 |
Оптический тестер. Датчики на основе тепломера Геращенко
|
|
|
|
Оптический тестер
Предварительные исследования, проведенные в нашей лаборатории несколько лет назад и опубликованные в 1993 г. [11], привели к предположению о том, что датчик на основе оптического тестера, возможно, реагирует на энергоинформационное воздействие.
Данный датчик представляет собой оптический тестер ОМК3-76-Б. Схема прибора представлена на рис. 10.
Рис. 10. Оптический датчик (пояснения в тексте)
Оптический тестер состоит из полупроводникового лазерного диода (1) с длиной волны генерации 1, 3 мкм, излучение которого через оптический разъем поступает в свернутое в бухту кварцевое оптоволокно (2) длиной 2 м, и далее через оптический разъем на германиевый фотодетектор (3), откуда электрический сигнал поступает на измерительный блок с цифровой индикацией (4), градуированный в единицах мощности и имеющий чувствительность 10-9 Вт. Выходной сигнал подается на измерительный стенд (5).
С этим датчиком проведена серия из двадцати экспериментов. Предварительные эксперименты, поставленые без воздействия торсионного генератора (фон), показали очень большой разброс возможных исходных состояний датчика. Ниже (рис. 11) приводятся примеры графиков, иллюстрирующих этот разброс.
Рис. 11. " Фоновые" состояния оптического тестера
На всех графиках по оси абсцисс (х) отложено время в секундах, по оси ординат (y) мощность оптического излучения. Видно, что эти “фоновые” данные являются невоспроизводимыми. По всей вероятности, прибор не предназначен для работы с постоянными и медленно меняющимися сигналами. От дальнейшего использования данного датчика для регистрации явлений ЭНИО мы отказались.
Датчики на основе тепломера Геращенко
|
|
|
Для регистрации торсионного излучения применялись датчики на основе измерителя теплового потока (тепломер Геращенко) с рабочим названием " тепловой стакан №№1-3". Устройство измерителя теплового потока (тепломер Геращенко) изображено на рис. 12.
Рис. 12. Тепломер Геращенко.
1-константановая проволока, 2-медное покрытие
Поверхность скрученной в спираль константановой проволоки (1) методом электролиза наполовину (полвитка) покрывается медной пленкой (2). Затем эту скрученную в спираль проволоку укладывают в виде плоской двойной спирали Æ 10-15 мм (как показано на рис. 12) и заливают смолой с наполнителем так, чтобы на поверхности диска толщиной 1-2 мм находились медно-константановые соединения. Таким образом, получается термоэлемент, содержащий ~5000 медно-константановых термопар и вырабатывающий термоЭДС, пропорциональную разности температур на поверхностях датчика. Для перехода от величины термоЭДС [В] к величине теплового потока [Вт/м2] используется коэффициент градуировки.
В состав всех датчиков типа " Тепловой стакан" кроме тепломера Геращенко также входят: нагреватель, прокладка для выравнивания температурного поля и элементы корпуса. Тепловой стакан №1 используется в лаборатории уже много лет для проведения экспериментов с операторами [10]. Поэтому размеры датчика выбраны такими, чтобы с ним было удобно работать человеку: диаметр и высота порядка 5 см. Первое время этот датчик также использовался и для опытов с торсионным генератором, но большой размер и, как следствие, большое время прогрева до рабочего состояния доставляли много неудобств, что привело к созданию нового датчика. Две разновидности нового датчика близки по конструкции и получили название " тепловой стакан №2" и " тепловой стакан №3". Их устройство представлено на рис. 13.
 |
|
|
|
Рис. 13. Тепловые стаканы №2 и №3 (пояснения в тексте)
В кольцеобразный текстолитовый корпус датчика 1 помещены: нагреватель 2, бронзовая прокладка для выравнивания температурного поля 3, тепломер Геращенко 4, уплотнительное кольцо 5, тонкая изолирующая прокладка 6; датчики закрыты задней крышкой 7 и текстолитовыми кольцами 8. В конструкции №2 используется один тепломер Геращенко, а в конструкции №3 – два тепломера.
Датчики эксплуатируются следующим образом: включается нагреватель, подключенный к стабилизированному источнику питания. После прогрева конструкции датчик выходит на рабочий режим - режим стабилизированного теплового потока через тепломер. На стабилизированный датчик осуществляется воздействие торсионного генератора. Изменение характера сигнала с датчика во время воздействия торсионного генератора может свидетельствовать о регистрации сигнала торсионного генератора, так как все тепловые величины стабилизированы и тепловой поток через датчик должен не меняться.
Рассмотрим результаты по регистрации излучения торсионного генератора с помощью датчиков на основе тепломера Геращенко.
Первая серия экспериментов была проведена весной 1996 г. и состояла из 40 опытов. В этой серии данные фиксировались с помощью нового (на тот момент) измерительного стенда " ЭНИОТРОН-2", а генератор включался и выключался вручную экспериментатором. В 37 экспериментах не удалось выявить признаков воздействия ТГ на тепловой датчик. В трех опытах измерение регистрируемого сигнала позволило предположить наличие такого воздействия на тепловой датчик. Протоколы двух из них представлены ниже.
Протокол эксперимента от 19. 03. 96 г.
Излучатель торсионного генератора на расстоянии 1 см от датчика.
Последовательность действий.
Запуск программы снятия данных. Идет снятие фона.
Через 2 мин 7 с от момента запуска включен ТГ.
Через 4 мин 9 с от момента запуска программы ТГ выключен.
Через 5 мин 30 с от момента запуска программа остановлена.
Рис. 14. Воздействие торсионного генератора
на тепловой стакан №1
Результаты эксперимента представлены в графическом виде на рис. 14, из которого видно, что наблюдаемое на графике изменение амплитуды сигнала может являться следствием воздействия торсионного генератора, однако достоверно утверждать это не представляется возможным.
|
|
|
Протокол эксперимента от 22. 3. 1996 г.
Начало: 17 ч 26 мин (запуск программы снятия данных).
Включение ТГ: 17 ч 30, 5 м.
Отключение ТГ: 17 ч 35 м.
Завершение: 17 ч 38 м (остановка программы).
Рис. 15. Воздействие торсионного генератора
на тепловой стакан №2 (пояснения в тексте)
Результаты эксперимента представлены в графическом виде на рис. 15. На верхнем графике построена зависимость теплового потока от времени, при изучении которой было обращено внимание на увеличение периода колебаний сигнала во время воздействия по сравнению с фоном. Для объективной проверки этого факта были применены методы корреляционного анализа, их результаты представлены на нижнем графике.
Корреляционный анализ производился согласно рекомендациям А. Пирсола и Дж. Бенданта [1]. Авторы предлагают при анализе медленных изменений сигнала (запаздывание и низкочастотные составляющие) использовать автокорреляционную (или ковариационную) функцию. Ковариационная функция Rxx(t) стационарного процесса задает меру зависимости его значений, сдвинутых относительно друг друга на интервал времени t (последний называется лагом). Исходя из этого, мы вычисляли автокорреляционную функцию по формуле
Rxx(t)=Е[P(t). P(t+t)],
где Е[…]-математическое ожидание (среднее), P(t) – нормированная величина теплового потока (с нулевым средним и единичной дисперсией). На нижнем графике рис. 15по оси ординат отложено значение функции Rxx(t), по оси абсцисс отложены значения лага t. Произведенная корреляционная обработка позволила объективно подтвердить различие сигнала во время регистрации фона и в период воздействия ТГ, так как на графике кривая, " во время воздействия" достоверно отличается от кривых " до воздействия" и " после воздействия". В данном случае главный критерий сравнения автокорреляционных функций - их период. Таким образом, в этом эксперименте достоверно зафиксировано изменение сигнала с датчика теплового потока во время воздействия торсионного генератора, однако нет ясности, является ли именно воздействие торсионного поля на тепловой поток причиной изменения сигнала.
|
|
|
Анализируя причины неудовлетворительных результатов регистрации воздействия ТГ на тепловой датчик (3 возможно положительных результата из 40 экспериментов), мы пришли к выводу, что они скорее всего обусловлены:
1) влиянием воздушных и тепловых потоков в помещении, в особенности от руки экспериментатора, при включении и выключении ТГ;
2) физической моделью, лежащей в основе регистрации тепломером Геращенко теплового потока, которая ограничивает быстродействие датчика пятью секундами. В то же время в сигнале с датчика встречаются быстроменяющиеся фрагменты, которые не могут быть обусловлены изменением теплового потока.
Для устранения выявленных недостатков эксперимента произведены:
1) автоматизация включения и выключения ТГ путем замены выключателя на электронный ключ, управляемый компьютером;
2) отказ от перевода значений напряжения, снятого с датчика теплового потока, в значения потока тепла через датчик. Тем самым обходится ограничение, налагаемое максимальной скоростью изменений теплового потока через датчик.
Кроме того, было решено использовать корреляционную методику для обработки всех экспериментов. В дополнение к этому был сконструирован " тепловой стакан №3" с двумя одинаковыми тепломерами в одном корпусе (рис. 13). Преимущества использования корреляционной методики обработки данных, снимаемых с этого сдвоенного датчика, заключаются в том, что собственные шумы от двух датчиков никак не связаны между собой (не коррелируют); следовательно, их можно выделить из сигнала и отфильтровать.
Для программной реализации этой методики произведена модернизация существующего программного обеспечения. В уже существовавшей программе для регистрации теплового потока был заменен модуль считывания данных с датчика. После модернизации вместо простого считывания данных с частотой 1 Гц программный модуль считывает с датчика массив данных с частотой 500Гц и сразу же производит их обработку по корреляционной методике. Результат обработки передается основной программе для дальнейших действий (индикация, запись в файл и т. п. ), а считанный с датчика массив данных стирается.
После этих преобразований в октябре-ноябре 1996 года в рамках хоздоговорной научно-исследовательской работы [18] была проведена большая серия экспериментов по воздействию излучения ТГ на тепловой датчик. Всего в этой серии было проведено 132 опыта, из них в 13 (10%) достоверно было зафиксировано воздействие ТГ, еще в 8 (6%) опытах воздействие, возможно, имело место. Остальные эксперименты признаны неудачными.
|
|
|
Кроме того, в этой серии экспериментов обнаружен удивительный факт влияния наблюдателя (экспериментатора) на результат эксперимента. Этот факт только на первый взгляд может показаться неожиданным и даже невероятными.
Как уже отмечалось, в этой серии было проведено большое количество экспериментов в однотипных условиях за короткое время. Так как поставлено много опытов, можно было сравнивать эксперименты, проведенные при абсолютно идентичных технических условиях. Во время эксперимента в начале серии экспериментатор по привычке находился непосредственно у приборов и следил за их работой (эксперимент полностью автоматизирован), затем просто находился в этом помещении и " краем глаза" наблюдал за экспериментом, позже стал вообще уходить из лаборатории. В это время впервые и было обращено внимание на повышение частоты появления результативных экспериментов при отсутствии экспериментатора во время опыта. Далее все опыты стали проводиться при отсутствии экспериментатора во время эксперимента. Это привело к заметному увеличению числа результативных опытов: в последней части из 24 экспериментов было 5 достоверных результатов (24%). На самом деле этот результат вполне закономерен, т. к. ранее было показано, что на эти же датчики способен влиять оператор-экстрасенс. А если экспериментатор сидит перед установкой и наблюдает за ходом эксперимента, то он смотрит на нее совсем не безразлично.
Таким образом, произведенное усовершенствование методики эксперимента позволило существенно повысить эффективность регистрации воздействия ТГ на тепловой датчик (до 10% положительных результатов). Однако, и этот результат мы расценили как недостаточный и предприняли дальнейшие действия по совершенствованию методики эксперимента и повышению ее эффективности. Главным недостатком использовавшейся методики являлось стирание в процессе эксперимента считанного с датчика массива исходных данных, что не позволяло применить к ним поисковую обработку данных.
С целью обеспечения возможности обработки одного набора исходных данных различными методами процедура считывания данных с датчика и процедура обработки экспериментальных данных были разделены и сделаны независимыми. После написания программы считывания данных была проведена пробная серия из четырех опытов. Произведенная в пакете MatLab неавтоматизированная обработка данных этих опытов дала положительный результат. Пртоокол одного из этих экспериментов представлен на рис. 16. Спектральный анализ данных показал, что к этому результату приводит регистрация тепловым датчиком сигнала с частотой модуляции ТГ во время работы последнего. Этот сигнал имеет предположительно электромагнитную природу, и причиной его возникновения может быть отсутствие заземления у корпуса ТГ. Последнее вызвано тем, что первоначально электронный ключ для дистанционного управления торсионным генератором был расположен вне корпуса. Для устранения нежелательного эффекта был вскрыт корпус ТГ и внесены изменения во внутреннюю конструкцию генератора, а корпус заземлен. Проведенный после этого контрольный опыт показал существенное уменьшение амплитуды гармоники с частотой модуляции ТГ.
Протокол эксперимента N5/3
Нагрев 100 mA, R - правое поле
Эксперимент проведен 26. 10. 1996 г. в 14 ч 30 мин.
Частота опроса АЦП: 0, 5 мс.
Число точек: 250000.
Задействовано каналов: 2.
Окно обработки 1000 точек.
Воздействие с 100 по 150 отметку.
Рис. 16
В неавтоматизированном варианте обработка результатов эксперимента оказалась очень трудоемкой (по 12-15 ч машинного времени на обработку одного опыта), и автоматизация ее представляла собой очередную непростую задачу. При частоте опроса в несколько килогерц и длительности эксперимента 15-20 мин количество данных, считанных в процессе эксперимента с датчика, составляет миллионы и их обработка одним массивом на компьютере весьма затруднительна (для обработки одного из экспериментов системе MatLab потребовалось 270 Мб виртуальной памяти). По этой причине было предложено обрабатывать данные по частям, для чего разработана так называемая методика окна, идея которой позаимствована от адресации памяти в компьютере (рис. 17).
P0 P1 P2
Файл данных
Окна N N N N
Шаг окна равен его длине. Шаг окна
равен 1.
Рис. 17. Методика окна
Для каждого канала из исходного файла фрагмент (окно) данных длиною N точек, начиная с позиции P считывается в память, и для него вычисляется дисперсия (возможно вычисление любых других математических функций). Результаты вычисления выводятся на экран и в файл. Далее эти операции повторяются для следующего канала и/или фрагмента (окна) данных. Шаг окна D, то есть изменение начальной позиции окна P в исходном файле данных (P2-P1), никак не связан с длиною окна N, хотя обычно они равны. Эти параметры, D и N, задаются исследователем; часто по несколько раз для одного исходного файла данных при подборе оптимального значения. Из практики наиболее часто оптимальными оказываются такие значения параметров, при которых число выходных данных составляет порядка 1000-4000, длина окна N обычно 1000 или 1024.
Все дальнейшие исследования проводились с применением такого подхода (методики окна). Для разных датчиков (не только тепловых) сейчас по методике окна могут вычисляются следующие функции (алгоритмы): арифметическое среднее, интегральное среднее, дисперсия, информационная энтропия (пояснения ниже), спектральная плотность, фильтрация. Вся система построена так, что за короткое время можно реализовать алгоритм для любой другой функции, доступной в системе MatLab. Информационная энтропия (энтропия по Шеннону) определялась по формуле
где Wi - вероятность появления i-го состояния (число возможных состояний необработанного сигнала с АЦП равно 2048).
Вычисление дисперсии имеет небольшое преимущество перед другими методами (в первую очередь из-за простоты алгоритма) и в дальнейшем эта функция вычислялась во всех экспериментах. Считывание данных производилось на компьютере измерительного стенда, по локальной сети эти данные передавались на другие машины для обработки. Обработка могла вестись как в реальном масштабе времени, так и по окончании эксперимента. Отметим, что после этой модернизации исходные данные сохраняются в архиве, и к ним всегда можно применить любую из известных методик обработки результатов.
После обработки результаты эксперимента представлялись в виде графика, по оси абсцисс которого откладывается номер окна (при необходимости его можно перевести в единицы времени), по оси ординат – значение функции в этом окне. Эксперименты проводились по временной схеме " один интервал фона, один интервал воздействия, один интервал последействия", то есть график делится на три равные части. Для каждого из этих интервалов значения функции усреднялись. Таким образом, результат эксперимента можно представить в виде трех чисел zф, zв, zп – средние значения функции для интервалов " фон", " воздействие", " последействие" соответственно. При графическом представлении результатов средние значения представляются в виде отрезков, наложенных на график значений функции. Для удобства сравнения одного эксперимента с другим С. В. Салангиным был предложен " критерий воздействия" k=(zф-zв)/(zп-zв), который является " интегральной" оценкой результатов эксперимента, хотя и не лишен недостатков.
Для определения погрешности разработанной методики была поставлена серия из 20 " холостых" опытов по фиксации возможных фоновых состояний датчика. Вычисленный разброс критерия k в этой серии (5%) был принят в качестве погрешности методики.
Апробация методики окна была произведена в декабре 1996 г. в серии из двадцати пяти экспериментов по воздействию ТГ на тепловой стакан №2. В пятнадцати из них (60%) изменение критерия воздействия k достоверно превышало погрешность. Еще в трех экспериментах (итого более 70%) критерий воздействия k стал превышать погрешность после повторной обработки данных спустя год, когда были разработаны программные алгоритмы фильтрации частот (50Гц).
В качестве иллюстрации приводим протоколы трех опытов, поставленных с использованием методики окна (рис. 18 - 20). Эксперименты проводились по временной схеме " один интервал фона, один интервал воздействия, один интервал последействия", то есть воздействие ТГ всегда приходится на среднюю треть графика. На графиках рис. 18 отчетливо видно изменение функции (дисперсии по методу окна) во время воздействия ТГ на тепловой стакан №3 с двумя датчиками, и в этом опыте воздействие достоверно зафиксировано обоими датчиками. На рис. 19 однотипные изменения наблюдаются на обоих графиках, но изменения достоверны только на верхнем графике и эксперимент считается результативным.
При сравнении изменения усредненных значений функций для разных опытов выявлена связь этих изменений с типом поляризации поля ТГ. При левом типе поля Изменения при включении и выключении ТГ имеют разный знак (критерий воздействия k> 0). При правом типе поля эти изменения имеют одинаковый знак (k< 0), что является труднообъяснимым фактом. Данный эффект присутствует практически во всех результативных опытах.
|
|
|
