Ультразвукові фазовані антенні решітки з підвищеною роздільною здатністю систем неруйнівного контролю виробів з металів
| dc.contributor.author | Красковський, Олександр Павлович | |
| dc.contributor.degreedepartment | автоматизації експериментальних досліджень | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | - | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.date.accessioned | 2013-12-20T11:14:11Z | |
| dc.date.available | 2013-12-20T11:14:11Z | |
| dc.date.issued | 2013 | |
| dc.description.abstracten | The thesis is a research work for obtaining the candidate of technical sciences degree on speciality 05.11.13 – devices and methods of testing and determination of materials composition. – National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute" – Kyiv, 2013. Dissertation is devoted to design of phased array (PA) of piezoelectric transducers (PT) for ultrasonic information-measurement system for nondestructive testing of metal products. In dissertation classification of non-ideal effects that occur in real linear PA is performed and it allows to separate that have most negative impact on spatial-temporal characteristics: inertial oscillation of PT, excitation of parasitic modes of PT, crosstalk between PT. New methods of suppressing spurious modes in PT of real linear PA are developed and experimentally investigated. Based on analytical-experimental method, adequate mathematical models of linear PA spatial-temporal characteristics that consider complex influence of main spurious effects on transmitting and receiving impulse signals are constructed. Based on proposed mathematical models, technique and software for calculating linear PA spatial-temporal characteristics with impact of different spurious effects are developed. Methods and measuring systems for experimental research of linear PA parameters and characteristics are designed. Samples of linear PA are constructed using proposed methods of suppressing spurious modes in PT of PA. Experimental investigations of linear PA are performed within ultrasonic information-measurement system for nondestructive testing of metal products. | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.11.13 – приборы, методы контроля и определения состава веществ. – Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт". – Киев, 2013. В диссертационной работе проведена классификация побочных эффектов, возникающих в реальных линейных фазированных антенных решетках (ФАР) пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП), что позволило выделить эффекты, оказывающие наибольшее негативное влияние на пространственно-временные характеристики (ПВХ), а именно: инерционность колебаний ПЭП, возбуждение паразитных мод в ПЭП и взаимная связь между ПЭП. Разработаны и экспериментально исследованы новые методы подавления побочных мод колебаний в ПЭП реальных линейных ФАР, обеспечивающие одновременное подавление "паразитных" поперечных мод колебаний пьезоэлементов по ширине и моды колебаний "масса – пружина" в колебательной системе "пьезоэлемент – демпфер", что позволило повысить разрешающую способность линейных ФАР ультразвуковых ИИС контроля изделий из металлов. Предложен метод подавления побочных поперечных мод колебаний пьезоэлементов по ширине, основанный на уменьшении упругой связи между основной низшей продольной модой колебаний пьезоэлемента по толщине и побочной низшей поперечной модой колебаний по ширине, а также на уменьшении переотражений упругих волн между боковыми гранями пьезоэлемента, вызванных побочной низшей поперечной модой колебаний по ширине. Метод подавления побочной моды колебаний "масса – пружина" в колебательной системе "пьезоэлемент – демпфер" основан на резком снижении ее добротности. Проведен сравнительный анализ известных и разработанных методов подавления указанных побочных мод колебаний. Обосновано, что разработанные методы по сравнению с известными позволяют расширить полосу пропускания пьезо-преобразователей ФАР и, следовательно, повысить продольную разрешающую способность ФАР. На основе аналитико-экспериментального метода построены адекватные математические модели ПВХ линейных ФАР, учитывающие комплексное влияние основных побочных эффектов в режимах излучения и приема импульсных сигналов. При этом в качестве исходных данных используются измеренные значения импедансно-частотных характеристик пьезо-преобразователей ФАР, а также характеристик распределения амплитуды колебательного давления на излучающих поверхностях пьезопреобразователей ФАР, которые определяются однократно для данной конструкции ФАР, после чего производится их аппроксимация математическими функциями, с целью дальнейшего использования при численных расчетах. На основе созданных математических моделей разработаны методика и программное обеспечение, позволяющие проводить численные расчеты ПВХ линейных ФАР с учетом влияния различных побочных эффектов. Разработаны методы и созданы измерительные установки для проведения экспериментальных исследований комплексного влияния различных побочных эффектов на ПВХ линейных ФАР, а также методов подавления мод колебаний в пьезопреобразователях ФАР. Использование разработанных методов и созданных установок позволило при нагрузке пьезопреобразователей ФАР на сталь определить: ПВХ линейных ФАР в режиме излучения; импедансно-частотные характеристики пьезопреобразователей ФАР с учетом и без учета взаимной связи; распределение амплитуды колебательного давления на излучающих поверхностях пьезопреобразователей ФАР; характеристики взаимной связи между пьезопреобразователями ФАР. Созданы образцы линейных ФАР, в основу реализации которых положены разработанные методы подавления побочных мод колебаний в пьезопреобразователях линейных ФАР и проведено их экспериментальное исследование в составе ультразвуковой ИИС контроля изделий из металлов. Использование разработанных образцов линейных ФАР дало возможность повысить разрешающую способность ультразвуковой ИИС при контроле изделий из металлов на 25-30 %, и, таким образом, обеспечить повышение достоверности контроля. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.13 – прилади і методи контролю та визначення складу речовин. – Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут". – Київ, 2013. Дисертація присвячена питанням побудови фазованих антенних решіток (ФАР) п'єзоелектричних перетворювачів (ПЕП) ультразвукових інформаційно-вимірювальних систем неруйнівного контролю виробів з металів. В дисертаційній роботі проведена класифікація побічних ефектів, які виникають у реальних лінійних ФАР, що позволило виділити ті ефекти, які мають найбільший негативний вплив на просторово-часові характеристики (ПВХ), а саме: інерційність коливань ПЕП, збудження паразитних мод в ПЕП та взаємний зв'язок між ними. Розроблені та експериментально досліджені нові методи пригнічення побічних мод коливань в ПЕП реальних лінійних ФАР. На основі аналітико-експериментального метода побудовані адекватні математичні моделі ПЧХ лінійних ФАР, які враховують комплексний вплив основних побічних ефектів в режимах випромінювання та прийому імпульсних сигналів. На основі створених математичних моделей розроблено методику та програмне забезпечення, які дозволяють проводити чисельні розрахунки ПЧХ лінійних ФАР з урахуванням впливу різних побічних ефектів. Розроблені методи та створені вимірювальні установки для проведення експериментальних досліджень параметрів і характеристик лінійних ФАР. Створені зразки лінійних ФАР, в основу реалізації яких покладено розроблені методи пригнічення побічних мод коливань в п'єзоперетворювачах ФАР та проведено їх експериментальне дослідження в складі ультразвукової ІВС неруйнівного контролю виробів з металів. | uk |
| dc.format.page | 22 л. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/6470 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 620.179.16 | uk |
| dc.title | Ультразвукові фазовані антенні решітки з підвищеною роздільною здатністю систем неруйнівного контролю виробів з металів | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | candidate | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.11.13 – прилади і методи контролю та визначення складу речовин | uk |