УЛЬТРАЗВУКОВІ АВТОГЕНЕРАТОРНІ ВИМІРЮВАЧІ ПАРАМЕТРІВ СЕРЕДОВИЩ

  • К. В. Огородник Вінницький національний технічний університет
  • О. О. Лазарєв Вінницький національний технічний університет
  • Ю. С. Кравченко Вінницький національний технічний університет
Ключові слова: резонансний метод, ультразвук, стояча хвиля, вимірювач товщини, вимірювач густини, вимірювач температури газу

Анотація

На сьогодні контрольно-вимірювальну апаратуру на основі ультразвуку застосовують в різних галузях науки й техніки. Питання підвищення точності ультразвукових засобів контролю шляхом розробки нового класу ультразвукових резонансних методів вимірювання чи контролю величин на основі використання стоячої ультразвукової хвилі є актуальним. Метою роботи є покращення технічних параметрів ультразвукових вимірювачів за рахунок використання явища резонансу та стоячої хвилі. Основою резонансного методу контролю є дослідження параметрів та характеристик стоячих акустичних хвиль, які виникають в середовищі внаслідок інтерференції падаючої та відбитих акустичних хвиль.

Запропоновано математичну модель ультразвукового резонансного методу вимірювання параметрів рідких та газоподібних середовищ, яка може бути застосована для вимірювального контролю таких параметрів, як густина, температура, товщина об’єкта контролю тощо. Для перевірки адекватності запропонованої моделі поширення ультразвукової хвилі проведено її комп’ютерне моделювання та експериментальні дослідження. В якості досліджуваного середовища обрано повітря (температура 20 °С, швидкість звуку 343м/с, атмосферний тиск 1 атм). Змодельовано відповідно до запропонованої математичної моделі часову діаграму сигналу на приймачі для відстані 34,3 мм, коли виконується умова резонансу, й для відстані 34,73 мм, коли виконується умова антирезонансу. Амплітуди сигналів відрізняються приблизно в 5 разів, що підтверджує чутливість моделі. Наведено залежність амплітуди сигналу на приймачі для частот сигналу 170…205 кГц за відстані передавач-приймач 35,85 мм та швидкості звуку 340,8 м/с. Результати моделювання мають високу збіжність з результатами експериментальних досліджень, що підтверджує адекватність математичної моделі. Це дозволяє на її основі запропонувати новий клас автогенераторних ультразвукових методів вимірювального контролю параметрів середовищ. Описані структурні схеми та принцип дії розроблених автогенераторних вимірювачів товщини, температури газу та густини об’єкта контролю.

Біографії авторів

К. В. Огородник, Вінницький національний технічний університет

канд. техн. наук, доцент , доцент кафедри електроніки та наносистем

О. О. Лазарєв, Вінницький національний технічний університет

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри електроніки та наносистем

Ю. С. Кравченко, Вінницький національний технічний університет

канд. фіз.-мат. наук, доцент, професор кафедри електроніки та наносистем

Посилання

Albert S. Birks, and Robert E. Green, Jr., Technical Editors ; Paul McIntire, Editor. Ultrasonic testing, 2nd ed. Columbus, OH : American Society for Nondestructive Testing, 1991. ISBN 0-931403-04-9.

Charles Hellier (2003). “Chapter 7 — Ultrasonic Testing,” Handbook of Nondestructive Evaluation. McGraw-Hill. ISBN 0-07-028121-1.

N. A. Filinyuk, K. V. Ogorodnik, L. B. Lishchinskaya, S. E. Shveykina, and A. A. Lazarev, “The Way of Measurement of the Two-Port Network Stability Invariant Factors,” 2006 16th International Crimean Microwave and Telecommunication Technology, Sevastopol, Crimea, 2006, pp. 791-792. https://doi.org/10.1109/CRMICO.2006.256202 .

I. N. Ermolov, and Yu.V. Lange, Nondestructive testing: A guide in 7 vol, V.V. Klyuev, Ed., vol. 3. Ultrasonic inspection. Moscow: Mechanical Engineering, 2004, 864 p.

A. F. Zatsepin, and V. E. Shcherbinina, Acoustic measurements. Moscow, Russia: Publishing House Yurayt, 2017, 209 p.

J. Y. Bilinsky, K. V. Ogorodnik, O. A. Lazarev, and A.V. Syrovatsky, “Development and research of the mathematical model of the resonance ultrasonic measurement control method,” in The 4th International Scientific Conference “Measurement, Control and diagnostics in technical systems”(VKDTS-2017), October 31 — November 2, 2017. Vinnitsa, Ukraine, 2017. pp. 159-160.

Переглядів анотації: 44 Завантажень PDF: 15
Опубліковано
2019-08-30
Як цитувати
[1]
К. Огородник, О. Лазарєв, і Ю. Кравченко, УЛЬТРАЗВУКОВІ АВТОГЕНЕРАТОРНІ ВИМІРЮВАЧІ ПАРАМЕТРІВ СЕРЕДОВИЩ, Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 4, с. 25-32, Сер 2019.
Номер
Розділ
Автоматика та інформаційно-вимірювальна техніка

Завантаження

Данные скачивания пока не доступны.

Найчитабильні статті цього ж автора(ів)