საინჟინრო ტექნოლოგიის სკოლა

ოთარ ჯავახიშვილი - სამიზნის სისტემის პროექტირება დამუხტული ნაწილაკების ელექტრული დიპოლური მომენტის გასაზომად COSY სინქროტრონზე (2022)

ელემენტარული ნაწილაკების ელექტრული დიპოლური მომენტის ძიება ერთ-ერთი ყველაზე აქტუალური თემაა ნაწილაკების ფიზიკაში. დამუხტული ნაწილაკების (პროტონი, დეიტრონი) ელექტრული დიპლური მომენტის გაზომვის მეთოდი არის, დამუხტული ნაწილაკების პოლარიზაციის ცვლილებაზე დაკვირვება სპეციალურ დამაგროვებელ რგოლში. მოცემული ამოცანა მოითხოვს ახალი ტიპის პოლარიმეტრს, სპეციალური სამიზნის სისტემით.

ნაწილაკების დეტექტორი შედგება ორი ფენისგან: პლასტიკური სინტილატორი და არაორგანული LYSO კრისტალის მოდულები, გამოყენებული როგორც კალორიმეტრი. ორივე სისტემა იკითხება მრავალპიქსელიანი SiPM ფოტო სენსორით. მოცემული ფოტო სენსორები მუშაობენ გაცილებით დაბალ ძაბვაზე, ვიდრე ტრადიციული ვაკუუმური ფოტო გამამრავლებლები, რაც ამარტივებს დეტექტორის კოსტრუირებას და მასთან მუშაობას. პოლარიმეტრის სრულად აწყობილი კალორიმეტრის ნაწილი წარმატებით იქნა გამოცდილი მაღალი სიჩქარის და მაღალი გარჩევადობის ADC-ს გამოყენებით. ყველა ტესტი ჩატარდა მყარი ბლოკის სამიზნის გამოყენებით.

საბოლოო პოლარიმეტრი მოიცავს ბალისტიკურ სამიზნის სისტემას, რომელიც გაისვრის მცირე ზომის ბრილიანტის გრანულას ნაწილაკების ნაკადში, გასროლის სიხშირე და სიჩქარე უნდა იყოს ცვაებადი, სასურველი ეფექტური მონიტორინგისა და კონტროლის სისტემას. ამ ტიპის სამიზნე მოითხოვს სპეციალიზებულ მონიტორინგისა და კონტროლის სისტემას. ამ სამუშაოს ფარგლებში შემუშავდა გრანულოვანი სამიზნის კოცენფცია და დაპროექტდა სისტემის ძირითადი ნაწილები, როგორიცაა: ზუსტი ტრიგერის, სამიზნის ტრეკირების, გადაადგილების აღდგენის და სინქრონიზაციის ფუნქციები. დაიტესტა რამდენიმე კამერა, გამოსახულების დამუშავების ალგორითმი, სხვა და სხვა სენსორები და გამაძლიერებლის სქემები საუკეთესო შედეგის მისაღებად. გამოყენებულია სწრაფი კამერა, ლაზერები, ფოტოდიოდები და ZynQ SoC, რომლის FPGA ნაწილი ასრულებს სწრაფი ტრიგერის, ფრენის დროის გაზომვის, კამერის ინფორმაციიდან სამიზნის დადგენის და ტრეკირების ფუნქციებს, ხოლო ჩაშენებული ARM პროცესორი, ამოყენებულია კომუნიკაციისთვის. საკონტროლო სიგნალების და მონაცემების გაცვლა ხდება UART ინტერფეისით, თუმცა სამომავლოდ გამოვიყენებთ ქსელურ ინტერფეისს, რაც მოგცემს შესაძლებლობას მოვახდინოთ სამიზნის მონაცემების სინქრონიზაცია დეტექტორში არსებულ სხვა სისტემებთან.

ოთარ ჯავახიშვილი

გიორგი ქუთელია - სასოფლო-სამეურნეო გუთნების საიმედოობის გაზრდა მათი გაცვეთილი დეტალების აღდგენის რესურსდამზოგი ინოვაციური ტექნოლოგიის გამოყენებით (2019)

დამუშავებულია თეორიული საფუძვლები და ჩატარებულია ექსპერიმენტული სამუშაოები სასოფლო-სამეურნეო გუთნების საიმედოობის გაანგარიშების, გაზრდისა და გაცვეთილი დეფიციტური დეტალების ინოვაციური რესურსდამზოგი ტექნოლოგიით აღდგენისათვის.

ჩატარებულია მანქანების დეტალების აღდგენის თანამედროვე მეთოდების ანალიზი და მის საფუძველზე გუთნების გაცვეთილი სანისებისათვის დასაბუთებულია ყველაზე რაციონალური ხერხი, "მდნობის ქვეშ ავტომატური დადუღება". დაპროექტებული და დამზადებულია ორიგინალური დანადგარი მდნობის ქვეშ ავტომატური დადუღებისათვის, შემუშავებულია მეთოდიკური საფუძვლები და კერძო ორიგინალური მეთოდები მიღებული ლითონური საფარის ისეთი მნიშვნელოვანი ფიზიკურ-მექანიკური თვისებების გამოკვლევისა და ოპტიმიზაციისათვის, როგორიცაა: ჩაჭიდების სიმტკიცე, სისალე და ცვეთამედეგობა. ჩატარებული თეორიული და ექსპერიმენტული გამოკვლევების საფუძველზე მიღებულია აღდგენის ოპტიმალური რეჟიმები.

თეორიულ ბაზად მიზანმიმართული ექსპერიმენტული სამუშაოების ჩატარებისათვის გამოყენებულია ექსტრემალური ექსპერიმენტების დაგეგმვის თეორია, მსგავსობისა და განზომილებათა თეორია, მასობრივი მომსახურების თეორია და ალბათურ-სტატისტიკური მოდელირება. მიღებული მათემატიკური მოდელების ადეკვატურობის შემოწმებისათვის გამოყენებულია კოლმოგოროვის, პირსონის, სტიუდენტის, ფიშერისა და კოხრენის კრიტერიუმები. გამოკვლეულია საქართველოს სამთო პირობებში მომუშავე სასოფლო-სამეურნეო გუთნების საექსპლუატაციო საიმედოობის ისეთი ერთეული და კომპლექსური მაჩვენებლები, როგორიცაა: უმტყუნო მუშაობის ალბათობა, ნამუშევარი მტყუნებაზე, მტყუნებათა ინტენსივობა, მტყუნებათა ნაკადის პარამეტრი, მზადყოფნის კოეფიციენტი და ტექნიკური გამოყენების კოეფიციენტი. განსაზღვრულია გაცვეთილი დეტალების ცვეთის განაწილების დიფერენციალური და ინტეგრალური ფუნქციები, მიღებულია ცვეთის ადეკვატური ალბათურ-სტატისტიკური მოდელები და დადგენილია დეტალების ცვეთის ყველაზე გავრცელებული (მოდალური) მნიშვნელობანი, რომლის მიხედვითაც დასაბუთებულია გაცვეთილი დეტალების აღდგენის რაციონალური ხერხი, დაპროექტებული, დამზადებული და გამოცდილია შესაბამისი მოწყობილობები და დანადგარი, ჩატარებულია აღდგენის პროცესის ოპტიმიზაცია ციცაბო სვლის (ბოქს-უილსონის) მეთოდით, ოპტიმალური რეჟიმები ასეთია:

• დენის ძალა - ე = 220 ა;
• ძაბვა - v = 25 ვ;
• ელექტროდის გამოტყორცნა - e = 12 მმ;
• ელექტროდის მიწოდების სიჩქარე - V = 0,03 მ/წმ;
• დადუღების სიჩქარე - V1 = 0,001 მ/წმ.

აღნიშნული რეჟიმების მიხედვით დამუშავებულია გუთნების გაცვეთილი დეტალების აღდგენის რესურსდამზოგი ინოვაციური ტექნოლოგია, რომლის გამოყენებითაც მოხდა მათი აღდგენა და გამოცდა. გამოცდებმა გვიჩვენეს, რომ დეტალების რესურსი იზრდება 30...60%-ით და მათ ენიჭებათ "მეორე სიცოცხლე", რაც დიდ ეკონომიკურ მოგებას იძლევა, ჩვენს მიერ ჩატარებულმა გაანგარიშებებმა გვიჩვენეს, რომ მარტო 800 ცალი გუთნების სახნისების მდნობის ქვეშ ავტომატური დადუღებით აღდგენა იძლევა მიახლოვებით 1460 ევროს ეკონომიკურ ეფექტს.

გიორგი ქუთელია