УЛЬТРАЗВУКОВІ АВТОГЕНЕРАТОРНІ ВИМІРЮВАЧІ ПАРАМЕТРІВ СЕРЕДОВИЩ
DOI:
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2019-145-4-25-32Ключові слова:
резонансний метод, ультразвук, стояча хвиля, вимірювач товщини, вимірювач густини, вимірювач температури газуАнотація
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.
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.
##submission.downloads##
-
PDF
Завантажень: 214
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, згодні з такими умовами:
- Автори зберігають авторське право і надають журналу право першої публікації.
- Автори можуть укладати окремі, додаткові договірні угоди з неексклюзивного поширення опублікованої журналом версії статті (наприклад, розмістити її в інститутському репозиторії або опублікувати її в книзі), з визнанням її первісної публікації в цьому журналі.
- Авторам дозволяється і рекомендується розміщувати їхню роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їхньому сайті) до і під час процесу подачі, оскільки це сприяє продуктивним обмінам, а також швидшому і ширшому цитуванню опублікованих робіт (див. вплив відкритого доступу).
