Автоматизована система ультразвукової товщинометрії виробів із конструкційних матеріалів

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorКуц, Юрій Васильович
dc.contributor.authorМороз, Наталія Валеріївна
dc.date.accessioned2019-12-26T14:14:46Z
dc.date.available2019-12-26T14:14:46Z
dc.date.issued2019-12
dc.description.abstractenThe master's thesis contains 93 letters, 20 drawings, 28 tables, 19 sources in the list of references, 4 applications. Topicality of research Technological development has led to the improvement of traditional natural structural materials and the emergence of new ones. Industries such as mechanical engineering, metallurgy, automotive, aviation, etc. require the production of quality products that must meet high quality standards. Each of the materials has certain physical and mechanical characteristics that affect the control of products made of structural materials. In particular, in ultrasonic nondestructive testing, such a characteristic as the attenuation of the ultrasonic wave significantly affects the metrological characteristics of the measurements and controls. That is why the urgent task is to develop new research methods. The thickness of the control objects is an important indicator, which primarily indicates the strength of the product in the further process of its operation. Ensuring the control of the thickness of products made of materials with high attenuation is based on the development of methods for precise determination of the time of propagation of ultrasonic signals in the objects of control. The objective of this work is to improve the method of ultrasonic thickness measurement of products with material damping due to the use of methods of statistical processing of the results of phase measurements of signals of ultrasonic thickness measurement, which makes it possible to increase the reliability of control and accuracy of measurement of thickness. Purpose and tasks of research The purpose and objectives of the study. The purpose of the study is to improve the accuracy of determining the thickness of control objects made of materials with a high damping ratio. The method is based on the use of statistical processing of the phase characteristics of the ultrasonic thicknessmeter signals, which are pulses with a harmonic signal carrier. To achieve this goal, the following tasks: 1) Development of a methodology for processing ultrasonic thickness gauges, which includes method, algorithm and software. 2) Simulation of information processing processes in systems of statistical phase ultrasonic thicknessmeter and justification of circular statistics for detection of thicknessmeter signals at low signal-to-noise ratio. 3) Carrying out model experiments of the process of detection of ultrasonic thickness meters developed by the method of statistical phasometry with the r-statistics obtained in a sliding mode. 4) Evaluation of the efficiency of detection of the thicknessmeter signals and the accuracy of measuring the time intervals between echoes proposed by the method of statistical phase ultrasonic thicknessmetry in products with materials with significant damping of ultrasound. Object of research – process of determining the thickness of products made of materials with a significant damping effect of ultrasonic oscillations by the moon-pulse method. Subject of research – method and software for statistical phase ultrasonic thickness measurement of products with materials with significant damping of the ultrasonic wave. Methods of research: theoretical bases of ultrasonic nondestructive testing and based on the provisions of material science in the part of the theory of structural materials; mathematical statistics and probability theory of random phase shifts; methods of digital signal processing; signal and circuit theory; computer simulation methods. Scientific novelty of research 1. A method of determining the time intervals between echoes based on their r-statistics obtained in multi-window sliding mode is proposed, which allows measurement of signal-to-noise ratio greater than 1. 2. The effect of window aperture size and their number on the signal / noise ratio of the beneficial signal of the phase detectors of the UZT signals was investigated, which makes it possible to substantiate these parameters for different UZT signals and information collection parameters. Practical value dissertation results 1. Software and algorithmic tools for the implementation of the proposed method of processing UST signals are developed, which are based on the receipt and analysis of r-statistics in the sliding polywindow mode of processing the phase characteristics of these signals. 2. The obtained results of modeling of processes of detection of signals of the UST and estimation of time intervals between echoes can be used for the design of new effective means of ultrasonic lunar-pulse thicknessometry. 3. The developed software statistics can be used in the tasks of UZT.uk
dc.description.abstractukМагістерська дисертація містить 93 листів, 20 рисунків, 28 таблиць, 19 джерел за переліком посилань, 4 додатки Актуальність теми Технологічний розвиток став приводом для вдосконалення традиційних природних конструкційних матеріалів та появи нових. Такі галузі як машинобудування, металургія, автомобілебудування, авіаційна промисловість та ін. потребують виробництва якісної продукції яка має відповідати високим стандартам якості. Кожен з матеріалів має певні фізико-механіні характеристики, що впливають на контроль виробів з конструкційних матеріалів. Зокрема, в ультразвуковому неруйнівному контролі така характеристика, як згасання ультразвукової хвилі суттєво впливає на метрологічні характеристики вимірювань та контролю. Саме тому актуальною задачею є розроблення нових методів дослідження. Товщина об’єктів контролю є важливим показником, що в першу чергу вказує на міцність виробу в подальшому процесі його експлуатації. Забезпечення контролю товщини виробів з матеріалів зі значним загасанням ґрунтується на розвитку методів прецизійного визначення часу поширення ультразвукових сигналів в об’єктах контролю. Задачею даної роботи є удосконалені методу ультразвукової товщинометрії виробів з матеріалів зі значним загасанням за рахунок використання методів статистичного оброблення результатів фазових вимірювань сигналів ультразвукової товщинометрії, що дає змогу підвищити вірогідність контролю і точність вимірювання товщини. Мета і задачі дослідження Метою дослідження є підвищення точності визначення товщини об’єктів контролю, що виготовлені з матеріалів зі значним коефіцієнтом загасання. В основі методу покладено використання статистичного оброблення фазових характеристик сигналів ультразвукової товщинометрії, які уявляють собою імпульси з гармонічним сигналом-носієм. Для досягнення мети були поставлені та розв’язані наступні задачі 1) Розроблення методології опрацювання сигналів ультразвукової товщинометрії, яка включає метод, алгоритм і програмне забезпечення. 2) Моделювання процесів опрацювання інформації в системах статистичної фазової ультразвукової товщинометрії і обґрунтування кругових статистик для виявлення сигналів товщинометрії за низького відношення сигнал/шум. 3) Проведення модельних експериментів процесу виявлення сигналів ультразвукової товщинометрії розробленим методом статистичної фазометрії за отриманою в ковзному режимі r-статистикою. 4) Оцінювання ефективності виявлення сигналів товщинометрії та точності вимірювання часових інтервалів між відлуннями запропонованим методом статистичної фазової ультразвукової товщинометрії у виробах з матеріалів зі значним загасанням ультразвуку. Об’єкт дослідження – процес визначення товщини виробів, виготовлених з матеріалів зі значним коефіцієнтом загасання ультразвукових коливань луна-імпульсним методом. Предмет дослідження – метод та програмні засоби статистичної фазової ультразвукової товщинометрії виробів з матеріалів зі значним загасанням ультразвукової хвилі. Методи дослідження ґрунтуються на використанні: теоретичних основ ультразвукового неруйнівного контролю та основі положень матеріалознавства в частині теорії конструкційних матеріалів; математичної статистики та теорії ймовірності випадкових фазових зсувів сигналів; методи цифрової обробки сигналів; теорії сигналів та кіл; методів комп’ютерного моделювання. Наукова новизна отриманих результатів полягає у тому, що: 1. Запропоновано спосіб визначення часових інтервалів між луна-сигналами за їх r-статистикою, отриманою в полівіконному ковзному режимі, що дає змогу виконувати вимірювання за відношенням сигнал/шум більше 1. 2. Виконано дослідження впливу розміру апертури вікон та їх кількості на відношення сигнал/шум вигідного сигналу фазових виявлячів сигналів УЗТ, що дає змогу обґрунтовувати ці параметри для різних сигналів УЗТ і параметрів збору інформації. Практичне значення одержаних результатів 1. Розроблено програмно-алгоритмічні засоби реалізації запропонованого способу опрацювання сигналів УЗТ, які ґрунтуються на отриманні та аналізі r-статистики в ковзному полівіконному режимі опрацювання фазових характеристик цих сигналів. 2. Отримані результати моделювання процесів виявлення сигналів УЗТ та оцінювання часових інтервалів між відлуннями можуть бути використані під час проектування нових ефективних засобів ультразвукової луно-імпульсної товщинометрії. 3. Розроблене програмне статистичне забезпечення може бути використано в задачах УЗТ.uk
dc.format.page93 с.uk
dc.identifier.citationМороз, Н. В. Автоматизована система ультразвукової товщинометрії виробів із конструкційних матеріалів : магістерська дис. : 151 Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології / Мороз Наталія Валеріївна. – Київ, 2019. – 93 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/30593
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectультразвукова товщинометріяuk
dc.subjectфазові методи обробки сигналівuk
dc.subjectметод статистичної фазової ультразвукової товщинометріїuk
dc.subjectвіконне опрацювання сигналівuk
dc.subjectкругові статистикиuk
dc.subjectultrasonic thicknessmeteruk
dc.subjectphase signal processing methodsuk
dc.subjectstatistical method of ultrasonic phase thickness measurementuk
dc.subjectwindow signal processinguk
dc.subjectcircular statisticsuk
dc.titleАвтоматизована система ультразвукової товщинометрії виробів із конструкційних матеріалівuk
dc.typeMaster Thesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Moroz_magistr.pdf
Розмір:
1.27 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
1.86 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (АСНК)
Магістерські роботи