Структурный анализ систем

Вредное действие между веществом и полем устраняется введением вещества В₂ и поля П₃ в преобразовательном веполе (4.16) или введением вещества В₂ и поля П₂ в видоизменительном веполе (4.17), или вместо поля П₂ может вводиться третья вариация того же поля П^“„₁ (4.18)_. Введенное поле (П₃, П₂ или П^“„₁) воздействует на введенное вещество В_2, вещество, которое меняет свойство В₂, управляя полем П^”₁.

Задача 4.12. Автомобильное стекло

Условия задачи

Водитель может быть ослеплен светом фар следующего за ним автомобиля в зеркало заднего вида (рис. 4.21). Как быть?

Рис. 4.21. Ослеплен светом фар

Разбор задачи

Представим задачу в вепольном виде (4.19).

Дан веполь с вредной связью:

В₁ — зеркало заднего вида;

П^«₁ — свет фар, от сзади идущего автомобиля (оптическое поле);

П^«₁ — отраженный свет, воздействующий на водителя.

Воспользуемся схемой (4.17).

Недостаток может быть устранен, если заднее стекло автомобиля покрыть электрохромной пленкой В₂ (оксид никеля и электропроводящий слоя оксида олова). Здесь использован электрохромный эффект11. Коэффициент прозрачности таких стекол меняется под действием электрического тока П₂. Получаются управляемые тонированные стекла. Это позволяет водителю изменять интенсивность света П^”₁, поступающего снаружи. Таким образом, управляют полем П^”₁, изменяя поле П₂. Подобные пленки используют и вместо жалюзи (рис. 4.22).

Рис. 4.22. Электрохромная пленка

4.10. Устранение вредных связей между веществом и полем заменой В 1 на В 2 и введением П 3

Вредное действие между веществом и полем устраняется заменой вещества В₁ на другое вещество В₂ и введением поля:

— П₃ (4.20);

— П₂ в веполе на видоизменение (4.21);

— третья вариация поля П^“„₁ (4.22)_.

Введенное поле (П₃, П₂ или П^“„₁) воздействует на В₂, которое управляя полем П₂ или П^”₁.

Задача 4.13. Диод

Условия задачи

Диод пропускает ток в одну сторону и не пропускает в другую. Он это делает всегда. Чтобы сделать управляемый процесс, ставят, например, реле. Это значительно усложняет систему. Как быть?

Разбор задачи

Представим задачу в вепольном виде (4.23).

Дан веполь с неуправляемой связью:

В₁ — диод;

П^«₁ — напряжение переменного тока;

П^«₁ — напряжение постоянного тока.

Пунктирная стрелка показывает, что действие недостаточное (неуправляемое).

Воспользуемся схемой (4.20). Заменяем В₁ на В₂, в котором имеется возможность управлять выходным полем П^”₁.

Решение задачи

Недостаток может быть устранен заменой диода В₁ тиристором В₂. Тиристор выполняет ту же функцию, что и диод (пропускает ток в одну сторону и не пускает в другую), но имеет еще один управляемый вход. Если на управляющий вход не подать ток П^“„₁ открытия, то тиристор не пропустит ток даже в прямом направлении. Но стоит подать хоть краткий импульс, как он тотчас открывается и остается открытым до тех пор, пока есть прямое напряжение. Если напряжение снять или поменять полярность, то тиристор закроется.

Поле П^“„₁ — ток открытия (электрическое поле).

Глава 5. Нахождение нужного эффекта

Вид технологического эффекта (физического, химического, биологического и математического, в частности геометрического), который необходимо использовать в веполе, определяется следующим образом.

Если вещество В₁ преобразует одно поле П₁ в другое П₂ или изменяет параметры поля П^» на П^»», то название искомого технологического эффекта получают соединением полей (5.1) и (5.2).

В соответствие с этим определяется не только структура будущего решения, но и вид технологического эффекта (глава 1), который нужно использовать, т. е. вепольный анализ является инструментом также для нахождения нужных технологических эффектов (физических, химических, биологических или математических) при решении конкретных задач. Окончательный поиск нужного эффекта осуществляется с помощью указателей эффектов.

Приведем пример на использование схемы (5.1).

Пример 5.1. Микрофон

Микрофон В₁ переводит звуковые колебания (акустическое поле) П₁ (П_акуст) в электрические П₂ (П_электр).

Название необходимого эффекта — акустоэлектрический (5.3), по указателю физических эффектов находим подходящие эффекты — пьезоэлектрический или сегнетоэлектрический эффекты.

Приведем пример на использование схемы (5.2).

Пример 5.2. Эхолокатор

Ультразвуковые исследования (УЗИ) или эхолокатор работают следующим образом. Посылается ультразвуковой (акустический) сигнал П^», который отражается от исследуемого объекта В₁ и принимается отраженный ультразвуковой (акустический) сигнал П^»», содержащий информацию об исследуемом объекте.

Где:

В₁ — исследуемый объект;

П^« — посылаемый сигнал (акустическое поле);

П^«» — отраженный сигнал (акустическое поле).