Волновые процессы распространения ультразвуковых сигналов в неоднородных гидроволноводах применительно к задачам неразрушающего контроля
Алгоритм расчета дисперсионных искажений ультразвукового сигнала в неоднородном гидроволноводе применительно к задачам неразрушающего контроля. Анализ уравнений акустического тракта для теневого метода, эхо-метода и их модификаций в струйном варианте.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | автореферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 31.07.2018 |
Размер файла | 534,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
Волновые процессы распространения ультразвуковых сигналов в неоднородных гидроволноводах применительно к задачам неразрушающего контроля
01.04.06 - Акустика
кандидата технических наук
Реука Сергей Валерьевич
Санкт-Петербург, 2008
Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» имени В.И.Ульянова (Ленина)
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Аббакумов К.Е.
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор Дымкин Г.Я.
кандидат технических наук Кретов Е.Ф.
Ведущая организация: ФГУП ЦНИИ конструкционных материалов «Прометей»
Защита диссертации состоится «10» ноября 2008 года в 1530 часов на заседании совета Д 212.238.06 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» имени В.И.Ульянова (Ленина) по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 5
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.
Автореферат разослан «9» октября 2008 года.
Ученый секретарь совета Боронахин А.М.
Общая характеристика работы
Актуальность темы. Традиционной сферой широкого применения средств автоматизированного ультразвукового контроля является индустрия производства листового проката, который является самым массовым продуктом металлургии. Ежегодно в мире производятся сотни миллионов тонн стальных листов различного назначения. 100%-й неразрушающий контроль листового проката давно стал массовой технологической операцией и приобрел статус обязательного.
На сегодняшний день благодаря работам отечественных ученых, таких как, например Л.Г.Меркулов, В.М.Веревкин, Л.В.Веревкина, А.С.Голубев, С.К.Паврос, В.А.Каширин, а также зарубежных - D.Erdman, V.A.Del Grosso, J. Krautkramer и других - разработаны и внедрены успешно работающие автоматизированные иммерсионные дефектоскопические установки. Основным элементом данных приборов является иммерсионная ванна, в которую контролируемый лист погружается целиком. Несмотря на надежность проверенного временем классического решения, оно имеет такие недостатки, как значительные массогабаритные показатели, сложность внедрения и обслуживания.
Перспективным способом преодоления указанных проблем может стать замена иммерсионной ванны на блок струйных акустических контактов с компактным водосборником. Возможность ввода ультразвуковых колебаний через струю жидкости была отмечена зарубежным исследователем Д.Эрдманом еще в 1956 году. Несмотря на периодические сообщения об использовании «струйного» акустического контакта, его общая математическая теория до настоящего времени разработана не была, не определены оптимальные параметры струеобразующих устройств, струй и преобразователей, не были выработаны рекомендации по оптимальному конструированию акустического тракта с целью достижения наилучших характеристик контроля.
«Струйный» акустический преобразователь является сложной системой, состоящей из собственно электроакустического преобразователя, «струеобразующего» устройства и истекающией из него струи, по которой зондирующий ультразвуковой сигнал переходит в объект контроля. При этом на пути распространения ультразвукового сигнала граничные условия дважды испытывают резкое изменение. Это обстоятельство приводит к изменению формы и длительности акустического импульса. При этом возможно ухудшение целого ряда характеристик контроля (чувствительности, мертвой зоны и др.).
В настоящей работе разработаны основы теории гидроволноводного акустического тракта, позволяющие достичь наилучших характеристик контроля путем выбора оптимальных параметров тракта. В работе были развиты положения существующих теорий распространения ультразвуковых сигналов в волноводах, в частности, в жидкостных трубках цилиндрической формы.
Объектом исследования является гидроволновод с переменными граничными условиями применительно к задаче ввода ультразвуковых сигналов в объект контроля и их приема при дефектоскопии изделий в форме листа. искажение ультразвуковой сигнал акустический
Целью диссертационной работы является разработка теоретических и экспериментальных основ методики проектирования струйных акустических систем, предназначенных для работы в составе многоканальных автоматизированных ультразвуковых дефектоскопов листового проката.
Достижение цели работы обеспечено решением следующих задач:
- разработкой алгоритма расчета дисперсионных искажений ультразвукового сигнала в неоднородном гидроволноводе применительно к задачам неразрушающего контроля;
- выводом и анализом уравнений акустического тракта для теневого метода, эхо-метода и их модификаций в струйном варианте;
- теоретическим и экспериментальным анализом влияния непланшетности и коробоватости объекта контроля на результаты контроля;
- получением экспериментальных результатов исследований структуры акустического поля в гидроволноводе;
- оптимизацией параметров отдельно взятой струи для достижения минимальной флуктуации информативных сигналов при заданных условиях и параметрах контроля;
- оптимизацией взаимного размещения струй для достижения минимальной флуктуации сигналов для эхо-метода и последующим обобщением на методы прошедшего излучения.
Методы исследования: теоретические исследования, направленные на решение сформулированных задач, осуществлялись методами математической физики и анализа, интегрального исчисления. Экспериментальные исследования проводились в условиях компьютерного и натурного моделирования исследуемых процессов с использованием математического пакета MathCAD. Достоверность полученных теоретических результатов оценивалась путем их сопоставления с результатами проведенных экспериментов, а также с более простыми частными случаями, известными по более ранним исследованиям и доказательствам установленной корректности.
Научная новизна работы:
1. Разработан метод численного моделирования формы импульса в сечении комбинированного гидроволновода в составе «полубезграничная камера - струеобразующее устройство - струя».
2. Выработаны рекомендации по выбору параметров гидроволноводного акустического тракта (диаметры преобразователей и гидроволноводов, расстояние «преобразователь-струеобразующее устройство») для практически реализуемых частных случаев (материал струеобразующих устройств - конструкционные пластмассы, диаметры струй - до 12 мм, преобразователи частотой 2 … 4 МГц диаметром 8 … 16 мм).
3. Разработаны уравнения акустического тракта для теневого и эхо-метода при использовании гидроволноводов. Расчетным методом и экспериментально показано, что при использовании гидроволноводных акустических контактов амплитуда принятого сигнала выше, чем при иммерсионном контакте.
4. Расчетным методом и экспериментально показано, что наличие непланшетности и коробоватости контролируемого изделия приводит к большему ослаблению принятого сигнала в случае использования гидроволноводов, чем в иммерсионном варианте контроля.
5. При заданных параметрах струеобразующих устройств экспериментально установлены оптимальные параметры струи (длина струи, скорость истечения жидкости), позволяющие получить информативные сигналы с наименьшей флуктуацией.
6. Предложено использование струй защиты, как способ снижения взаимного влияния струй в многоструйной акустической системе. В натурном эксперименте показана их эффективность.
Практическая ценность диссертационной работы заключается в применении полученных результатов для:
- научно-технического обоснования инженерной методики проектирования одноструйных акустических контактов и многоструйных акустических систем с учетом особенностей контролируемого изделия;
- создания и промышленной эксплуатации струйных акустических систем для работы в составе многоканальных ультразвуковых дефектоскопов листового проката и иных изделий.
- на основании результатов диссертационной работы разработан комплект РКД на струйную акустическую систему для ЗАО «УЗ-Константа» по хоздоговору № 6761/ЭУТ-219.
Личный вклад автора. Научные результаты, представленные в диссертации, получены автором, за исключением тех, где предоставлены прямые ссылки на предыдущие существующие работы. В работах, опубликованных совместно, автору принадлежат введение в рассмотрение понятия коэффициентов перехода мод, алгоритм моделирования формы ультразвукового импульса в гидроволноводе, введение в рассмотрение диаграмм амплитуды мод и функций оптимальности.
Научные положения, выносимые на защиту:
1. Ультразвуковой сигнал, распространяющийся в комбинированном гидроволноводе, состоящем из водоуспокоительной камеры, струеобразующего устройства и струи претерпевает искажение, которое является следствием двукратного преобразования волновых мод в сечениях, где имеет место смена граничных условий.
2. Уменьшить искажение формы сигнала возможно путем оптимального выбора следующих параметров акустического тракта: а) соотношения диаметров пьезопреобразователя и струеобразующего устройства; б) расстояние от преобразователя до входа струеобразующего устройства
3. Наличие непланшетности и коробоватости объекта контроля сильнее изменяет принятый сигнал в струйном акустическом тракте, чем в иммерсионном, поэтому при реализации струйного акустического тракта предъявляются повышенные требования к данным характеристикам контролируемого изделия.
4. Флуктуации амплитуды сигнала, принятого после распространения в струе, обусловленные неламинарностью струи, при заданных параметрах струеобразующего устройства могут быть уменьшены путем подбора определенных значений длины струи и скорости истечения жидкости.
5. Флуктуации амплитуды принятых сигналов, обусловленные влиянием струй друг на друга, могут быть уменьшены путем введения струй защиты, не служащих для проведения ультразвуковых сигналов, имеющих меньший диаметр, чем основные струи, и расположенные в акустической системе между основными струями.
Апробация результатов исследования. Основные результаты исследований доложены и обсуждены в рамках следующих мероприятий:
- XII и XIII науч.-техн. конференциях «Фiзичнi методи та засоби контролю середовищ, матерiалiв та виробiв» («Физические методы и средства контроля сред, материалов и изделий «Леотест-2007 и Леотест-2008», Львов, 18-24 февраля 2007 г, 19-25 февраля 2008 г.
- XIX Санкт-Петербургской конференции "Ультразвуковая дефектоскопия металлоконструкций" УЗДМ - 2007, Зеленогорск, 29.05.2007.
- конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 2006, 2007 и 2008 года.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 статей, из них - 1 статья в журнале из перечня изданий, рекомендованных ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы, включающего 50 наименований и двух приложений. Основная часть работы изложена на 109 страницах машинописного текста. Работа содержит 65 рисунков и 8 таблиц.
Содержание работы
Во введении приведен обзор существующих автоматизированных средств контроля листов, обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи работы. Сформулированы научные положения, выносимые на защиту. Рассмотрена структура основной части работы.
В разделе 1 представлен обзор известных расчетных моделей ультразвукового поля в цилиндрических трубах постоянного сечения. Рассмотрены известные случаи трубы с акустически жесткими и акустически податливыми стенками, а также - с импедансными стенками. Также рассмотрен существующий метод определения дисперсионных искажений в среде с ограниченными размерами. Сформулированы научно-технические задачи, решаемые в ходе выполнения диссертационной работы.
В разделе 2 разработаны основы теории прохождения ультразвуковым импульсом комбинированного гидроволновода, который представлен в виде последовательности водоуспокоительной камеры 1, заполненной жидкостью и содержащей пьезопреобразователь 2 (далее - ПЭП), струеобразующего устройства 3 цилиндрической формы, и струи 4, также цилиндрической формы, которая падает на плоскую поверхность объекта контроля (рис.1). Решена задача нахождения амплитуды и формы импульса в произвольном поперечном сечении гидроволновода (в общем случае) и в частности - на поверхности объекта контроля, при известной форме импульса, излученного преобразователем.
Рис. 1. Схема гидроволноводного акустического тракта
Задача решена путем последовательного определения распределения колебательной скорости по сечению гидроволновода в характерных сечениях: С.1 - вход струеобразующего устройства; С.2 - выход струеобразующего устройства - вход струи; С.3 - выход струи - поверхность объекта контроля. Задача решена следующим образом.
Акустическое поле в водоуспокоительной камере 1 представляется известным способом в виде суперпозиции плоских волн, распространяющихся во всех возможных направлениях. Выражение акустического поля приводится к пригодному для численного интегрирования виду:
(1)
Затем акустическое поле в струеобразующем устройстве представляется в виде суперпозиции разрешенных волновых мод:
где амплитуда р-й моды вычисляется следующим образом:
Аналогичным образом представлено акустическое поле в струе:
где амплитуда q-й моды
Достигая выхода струеобразующего устройства - входа струи каждая мода струеобразующего устройства преобразуется в множество мод струи. Введено понятие коэффициентов перехода р-й моды струеобразующего устройства в q-ю моду струи. Показано, что эти коэффициенты не зависят от диаметров струеобразующего устройства и струи, а только от импеданса стенок гидроволновода. Коэффициенты перехода вычисляются по выражению
(3)
при этом импеданс стенки определяет значения gp и hq.
Для частного случая, когда стенки струеобразующего устройства акустически жесткие, а стенки струи акустически податливые, эти коэффициенты приведены в табл.1.
Таблица 1
p |
q |
|||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
||
0 |
1,60 |
1,07 |
0,85 |
0,73 |
0,65 |
|
1 |
0,42 |
0,83 |
0,43 |
0,33 |
0,28 |
|
2 |
0,06 |
0,52 |
0,74 |
0,40 |
0,25 |
|
3 |
0,02 |
0,11 |
0,56 |
0,71 |
0,30 |
Видно, что моды струеобразующего устройства наиболее эффективно переходят в моды струи того же порядка.
При известной форме входного импульса произведено численное моделирование формы импульса на выходе комбинированного гидроволновода. Импульс на выходе комбинированного гидроволновода представлен в виде следующей суммы:
(4)
где kqp вычисляется по выражению (3), ?p - по выражению (2) с учетом выражения (1), S(t - tqp) - временная форма входного импульса с учетом tqp - время прохождения импульсом моды (q, p) комбинированного волновода.
Пример расчета по (4) приведен на рис. 2. На рис. 2.а представлена форма импульса в виде трехмерной диаграммы, где по осям отложены амплитуда, расстояние от акустической оси и время. На рис. 2.б приведена временная форма импульса: сплошной линией - при r = 0 (на акустической оси) и пунктирной линией - при r = 0,5 a (половина расстояния от акустической оси до стенки струи).
Рис. 2. Пример моделирования импульса на выходе гидроволновода
Изменяя в выражении (1) параметр s и в выражении (2) параметр b/a можно получить импульсы различной формы, длительности и амплитуды. Ясно, что наибольшая амплитуда и наименьшая длительность импульса будет в том случае, когда в гидроволноводе возбуждается преимущественно одна из мод. На амплитуды мод в струе повлиять непосредственно не является возможным (вследствие наличия коэффициентов kqp). Можно управлять амплитудами мод в струеобразующем устройстве посредством изменения входного распределения колебательной скорости ?1(r), то есть путем изменения параметров s и b/a. На рис.3 построены диаграммы зависимости амплитуд мод в струеобразующем устройстве от данных параметров.
Рис. 3. Диаграммы параметров возбуждения мод сопла 0, 1 и 2-го порядков
Светлые области на диаграммах соответствуют той паре параметров s и b/a, при которых амплитуда соответствующей моды максимальна. Чем большую яркость имеет клетка на диаграмме, тем больше амплитуда соответствующей моды при соответствующей паре параметров s и b/a. Из качественного анализа диаграмм можно сделать вывод, что целенаправленному возбуждению поддаются моды 0 и 1 порядков. Моды порядков 2 и более имеют слабо выраженные области оптимального возбуждения.
Моды 0-го и 1-го порядков имеют сопоставимые амплитуды, существенно более высокие, чем моды 2-го и большего порядков. Желательно возбуждать одну из них так, чтобы вторая была минимальна. Для нахождения такой пары параметров, при которой максимально отношение желательной моды к нежелательной, введены функции оптимальности в следующем виде:
Их диаграммы приведены на рис.4.
Рис. 4. а) диаграмма функции F01 б) диаграмма функции F10
Наиболее яркие клетки диаграмм соответствуют наибольшему соотношению мод. Проведен анализ численных значений функций F01 и F10 в ярких областях диаграмм рис.4 сформулированы следующие практические рекомендации:
- если выбрано b/a = 1,5 (например струя 12 мм и ПЭП 8 мм), предпочтительна 1-я мода; тогда максимальное F10 = 4 достигается на расстоянии 0,8 ближних зон.
- если выбрано b/a = 1 (равные ПЭП и сопло), тогда предпочтительно возбуждать преимущественно 0-ю моду путем размещения ПЭП на расстоянии 0,5 ближних зон от входа сопла (отношение F01 = 1,6);
- если выбрано b/a = 0,5 (например струя 8 мм и ПЭП 16 мм), предпочтительна 0-я мода, тогда преобразователь следует размещать от входа струеобразующего устройства на расстоянии 2 ближних зон и более (отношение F01 = 3).
В разделе 3 приведен вывод уравнения акустического тракта для случая сквозного прозвучивания изделия, а также проанализировано влияние перекоса листа в акустическом тракте на амплитуду принятого сигнала.
Акустический тракт методов сквозного прозвучивания (теневого, эхо-сквозного и др.) при использовании гидроволноводов приведен на рис. 5. Он включает в себя излучающую систему (преобразователь 1, камера 2, струеобразующее устройство 3, струя 4), контролируемый лист 5 и приемную систему (приемный преобразователь 6, камера 7, струеобразующее устройство 8, приемная струя 9).
Рис. 5. Акустический тракт при использовании струйных акустических контактов
Данный акустический тракт рассмотрен при наличии бездефектного листа. Акустическое поле в приемной системе отличается от такового в излучающей системе. Ультразвуковой импульс, прошедший через лист, возбуждает в приемной струе множество разрешенных мод, которые проходят струю с различными групповыми скоростями и преобразуются во множество мод приемного струеобразующего устройства. Введены в рассмотрение коэффициенты перехода мод приемной струи в моды струеобразующего устройства:
(5)
значения которых для случая акустически податливых стенок струи и жестких стенок струеобразующего устройства приведены в табл.2.
Таблица 2
q |
u |
|||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
||
0 |
0,43 |
0,7 |
0,19 |
0,10 |
0,07 |
|
1 |
0,12 |
0,59 |
0,67 |
0,21 |
0,12 |
|
2 |
0,06 |
0,19 |
0,61 |
0,66 |
0,21 |
|
3 |
0,04 |
0,11 |
0,20 |
0,62 |
0,65 |
Из данных табл. 2 видно, что моды струи переходят в моды струеобразующего устройства на один порядок выше.
Выведено уравнение акустического тракта в следующем виде:
(6)
где
В результате расчета амплитуды принятого сигнала в струйном и иммерсионном вариантах получено, что струйный случай дает выигрыш в амплитуде принятого сигнала от 10 дБ и более благодаря отсутствию дифракционного расхождения в иммерсионной жидкости.
Произведено численное моделирование формы импульса, прошедшего акустический тракт. На рис. 6 приведена форма акустического импульса на оси приемного ПЭП (сплошная линия), а также форма электрического сигнала на электродах приемного преобразователя (пунктир).
Рис. 6. Форма акустического и электрического сигнала на приемном ПЭП
Из рис. 6 видно, что электрический сигнал оказывается короче акустического вследствие того, что моды высоких порядков неэффективно преобразуются в электрическое напряжение. Это можно объяснить противофазным колебанием разных участков поверхности преобразователя.
В разделе 3.5 рассмотрено влияние коробоватости и непланшетности объекта контроля на амплитуду принятого сигнала. Построены графики ослабления сигнала в зависимости от угла перекоса листа в акустическом тракте. На рис. 7 приведены данные зависимости, построенные для листов толщиной 10, 20 и 30 мм.
Рис. 7. Зависимости ослабления принятого сигнала от угла перекоса объекта контроля
Теоретические зависимости построены для двух случаев:
1) звуковой пучок в объекте предполагался нерасходящимся, распространяющимся по законам геометрического приближения (10 мм нерасх., 20 мм нерасх., 30 мм нерасх.);
2) звуковой пучок в объекте расходящимся под углом, равным углу раскрытия основного лепестка диаграммы направленности преобразователя в дальней зоне. (10 мм расх., 20 мм расх., 30 мм расх.)
На графики также нанесены кривые, снятые экспериментально (10 мм эксп., 20 мм эксп., 30 мм эксп.).
Видно, что при данных параметрах зависимость для тонкого листа хорошо совпадает с предположением нерасходящегося пучка, а для толстого листа - со случает расходящегося пучка. Аналогичная зависимость для листа толщиной 20 мм имеет промежуточный характер.
В разделе 4 приведены результаты экспериментальных исследований струйного акустического тракта.
В разделе 4.1 описано устройство экспериментального стенда. Схема включения блоков и фотография макета акустической системы приведены на рис. 8.
Рис. 8. а) Схема экспериментального стенда; б) Макет акустической системы
В разделе 4.2 приведены результаты экспериментов, связанных с изучением структуры акустического поля в гидроволноводе.
Экспериментально получены значения амплитуды сигнала в струйном и иммерсионном случаях, при следующих параметрах акустического тракта: длина струеобразующего устройства - 90 мм, длина излучающей и приемной струй - 50 мм, диаметр струеобразующего устрйства и струи - 10 мм, диаметр ПЭП - 10 мм, частота - 3 МГц. При реализации эхо-метода выигрыш в амплитуде сигнала составляет 10 дБ, при реализации теневого и эхо-сквозного методов - 12 дБ.
Приведены результаты исследования структуры акустического поля и длительности импульса в гидроволноводе с импедансными стенками (в трубках из полипропилена, демпфированных с наружной поверхности).
На графиках на рис. 8 приведены экспериментальные зависимости амплитуды сигнала в выходном сечении волноводов минимального и максимального диаметра (из исследованных). Полученные результаты подтверждают предположение, что максимальная амплитуда колебаний наблюдается вблизи геометрической оси гидроволновода. Изменение параметра s не приводит к существенному изменению формы зависимостей, но сказывается на общем уровне принятого сигнала.
Рис. 8. Распределения амплитуды колебаний по сечению гидроволноводов с импедансными стенками различного диаметра: а) волновод 14 мм; б) волновод 36 мм
Экспериментально доказано, что импульс на акустической оси имеет большую длительность, чем в стороне от нее. На рис. 9 приведены формы импульса, прошедшего волновод диаметром 18 мм длиной 200 мм (при возбуждении ПЭП частотой 1,25 МГц диаметром 24 мм при s = 2) в трех сечениях: а) на акустической оси, б) на расстоянии 0,5b от акводаустической оси, в) вблизи стенки волн. В случае а) различаются последующие импульсы высших мод, которые в других сечениях не наблюдаются.
Рис. 9. Форма ультразвукового импульса в различных точках сечения волновода: а) на оси; б) на расстоянии 0,5b от оси; в) вблизи стенки
В разделе 4.3 рассмотрены параметры струй, влияющие на флуктуацию ультразвуковых сигналов.
Рассмотрена флуктуация сигнала, излученного и принятого в отдельно взятой струе. Флуктуация может быть снижена путем подбора длины струи и скорости истечения жидкости через нее. В случае применения струеобразующего устройства цилиндрической формы и диаметром 10 мм рекомендована длина струи 50-60 мм при скорости истечения жидкости 100-120 мл в секунду, при этом величина флуктуации не превышает 2 дБ.
Экспериментально показано, что одновременном истечении множества близкорасположенных струй, флуктуация сигнала в каждой из них увеличивается по сравнению со случаем отдельно взятой струи.
Показано, что при увеличении расстояния между струями до 50 мм взаимное влияние становится мало и флуктуация в рабочей струе не превышает 2 дБ, как в случае работы изолированной струи.
Предложен и экспериментально проверен способ снижения флуктуации, основанный на введении струй защиты, которые имеют уменьшенный диаметр, и расположены в промежутках между рабочими струями. Установлено, что использование струй защиты позволяет уменьшить расстояние между рабочими струями. В условиях эксперимента наилучшее защитное действие оказывали струи защиты диаметром 5 мм.
В разделе 4.4 приведены результаты оценки неконтролируемых прикромочных зон. Для обеспечения достаточной плотности контроля требуется акустическая система числом рядов преобразователей и струеобразующих устройств не более 3-х, и расстоянием между рядами 10-15 см. При любом варианте размещения струеобразующих устройств имеются неконтролируемые зоны на кромках контролируемого листа.
Показано, что для уменьшения неконтролируемых зон кромках листа необходимо создать условия, при которых верхняя струя будет всегда подавлять нижнюю при отсутствии изделия в акустическом тракте.
Показано, что размер прикромочных зон зависит от шага поперечного размещения рабочих струй. В зависимости от взаимного расположения боковой кромки и рабочих струй, пределы колебаний размера прикромочной зоны, в которой можно ожидать недопустимые флуктуации, составляет от L до (2L-b), где L - расстояние между осями рабочих струй, b - диаметр рабочей струи. Минимальное значение соответствует случаю, когда кромка листа рассекает рабочую струю посередине.
В заключении сформулированы основные результаты, достигнутые в ходе выполнения диссертационной работы, изложены основы методики проектирования гидроволноводного акустического тракта, полученные теоретически и прошедшие экспериментальную апробацию, а также сформулированы задачи дальнейших исследований по повышению надежности и достоверности контроля при использовании струйных акустических систем в составе автоматизированных дефектоскопов.
Список публикаций по теме диссертационной работы
В рецензируемом журнале из списка ВАК:
1. Паврос С.К., Реука С.В. Исследование распространения ультразвукового импульса в струйном неоднородном волноводе. Дефектоскопия. - 2008. - №3. - C. 59-70.
В других изданиях:
2. Реука С.В., Паврос С.К. О выборе оптимальных параметров струйного акустического тракта. // Сборник трудов 12 научно-технической конференции «Фiзичнi методи та засоби контролю середовищ, матерiалiв та виробiв. Випуск 12.» («Физические методы и средства контроля сред, материалов и изделий «Леотест-2007»). - Львов: Изд-во ФМИ, 2007. - С. 103-110.
3. Реука С.В. Особенности прохождения ультразвуковым импульсом гидроволновода с неоднородными граничными условиями. // Электронный журнал "Техническая акустика", http://ejta.org. - 2008. - №5
4. Паврос С.К., Реука С.В. Уравнение акустического тракта теневого метода при использовании струйных акустических контактов. // Известия Санкт-Петербургского Государственного электротехнического университета «ЛЭТИ», серия «Приборостроение и информационные технологии». - 2007. - №1. - С. 20 - 25.
5. Реука С.В. О применении струй жидкости для создания акустического контакта при дефектоскопии листового проката. // Сборник трудов 13 научно-технической конференции «Фiзичнi методи та засоби контролю середовищ, матерiалiв та виробiв. Випуск 13. Неруйнiвний контроль та технiчна дiагностика материалiв i конструкцiй.» («Физические методы и средства контроля сред, материалов и изделий «Леотест-2008»). - Львов: Изд-во ФМИ, 2008. - С. 177-182.
6. Реука С.В. Акустическое поле в гидроволноводе с импедансными стенками. // Электронный журнал "Техническая акустика", http://ejta.org, -2008. - №11.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Метод неразрушающего контроля состояния поверхности полупроводниковых пластин, параметров тонких поверхностных слоёв и границ раздела между ними. Методика измерений на эллипсометре компенсационного типа. Применение эллипсометрических методов контроля.
реферат [1,1 M], добавлен 15.01.2009Применение метода контурных токов для расчета электрических схем. Алгоритм составления уравнений, порядок расчета. Метод узловых потенциалов. Определение тока только в одной ветви с помощью метода эквивалентного генератора. Разделение схемы на подсхемы.
презентация [756,4 K], добавлен 16.10.2013Природа и характеристики магнитного поля. Магнитные свойства различных веществ и источники магнитного поля. Устройство электромагнитов, их классификация, применение и примеры использования. Соленоид и его применение. Расчет намагничивающего устройства.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 17.01.2011Характеристика спектрального метода анализа сигналов, при помощи которого можно оценить спектральный состав сигнала, а также количественно выяснить его энергетические показатели. Корреляционный анализ сигнала для оценки прохождения сигнала через эфир.
курсовая работа [169,7 K], добавлен 17.07.2010Анализ существующих типов закладных устройств и способов их обнаружения. Построение модели для расчета теплового поля поверхности земли. Демаскирующие признаки взрывных устройств. Тепловой вид неразрушающего контроля и теплофизическое описание дефектов.
курсовая работа [829,7 K], добавлен 19.06.2014Основные формы уравнений Максвелла, дифференциальная форма уравнений. Свойства уравнений Максвелла. Общие представления о колебательных и волновых процессах. Гармонические колебания, их характеристики и использование. Теоремы векторного анализа.
презентация [114,1 K], добавлен 24.09.2013Основные методы описания распространения электромагнитных волн в периодических средах с использованием волновых уравнений. Теории связанных волн, вывод уравнений. Выбор метода для описания генерации второй гармоники в периодически поляризованной среде.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 17.03.2014Особенности метода решения уравнения Пуассона, описывающего процессы, происходящие в диоде, методом распространения вектора ошибки. Пример решения разностного уравнения. Программа расчета потенциала в определённом узле сетки с учётом граничных условий.
дипломная работа [596,3 K], добавлен 29.11.2011Уравнение теплопроводности: физический смысл и выводы на примере линейного случая. Постановка краевой задачи остывания нагретых тел, коэффициент теплопроводности. Схема метода разделения переменных Фурье применительно к уравнению теплопроводности.
курсовая работа [245,8 K], добавлен 25.11.2011Методы расчета простых и сложных заземлителей в однородной и неоднородной среде. Обоснование необходимости определения показателей надежности при проектировании заземляющих устройств. Выбор метода контроля основных параметров заземляющих устройств.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 13.06.2012Сущность метода магнитной дефектоскопии. Расчет составляющих напряженности поля. Разработка автоматизированной системы магнитопорошкового контроля оси колесной пары вагон. Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 19.06.2014Прямое преобразование Лапласа. Замена линейных дифференциальных уравнений алгебраическими уравнениями. Законы Ома и Кирхгофа в операторной форме. Метод переменных состояния. Особенности и порядок расчета переходных процессов операторным методом.
презентация [269,1 K], добавлен 28.10.2013Практический расчет токов короткого замыкания в трехфазных установках напряжением выше 1 кВ с помощью аналитического метода, метода расчетных кривых, с использованием типовых кривых, метода спрямленных характеристик. Схема построения расчетных кривых.
презентация [252,1 K], добавлен 11.12.2013Особенности разработки схемы теплового контроля водяного котла утилизатора КУВ-35/150, способы организации процесса регулирования питания. Этапы расчета узла измерения расхода сетевой воды за котлом. Анализ функциональной схемы теплового контроля.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 15.01.2013Методика расчета освещенности применительно к производственным помещениям. Определение расчетной высоты светильника над рабочей поверхностью, количество светильников по длине помещения и порядок выбора их расположения, мощности осветительной установки.
практическая работа [19,3 K], добавлен 12.01.2010Метод уравнений Кирхгофа. Баланс мощностей электрической цепи. Сущность метода контурных токов. Каноническая форма записи уравнений контурных токов. Метод узловых напряжений (потенциалов). Матричная форма узловых напряжений. Определение токов ветвей.
реферат [108,5 K], добавлен 11.11.2010Ознакомление с основами метода уравнений Кирхгофа и метода контурных токов линейных электрических цепей. Составление уравнения баланса электрической мощности. Определение тока любой ветви электрической цепи методом эквивалентного источника напряжения.
курсовая работа [400,7 K], добавлен 11.12.2014Основные положения и понятие волны. Волновые процессы. Волны и скорости волн. Волна - распространение возмущения в непрерывной среде. Распространение волны в пространственно периодической структуре, т.е. в твердом теле. Элементы векторного анализа.
реферат [84,4 K], добавлен 30.11.2008Понятие переходных процессов, замыкание и размыкание ключа. Сущность законов коммутации. Использование классического метода расчета переходных процессов для линейных цепей. Определение независимых и зависимых начальных условий, принужденных составляющих.
презентация [279,4 K], добавлен 28.10.2013Анализ свойств цепей, методов их расчета применительно к линейным цепям с постоянными источниками. Доказательство свойств линейных цепей с помощью законов Кирхгофа. Принцип эквивалентного генератора. Метод эквивалентного преобразования электрических схем.
презентация [433,3 K], добавлен 16.10.2013