МЕТОД УЛЬТРАЗВУКОВОЇ ФАЗОВОЇ ДВОКООРДИНАТНОЇ РЕЄСТРАЦІЇ ІНФОРМАЦІЇ ДЛЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗОВАНОГО НЕРУЙНІВНОГО КОНТРОЛЮ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1970.65(1).2023.283426Ключові слова:
визначення координат датчика, фазовий метод, система залишкових класів, автоматизовані системи неруйнівного контролюАнотація
Стаття присвячена питанню удосконалення координатної реєстрації інформації в засобах автоматизованого неруйнівного контролю. Існуючі системи безконтактної реєстрації просторового положення датчиків неруйнівного контролю здебільшого орієнтовані на використання сигнальних полів різної фізичної природи, до прикладу акустичного чи оптичного, які створюються в околі положення цих датчиків, та амплітудних методів оброблення сигналів. Останні не забезпечують необхідної точності визначення координат у разі використання малоапертурних датчиків неруйнівного контролю.
В основу запропонованого технічного рішення покладено метод трилатерації. Визначення відстаней між випромінювачем, який конструктивно поєднаний з датчиком, та двома приймачами ультразвукових коливань здійснюється фазовим методом. Цей метод забезпечує підвищену точність визначення координат датчика. Усунення багатозначності фазових вимірювань ґрунтується на поєднанні багаточастотного методу та числової системи залишкових класів. Це дає змогу мінімізувати вірогідність некоректного розв’язання неоднозначності результатів фазових вимірювань відстані та забезпечити високу точність визначення координат (з абсолютною похибкою порядку мм). Наведено ідею методу та основні розрахункові формули, які надають змогу визначити модулі числової системи залишкових класів та значення робочих частот ультразвукових коливань. Узгодження дискретів визначення фазових зсувів сигналів з модулями числової системи залишкових класів на різних робочих частотах дає змогу звести розв’язання неоднозначності результатів фазових вимірювань до задачі відновлення цілих чисел в позиційній системі числення з їх представленням залишками в числовій системі залишкових класів. Розглянуто механізм виникнення грубих похибок відновлення цілих чисел. Запропоновано алгоритм усунення цієї похибки. В цілому коректність алгоритму визначення координат датчика підтверджена результатами комп’ютерного моделювання. Розглянутий метод двокоординатної реєстрації інформації може бути використаний як при розробці нових автоматизованих засобів неруйнівного контролю, так і для вдосконалення існуючих, які передбачають ручний метод сканування поверхні об’єктів контролю.
Посилання
S.M. Maievskyi, K.M. Sieryi, Koordynatna reiestratsiia informatsii v defektoskopii. Lviv. Fizyko-mekhanichnyi instytut im. H.V. Karpenka NAN Ukrainy, seriia Fizychni metody ta zasoby kontroliu seredovyshch, materialiv ta vyrobiv, 2011. (In Ukrainian)
O.V. Derhunov, Yu.V. Kuts, “Metody reiestratsii koordynat v defektoskopii”, Systemy obrobky informatsii, №5 (121), s.31-35, 2014. (In Ukrainian)
S.M.Maievskyi, Fazovymiriuvalni systemy neruinivnoho kontroliu. Kyiv, Ukraine: KPI im. Ihoria Sikorskoho, 2018. (In Ukrainian)
Albert S. Birks, Robert E. Green, Nondestructive Testing Handbook. Second edition. ASNDT, 1991.
Guoliang Ye, Ben Neal , Alex Boot , Vassilios Kappatos , Cem Selcuk, Tat-Hean Gan. “Development of an ultrasonic NDT system for automated insitu inspection of wind turbine blades”, 7th European Workshop on Structural Health Monitoring, La Cité, Nantes, France, pp.826-833, 2014.
S.M. Maievskyi, K.M. Sieryi. Bezkontaktne vyznachennia koordynat vymiriuvalnoho peretvoriuvacha defektoskopu u protsesi kontroliu, Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «Kharkivskyi politekhnichnyi instytut». Tematychnyi vypusk: Prylady ta metody neruinivnoho kontroliu, Kharkiv: NTU «KhPI», № 14, s. 3-10, 2009. (In Ukrainian)
V.P. Babak, S.V. Babak, V.S. Berehun, I.V. Bohachev, O.V. Harmash, V.S Yeremenko, O.I. Krasilnikov, Yu.V. Kuts, T.A. Polobiuk, L.M. Shcherbak, Informatsiine zabezpechennia monitorynhu obiektiv teploenerhetyky. Kyiv, Ukraine: TOV «Polihraf-Servis», 2015. (In Ukrainian)
V.M. Uchanin, Nakladni vykhrostrumovi peretvoriuvachi podviinoho dyferentsiiuvannia. Lviv: SPOLOM, 2013. (In Ukrainian)
Y.E. Kynkulkyn, V.D.Rubtsov, M.A. Fabryk, Fazovyi metod opredelenyia koordynat. Moscow, USSR: Sov.radyo, 1979. (In Russian)
V.M. Lobachev, Radioelektronnaia heodeziia. Moscow, USSR: Nedra, 1980. (In Russian)
V. P. Babak, S. V. Babak, V. S. Eremenko, Y. V. Kuts, M. V. Myslovych, L. M. Scherbak, A. O. Zaporozhets, Models and Measures in Measurements and Monitoring. Cham (Switzerland), Springer International Publishing, 2021. DOI: 10.1007/978-3-030-70783-5.
S. Lawrence Marple, Jr. “Computing the Discrete-Time ”Analytic” Signal via FFT”, IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 47(9), pp. 2600–2603, 1999.
Alexander D. Poularikas, Transforms and Appli-cations Handbook. London, CRC Press LLC, Taylor & Francis Group, Boca Raton, New York, 2010.]
N. Fisher, Statistical Analysis of Circular Data. New York, Cambridge University Press, 2000.
Y.Ia. Akushskyi, D. Y. Yudytskyi, Mashynnaia aryfmetyka v ostatochnykh klassakh. Moscow, USSR: Sov. Radyo, 1968. (In Russian)
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 CC BY 4.0
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторське право на публікацію залишається за авторами.
Автори можуть використовувати власні матеріали в інших публікаціях за умови посилання на збірник наукових праць "Вісник Київського політехнічного інституту. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ" як на перше місце видання та на Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» як на видавця.
Автори публікують свої статті в збірнику на умовах ліцензії Creative Commons:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи.
Видавець (КПІ ім. Ігоря Сікорського) має право за будь-якого використання цього видання зазначати своє ім'я або вимагати такого зазначення.
Редакційна колегія залишає за собою право розміщувати опубліковані в збірнику статті в різних інформаційних базах для надання відкритого доступу до матеріалів з метою популяризації наукових досліджень та підвищення цитованості авторів.
