере не решены и требуют дальнейшей проработки.

Представленное исследование имело целью обосновать критерии предельного состояния мобильных метрологических комплексов на основе риск-ориентированного подхода.

Риски выявлены методом анализа конструктивных и функциональных особенностей мобильных метрологических комплексов в триаде подсистем: транспортной, измерительной, обеспечивающей.

Выполнены математические расчеты признаков и критериев предельного состояния мобильных метрологических комплексов. Признаки и критерии основаны на учете уровня рисков от скрытых метрологических отказов средств измерений на межповерочных интервалах.

Обоснован подход к определению показателей рисков с учетом динамики изменения метрологических характеристик рабочих эталонов и средств измерений в процессе эксплуатации. Установлены признаки и критерии наступления предельного состояния подсистем мобильных метрологических комплексов, показатели для оценивания срока службы и остаточного ресурса мобильных метрологических комплексов. Определены основные соотношения для расчета показателей с учетом возможных рисков от возникновения скрытых метрологических отказов.

Представленные в статье выводы адресованы метрологам для повседневной эксплуатации мобильных метрологических комплексов. Установленные в исследовании показатели, критерии и признаки могут быть использованы при оценивании состояния, обосновании и продлении ресурса мобильных метрологических комплексов с учетом рисков от возникновения скрытых метрологических отказов.

В статье проанализировано современное состояние и перспективы развития высокотемпературной дилатометрии. Приведены основные определения и понятия. Рассмотрены основные типы дилатометров, использующих контактные (механические) и дистанционные (оптические) методы измерений; описаны некоторые конкретные установки. Проанализированы ограничивающие факторы известных методов. Технический прогресс, продуцирующий материалы с новыми свойствами, требует создания подходов для исследования характеристик и возможностей применения таких материалов, а также, возможно, прогнозирования направлений современного материаловедения. Проанализированы технические приемы, которые могут обеспечить дальнейший прогресс в технике высокотемпературной дилатометрии. Представленный обзор обращен к исследователям – метрологам, материаловедам, физикам, работающим в области дилатометрии, а также к специалистам, создателям средств измерений.

ГОСТ 1497– 2023 «Металлы. Методы испытаний на растяжение» устанавливает в качестве основы для оценивания показателей прочности и пластичности механических свойств стали стандартный образец утвержденного типа. Однако до создания в 2024 году стандартного образца утвержденного типа механических свойств стали марки 12Х18Н10Т ГСО 12792-2024 в распоряжении метрологических служб не было стандартного образца утвержденного типа для оценивания пластичности. Единственно доступный до 2024 года стандартный образец утвержденного типа механических свойств стали марки 20 ГСО 11854-2021 аттестован только по показателям прочности.

Цель исследования – разработать и аттестовать стандартный образец механических свойств стали, аттестованный по показателям пластичности – относительному удлинению после разрыва δ5 и относительному сужению после разрыва ψ.

Исходный материал для изготовления стандартного образца – прокат сортовой горячекатаный круглого сечения по ГОСТ 2590– 2006 из стали марки 12Х18Н10Т по ГОСТ 5632– 2014. Однородность материла исследована по ГОСТ 1497– 2023 одновременно с определением аттестованных значений и значений абсолютных расширенных неопределенностей аттестованных значений стандартного образца. Измерения в уральском филиале ВНИИМ им. Д. И. Менделеева проведены по методике измерений относительного удлинения после разрыва при статическом растяжении образцов сталей М.265.002/RA. RU.311866/2024; по методике измерений относительного сужения площади поперечного сечения после разрыва при статическом растяжении образцов сталей М.265.003/RA. RU.311866/2024. Использованы средства измерений: Государственный рабочий эталон единицы силы 1-го разряда в диапазоне значений от 2 до 200 кН; эталон единицы длины 4-го разряда – микроскоп видеоизмерительный серии MBZ, MBZ‑500ТТ ЧПУ. Оценивание однородности материала стандартного образца соответствует разделу 7 ГОСТ ISO Guide 35–2015.

В статье представлены: описание процесса разработки стандартного образца утвержденного типа механических свойств стали марки 12Х18Н10Т ГСО 12792-2024; методология применения; реальный пример использования стандартного образца для контроля точности результатов измерений механических свойств при статическом испытании металлов на растяжение.

Стандартный образец утвержденного типа механических свойств стали марки 12Х18Н10Т ГСО 12792-2024 предназначен для аттестации и валидации методик измерений механических свойств при статическом испытании металлов на растяжение, контроля точности результатов измерений показателей пластичности при статическом испытании металлов на растяжение, контроля испытательных разрывных машин в части проверки программного обеспечения по ГОСТ 1497– 2023.

Новые правила ведения Федеральной государственной информационной системы «Зерно» повышают требования к оперативности и достоверности вносимых сведений о результатах измерений показателей качества зерна. Один из основных показателей для приемки зерна и передачи данных во ФГИС «Зерно» – массовая доля сырой клейковины, которую определяют с помощью ИК-анализаторов состава зерна утвержденного типа. ИК-анализаторы нуждаются в своевременной поверке. Разработка новых доступных средств поверки является актуальной.

Цель описанного в статье исследования – разработка методики измерений и стандартных образцов массовой доли сырой клейковины в зерне и муке для сокращения времени и средств на проведение поверок ИК-анализаторов и, в конечном счете, повышения точности проводимых ИКанализаторами измерений.

С данной целью исследованы влияющие на результаты измерений факторы, оценены вклады каждого влияющего фактора. В результате для повышения точности измерений предложен целый ряд подходов. Во-первых, использование дистиллированной воды с регламентированной температурой для отмывания клейковины. Во-вторых, замена ручного способа механизированным, применение более точных весов, использование пресса для отжима клейковины. В-третьих, рекомендованы предварительное определение массовой доли влаги исходной навески зерна (муки) для дальнейшего расчета массы навески и некоторые другие условия.

В статье приведены характеристики разработанной авторами публикации ФР.1.31.2025.50337 «ГСИ. Методика измерений массовой доли сырой клейковины в зерне и муке» и результаты исследования метрологических характеристик стандартных образцов массовой доли сырой клейковины в зерне и муке, аттестованных с применением этой методики.

Применение данной методики позволит серийно выпускать стандартные образцы для метрологического обеспечения измерений содержания клейковины. Внедрение стандартных образцов сделает средства поверки ИК-анализаторов доступными для региональных метрологических центров. Аккредитованные испытательные лаборатории смогут самостоятельно проводить контроль точности. В целом вырастет качество метрологических услуг для предприятий зерноперерабатывающего комплекса.