Специалисты Пермского Национального Исследовательского Политехнического Университета и Центра медико-профилактических технологий, ориентируясь на высокую потребность в автоматизированных устройствах, которые бы оперативно и точно измеряли химический и дисперсный состав загрязнения воздуха, разработали мобильное портативное устройство для измерения концентрации пыли в воздухе. Для классификации и вычисления размеров частиц они обучили нейросеть с помощью микрофотографий. Устройство позволит отказаться от трудоемких методов отбора проб и проведения фракционного и химического анализа состава пыли.
«Классификация и вычисление размеров частиц выполняется с помощью модели нейронной сети, обученной на сотнях примеров, размеченных экспертами. Обучение нейронной сети выполнено с применением библиотек микрофотографий пылей разных производств и технологических аппаратов. Изображения на каждой микрофотографии характеризовались параметрами химического, фракционного и морфологического состава пыли. Изображения были размечены с указанием расположения и контуров объектов, которые должна распознавать нейросеть», – объяснил кандидат технических наук, доцент кафедры автоматики и телемеханики ПНИПУ Андрей Кокоулин.
Прибор работает по двухэтапной схеме распознавания частиц по принципу «от грубого к точному». На первом этапе необходимо определить лучшую локацию для проведения точных измерений – это определяется путем общей концентрации частиц. А на втором этапе активируется принцип «компьютерного зрения», позволяющий автоматизировать расчеты процентного содержания загрязнений в пробах. Также портативное устройство способно проводить непрерывные замеры концентрации частиц РМ2.5/PM10 в воздухе, морфологические и компонентные анализы веществ с использованием оптических методов распознавания объектов и сопоставлять распознанные частицы с пылевым профилем предприятий.
Изобретение пермских ученых было протестировано в реальных условиях загрязнения атмосферного воздуха в зоне горнодобывающего предприятия, и его показания в должной мере соответствовали результатам анализов, полученным на стационарном оборудовании. В составе пыли были определены оксиды железа и соли, кремний, магний, марганец, алюминий и другие.
По словам ученых, с помощью прибора, составляющего профили пылевых выбросов, можно будет корректно оценивать риски для здоровья сотрудников предприятий и населения, так как нередко те пыли, которые кодируются просто как «взвешенные вещества», содержат опасные примеси. Разработка ученых сможет применяться и в системе постоянных наблюдений, которые ведутся специалистами Роспотребнадзора.
Источник: пресс-служба ПНИПУ
распечатать статью
