Методи оптимізації параметрів та режимів роботи вихорострумових перетворювачів

15. Основні теоретичні та прикладні результати дисертаційної роботи були використані при проектуванні та розробці дефектоскопів, котрі впроваджено в виробництво на підприємствах України та Росії.

Основні наукові результати дисертації відображені в публікаціях

1. Гальченко В.Я. Информационные модели в теории и практике электромагнитной дефектоскопии. _ Луганск: Изд-во Восточноукраинского государственного университета, 1997. - 262 с.

2. Гальченко В.Я. Идентификация несплошностей в модуляционной вихретоковой дефектоскопии по признаку их протяженности вдоль направления контроля // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. - 1998. - Выпуск 12. - С. 165-170.

3. Гальченко В.Я. Особенности моделирования процессов токовихревого контроля объектов методом граничных интегральных уравнений // Вісник Східноукраїнського державного університету. _ 1998. _ №1 (11). - С. 141-147.

4. Гальченко В.Я. Методика дискретизации расчетной области при моделировании процессов токовихревого контроля объектов методом граничных интегральных уравнений // Вісник Східноукраїнського державного університету. _ 1998. _ №1 (11). - С. 44-49.

5. Гальченко В.Я. Исследование свойств численного решения задач токовихревой дефектоскопии с применением метода интегральных уравнений // Придніпровський науковий вісник. _ 1998. _ №73 (140). - С. 28-31.

6. Гальченко В.Я. Применение информационных моделей процессов токовихревого контроля объектов в практике многочастотной дефектоскопии // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. - 1998. - Выпуск 12. - С. 171-175.

7. Гальченко В.Я. Выбор способа численного вычисления э.д.с. вихретокового преобразователя в задачах электромагнитной дефектоскопии // Вісник Східноукраїнського державного університету. _ 1998. _ №1 (11). - С. 64-66.

8. Яковенко В.В., Гальченко В.Я., Бондаренко В.Е. Синтез магнитных систем с дискретными источниками поля // Изв. вузов. Электромеханика. 1991. №8. С. 16. Автором розроблено математичні моделі синтезу магнітних систем.

9. Гальченко В.Я., Шаповаленко Т.В., Черепахин Г.А., Велигура А.В. Расчет трехмерных информационных электромагнитных полей вихретоковых измерительных преобразователей // Вестник Восточноукраинского государственного университета, серия Машиностроение. _ 1996. _ отдельный выпуск. _ С. 20-22. Автором розроблено математичні та розрахункові моделі для розрахунку інформаційних полів.

10. Гальченко В.Я., Велигура А.В. Компьютерное моделирование процессов токовихревого контроля объектов. Исследование распределения поля рассеяния дефекта при контроле накладным преобразователем // Вісник Східноукраїнського державного університету. _ 1998. _ №1 (11). - С. 154-159. Автором виконано постановку задачі, аналіз та узагальнення результатів досліджень, формулювання висновків.

11. Яковенко В.В., Гальченко В.Я., Велигура А.В. Методика синтеза информационных зондирующих электромагнитных полей вихретоковых преобразователей // Вісник Східноукраїнського державного університету. - 1997. - №4 (8). - С. 93-95. Автором виконано узагальнення методів синтезу інформаційних полів вихорострумових перетворювачів, сформульовано основні висновки.

12. Гальченко В.Я., Велигура А.В. Моделирование магнитного поля П-образного приставного электромагнита, применяемого при выявлении дефектности изделий // Придніпровський науковий вісник. _ 1998. _ №73 (140). - С. 20-22. Автором виконано постановку задачі, розроблено математичні та розрахункові моделі магнітного поля електромагніта.

13. Яковенко В.В., Гальченко В.Я., Велигура А.В. Реализация методики синтеза информационных зондирующих электромагнитных полей вихретоковых преобразователей // Вісник Східноукраїнського державного університету. - 1997. - №4 (8). - С. 95-98. Автором розроблено алгоритми синтезу перетворювачів.

14. Гальченко В.Я., Яковенко В.В., Шагров Г.И., Лойко А.В. Цифровой измеритель остаточной индукции // Приборы и техника эксперимента._1992._№1._С.239. Автором запропоновано основну ідею, розроблена структурна схема приладу.

15. Гальченко В.Я., Велигура А.В. Компьютерное моделирование процессов токовихревого контроля объектов. Библиотека моделей источников зондирующего поля // Вісник Східноукраїнського державного університету. _ 1998. _ №1 (11). - С. 147-153. Автором виконано постановку задачі, розроблено математичні та розрахункові моделі джерел поля, сформульовано основні висновки та рекомендації.

16. Яковенко В.В., Мирошников В.В., Гальченко В.Я. Устройство глубокого размагничивания // Машиностроитель. _ 1987. _ №4. _ С. 9. Автором виконано проведення експериментів та аналіз результатів.

17. Яковенко В.В., Гальченко В.Я., Шаповаленко Т.В. Аспекты теории электромагнитного контроля объектов с дефектами конечных размеров // Вісник Східноукраїнського державного університету. _ 1996. _ №1. _ С. 103-107. Автором виконано аналіз та узагальнення результатів досліджень, сформульовано висновки.

18. Гальченко В.Я. Теоретические основы проектирования проходных вихретоковых преобразователей для контроля качества шва прямошовных сварных труб // В сб.: Современные методы и средства электромагнитного контроля и их применение в промышленности. Матер. VI межвузовской научно-технической конференции стран СНГ. - Могилев, 1995. - С. 67.

19. Гальченко В.Я. Математическое моделирование трехмерных электромагнитных полей при вихретоковом контроле сварных труб // Контроль и управление в технических системах: Матер. III международной научно-технической конференции. _ Винница, 1995. _ С. 34-35.

20. Гальченко В.Я. Численное моделирование электромагнитных полей при контроле качества валов транспортных машин // Проблемы развития локомотивостроения: Матер. V международной научно-технической конференции. _ Луганск-Алушта, 1995. _ С. 51.

21. Yakovenko V., Galchenko V. Non-destructive electromagnetic testing of objects with defects of finite dimensions // 8-th International Symposium on Non-Linear Electromagnetic Systems: ISEM Proceedings.-Braunschweig _ 12-14 may, 1997. _ P. 67-71. Автором розроблено інформаційні моделі процесів вихорострумового контролю об'єктів.

22. Гальченко В.Я., Друппов А.Е., Шаповаленко Т.В. Визуализация результатов моделирования электромагнитных информационных полей дефектов // Автоматизация проектирования и производства изделий в машиностроении: Матер. международной научно-практической конференции. Ч. 2. _ Луганск, 1996. _ С. 213. Автором здійснені постановка задачі та розробка алгоритмів.

23. Яковенко В.В., Гальченко В.Я., Велигура А.В. Компьютерное проектирование информационных электромагнитных устройств неразрушающего контроля // Автоматизация проектирования и производства изделий в машиностроении: Матер. международной научно-практической конференции. Ч. 2. _ Луганск, 1996. _ С. 212. Автором виконано постановка задачі, сформульовані висновки.

24. Яковенко В.В., Гальченко В.Я., Черепахин Г.А. Проходной вихретоковый дефектоскоп для контроля электросварных труб // Контроль и управление в технических системах: Матер. III международной научно-технической конференции _ Винница, 1995. _ С. 332. Автором виконано проектний розрахунок параметрів та режимів роботи вихорострумового перетворювача дефектоскопа.

25. Гальченко В.Я., Стеблевский В.А., Шагров Г.И. Электромагнитные датчики линейных перемещений // Матер. всесоюзной научно-техн. конференции по измерительным информационным системам. _ Санкт-Петербург, 1991. _ С. 48-49. Автором проведено комп'ютерне проектування взірців перетворювачів.

26. Лойко А.В., Донская Л.В., Гальченко В.Я. и др. Цифровой измеритель остаточной индукции / ЦНТИ. Луганск, 1990. 4 с. Инф. листок №2690. Автором розроблено структурна схема приладу.

Анотація

Гальченко В.Я. Методи оптимізації параметрів та режимів роботи вихорострумових перетворювачів дефектоскопів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.11.13 - прилади і методи контролю. - Харківський державний політехнічний університет, Харків, 1999.

Захищаються рукопис та 26 наукових праць, в яких міститься розв'язок проблеми розвитку теорії електромагнітної дефектоскопії провідних об'єктів довільної форми з дефектами обмежених геометричних розмірів шляхом вдосконалення методів розрахунку вихорострумових перетворювачів, визначення їх оптимальних характеристик та режимів роботи.

Запропоновано єдиний методологічний підхід рішення проблеми, математичні та інформаційні моделі процесів контролю, напрямки їх ефективного застосування в теорії та практиці електромагнітної дефектоскопії. Розроблено універсальні технічні засоби контролю об'єктів зі змінними режимами роботи, які задаються під керуванням від ЕОМ. Результати досліджень впроваджено в промисловості.

Ключові слова: об'єкт контролю довільної форми, дефект, чисельне моделювання, тримірні електромагнітні поля, вихорострумовий перетворювач, інформаційна модель, оптимізація, комп'ютерне моделювання.

Summary

Galchenko V.Ya. Methods of optimization of parameters and work regimes of eddy-current transformers of defectoscopes - Manuscript.

Thesis for a doctor's degree by specialty 05.11.13 - Devices and Methods of the Control. - Kharkov State Polytechnic University, Kharkov, 1999.

Scientific manuscript and 26 scientific works are defended. They include the problem of solution of non-destructive testing of arbitrary shape objects with defects of finite dimensions by means of development of theory and calculation methods for definition of optimal characteristics of eddy current devices. There proposed uniformity method of problem solution, mathematical and informational models of control processes, the directions of their application in the theory and practice of electromagnetic testing. PC-based information - measurement system for eddy-current control of conduction objects was constructed. The information on effectiveness of devices introduction in the process of operation is given.

Key words: controlled object of arbitrary shape, defect, numerical modeling, three-dimensional electromagnetic fields, eddy-current transformer, informational model, optimization, computer modeling.

Аннотация

Гальченко В.Я. Методы оптимизации параметров и режимов работы вихретоковых преобразователей дефектоскопов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.11.13 - приборы и методы контроля. - Харьковский государственный политехнический университет, Харьков, 1999.

Первоочередной задачей теории выявления несплошностей в вихретоковой дефектоскопии является получение информационного сигнала высокой чувствительности, повышенного энергетического уровня и помехозащищенности непосредственно с измерительной катушки вихретокового преобразователя (ВТП), используемого при проведении контроля объектов. В свою очередь процесс формирования сигнала ВТП при контроле проводящих тел произвольной формы во многом определяется выбранными частотным режимом функционирования ВТП, свойствами зондирующего информационного поля излучателя, рациональными конструктивными размерами приемника информации и его ориентацией в пространстве. Выбор оптимальных режимов работы, конструктивных параметров ВТП возможен лишь в результате учета трехмерного характера распределения электромагнитного поля в зоне дефекта. Поэтому диссертационная работа посвящена развитию теории выявления несплошностей ограниченных размеров в проводящих объектах произвольной формы, как основы оптимального проектирования ВТП.

В качестве базы для построения теории в работе предлагается использование метода граничных интегральных уравнений (МГИУ). Приводится ряд математических моделей процессов вихретокового контроля объектов, охватывающих как процессы формирования зондирующего поля источника, результирующего информационного поля взаимодействия с объектом контроля, так и процессы формирования сигнала в приемнике информации ВТП, и учитывающих тип источника зондирующего поля, его расположение в пространстве, характер дефекта конечных геометрических размеров (поверхностный либо подповерхностный) и его форму, наличие проводящих элементов конструкции в составе ВТП (экраны, магнитопроводы, концентраторы и т.д.), геометрическую форму, размеры и ориентацию в пространстве приемника информации. Все математические модели построены в предположении о квазистационарном характере электромагнитного поля и линейных свойствах исследуемой среды. Путем аппроксимации исходных ИУ получены расчетные аналоги, пригодные для компьютерных расчетов. Разработаны алгоритмы и программы компьютерного моделирования процессов вихретокового контроля объектов.

Большая часть работы посвящена анализу и моделированию работы различных типов ВТП при выявлении дефектов на объектах контроля. Потенциальные возможности разработанных математических и информационных моделей процессов контроля позволили предложить универсальную методику проектирования оптимальных ВТП, подчиняющуюся принципу "от общего к частному". Выбор оптимальных режимов и параметров ВТП для контроля конкретного объекта осуществляется методами структурной оптимизации. Предпочтение отдается варианту, обеспечивающему наиболее благоприятные условия для выявления дефекта в смысле повышенной чувствительности сигнала ВТП.

Условия выявления дефектов могут быть существенно улучшены в случае целенаправленного формирования конфигурации зондирующего электромагнитного поля в зоне контроля, что достигается применением ВТП с неравномерно распределенной плотностью тока в генераторной обмотке. В работе предложена теория параметрического синтеза ВТП с заданной конфигурацией зондирующего поля. Разработаны алгоритмы и программные средства численного решения задач синтеза, приводятся результаты верификации моделей на тестовых задачах.

С применением полученных теоретических результатов спроектирован ряд проходных дефектоскопов для контроля качества шва сварных труб, которые внедрены в производство на предприятиях Украины и России.

Ключевые слова: объект контроля произвольной формы, дефект, численное моделирование, трехмерные электромагнитные поля, вихретоковый преобразователь, информационная модель, оптимизация, компьютерное моделирование.

Размещено на Allbest.ru