Методология формирования акустических сигналов с заданными параметрами в системах измерения и контроля тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, доктор наук Коновалов Сергей Ильич
Коновалов Сергей Ильич
доктор наук
2023
- Специальность ВАК РФ00.00.00
- Количество страниц 389
Оглавление диссертации доктор наук Коновалов Сергей Ильич
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ НАПРАВЛЕНИЙ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ И ИЗМЕРЕНИЙ
1.1 Анализ архитектуры и путей совершенствования современных систем ультразвукового контроля
Выводы по подразделу
1.2 Подходы к разработке систем УЗК высокого разрешения
1.2.1 Реализация широкополосных импульсных ПЭП систем УЗК на базе конструктивных особенностей и входных электрических воздействий
1.2.2 Физическое обоснование подходов к проектированию широкополосных ПЭП систем измерений и контроля
Выводы по подразделу
Выводы к разделу
2 МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ИМПУЛЬСНОГО РЕЖИМА РАБОТЫ МНОГОСЛОЙНЫХ ПЭП И СИСТЕМ ИЗЛУЧЕНИЯ-ПРИЕМА
НА ИХ ОСНОВЕ
2.1 Математическая модель импульсного режима работы пластинчатого ПЭП
2.1.1 Синтез короткого зондирующего сигнала с помощью пластинчатых пьезокерамических преобразователей, имеющих демпфер
и согласующий слой
2.1.2 Влияние малых отклонений параметров согласующего слоя от оптимальных значений на длительность излучаемых
пьезопластиной сигналов
2.1.3 Зависимость длительности зондирующего сигнала, излучаемого пьезопластиной, от параметров демпфера и контактного слоя
2.1.4 Расчет частотной характеристики и исследование импульсного режима работы многослойного пластинчатого преобразователя при его нагрузке на твердую среду
2.1.5 Исследование влияния степени демпфирования пьезопластины
на длительность акустического импульса на выходе многослойного пьезопреобразователя
2.1.6 Исследование импульсного режима работы многослойного ПЭП
с учетом протектора и асимметрии акустических свойств контактных слоев
2.1.7 Влияние конструктивных особенностей пластинчатого многослойного ПЭП на длительность зондирующего сигнала
2.1.8 О рациональном выборе параметров протекторов
пластинчатых пьезопреобразователей
Выводы к подразделу
2.2 Математическая модель импульсного режима работы системы излучения-приема
2.2.1 О расширении полосы пропускания системы излучения-приема за счет разнесения рабочих частот излучающего и приемного пьезопреобразователей
2.2.2 О получении импульсов малой длительности на выходе системы излучения-приема, состоящей из пьезокерамических преобразователей
2.2.3 Сравнение возможностей получения сигналов малой длительности в системе излучения-приема за счет применения различных сочетаний пьезоматериалов для излучателя
и приемника
Выводы к подразделу
2.3 Анализ характеристик ПЭП, необходимых для электрического
согласования с генератором
2.3.1 О частотах резонанса и антирезонанса пластинчатого пьезокерамического преобразователя
2.3.2 Входной электрический импеданс широкополосного
пластинчатого пьезопреобразователя
2.3.3 Определение КПД широкополосного ПЭП с учетом
механических и диэлектрических потерь
Выводы к подразделу
2.4 Направленность демпфированного пластинчатого ПЭП
в импульсном режиме
Выводы к подразделу
Выводы к разделу
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ИМПУЛЬСНОГО РЕЖИМА РАБОТЫ ПЬЕЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ
КОРРЕКТИРУЮЩИМИ ЦЕПЯМИ
3.1 Математическая модель импульсного режима работы пластинчатого пьезоизлучателя с электрическими корректирующими цепями
3.2 Математическая модель импульсного режима работы пластинчатого приемного пьезопреобразователя с электрическими корректирующими
цепями
3.3 Математическая модель импульсного режима работы системы излучения-приема. Синтез сигнала малой длительности на выходе
системы за счет применения электрических корректирующих цепей
3.4 Сокращение длительности зондирующего сигнала на выходе ПЭП при подключении к нему различных комбинаций электрических
элементов Ж-цепей
3.5 Влияние коэффициента электромеханической связи пьезоматериала на длительность зондирующего сигнала на выходе ПЭП с
корректирующей электрической цепью
3.6 Влияние электрической цепи и параметров контактного слоя на длительность зондирующего сигнала при нагрузке ПЭП
на твердую среду
3.7 Синтез зондирующего сигнала малой длительности за счет демпфирования пьезоэлемента и подключения к нему
индуктивно-резистивных цепей
3.8 Снижение длительности зондирующего сигнала при нагрузке многослойного преобразователя на твердую среду за счет демпфирования или подключения электрической корректирующей
цепи
3.9 Пример расчета длительности зондирующего сигнала при последовательном и параллельном соединении элементов
индуктивно-резистивной цепи
Выводы по разделу
4 МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ИМПУЛЬСНОГО РЕЖИМА РАБОТЫ ПЭП НА ОСНОВЕ МЕТОДИК КОРРЕКЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, ВОЗБУЖДАЮЩИХ ПЭП
4.1 Оценка параметров зондирующего сигнала спектральным методом
при возбуждении ПЭП электрическими сигналами различной длительности... 256 Выводы по подразделу
4.2 Математическая модель импульсного режима работы ПЭП
при его возбуждении электрическими сигналами специальной формы
4.2.1 Методика расчета переходного процесса в пьезоизлучателе методом Даламбера
4.2.2 Методика снижения длительности переходного процесса
в демпфированной пьезопластине на основе компенсирующих электрических сигналов
4.2.3 Синтез коротких акустических сигналов для решения задач зондирования при иммерсионном контроле
4.2.4 Синтез коротких импульсов на выходе системы излучения-приема при возбуждении излучателя электрическими импульсами специальной формы
4.2.5 О корректности применения метода Даламбера к анализу импульсного акустического сигнала на выходе пьезоизлучателя
Выводы по подразделу
Выводы по разделу
5 АЛГОРИТМ И МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПЭП
5.1 Алгоритм расчета и проектирования ПЭП
5.1.1 Методика определения импульсных характеристик
акустического тракта иммерсионного дефектоскопа
5.1.2 Исследование формы импульса при нагрузке пластинчатого
ПЭП на твердое тело
5.1.3 Экспериментальное исследование формы зондирующего импульса
при возбуждении излучателя сигналами специальной формы
5.1.4 Сравнение результатов, полученных при теоретическом, численном
и экспериментальном изучении работы системы излучения-прием
5.2 Подходы к проектированию импульсных ПЭП для систем УЗК
высокого разрешения
Выводы по разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Патент на изобретение №2150109 Ультразвуковой
преобразователь
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Технологическая инструкция по изготовлению пьезоэлектрических преобразователей дефектоскопической установки
«ДУЭТ-5» для ультразвукового контроля толстолистового проката
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2015614835. Программа управления выходом
генератора для формирования электрического импульса специальной формы
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Патенты на полезные модели
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Акт внедрения результатов диссертационной работы
в ОАО «Меткомбинат «АЗОВСТАЛЬ»
ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Акт о внедрении результатов диссертационного
исследования в ООО «КУНЕТ»
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. Акт о внедрении методик расчета систем излучения-приема
на основе пьезоэлектрических преобразователей
ПРИЛОЖЕНИЕ З. Акт о внедрении результатов диссертационного
исследования в АО «НИИ мостов»
ПРИЛОЖЕНИЕ И. Акт о внедрении результатов диссертационного
исследования в АО «НПП «Радар ммс»
ПРИЛОЖЕНИЕ К. Акт об использовании результатов диссертационного
исследования в учебном процессе СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
ПРИЛОЖЕНИЕ Л. Акт об использовании результатов диссертационного исследования в научно-технической и опытно-конструкторской деятельности СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
НК - неразрушающий контроль
ЭАП - электроакустический преобразователь
ЭМАП - электромагнитно-акустический преобразователь
ПЭП - пьезоэлектрический преобразователь
СИП - система излучения-приема
КПД - коэффициент полезного действия
ХН - характеристика направленности
ТЛП - толстолистовой прокат
УЗК - ультразвуковой контроль
УЗД - ультразвуковая дефектоскопия
АЧХ - амплитудно-частотная характеристика
ФЧХ - фазо-частотная характеристика
НИР - научно-исследовательская работа
ОКР - опытно-конструкторская работа
НИОКР - научно-исследовательская и опытно-конструкторская работа
ЭВМ - электронно-вычислительная машина
ОК - объект контроля
РЧ - разнос частот
ТЗ - техническое задание
Алгоритм РП - алгоритм расчета и проектирования
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК
Исследование импульсного режима работы, разработка конструкции и технологии изготовления ультразвуковых преобразователей многоканальных дефектоскопов1999 год, кандидат технических наук Коновалов, Сергей Ильич
Разработка и создание ультразвуковых низкочастотных широкополосных мозаичных раздельно-совмещённых пьезопреобразователей с ограниченной апертурой2013 год, кандидат наук Синицын, Алексей Алексеевич
Волновые процессы распространения ультразвуковых сигналов в неоднородных гидроволноводах применительно к задачам неразрушающего контроля2008 год, кандидат технических наук Реука, Сергей Валерьевич
Развитие методов и разработка средств и способов ультразвукового контроля изделий с криволинейной поверхностью2004 год, доктор технических наук Ушаков, Валентин Михайлович
Анализ и оптимизация характеристик акустических пьезопреобразователей с произвольным соотношением размеров2002 год, доктор технических наук Ивина, Наталья Федоровна
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методология формирования акустических сигналов с заданными параметрами в системах измерения и контроля»
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Конкурентоспособность передовых стран на мировом рынке производства и потребления промышленной продукции во многом определяется уровнем развития средств неразрушающего контроля (НК) материалов, изделий и полуфабрикатов [1]—[10]. По данным [6] «затраты на контроль качества составляют в среднем 1-3% стоимости выпускаемой продукции, а в таких отраслях промышленности, как оборонная, атомная, а также аэрокосмическая, затраты на контроль качества возрастают до 12-15%. На контроль сварных соединений в судостроении расходуется 5% проконтролированных узлов и материалов, в ракетостроении 20%, в строительстве жилых и промышленных многоэтажных зданий (небоскребов) 1-1,5%, в строительстве трубопроводов большого диаметра и большой протяженности 10%, в котлостроении 12%. Указанные затраты быстро окупаются, т.к. благодаря неразрушающему контролю на всех этапах изготовления и приемки радикально повышается качество продукции, увеличивается ее надежность. Так, например, срок окупаемости затрат на неразрушающий контроль качества изделий электронной техники во многих случаях в 5-10 раз меньше срока окупаемости технологического оборудования». При этом необходимо отметить, что методы и средства акустических испытаний, основанные на регистрации параметров упругих колебаний при их взаимодействии с объектом исследования, получили чрезвычайно широкое распространение. Это связано с относительной простотой их реализации, дешевизной, безопасностью для персонала, возможностью обеспечения одностороннего доступа к контролируемому изделию и др. Ультразвуковая контрольно-измерительная аппаратура применяется в самых разнообразных областях науки и техники (дефектоскопия, медико-биологические исследования, подводная акустика, изучение физических свойств материалов, контроль геометрических размеров объектов, параметров их движения и т.д.). В настоящее время доля ультразвукового контроля среди других методов НК достигает 70-80% [7]. Этим обусловлен постоянно растущий интерес разработчиков аппаратуры НК к совершенствованию ее метрологических характеристик, что влечет за собой повышение достоверности результатов акустического метода НК. Тем самым, задача разработчиков является комплексной, включающей в себя необходимость улучшения как работы отдельных элементов электроакустического тракта, так и всей системы «генератор-излучатель-среда-приемник-система обработки сигнала» в целом. Решение этой непростой задачи базируется не только на совершенствовании конструктивных элементов системы, но и на согласовании элементов между собой, синтезировании входных и выходных электрических и акустических сигналов, анализе физических полей излучателя, приемника и др. Понятие «синтез» описывает последовательность действий, позволяющую получить сигнал с заранее заданными свойствами, на основе анализа свойств систем излучения-приема.
При всем разнообразии средств акустического контроля, общей чертой для них является наличие конструктивных элементов, предназначенных для преобразования электрической энергии в акустическую (в режиме излучения) и наоборот (в режиме приема). Упомянутую функцию выполняют электроакустические преобразователи (ЭАП). Их действие может быть основано на различных физических принципах. В настоящее время наибольшее распространение получили пьезоэлектрические преобразователи (ПЭП). В зависимости от области применения, с их помощью преобразуются разнообразные сигналы, которые могут отличаться по форме, амплитуде, спектральному составу. К ним могут предъявляться различные требования как частотного, так и динамического диапазона. В качестве примера можно отметить, что при исследовании физических свойств материалов преобразователи выполняют функции, требующиеся для решения спектрометрических задач. При решении задач, важных для ультразвуковой дефектоскопии, гидроакустики и медицинской диагностики, ПЭП преобразовывают сигналы, которые несут информацию локационного характера. Такие сигналы должны представлять собой импульсы малой длительности.
Многие ультразвуковые системы, в том числе, применяемые в ультразвуковой дефектоскопии, являются широкополосными. Отсюда вытекает и требование к широкополосности пьез-опреобразователей, входящих в их состав. В связи с этим, важное значение приобретают их передаточные функции или импульсные переходные характеристики. Они определяют широкополос-ность и эффективность электромеханического преобразования в излучении, а также чувствительность в режиме приема сигналов. В отличие от гидроакустики коэффициент полезного действия (КПД) преобразователей не играет для ультразвуковой дефектоскопии первостепенной роли. Однако, это не снижает важности согласования ПЭП с электронной схемой и со средой, которая является акустической нагрузкой. Данный вопрос важен в режимах излучения и приема, поскольку в значительной мере этим обстоятельством определяется чувствительность и широкополосность.
Теории работы пьезоэлектрических преобразователей, их проектированию и разработке конструкций, технологии изготовления, а также описанию методик испытания различных параметров ПЭП посвящено огромное количество работ. Накопленный мировой опыт обобщен в публикациях российских и зарубежных исследователей. В качестве примера таких работ достаточно упомянуть лишь некоторые из них [11]—[44]. В упомянутых и многих других публикациях показано, что особенно важными характеристиками ПЭП являются длительность и амплитуда импульсных сигналов, излучаемых и принимаемых ими, чувствительность ПЭП в импульсном режиме, а также их направленные свойства. Указанные характеристики определяют важнейшие параметры ультразвуковой дефектоскопии изделий (мертвая зона, диапазон контролируемых толщин, разрешающая способность, уровень реверберационных шумов, шаг сканирования и др.).
Вопросами исследования импульсных режимов работы ПЭП в разные годы занимались многие отечественные и зарубежные специалисты: Харкевич A.A., Пономарев П.В., Яблоник A.M., Меркулов Л.Г., Горбунов A.K, Козина О.Г., Макаров Е.И., Filipczynski L, Cook R.C., Евдокимов H.A., Касаткин БА., Павин КЯ., Мельканович A. Ф., Фирсуков A.A., Кушкулей A.M., Кондратьев АИ., Перлатов В.Г., Глазачева Г.П., Барышев С.Е., Jacobson E. H., Redwood M., Freedman A., Голубев A.C., Дианов Д.Б., Меркулова В.М., Кузьменко A. Г., Задириенко И. М., Степанов Б.Г., Газарян Ю. Л., Гитис М. Б., Кескюла A^., Спектор Ю.И., Пастернак В.Б., Бордю-гов Г.Т., ^тов И.Я., Winter T. G., Pereira J., Bednar JB., Persson H., Foster F. S., Hunt J.W., Hole' S., Lewiner J., Auphan M., Dormont H., Yamada K., Salazar J., Turo Antoni, Chavez Juan A., Stepanishen P R., Домаркас В.И., Кажис Р.-И.Ю., Brown A.F., Weight J.P., Бархатов ß.A., Ермолов И.К, Лапин Ю.В., Стасеев В.Г., Химунин A.C., Львова ЕА., Праницкий A.A., Зонов И.В., Бархатов ВА., Балабаев С.М., Ивина КФ., Schomer P. O., Guyomar D., Powers J., Данилов В.К, Воронков В.A., Ушаков В.М., Королев В.Д., Бабаев A3., Лейко A. Г., Савин В.Г., Fukuda M., Nishihira M., Imano K., Григорьев M.A., Толстиков A. В., Швроцкая Ю.К, Королев М.В., Карпельсон A£. Desilets C.S., Fraser J.D., Pequette J.C., Forsythe S.E., Потапов АИ., Поляков В.Е., Сборовский A.K., Сясько ВА., Мартыненко A.В. и многие другие.
Конечной целью, к которой стремятся разработчики аппаратуры ультразвукового контроля, предназначенной для решения задач локационного характера, является уменьшение протяженности мертвой зоны, повышение лучевой и фронтальной разрешающих способностей, повышение точности определения координат дефектов. Это возможно не только за счет применения средств обработки сигнала, но и за счет улучшения свойств самого пьезопреобразователя (без качественного преобразователя не будет и качественного сигнала, который подлежит обработке). Достижение этого результата возможно лишь при всестороннем исследовании потенциальных возможностей преобразователя.
Эффективным путем решения задачи массового выпуска металла гарантированного качества является широкое распространение на металлургических заводах автоматизированных средств неразрушающего контроля. Среди методов и средств ^ИК сплошности мелаллопродукции, в том числе и толстолистового проката (ТЛП), ультразвуковая дефектоскопия занимает одно из ведущих направлений. Увеличению ее значимости способствует необходимость роста производства и потребления ТЛП особо ответственного назначения (судостроительная, энергетическая, авиационная и другие отрасли промышленности, а также производство труб большого диаметра для газопроводов и нефтепроводов). Разработка новых принципов ультразвуковой дефектоскопии, отвечающих требованиям высокочувствительного ультразвукового автоматизированного контроля горячекатаных листов, в течение многих лет осуществлялась на кафедре электроакустики и ультразвуковой техники СПбГЭТУ «ЛЭТИ». Результатом этого стало создание серии уни-
фицированных установок типа ДУЭТ [45]-[48]. Можно отметить, что в многоканальных системах НК горячекатаного ТЛП, реализующих теневой и эхосквозной методы контроля, акустические системы содержат порядка 100 - 500 излучающих и приемных пьезопреобразователей, подключенных к электронным каналам. Иллюстрацией к сказанному может служить дефектоскопическая установка ДУЭТ-4, внедренная на заводе «АЗОВСТАЛЬ» (г. Мариуполь) в 1982 году. В ней контролируемый лист, ширина которого может достигать 3600 мм, перемещается в иммерсионной ванне между излучающей и приемной линейками, имеющими 384 пары ПЭП. Для возбуждения зондирующих сигналов используются 32 высокочастотных генератора. К каждому из генераторов подключено по 12 излучающих преобразователей. Для обработки принятых сигналов используются 12 усилительно-регистрирующих блоков, к каждому из которых подключено по 32 преобразователя. В установке ДУЭТ-4 контроль осуществляется одновременно теневым и эхоск-возным методами.
Возможность улучшения характеристик многоэлементного дефектоскопа, а значит и повышения качества производимой продукции, во многом определяется качеством входящих в состав акустической системы пьезопреобразователей, применяемых для излучения и приема акустических сигналов. При этом важное значение приобретают исследования, связанные с изучением возможностей формирования пьезопреобразователями импульсных ультразвуковых сигналов с заданными параметрами (длительностями и амплитудами). Успешное решение этой задачи дает возможность создания многоэлементных систем с повышенной стабильностью, использование которых необходимо для построения контрольно-измерительной аппаратуры ультразвуковой дефектоскопии.
К пьезопреобразователям, работающим в составе акустических систем установок ДУЭТ, предъявляются специфические требования. Они определяются применяемыми методами, необходимой чувствительностью контроля, сплошностью контроля, количеством каналов, типом ввода ультразвука в контролируемый объект и т. д. К таким ПЭП в режиме сквозного прозвучивания предъявляются высокие требования по обеспечению малой длительности принятого импульса на заданном уровне. Необходимость этого объясняется стремлением к повышению разрешающей способности аппаратуры НК, снижению протяженности мертвой зоны, точности определения координат дефектов. Помимо сказанного необходимо соблюдение высокой идентичности свойств всех ПЭП в акустической системе, что диктуется большим количеством ПЭП, входящих в состав излучающих и приемных акустических линеек. Стоит упомянуть также, что преобразователи могут работать в тяжелых эксплуатационных условиях, что способствует выходу их из строя. Замена их новыми ПЭП не должна сказываться на качестве контроля. Это возможно лишь при отработанной технологии изготовления ПЭП, позволяющей достигать высокой степени идентичности параметров преобразователей. Немаловажную роль играет и себестоимость их изготовления. Ре-
шение упомянутых задач возможно на основе целенаправленного выбора конструктивных и технологических решений при проектировании и изготовлении пьезоэлектрических преобразователей, что способствует обеспечению необходимых метрологических характеристик зондирующего импульса.
Многоэлементные комплексы ультразвукового контроля российских и зарубежных производителей, как правило, формируются из серийных преобразователей, идентичных друг другу по свойствам. Если в подобном многоэлементном комплексе применяются элементы (преобразователи), действие которых основано на пьезоэффекте, то они в Российской Федерации классифицируются в соответствии с ГОСТ Р 55725-2013 «Контроль неразрушающий. Преобразователи ультразвуковые пьезоэлектрические. Общие технические требования». Классификация осуществляется по следующим признакам:
1. по способу осуществления акустического контакта:
- контактные;
- иммерсионные.
2. по направлению ввода акустических волн в исследуемый объект:
- прямые;
- наклонные;
- комбинированные.
3. по электроакустическому исполнению:
- совмещенные;
- раздельно-совмещенные.
4. по наличию фокусировки:
- фокусирующие;
- нефокусирующие.
5. по основному типу применяемых волн:
- продольных волн;
- поперечных волн;
- поверхностных волн;
- головных волн.
Аналогичной классификации придерживаются и зарубежные производители ПЭП (например, Sonotec, Olympus, Karl Deutsch) для ультразвуковой дефектоскопии [49]-[51]. Задачи создания многоэлементных систем в нашей стране и за рубежом по этой причине схожи и упираются в необходимость создания сигналов заданной формы на выходе каждого из элементов. Решение подобной задачи требует рассмотрения для излучателя и приемника следующих цепочек: «электрический возбуждающий сигнал-ПЭП-акустический сигнал» и «акустический сигнал-ПЭП-
электрический сигнал». Для рассмотрения всей системы излучения-приема требуется совмещение этих двух цепочек. Концептуально формирование заданного выходного сигнала может строиться на управлении формой возбуждающего электрического/акустического сигнала и/или набором конструктивных механических и электрических составляющих ПЭП. Решение этой задачи подразумевает разработку методологии1 построения ПЭП и систем излучения-приема на их основе, включающей в себя совокупность согласованных методов, методик, алгоритмов, критериев, позволяющих найти подходы к конструированию новых и совершенствованию уже существующих импульсных ПЭП, обеспечивающих повышение предельной чувствительности ультразвуковых дефектоскопов к дефектам. Методы повышения предельной чувствительности ультразвуковых дефектоскопов к дефектам базируются на синтезе зондирующих акустических сигналов ПЭП с заданными свойствами на основе методик коррекции конструктивных элементов ПЭП, внешних электрических цепей, а также электрических сигналов, возбуждающих ПЭП. Под методикой в тексте диссертации подразумевается, как правило, некий готовый «рецепт», алгоритм, процедура для проведения каких-либо нацеленных действий. Методика отличается от метода конкретизацией приёмов и задач и основана на определенных алгоритмах расчета и конструирования ПЭП, а также содержит конкретный выбор критериев.
Среди направлений исследований, результаты которых могут способствовать улучшению качества ПЭП (коррекцию их свойств), можно выделить следующие:
• Влияние электрических сигналов, возбуждающих ПЭП, на форму импульсных сигналов на их выходе.
• Влияние конструктивных элементов ПЭП на форму импульсных сигналов на выходе
ПЭП.
• Влияние корректирующих электрических цепей, подключаемых к электрической стороне ПЭП, на форму импульсных выходных сигналов.
В настоящей работе излагаются основные результаты исследований по перечисленным направлениям. Изучение данных вопросов проводилось в течение длительного времени на кафедре электроакустики и ультразвуковой техники Санкт-Петербургского государственного электротехнического университете «ЛЭТИ». Работа посвящена методологии развития методов и
1Под методологией обычно понимают прежде всего методологию научного познания, т. е. учение о принципах построения, формах и способах научно-познавательной деятельности. Методология науки даёт характеристику компонентов научного исследования - его объекта, предмета анализа, задачи исследования (или проблемы), совокупности исследовательских средств, необходимых для решения задачи данного типа, а также формирует представление о последовательности движения исследователя в процессе решения задачи [Большая Советская Энциклопедия].
средств зондирования жидких и твердых сред с использованием импульсных режимов работы пьезоэлектрических преобразователей и систем излучения-приема.
Объект исследования - ультразвуковые дефектоскопы с системами излучения-приема на основе импульсных пьезоэлектрических преобразователей, предназначенные для повышения их предельной чувствительности к дефектам.
Предмет исследования - компоненты информационного, методического, инструментального, метрологического и программно-алгоритмического обеспечения импульсных пьезоэлектрических преобразователей и систем излучения-приема ультразвуковых дефектоскопов, предназначенные для повышения их предельной чувствительности к дефектам.
Цель диссертационной работы. Научное обоснование и создание методологии проектирования ультразвуковых дефектоскопов с улучшенными метрологическими характеристиками с СИП на основе импульсных ПЭП, с применением согласованной совокупности методов и методик коррекции конструктивных элементов ПЭП, внешних электрических цепей, электрических сигналов, возбуждающих ПЭП, а также критериев, обеспечивающих достижение предельной чувствительности к дефектам.
Эффективность повышения предельной чувствительности к дефектам в значительной степени определяются такими характеристиками дефектоскопов как лучевая и фронтальная разрешающие способности к ним, размеры мертвой зоны, точность определения их координат.
Задачи исследования. Для достижения указанной цели необходимо решить следующие
задачи:
1. Провести анализ влияния отдельных узлов СИП на характеристики всей СИП в целом. Научно обосновать методологию исследования, базовые принципы и концепции построения импульсных ПЭП и СИП при нагрузке на жидкие и твердые среды.
2. Разработать математические модели импульсного режима работы многослойных ПЭП, методы, алгоритмы и методики их расчета, позволяющие проводить синтез зондирующих акустических сигналов с заданными свойствами, при возбуждении преобразователя импульсом электрического напряжения. Разработать критерии и методы оценки эффективности работы импульсных ПЭП.
3. Разработать метод и методику расчета переходных процессов в СИП, нагруженных на жидкие среды, с использованием электрических компенсирующих импульсов.
4. Разработать алгоритм и методики проектирования импульсных ПЭП для задач не-разрушающего акустического контроля, а также подтвердить работоспособность методик проектирования ПЭП методами имитационного и натурного моделирования.
5. Провести разработку образцов систем излучения-приема ультразвуковых дефектоскопов с использованием полученных научных результатов и провести экспериментальные исследо-
вания их характеристик для оценки достоверности научных результатов и положений диссертации, корректности разработанных моделей, методов и критериев, работоспособности предложенных методик.
Методы исследования. Задачи диссертационной работы решены на основе апробированных методов исследований: математической физики, интегрального исчисления, а также численных методов расчета, математического моделирования, прикладной статистики и интерпретации статистических данных. Экспериментальные исследования проводились путем имитационного (компьютерного) и натурного моделирования сигналов ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей.
Научная новизна. В диссертации получили развитие принципы построения импульсных ПЭП и СИП ультразвуковых дефектоскопов, на их основе предложены информационное, методическое, инструментальное, программно-алгоритмическое обеспечение, совокупность которых можно определить, как создание расчетных, технических и технологических решений, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие страны.
Новые научные результаты:
1. Методология проектирования импульсных ПЭП ультразвуковых дефектоскопов с заданными параметрами излучаемого акустического сигнала для повышения их предельной чувствительности к дефектам:
- основанная на системном анализе особенностей процессов преобразования электрического сигнала малой длительности в акустический и влияния различных факторов на точность формирования акустического импульса с заданными характеристиками;
- использующая комплекс методов и методик для расчета элементов акустических преобразователей систем излучения-приема, коррекции формируемых электрических сигналов возбуждения, искажений излучаемых и принимаемых акустических сигналов;
- способствующая повышению предельной чувствительности ультразвуковых дефектоскопов к дефектам.
2. Модели, метод и методики расчета импульсного режима работы многослойных ПЭП, позволяющие генерировать зондирующие акустические сигналы с заданными свойствами:
- основанные на применении метода эквивалентных схем и спектральном методе Фурье;
- отличающиеся от известных моделей, алгоритмов и методик расчета импульсного режима работы многослойных ПЭП одновременным учетом влияния его конструктивных особенностей (электрические цепи, контактный слой, протектор, демпфер) на характеристики зондирующих акустических сигналов;
- обеспечивающие синтез зондирующих акустических сигналов с заданными свойствами, что приводит к возможности управления такими характеристиками импульсных многослойных ПЭП, как разрешающая способность к минимально выявляемым дефектам, размеры мертвой зоны, точность определения координат дефектов, и повышению достоверности результатов акустического неразрушающего контроля материалов и изделий.
3. Метод и методика расчета переходных процессов в СИП, нагруженных на жидкие среды, с использованием электрических компенсирующих импульсов:
- основанные на применении метода Даламбера;
- обеспечивающие синтез зондирующих акустических сигналов с заданными амплитудой и длительностью.
4. Критерии и методы оценки эффективности работы импульсных ПЭП:
- критерий получения минимальной длительности зондирующего импульса на выходе ПЭП с согласующим слоем в зависимости от формы его АЧХ;
- критерий оптимальности разноса частот излучателя и приемника в СИП для многоканальных средств неразрушающего контроля;
- минимальная длительность электрического импульса на выходе системы излучатель-приемник с четвертьволновыми согласующими слоями может быть получена для случая пьезокварц-пьезокварц, а наибольшая чувствительность для случая пьезокерамика-кварц.
Полученные научные результаты диссертационного исследования соответствуют пп. 1, 3 и 6 паспорта научной специальности 2.2.8 - Методы и приборы контроля и диагностики материалов, изделий, веществ и природной среды:
1. п.1. Научное обоснование новых и совершенствование существующих методов, аппаратных средств и технологий контроля, диагностики материалов, изделий, веществ и природной среды, способствующее повышению надёжности изделий и экологической безопасности окружающей среды.
2. п.3. Разработка, внедрение, испытания методов и приборов контроля, диагностики материалов, изделий, веществ и природной среды, способствующих повышению надёжности изделий и экологической безопасности окружающей среды.
3. п.6. Разработка математических моделей, алгоритмического и программно-технического обеспечения обработки результатов регистрации сигналов в приборах и средствах контроля и диагностики с целью автоматизации контроля и диагностики, подготовки их для внедрения в цифровые информационные технологий.
Личным вкладом автора является получение следующих результатов, изложенных в диссертации:
Все выносимые на защиту научные положения разработаны автором лично. Разработана методология проектирования импульсных ПЭП ультразвуковых дефектоскопов с заданными параметрами излучаемого акустического сигнала, основанная на комплексном учете информационного, методического, инструментального, программно-алгоритмического, метрологического обеспечения систем акустического контроля; математические модели, метод и методики расчета импульсного режима работы многослойных ПЭП, позволяющие проводить синтез зондирующих акустических сигналов с заданными свойствами, при возбуждении преобразователя импульсом электрического напряжения; метод и методика расчета переходных процессов в СИП, нагруженных на жидкие среды, с использованием электрических компенсирующих импульсов; критерии и методы оценки эффективности работы импульсных ПЭП; алгоритм и методики проектирования импульсных ПЭП для задач неразрушающего акустического контроля.
Достоверность научных положений и выводов подтверждается широкой и длительной апробацией методов расчета, методик и алгоритмов проектирования импульсных пьезоэлектрических преобразователей ультразвуковых дефектоскопов с заданными параметрами излучаемого акустического сигнала, результатами их натурных испытаний в системах акустического контроля и диагностики; согласованностью теоретических результатов с результатами проведенных экспериментов.
Похожие диссертационные работы по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК
Многоэлементная акустическая микроскопия2022 год, доктор наук Титов Сергей Александрович
Высокоэффективные сканирующие системы для электромагнитно-акустической дефектоскопии длинномерных ферромагнитных объектов с большой толщиной стенки2019 год, кандидат наук Михайлов Алексей Вадимович
Измерение полей ультразвуковых медицинских преобразователей методами акустической голографии и оптической визуализации2007 год, кандидат физико-математических наук Смагин, Михаил Александрович
Алгоритм пространственно-временной обработки эхо-сигналов при скоростной дефектоскопии рельсов железнодорожного пути2013 год, кандидат наук Угольков, Андрей Викторович
Влияние конструктивных параметров многоэлементных фазированных преобразователей на формирование акустических полей2015 год, кандидат наук Мышкин Андрей Владимирович
Список литературы диссертационного исследования доктор наук Коновалов Сергей Ильич, 2023 год
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Неразрушающий контроль: справ.: в 7 т. / под общ. ред. В. В. Клюева. Т. 3. Ультразвуковой контроль. - М.: Машиностроение, 2004. - 864 с.
2. Алешин Н.П. Физические методы неразрушающего контроля сварных соединений. Учебное пособие - М.: Машиностроение, 2006. - 366 с.
3. Неразрушающий контроль. В 5 кн. /И.Н.Ермолов, Н.П.Алешин, А.И Потапов; под ред. В.В.Сухорукова. - М. Высш. шк., 1991.
4. Щербинский В.Г. Технология ультразвукового контроля сварных соединений. - М.: Изд-во «Тиссо», 2003.
5. Кретов В.Ф. Ультразвуковая дефектоскопия в энергомашиностроении. учебное пособие -СПб.: Изд-во «СВЕН», 2011.
6. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. В 2-х кн. Под ред. В.В. Клюева. Кн. 1. - М.: Машиностроение, 1976.
7. Методы акустического контроля металлов / Н.П. Алешин, В.Е. Белый, А.Х. Вопилкин и др.: Под ред. Н.П. Алешина. - М.; Машиностроение, 1989. - 456 с.
8. Поляков В.Е., Потапов А.И., Сборовский А.К. Ультразвуковой контроль качества конструкций. - Л.: Судостроение, 1978. - 200 с.
9. Потапов А.И., Сясько В.А. Неразрушающие методы и средства контроля толщины покрытий и изделий / Научное, методическое и справочное пособие. - СПб. 2009. - 904 с.
10. Ультразвуковой и рентгеновский контроль отливок / Е.А. Гусев, А.Е. Карпельсон, В.Н. Потапов и др. - М.: Машиностроение, 1990. - 208 с.
11. Ультразвуковые преобразователи / под ред. Е. Кикучи; пер. с англ. М.: Мир, 1972. -
424 с.
12. Берлинкур Д., Керран Д., Жаффе Г. Пьезоэлектрические и пьезомагнитные материалы и их применение в преобразователях // Физическая акустика / под ред. У. Мэзона; пер. с англ.; Т. 1. ч. А. М.: Мир, 1966. С. 204-324.
13. Мэзон У. Пьезоэлектрические кристаллы и их применения в ультраакустике / пер. с англ. М.: Изд-во иностр. лит., 1952. - 449 с.
14. Домаркас В. И., Кажис Р.-И. Ю. Контрольно-измерительные пьезоэлектрические преобразователи. Вильнюс: Минтис, 1974. - 256 с.
15. Ультразвуковые преобразователи для неразрушающего контроля / под общ. ред. И. Н. Ермолова. - М.: Машиностроение, 1986. - 280 с.
16. Пьезокерамические преобразователи: справ. / В. В. Ганопольский, Б. А. Касаткин, Ф. Ф. Легуша и др.; под ред. С. И. Пугачева. - Л.: Судостроение, 1984. - 256 с.
17. Королев М. В., Карпельсон А. Е. Широкополосные ультразвуковые пьезопреобразовате-ли. - М.: Машиностроение, 1982. - 157 с.
18. Sachse Wolfgang, Hsu Nelson N.. Ultrasonic Transducers for Materials Testing and Their Characterization // Physical Acoustics / Ed. by Warren P. Mason and R. N. Thurston. 1979. Vol. 14. P. 277-406.
19. Fabrication and characterization of transducers / Emmanuel P. Papadakis, Clyde G. Oakley, Alan R. Selfridge et. al.; ed. by R. N. Thurston, Allan D. Pierce and Emmanuel P. Papadakis // Physical Acoustics. 1999. Vol. 24. P. 43-134.
20. Smith Warren. Measuring the Electrical Characteristics of Piezoelectric Devices. Ultrasonic Measurement Methods / Ed. by R. N. Thurston and Allan D. Pierce // Physical Acoustics. 1990. Vol. 19. P. 267-290.
21. Sherman Charles H., Butler John L. Transducers and Arrays for Underwater Sound. Springer, 2007. - 610 p.
22. Шарапов В. М., Мусиенко М. П., Шарапова Е. В. Пьезоэлектрические датчики / под ред. В. М. Шарапова. - М.: Техносфера, 2006. - 632 с.
23. Электроакустические преобразователи / В. М., Шарапов, И. Г. Mинаев, Ж. В. Сотула, И.Г. Куницкая; под ред. В. М. Шарапова. - М.: Техносфера, 2013. - 296 с.
24. Богуш М. В. Проектирование пьезоэлектрических датчиков на основе пространственных электротермоупругих моделей. - М.: Техносфера, 2014. - 312 с.
25. Radmanovich Milan D., Mancic Dragan D. Designing and modeling of the power ultrasonic transducers. A series of extraordinary and unique books recommended by MPI / University of Nis: Faculty of Electronics, 2004. - 198 p.
26. Морозов А. И., Проклов В. В., Станковский Б. А. Пьезоэлектрические преобразователи для радиоэлектронных устройств. - М.: Радио и связь, 1981. - 184 с.
27. Prokic M. Piezoelectric transducers modeling and characterization. Series of books recommended by MPI, 2004. - 266 p.
28. Богородский В.В., Зубарев Л.А., Корепин Е.А., Якушев В.И. Подводные электроакустические преобразователи (Расчет и проектирование) / Справочник. - Л.: Судостроение, 1983. - 248 с.
29. Ермолов И.Н., Вопилкин А.Х., Бадалян В.Г. Расчеты в ультразвуковой дефектоскопии (краткий справочник). Изд-во ООО НПЦ НК «ЭХО+». - М.: 2004. - 108 с.
30. Advanced Piezoelectric Materials. Science and Technology, 2nd ed.; K. Uchino. Ed.; Wood-head Publishing, 2017. - 830 p. (ISBN 978-0-85709-065-2)
31. Ultrasonic Transducers: Materials and Design for Sensors, Actuators and Medical Applications / Ed. K. Nakamura / Cambridge, United Kingdom: Woodhead Publishing Ltd. - 722 p. (ISBN 978-184569-989-5).
32. Кескюла А.Ю. Способы увеличения широкополосности акустического тракта дефектоскопических устройств // Дефектоскопия, 1975, №3, С. 50-61.
33. Хмелев В.Н., Шалунов А.В., Хмклкв С.С., Цыганок С.Н. Ультразвук. Аппараты м технологии / В.Н. Хмелев; Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. - Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2015. - 687 с.
34. Бушер М.К. Методы расчета параметров гидроакустических пьезокерамических преобразователей: Учеб. Пособие. - СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2010. - 99 с.
35. Прудько Н.Н., Пугачев С.И., Ганопольский В.В. Исследование влияния технологии изготовления на внутренние потери в составных пьезокерамических преобразователях // Сегнетоэлек-трики и пьезоэлектрики. - Калинин, 1981. С. 70-75.
36. Красавина М.А. Ультразвуковая металлизация электрофизической керамики / М.А. Красавина, С.И. Пугачев, Н.Г. Семенова. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2013. - 184 С.
37. Земляков В.Л. Методы и средства измерений в пьезоэлектрическом приборостроении: монография / В.Л. Земляков - Ростов н/Д: Изд-во ЮФУ, 2009. - 180 с. (Пьезоэлектрическое приборостроение. Т. 5.).
38. Источники мощного ультразвука / Под ред. Л.Д. Розенберга. М.: Наука, 1968. - 216 с.
39. Казанцев В.Ф. Расчет ультразвуковых преобразователей для технологических установок. - М.: Машиностроение, 1980. - 43 с.
40. Zhu B., Chan N.Y., Dai J., Shung K.K., Takeuchi S., Zhou Q. New fabrication of high-frequency (100-MHz) ultrasound PZT film kerfless linear array // IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control, 2013, Vol. 60, P. 854-857.
41. Ou-Yang J., Zhu B., Zhang Y., Chen S., Yang X., Wei W. New KNN-based lead-free piezoelectric ceramic for high-frequency ultrasound transducer applications // Appl. Phys. A, 2015, Vol. 118, P. 1177-1181.
42. Источники и первичные преобразователи для приборов неразрушающего контроля: учебное пособие / В.И. Борисов [и др.] - Могилев: Белорус.-Рос. Ун-т, 2019. - 320 с. (ISBN 978-985492-221-8).
43. Крячко В.М., Тихомиров Н.П. Акустические преобразователи: Учеб. пособие. - СПб: НИИХ СПбГУ, 2002. - 160 с. (ISBN 5-7997-0430-4).
44. Рытов Е.Ю. Ультразвуковое оборудование для интенсификации технологических процессов: учеб. пособие. - СПб.: Изд-во СПбГМТУ, 2019. - 84 с.
45. Веревкин В. М. Ультразвуковые установки ДУЭТ для контроля толстолистового проката // Дефектоскопия - 1982, № 1, С. 6-12.
46. Веревкин В.М. Разработка, исследование и промышленное применение эхо-сквозного метода для ультразвуковой дефектоскопии толстолистового проката: дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук / Л., «ЛЭТИ», 1992.
47. Установка ДУЭТ-5 для ультразвукового контроля толстолистового проката / В. М. Ве-ревкин, Н.Н. Егоров, Р.Н. Золотухо, В.А. Каширин, В.В. Ковалев, И.А. Кривочуров, В.К. Манчха, И.Э. Махов, А.А. Ряднов, С.В. Титов, К.Э. Тоом // Дефектоскопия - 1999, № 6, С. 68-77.
48. Аббакумов К.Е., Добротин Д.Д. Многоканальные ультразвуковые дефектоскопы. - СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2016. - 444 с. (ISBN 978-5-7629-2184-8).
49. [Электрон. ресурс]. Режим доступа:
https://www.sonotec.eu/products/ultrasonic-transducers-and-sensors/ultrasonic-transducers/
50. [Электрон. ресурс]. Режим доступа: https://www.olympus-ims.com/en/probes/
51. [Электрон. ресурс]. Режим доступа: https://www.karldeutsch.de/KD ECHOGRAPH Probes EN M1.html
52. Харитонов А.В. Теория электроакустических преобразователей: уч. пособ. - Л:. ЛЭТИ, 1978. - 63 с.
53. Дзенис В.В. Применение ультразвуковых преобразователей с точечным контактом для неразрушающего контроля. - Рига, Знание, 1987. - 262 с.
54. Шкарлет Ю.М. Бесконтактные методы ультразвукового контроля. - М.: Машиностроение, 1974. - 56 с.
55. Ультразвук. Маленькая энциклопедия. Главн. ред. И.П. Голямина. - М.: «Советская энциклопедия», 1979. - 400 с.
56. Козлов В.В. Поверка средств неразрушающего контроля. - М.: Изд-во стандартов, 1989. - 215 с.
57. Колесников А.Е. Акустические измерения. - Л.: Судостроение, 1983, - 256 с.
58. Колесников А.Е. Ультразвуковые измерения. - М.: Изд-во стандартов, 1982.
59. Глаговский Б. А., Московенко И. Б. Низкочастотные акустические методы контроля в машиностроении. - Л.: Машиностроение, 1977. - 208 с.
60. Гидроакустическая энциклопедия / под ред. В.И. Тимошенко. - Таганрог: Изд-во ТГРУ, 1999. - 787 с.
61. Гитис М. Б. Преобразователи для импульсной ультразвуковой дефектоскопии. Основные теоретические положения // Дефектоскопия, 1981, № 2, С. 65-84.
62. Ультразвуковые импульсные приборы контроля прочности материалов / М.В. Королев, Б.П. Стариков, А.Е. Карпельсон. - М.: Машиностроение, 1987. - 112 с.
63. Сажин В.В. Исаенко Ф.И., Константинов В.А. Механический демпфер для ультразвуковых искателей // Дефектоскопия, 1971, №3, С. 113-115.
64. Redwood M. Piezoelectric generation of an electrical impulse // J. Acoust. Soc. Am. 1961. Vol. 33, Is. 10. P.1386-1390.
65. Cook R. C. Transient and steady state response of ultrasonic piezoelectric transducers // IRE Conv. Rec. 1956. Vol. 4, Is. 9. P. 61-69
66. Голодаев Б.Г. Анализ влияния электрической нагрузки пьезопреобразователя на его добротность // Дефектоскопия, 1969, №1, С. 64-70.
67. Кескюла А. Ю., Спектор Ю. И. Влияние электромеханического демпфирования на добротность пьезопреобразователя // Дефектоскопия, 1973, № 1, С. 66-74.
68. Ермолов И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля. - М.: Машиностроение, 1981. - 240 с.
69. Степанов Б.Г. Пьезоэлектрические преобразователи стержневого и пластинчатого типов с амплитулно-фазовым возбуждением. Задачи синтеза и анализа. - СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2019. - 220 с.
70. Кузьменко А.Г., Степанов Б.Г. Гидроакустические преобразователи с заданными частотными и направленными свойствами // Изв. ГЭТУ, Сб. науч. тр.1997, Вып. 505, С. 45-54.
71. Алексеев Б.Н., Дианов Д.Б. О расширении полосы пропусканя пьезокерамических преобразователей с помощью переходных слоев // Акуст. журн. 1974, Т. 20, № 5, С. 663-668.
72. Шрайбер Д. С. Ультразвуковая дефектоскопия. - М.: Металлургия, 1965.
73. Задириенко И.М., Кузьменко А.Г. Излучение коротких акустических импульсов стержневыми пьезокерамическими преобразователями при возбуждении электрическими сигналами сложной формы // Акуст. журн. 1984, Т. 30, № 3, С. 328-330.
74. Найда С.А. Возбуждение коротких ультразвуковых импульсов недемпфированным пьезоэлектрическим преобразователем // Электроника и связь. Тем. вып. «Акуст приборы и сист», 2012, №2. С. 35-40.
75. Королев М.В., Карпельсон А.Е., Стариков Б.П. О работе резонансных пьезопреобразова-телей в режимах излучения и приема // Дефектоскопия, 1981, №12, С. 242-259.
76. Гитис М.Б. Преобразователи для импульсной ультразвуковой дефектоскопии. Конструирование преобразователей // Дефектоскопия, 1981, №3, 62-82.
77. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория упругости, - М.: Наука, 1965.
78. Пигулевский Е.Д., Яковлев Л.А. Механика сплошных сред (учебное пособие) - СПб: Изд. ЛЭТИ, 2005.
79. Redwood M. Transient performance of a piezoelectric transducer // J. Acoust. Soc. Am. 1961. Vol. 33, Is. 4. P. 527-536.
80. Redwood M. A study of wave forms in the generation and detection of short ultrasonic pulses // Appl. Mater. Res. 1963. Vol. 2, Is. 2. P. 76-84.
81. Пономарев П. В. Исследование некоторых вопросов подводного звукового видения: дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук / ЛЭТИ. Л., 1956.
82. Пономарев П. В. Переходные процессы в пьезовибраторах // Акуст. журн. 1957. Т.3, №3. С. 243-253.
83. Filipczynski L. Transient and the equivalent electrical circuit of the piezoelectric transducers // Acustica. 1960. Vol. 10. P. 149-154.
84. Меркулов Л.Г., Яблоник Л.М. Работа демпфированного пьезопреобразователя прт наличии нескольких промежуточных слоев // Акуст. журн. 1963. Т. 9, № 4. С. 449-459.
85. Работа пьезовибратора с двусторонней нагрузкой в импульсном режиме / Н. А. Евдокимов, Б. А. Касаткин, А. Ф. Мельканович, А. А. Праницкий // Дефектоскопия. 1969. № 2. С. 90-99.
86. Евдокимов Н. А., Касаткин Б. А., Мельканович А. Ф. Импульсный режим работы пьезовибратора // Дефектоскопия. 1969. № 6. С. 31-38.
87. Евдокимов Н. А., Касаткин Б. А., Мельканович А. Ф. Работа пьезовибратора через промежуточный слой в импульсном режиме // Дефектоскопия. 1971. № 5. С. 80-86.
88. Евдокимов Н. А., Касаткин Б. А., Мельканович А. Ф. Исследование импульного возбуждения пьезовибратора при иммерсионном способе контроля // Дефектоскопия. 1969. № 5. С. 36-40.
89. Евдокимов Н. А., Касаткин Б. А., Мельканович А. Ф.Исследование импульсной работы пьезовибратора при нерезонансном возбуждении //Дефектоскопия, 1972, № 1, С. 50-57.
90. Гитис М. Б., Цукерман О. А. Анализ переходных процессов в ударновозбужденном пье-зопреобразователе // VIII Всесоюзная конф. по неразрушающим методам и средствам контроля, Кишинев, 1977. С. 57-61.
91. Арсенин В.Я. Математичекая физика. Основные уравнения и специальные функции. -М.: Наука, 1861.
92. Владимиров В.С. Уравнения математической физики. - М.: Наука, 1971.
93. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. - М.: Изд-во МГУ, 1999, - 798 с.
94. Голубев А. С. Методы дефектоскопии материалов: учеб. пособие / ЛЭТИ. Л., 1968. -
102 с.
95. Голубев А. С. Преобразователи ультразвуковых дефектоскопов: учеб. пособие / ЛЭТИ. Л., 1986. - 80 с.
96. Дианов Д. Б., Кузьменко А. Г. Плоский пьезоэлектрический преобразователь в импульсных режимах работы // Основные задачи акустики в судостроении / ЛКИ. Л., 1969. С. 72-69.
97. Дианов Д. Б. О работе пьезопреобразователя в импульсном режиме // Изв. ЛЭТИ. 1968. Вып. 63. С. 114-126.
98. Газарян Ю. Л. О создании звукового импульса заданной формы при помощи пьезоэлектрической пластинки // Акуст. журн. 1958. Т. 4, № 1. С. 33-36.
99. Дианов Д. Б. Прохождение нестационарных звуковых сигналов через слоистые среды // Изв. ЛЭТИ. 1968. Вып. 63. С. 87-95.
100. Peterson R. G., Rosen M. Use of thick transducers to generate short-duration stress pulses in thin specimens // J. Acoust. Soc. Am. 1967. Vol. 41, Is. 2. P. 336-345.
101. Winter T. G., Pereira J., Bednar J. B. On driving a transducer to produce pulses shorter than the natural period of the transducer // Ultrasonics. 1975. Vol. 13, Is. 3. P. 110-112.
102. Persson H. Electric excitation of ultrasound transducers for short pulse generation // Ultrasound in medicine & biology. 1981. Vol. 7, Is. 3. P. 285-291.
103. Foster F. S., Hunt J. W. The design and characterization of short pulse ultrasound transducers // Ultrasonics. 1978. Vol. 16, Is. 3. P. 116-122.
104. Hole' S., Lewiner J. Single transducer generation of unipolar pressure waves // Appl. Phys. Lett. 1996. Vol. 69, Is. 21. P. 3167-3169.
105. Auphan M., Dormont H. Pulsed acoustic radiation of plane damped transducers // Ultrasonics. 1977. Vol. 15, iss. 4. P. 159-168.
106. Ken Yamada, Jun-ichi Sakamura, Kiyoshi Nakamura. Broadband transducers using effectively graded piezoelectric plates for generation of short-pulse ultrasound // Jap. J. Appl. Phys. 1990. Pt. 1. Vol. 38, Is. 5B. P. 3204-3207.
107. Transducer resolution enhancement by combining different excitation pulses / Salazar Jordi, Turo Antoni, Chavez Juan A. et al. // Ultrasonics. 2000. Vol. 38. P. 145-150.
108. Евдокимов Н. А., Касаткин Б. А., Мельканович А. Ф. Оптимальные режимы в ультразвуковой дефектоскопии // Дефектоскопия. 1972. № 1. С. 5-10.
109. Piquette J. C., Forsythe S. E. Transducer transient suppression: Generalized methods of analysis // J. Acoust. Soc. Am. 1996. Vol. 100, Is. 3, P. 1577-1583.
110. Мельканович А. Ф. К расчету переходных процессов в плоском пьезоэлектрическом преобразователе // Акуст. журн. 1978. Т. 24, № 5. С. 716-722.
111. Мельканович А. Ф. Исследования переходных характеристик пьезокерамического преобразователя // Дефектоскопия. 1979. № 12. С. 24-28.
112. Касаткин Б. А. Обобщенная ортогональность нормальных мод колебаний по толщине нагруженной пластины // Акуст. журн. 1978. Т. 24, № 2. С. 203-208.
113. Касаткин Б. А., Лебедев В. Г. Спектр собственных частот контактного пьезопреобразователя // Дефектоскопия. 1979. № 6. С. 40-44.
114. Касаткин Б. А. Постановка задачи синтеза в теории пьезопреобразователей // Дефектоскопия. 1980. № 1. С. 5-11.
115. Касаткин Б. А., Лебедев В. Г. Спектр собственных частот нагруженной пьезопластины с переходным слоем // Акуст. журн. 1979. Т. 25, № 3. С. 395-400.
116. Касаткин Б. А. Обобщенная ортогональность нормальных мод колебаний слоистых пьезопреобразователей // Акуст. журн. 1979. Т. 25, № 5. С
117. Домаркас В. И., Кажис Р.-И. Ю. Оптимизация параметров пьезопреобразователей, работающих в импульсном режиме // Дефектоскопия. 1972. № 3. С. 45-52.
118. Домаркас В. И., Пилецкас Э. Л. Ультразвуковая эхоскопия. - Л.: Машиностроение, 1988. - 276 с.
119. Кажис Р.-И. Ю. Ультразвуковые информационно-измерительные системы. - Вильнюс: Москлас, 1986. - 216 с.
120.. Воронков В. А., Данилов В. Н. К вопросу о выборе модели расчета электроакустического тракта ультразвукового преобразователя // Дефектоскопия. 1996. № 1. С. 27-32.
121. Данилов В. Н. К расчету электроакустического тракта прямого преобразователя дефектоскопа в режиме излучения // Дефектоскопия. 1996. № 1. С. 17-26.
122. Данилов В. Н., Воронков В. А., Изофатова Н. Ю. Исследование амплитудно-частотной характеристики акустического тракта прямого преобразователя в режиме излучения // Дефектоскопия. 1996. № 3. С. 37-45.
123. Данилов В. Н., Воронков В. А., Изофатова Н. Ю. Исследование спектральной характеристики электроакустического тракта излучающего прямого преобразователя // Дефектоскопия. 1996. № 6. С. 16-22.
124. Данилов В. Н., Изофатова Н. Ю. К вопросу о различии результатов расчетов по двух- и трехмерной моделям излучающего прямого преобразователя // Дефектоскопия. 1996. № 9. С. 28-36.
125. Данилов В. Н., Изофатова Н. Ю., Воронков В. А. О влиянии параметров электроакустического тракта прямого преобразователя на характеристики излучаемых импульсов // Дефектоскопия. 1996. № 7. С. 60-66.
126. Данилов В. Н. Исследование влияния параметров протектора на характеристики излучаемых прямым преобразователем продольных волн // Дефектоскопия. 1996. № 10. С. 11-17.
127. Данилов В. Н. О влиянии толщины слоя контактной жидкости на характеристики упругих волн, излучаемых прямым преобразователем // Дефектоскопия. 1996. № 6. С. 23-29.
128. Данилов В. Н., Ушаков В. М. К вопросу о стабилизации акустического контакта прямых преобразователей с использованием эластичных прокладок // Дефектоскопия. 1997. № 9. С. 71-78.
129. Данилов В. Н., Ермолов И. Н. Расчет прохождения импульса через тонкий слой // Дефектоскопия. 2000. № 1. С. 53-57.
130. Данилов В. Н., Королев В. Д. К вопросу о выборе параметров протекторов прямых совмещенных преобразователей // Дефектоскопия. 2002. № 1. С. 71-77.
131. Данилов В. Н. К вопросу об использовании четвертьволновых согласующих протекторов в прямых преобразователях // Дефектоскопия. 2008. № 5. С. 66-78.
132. Мартыненко А.В. К вопросу о возможности повышения чувствительности и разрешения иммерсионного пьезоэлектрического преобразователя // Дефектоскопия, 2015, №7, С.3-12.
133. Мартыненко А.В. Иммерсионный пьезоэлектрический преобразователь с улучшенными характеристиками // Дефектоскопия, 2015, №8, С.3-13.
134. Бабаев А. Э., Лейко А. Г., Савин В. Г. Акустические и механические поля радиально-поляризованного пьезокерамического цилиндрического вибратора при импульсном электрическом возбуждении // Акуст. журн. 1989. Т. 35, № 2. С. 211-217.
135. Бабаев А. Э., Лейко А. Г., Савин В. Г. Нестационарные режимы излучения системы двух многомодовых цилиндрических пьезопреобразователей // Акуст. журн. 1995. Т. 41, № 4. С. 554-558.
136. Бабаев А. Э., Лейко А. Г., Савин В. Г. Излучение звука цилиндрическим пьезовибрато-ром, экранированным металлической оболочкой, при нестационарных режимах работы // Акуст. журн. 1988. Т. 34, № 3. С. 408-413.
137. Savin V. G., Morgun I. O. Electric to acoustic conversion by a spherical piezoceramic shell with shields // Int. Appl. Mech. 2007. Vol. 43, Is. 2. P. 238-245.
138. Григорьев М. А., Толстиков А. В., Навроцкая Ю. Н. Возбуждение и прием коротких акустических импульсов многослойными пьезокерамическими преобразователями // Акуст. журн. 2003. Т. 49, № 4. С. 489-493.
139. Дианов Д. Б., Степанов Б. Г. О создании мощных акустических импульсов в водной среде // Изв. ГЭТУ. 1995. Вып. 485. С. 10-16.
140. Степанов Б. Г. О возможности построения широкополосных стержневых пьезопреобра-зовател16 с фазированным возбуждением секций // Акуст. журн. 2009. Т. 55, № 3. С. 407-414.
141. Степанов Б. Г. О возможности дополнительного увеличения рабочего диапазона гидроакустического преобразователя волноводного типа и его работы в импульсном режиме. Задача синтеза // Изв. СПбГЭТУ "ЛЭТИ". 2013. № 4. С. 71-80.
142. Степанов Б. Г. Синтез частотных характеристик широкополосных пластинчатых пьезопреобразователей путем фазирования их толщинных колебаний // Изв. СПбГЭТУ "ЛЭТИ". 2015. № 3. С. 45-52.
143. Stepanov B.G., Bystrova N.A. Method of excitation of plate transducers for the generation of short acoustic pulses / International Scientific Conference «Technical and Natural Sciences» June 2018. -SPb.: HNRI «National development», 2018. P. 28-32.
144. Степанов Б.Г., Теплякова А.В. К вопросу об оптимизации частотных характеристик стержневых преобразователей с фазированным возбуждением секций пьезостержня // Изв. СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2013. Вып. 2. С. 91-100.
145. Степанов Б.Г., Сверхширокополосный гидроакустический преобразователь волноводного типа. Задача синтеза // Изв. СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2013. Вып. 3. С. 87-96.
146. Сырцов А.А., Бархатов В.А. Широкополосное согласование емкостного преобразователя с нагрузкой // Дефектоскопия. 2002. № 11. С. 73-80.
147. Сырцов А.А., Бархатов В.А. Постановка задачи широкополосного согласования пьез-опреобразователя с активной нагрузкой и способы ее решения // Дефектоскопия. 2003. № 7. С.
14-34.
148. Евдокимов Н.А., Мельканович А.Ф., Перлатов В.Г. Полное электрическое сопротивление пьезокерамических пластин, поляризованных по толщине // Дефектоскопия. 1975. № 1. С. 100-114.
149. Степанов Б.Г. Входной электрический импеданс пьезоцилиндров, образующих преобразователь волноводного типа // Изв. СПбГЭТУ "ЛЭТИ". 2014. № 5. С. 44-49.
150. Жуков В.Б., Смарышев М.Д. Прямые и обратные задачи теории направленности гидроакустических антенн: Учеб. пособие. - СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2011, - 94 с.
151. Смарышев М.Д. Элементы теории направленности гидроакустических антенн: Учеб. пособие. - СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2004.
152. Смарышев М.Д. Направленность гидроакустических антенн. - Л.: Судостроение, 1973. - 279 с.
153. Смарышев М.Д., Добровольский Ю.Ю. Гидроакустические антенны. - Л.: Судостроение, 1984.
154. Дианов Д.Б. Теория и расчет акустических приемно-излучающих устройств: Учеб. пособие. - Л.: Изд-во ЛЭТИ, 1981. - 74 с.
155. Свердлин Г.М. Прикладная гидроакустика. - Л.: Судостроение, 1972.
156. Шендеров Е.Л. Волновые задачи гидроакустики. - Л.: Судостроение, 1972.
157. Шендеров Е.Л. Излучение и рассеяние звука. - Л.: Судостроение, 1989.
158. Справочник по гидроакустике / А.П. Евтютов, А.Е. Колесников, Е.А. Корепин и др. 2-е изд. перераб. и доп. - Л.: Судостроение, 1988.
159. Жуков В.Б. Теория синтеза и оптимизации антенн. - СПб.: Элмор,2001.
160. Данилов В.Н., Воронкова Л.В. Основы теории и некоторые аспекты применения преобразователей с фазированными решетками. - М.: Издательский дом «Спектр». 2015. - 156 с.
161. Харкевич А. А. Избранные труды: в 3 т. Т. 1. Теория электроакустических преобразователей. Волновые процессы. - М.: Наука, 1973. - 400 с.
162. Freedman A. Transient fields of acoustic radiators // J. Acoust. Soc. Am. 1970. Vol. 48, Is. 1. P. 135-138.
163. Козина О.Г., Макаров Е.И. Переходные процессы в акустических полях, создаваемых поршневой мембраной произвольной формы и при произвольном характере колебаний ее поверхности // Акуст. журн. 1961. Т. 7, № 1. С. 53-58.
164. Козина О.Г., Макаров Е.И. Переходные процессы в акустических полях поршневых мембран некоторых конкретных форм // Акуст. журн. 1962. Т. 8, № 1. С. 67-71.
165. Львова Е.А., Химунин А.С. Расчет структуры поля прямоугольного поршня в нестационарном режиме. М., 1985. 31 с. / Деп. в ВИНИТИ 03.01.85, № 121-85 Деп.
166. Guyomar D., Powers J. Transient radiation from axially symmetric sources // J. Acoust. Soc. Am. 1986. Vol. 79, Is. 2. P. 273-277.
167. Мельканович А.Ф., Зонов И.В. Об определении направленности преобразователей в импульсном режиме работы // Дефектоскопия. 1977. № 3. С. 53-58.
168. Меркулова В.М. Расчет характеристики направленности поршневого излучателя в импульсном режиме // Дефектоскопия. 1967. № 1. С. 7-12.
169. Праницкий А.А., Мельканович А.Ф., Глазачева Г.П. Характеристика направленности поршневого излучателя в импульсном режиме // Дефектоскопия. 1970. № 3. С. 22-26.
170. Freedman A. Sound field of plane or gently curved pulsed radiators // J. Acoust. Soc. Am. 1970. Vol. 48, Is. 1. P. 221-227.
171. Freedman A. Farfield of pulsed rectangular acoustic radiator // J. Acoust. Soc. Am. 1971. Vol. 49, Is. 3. P. 738-748.
172. Freedman A. Sound field of a pulsed, planar, straight-edged radiator // J. Acoust. Soc. Am. 1972. Vol. 51, Is. 5. P. 1624-1639.
173. Schomer P. O. Visualizing and calculating the response due to a pressure impulse over an arbitrary surface // J. Acoust. Soc. Am. 1972. Vol. 51, Is. 5. P. 1670-1674.
174. Stepanishen P. R. The impulse response and mutual radiation impedance between a circular piston and a piston of arbitrary shape // J. Acoust. Soc. Am. 1973. Vol. 54, iss. 3. P. 746-754.
175. Stepanishen P.R. Impulse response and radiation impedance of an annular piston // J. Acoust. Soc. Am. 1974. Vol. 56, Is. 2. P. 305-312.
176. Ермолов И.Н., Лапин Ю.В., Стасеев В.Г. Поле излучения и приема по оси прямоугольного искателя с учетом импульсного режима // Дефектоскопия. 1979. № 8. С. 63-69.
177. Бархатов В. А. Расчет ультразвукового поля преобразователя в импульсном режиме // Дефектоскопия. 2005. № 7. С. 3-12.
178. Данилов В. Н. Оценка уровня донного сигнала от торцевой поверхности цилиндрического изделия для прямого преобразователя в импульсном режиме // Дефектоскопия. 2005. № 8. С. 13-23.
179. Данилов В. Н., Изофатова Н. Ю. К вопросу о моделировании работы электроакустического тракта дефектоскопа с прямыми преобразователями для цилиндрического отражателя // Дефектоскопия. 1997. № 7. С. 65-72.
180. Данилов В. Н. Расчет акустического тракта дефектоскопа с прямыми круглыми преобразователями // Дефектоскопия. 1996. № 2. С. 3-15.
181. Данилов В. Н. Исследование расчетной модели акустического тракта дефектоскопа для отражателя в виде плоскости // Дефектоскопия. 1997. № 1. С. 12-24.
182. Данилов В. Н. К расчету акустического поля наклонного преобразователя в дальней зоне // Дефектоскопия. 2009. № 12. С. 36-51.
183. Данилов В. Н., Воронков И. В. Моделирование работы прямого преобразователя с фазированной решеткой в режиме излучения // Дефектоскопия. 2010. № 7. С. 3-17.
184. Данилов В. Н. О некоторых особенностях сигнала прямого линейного преобразователя с фазированной решеткой в режиме излучения // Дефектоскопия. 2010. № 10. С. 59-74.
185. ГОСТ Р 55725-2013 «Контроль неразрушающий. Преобразователи ультразвуковые пьезоэлектриические. Общие технические требования».
186. ГОСТ Р 55808-2013 «Контроль неразрушающий. Преобразователи ультразвуковые. Методы испытаний».
187. Аббакумов К. Е., Бритвин В. А., Коновалов Р. С. Основы метрологии и стандартизации в неразрушающем контроле: Учеб. пособие. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2010. - 136 с.
188. Михайлов И.Г., Соловьев В.А., Сырников Ю.П. Основы молекулярной акустики. - М.: Наука, 1964. - 514 с.
189. Евдокимов Н.А., Новицкий В.А. Некоторые особенности изготовления демпфированных преобразователей к установкам типа ДУЭТ // Изв. ЛЭТИ. 1972. Вып. 112. С. 114—118.
190. Lutsch A. Solid mixtures with specified impedances and high attenuation foe ultrasonic waves. - J. Acoust. Soc. Amer.. 1962, Vol. 34, Is. 1, P. 131-132.
191. Меркулова В.М. Акустические свойства некоторых твердых гетерогенных сред на ультразвуковых частотах // Акуст. журн.,1965, Т.11, №1, C. 68-73.
192. Бабкин Н.В. Демпфер к пьезоэлементу искательной головки ультразвукового дефектоскопа. Авт. свид. СССР, 1964, № 172543.
193. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. Особенности импульсных режимов работы электроакустических пьезоэлектрических преобразователей. - СПб.: Политехника, 2014. - 294 с. (ISBN 978-5-7325-1045-4).
194. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Влияние разнесения резонансных частот излучателя и приемника на прохождение импульсов через акустический тракт // Акуст. журн. 1996. Т. 42, № 5. С. 724-725.
195. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Исследование возможности излучения и приема коротких импульсов при использовании механического демпфирования или согласующих слоев // Дефектоскопия. 1998. № 8. С. 3-12.
196. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Физические основы работы и проектирования импульсных пьезопреобразователей в задачах измерения и контроля. - СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2016. - 228 с. (ISBN 978-5-7629-1866-4).
197. Коновалов С.И. Исследование импульсного режима работы, разработка конструкции и технологии изготовления ультразвуковых преобразователей многоканальных дефектоскопов: дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук / Л., СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 1999.
198. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. Влияние согласующих слоев на излучение и прием коротких импульсов // Акустич. журнал, 1999, Т.45, №4, С.568-569.
199. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. Сравнение возможностей механического демпфирования преобразователей и использования согласующих слоев для получения коротких импульсов // Акустич. журнал, 1998, Т.44, №1, С.119-120.
200. Коновалова В.С., Коновалов Р.С., Коновалов С.И. О сокращении длительности зондирующего импульса на выходе иммерсионного пьезопреобразователя ультразвукового дефектоскопа // Вопросы радиоэлектроники, 2020, № 1, С. 42-50.
201. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. О потенциальных возможностях пьезокерамических преобразователей для излучения и приема коротких импульсов // Дефектоскопия, 1998, №12, С. 3-7.
202. Коновалов С.И. Влияние толщины согласующего слоя на длительность импульсов, излучаемых преобразователем // Акуст. журнал, 2002, Т.48, №5, С.695-696.
203. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. Влияние удельного акустического сопротивления согласующего слоя на длительность импульса, излучаемого преобразователем // Дефектоскопия, 2004, №2, С. 29 - 32.
204. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. Влияние параметров контактного слоя и демпфера на длительность излучаемого преобразователем импульса // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», вып.1, сер. «Приборостроение и информационные технологии» 2004, С. 6-11.
205. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. Влияние демпфера и контактного слоя на длительность акустического импульса, излучаемого в твердую среду // Дефектоскопия, 2004, №5, С. 3-8.
206. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. Влияние конструктивных параметров преобразователя на длительность акустического импульса, излучаемого в твердое тело // Дефектоскопия, 2005, №6,С. 3-10.
207. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. Исследование влияния асимметрии акустических свойств контактных слоев и протектора на форму импульса, излучаемого преобразователем в твердое тело // Дефектоскопия, 2006, №1, С.61-67.
208. Коновалов Р.С., Коновалов С.И., Кузьменко А.Г Влияние конструктивных особенностей пьезопреобразователя на длительность зондирующего сигнала // Дефектоскопия, 2018, № 8, С. 11-20.
209. Коновалов Р.С., Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. Об определении длительности и амплитуды зондирующего импульса на выходе пьезопреобразователя с учетом его конструктивных особенностей // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2018, № 5, С. 75-81.
210. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. Влияние демпфера на длительность акустического импульса, излучаемого многослойным преобразователем в твердую среду // Дефектоскопия, 2005, №7, С.39-45.
211. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г., Петухова М. Н. К вопросу о влиянии акустических свойств протектора на длительность импульсов, излучаемых многослойным преобразователем в твердую среду // Изв. СПбГЭТУ "ЛЭТИ". 2010. № 5. С. 103-108.
212. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г., Петухова М.Н. О рациональном выборе акустических параметров протекторов пластинчатых пьезопреобразователей в импульсном режиме // Тезисы докладов Международной научно-технической конференции «Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации», Пенза, 20-22 октября 2010, С. 141-144.
213. GE Inspection Technologies. Ultrasonic Probes. http://www.ndtproducts.ca/products/files/UT%20Probe%20Cat.pdf
214. Блинова Л.П., Колесников А.Е., Ланганс Л.Б. Акустические измерения. - М.: Изд-во стандартов, 1971. - 272 с.
215. Об импульсных характеристиках акустического тракта иммерсионного дефектоскопа /
B. А. Каширин, С. И. Коновалов, А. Г. Кузьменко, Б. Г. Степанов // Дефектоскопия. 1997. № 3.
C. 73-79.
216. Каширин В.А., Коновалов С.И., Степанов Б.Г. Ультразвуковой преобразователь / Патент на изобретение № 2150109-(РФ). 2000. Бюл. № 15.
217. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. Укорочение длительности акустических импульсов в установках с раздельными излучателем и приемником // Дефектоскопия, 1995, №6, С. 75-79.
218. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. О расширении полосы пропускания акустического тракта при разнесении резонансных частот излучателя и приемника // Изв. ГЭТУ, Сб. научн. трудов. Вып.485 «Электроакустика и ультразвуковая техника». - СПб, 1995, С.16-21.
219. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. О полосе пропускания акустического тракта при совместном использовании механического демпфирования и согласующих слоев // Тезисы докладов научно-технической конфер. «Физика и техника ультразвука», посвящ. 100-летию со дня рожд. проф. С.Я. Соколова. СПб, 1997, С.65-66.
220. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. Сравнение возможностей использования различных пьезоматериалов для излучения и приема коротких импульсов // Дефектоскопия, 1999, №10, С.3-6.
221. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. О частотах резонанса и антирезонанса пластинчатого пьезокерамического преобразователя, рассматриваемого с точки зрения согласования с генераторным устройством // Дефектоскопия, 2018, №6, С. 17-22.
222. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. Определение частот резонанса и антирезонанса пьезо-керамического пластинчатого преобразователя на основании частотной характеристики его входного электрического импеданса // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2018, № 2, С. 56-61. (ISSN 20718985).
223. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. К вопросу о частотах резонанса и антирезонанса пластинчатого пьезокерамического преобразователя // Дефектоскопия, 2017, №11, С. 50-54.
224. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. Об особенностях частотных характеристик пьезокера-мических пластин, связанных с коэффициентом электромеханической связи активного материала // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2017, № 8, С.50-55.
225. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. К вопросу о сдвиге резонансной частоты пьезопласти-ны в зависимости от значения коэффициента электромеханической связи пьезоматериала // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2017, № 3, С. 25-28. (ISSN 2071-8985).
226. Сырцов А.А., Бархатов В.А. Широкополосное согласование емкостного преобразователя с нагрузкой // Дефектоскопия. 2002. № 11. С. 73-80.
227. Сырцов А.А., Бархатов В.А. Постановка задачи широкополосного согласования пьезопреобразователя с активной нагрузкой и способы ее решения // Дефектоскопия. 2003. № 7. С. 14-34.
228. Евдокимов Н.А., Мельканович А.Ф., Перлатов В.Г. Полное электрическое сопротивление пьезокерамических пластин, поляризованных по толщине // Дефектоскопия. 1975. № 1. С. 100-114.
229. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. Входной электрический импеданс широкополосного преобразователя, излучающего в жидкость // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2011, № 10, С. 91-98.
230. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. К вопросу о частотных зависимостях входного электрического импеданса широкополосного иммерсионного преобразователя // Дефектоскопия. 2012, № 10. С. 40-52.
231. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. К вопросу об определении КПД широкополосного пьезопреобразователя с учетом механических и диэлектрических потерь // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2012, № 8, С. 77-84.
232. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. Исследование закономерностей изменения КПД широкополосного пьезопреобразователя от параметров, характеризующих потери // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2012, № 9, С. 105-110.
233. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. Исследование КПД широкополосного пьезопреобразователя с учетом потерь в материалах пьезокерамики и согласующего слоя // Дефектоскопия. 2013, № 2. С. 10-22.
234. Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. - М.: Наука, 1971. - 1108 с.
235. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Влияние электрической нагрузки на длительность акустического импульса, излучаемого пьезопластиной // Акуст. журн. 2004. Т. 50, № 1. С. 129-130.
236. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Оптимизация параметров электрической нагрузки пьезопластины для излучения короткого акустического импульса // Дефектоскопия. 2004. № 4. С. 15-19.
237 Коновалова В.С., Коновалов Р.С., Коновалов С.И. К вопросу о генерации коротких зондирующих сигналов пьезопреобразователем эхоскопа // Вопросы радиоэлектроники. 2021. № 2. С. 34-40
238. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Влияние электрической нагрузки на длительность электрического импульса на пьезоприемнике // Акуст. журн. 2001. Т. 47, № 6. С. 856-857.
239. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Влияние индуктивной и индуктивно-резистивной нагрузки на длительность электрического импульса на пьезоприемнике // Дефектоскопия. 2002. №2. С. 66-73.
240. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Оптимизация параметров системы «излучение-прием» для получения короткого импульса на приемнике // Изв. СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2003. № 1. С. 32-34.
241. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Исследование возможности получения минимальной длительности импульса на выходе системы излучения-приема за счет оптимизации параметров системы // Дефектоскопия. 2003. № 6. С. 3-9.
242. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Выбор параметров системы излучения-приема, обеспечивающих наименьшую длительность импульса на выходе // Акуст. журн. 2003. Т. 49, № 6. C. 852-854.
243. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Сокращение длительности импульса пьезоизлучателя при различных вариантах включения компенсирующих Ж-цепей // Дефектоскопия. 2008. № 5. С. 79-87.
244. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Импульсный режим работы пьезоизлучателя с корректирующей Ж-цепочкой // Акуст. журн. 2008. Т. 54, № 4. С. 682-685.
245. Konovalov S. I., Kuz'menko A. G. Effect of electrical circuits on duration of an acoustic pulse radiated by a piezoplate // J. Acoust. Soc. Am. 2009. Vol. 125, Is. 3. P. 1456-1460.
246. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. Влияние последовательного и параллельного соединений элементов корректирующей цепи на длительность акустического сигнала пьезоизлучателя // Дефектоскопия, 2006, №11, С.41-47.
247. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. О влиянии различных способов соединения элементов электрической нагрузки на длительность импульса, излучаемого пьезопреобразователем // Акустич. журнал, 2007, Т.53, №2, С. 285-287.
248. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Влияние коэффициента электромеханической связи пьезопластины на длительность акустического импульса при наличии электрической корректирующей цепи // Акуст. журн. 2008. Т. 54, № 5. С. 744-747.
249. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Исследование зависимости длительности акустического импульса преобразователя с электрической нагрузкой от значения коэффициента электромеханической связи // Изв. СПбГЭТУ "ЛЭТИ". 2008, № 7. С. 59-62.
250. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Влияние электрической нагрузки и параметров контактного слоя на длительность импульса, излучаемого пьезопластиной в твердую среду // Сб. докл. V Всерос. науч.-практ. семинара «Неразрушающий контроль и диагностика материалов, конструкций и окружающей среды» / СЗТУ. СПб., 2004. С. 67-75.
251. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Исследование возможности получения короткого акустического импульса при подключении индуктивно-резистивной цепи на вход излучателя, нагруженного на твердое тело через контактный слой // Дефектоскопия. 2004. № 11. С. 15-21.
252. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Демпфирование пьезопластины и использование электрической цепи на ее входе для получения короткого акустического импульса // Акуст. журн. 2005. Т. 51, № 6. С. 829-832.
253. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Исследование влияния параметров электрической цепи и протектора на длительность импульса, излучаемого многослойным преобразователем в твердую среду // Изв. СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2006. № 1. С. 60-64.
254. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Возможность излучения многослойным преобразователем короткого импульса в твердую среду при использовании демпфирования или электрической нагрузки // Изв. СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2008. № 3. С. 64-72.
255. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. Влияние удельного акустического сопротивления протектора на длительность импульса, излучаемого преобразователем // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2008, №1, С. 60-63.
256. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. О влиянии длительности возбуждающего электрического сигнала на длительность и амплитуду акустического импульса на выходе пьезоизлучателя // Изв. СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2011. № 2. С. 60-66.
257. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Влияние характера электрического возбуждения на параметры переходных процессов пьезоэлектрических преобразователей с пластинчатыми элементами // Дефектоскопия. 2010. № 8. С. 28-35.
258. Коновалова В. С., Коновалов Р. С., Коновалов С. И. Исследование импульсного режима работы пьезопреобразователя эхоскопа // Вопросы радиоэлектроники. 2019. № 2. С. 50-57.
259. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Об эффективности применения Ж-нагрузки для сокращения длительности акустического сигнала, излучаемого пьезопластиной при ее возбуждении электрическими импульсами различной длительности // Изв. СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2011. № 6. С. 79-85.
260. Кузьменко А. Г., Коновалов С. И. О возможностях сокращения длительностей акустических импульсов, излучаемых пьезопластиной при использовании демпфера или электрической Ж-цепи, при возбуждении пластины электрическими импульсами различной длительности // Дефектоскопия. 2011. № 9. С. 62-71.
261. Tiersten H. F. Hamilton's principle for linear piezoelectric media // Proceedings of the IEEE, 1967, Vol. 55, P. 1523-1524.
262. EerNisse E. P. Variational method for electro elastic vibration analysis // IEEE Transactions on Sonics and Ultrasonics, 1967, Vol. 14, P. 153-159.
263. Allik H., Hughes T.J.R. Finite element method for piezoelectric vibration // International Journal for Numerical Methods in Engineering, 1970, Vol. 2, P. 151-157.
264. Allik H., Webman K.M., Hunt J.T. Vibrational response of sonar transducers using piezoelectric finite elements // The Journal of the Acoustical Society of America, 1974, Vol. 56, P. 1782-1791.
265. Naillon M., Coursant R.H., Besnier F. Analysis of piezoelectric structures by a finite-element method // Acta Electronica, 1983, Vol.25, P. 341-362.
266. Ostergaard D.F., Pawlak T.P. Three-dimensional finite elements for analyzing piezoelectric structures // Ultrasonics Symposium, 1986, P. 639-644.
267. Lerch R. Simulation of piezoelectric devices by two-and three-dimensional finite elements // IEEE Transaction on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control, 1990, Vol. 37, P. 233-247.
268. Abboud N.N., Wojcik G.L., Vaughan D.K., Mould Jr.J., Powell D.J., Nikodym L. Finite element modeling for ultrasonic transducers // Ultrasonic Transducer Engineering Conference, 1998, P. 19-42.
269. Wang J.S., Ostergaard D.F. A finite element-electric circuit coupled simulation method for piezoelectric transducer // IEEE Ultrasonics Symposium, 1999, P. 1105-1108.
270. Балабаев С.М., Ивина Н.Ф. Компьютерное моделирование колебаний и излучения тел конечных размеров: (Методы конечных и граничных элементов) - Владивосток: Дальнаука, 1996. - 212 с.
271. Балабаев С.М., Ивина Н.Ф. Анализ пьезопреобразователей комбинированным методом конечных и граничных элементов // Акустический журнал, 1996, Т.42, № 2, С.172-178.
272. Балабаев С.М., Ивина Н.Ф. Анализ собственных колебаний прямоугольных пьезопреобразователей в трехмерном приближении // Дефектоскопия, 2014, № 10, С.61-65.
273. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. К вопросу о возможности сокращения длительности акустического импульса преобразователя, возбуждаемого импульсами специальной формы // Изв. СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2013. № 1. С. 74-81.
274. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Об уменьшении длительности переходного процесса в электроакустическом пластинчатом пьезопреобразователе при использовании компенсирующего электрического импульса // Сб. тр. науч. конф. «XXVII сессия Российского Акустического Общества и сессия Научного Совета РАН по акустике», СПб, 16-18 апр. 2014 г. С. 729-741.
275. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Об определении дистанции до объекта при рациональном выборе формы зондирующего акустического сигнала // Изв. СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2014. № 7. С. 61-66.
276. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. О возможности сокращения длительности переходного процесса в акустическом преобразователе при помощи компенсирующего электрического импульса // Дефектоскопия. 2014. № 7. С. 12-19.
277. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. К вопросу о сокращении переходного процесса в демпфированной пьезопластине, работающей в импульсном режиме // Дефектоскопия. 2014. № 11. С. 31-36.
278. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Об оптимизации формы акустических импульсов малой длительности для решения задач зондирования при иммерсионном контроле // Дефектоскопия. 2015. № 2. С. 52-57.
279. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Получение коротких импульсов на выходе системы излучения-приема за счет применения компенсирующих импульсов для излучателя и приемника // Изв. СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2015. № 9. С. 57-60.
280. Коновалов С. И., Кузьменко А. Г. Получение коротких импульсов на выходе системы излучения-приема при возбуждении излучателя электрическими импульсами специальной формы // Дефектоскопия. 2016. № 4. С. 16-25.
281. Коновалов С.И., Коновалова В.С., Перкова А.Г. Программа управления выходом генератора для формирования электрического импульса специальной формы. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2015614835. Заявка № 2015611838. Дата поступления 17 марта 2015 г. Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 28 апреля 2015 г.
282. И Б.Ч., Коновалов Р.С., Коновалов С.И., Кузьменко А.Г., Ошурков И.Ю., Цаплев В.М. Уменьшение длительности импульса на выходе приемника при возбуждении излучателя сигналами сложной формы // Дефектоскопия, 2018, №1, С. 33-39.
283. И Б.Ч., Коновалов Р.С., Коновалов С.И., Кузьменко А.Г., Ошурков И.Ю., Цаплев В.М. Экспериментальное исследование возможности снижения длительности переходного процесса в системе излучения-приема // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2017, № 7, С. 67-73. (ISSN 2071-8985).
284. Ee B. Ch., Konovalov R. S., Konovalov S. I., Kuz'menko A. G., Tsaplev V. M. On the Shaping of a Short Signal at the Output of the Receiving Piezoelectric Transducer in the Radiation-Reception Sytem // Materials, 2018, V. 11, Is. 6 (June 2018), 974.
285. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. О применимости метода Даламбера к анализу импульсного акустического сигнала на выходе пьезоизлучателя // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2017, № 4, С. 61-66.
286. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. К вопросу об учете влияния прямого пьезоэффекта при исследовании импульсного режима работы пьезоизлучателя методом Даламбера // Дефектоскопия, 2017, №4, С. 49-56.
287. Ланге Ю. В. Акустические низкочастотные методы и средства неразрушающего контроля многослойных конструкций. - М.: Машиностроение, 1991. - 272 с.
288. Голубев А.С., Веревкин В.М., Евдокимов Н.А. Сквозной эхометод ультразвуковой дефектоскопии и его применение для контроля качества толстолистового проката // Известия ЛЭТИ. 1972. Вып. 112. С. 86-94.
289. Голубев А.С., Веревкин В.М., Паврос С.К. Акустический тракт дефектоскопа при контроле листов эхо-сквозным методом в иммерсионном варианте // Дефектоскопия. 1980. № 7. С. 7079.
290. ГОСТ 22727-77. Сталь толстолистовая. Методы ультразвукового контроля сплошности.
291. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. Диаграмма направленности импульсного акустического излучателя для океанографических исследований // Изв. ГЭТУ Сб. научн. тр., Специальный вып. «Человек и море» СПб, 1994, С.99-102.
292. Коновалов С.И., Кузьменко А.Г. Направленность круглой пьезопластины с демпфером в импульсном режиме // Дефектоскопия, 1994, №4, С.67-71.
293. Голубев А.С., Добротин Д.Д., Евдокимов Н.А. О применимости одномерного приближения при анализе импульсного режима работы пьезокварцевого преобразователя иммерсионного дефектоскопа // Известия ЛЭТИ. 1971. Вып. 95. С. 54-56.
294. Технологическая инструкция по изготовлению пьезоэлектрических преобразователей дефектоскопической установки «ДУЭТ-5» для ультразвукового контроля толстолистового проката.
295. Аббакумов К.Е., Цаплев В.М., Коновалов С.И., Коновалов Р.С. Биморфный пьезоэлектрический генератор. Патент на полезную модель № 154688. Опубликовано 27.08.2015 Бюлл. № 24.
296. Аббакумов К.Е., Цаплев В.М., Коновалов С.И., Коновалов Р.С. Дисковый пьезоэлектрический генератор. Патент на полезную модель № 155155. Опубликовано 20.09.2015 Бюлл. № 26.
297. Цаплев В.М., И Б.Ч., Коновалов С.И., Коновалов Р.С. Секционированный пьезоэлектрический генератор. Патент на полезную модель №183847. Опубликовано 21.05.2018.
298. Балочный пьезоэлектрический генератор. Патент РФ на полезную модель №195757. Авторы: Цаплев В. М., И Б.Ч., Коновалов С. И., Коновалов Р.С., Барсук Е.А. Заявка № 2019134511 от 28.10.2019 зарегистрирована 05.02.2020, опубликовано 05.10.2018 бюл. № 4.
299. Berenger J. P. A perfectly matched layer for the absorption of electromagnetic waves. Journal of Computational Physics, 1994, Vol. 114, Is. 2, P. 185-200.
300. Courant R., Friedrichs K., Lewy H. Über die partiellen Differenzengleichungen der mathematischen Physik. Mathematische Annalen, 1928, Vol. 100, P. 32-74.
301. Коновалов С.И., Паврос С.К. Методы и средства ультразвуковой медицинской диагностики. Учебное пособие. - СПб, Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2003.
302. Коновалов С. И., Паврос С. К. Ультразвуковые методы медицинской диагностики: эл. учеб. пособие. 2-е изд., доп. - СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2014. - 83 с.
303. Данилов В. Н., Воронкова Л. В. Исследование возможностей ультразвукового контроля чугуна с пластинчатым графитом с использованием стандартных прямых преобразователей // Контроль. Диагностика, 2020. № 1. С. 4 - 18.
304. Данилов В. Н., Воронкова Л. В. Исследование влияния затухания упругих продольных волн в чугуне с пластинчатым графитом на характеристики сигналов при ультразвуковом контроле // Контроль. Диагностика, 2019, № 6, С. 18-33.
305. Данилов В. Н. Программа компьютерного моделирования работы электроакустических трактов дефектоскопов «Импульс +» // Дефектоскопия, 2006, № 3, С. 37-43.
306. Данилов В. Н., Изофатова Н. Ю., Воронков В. А. Сравнение теоретических и экспериментальных результатов исследования работы прямых совмещенных преобразователей // Дефектоскопия, 1997, № 6, С. 39-49.
тешнпЗшшш Фшдемщш
№ 2150109
Российским агентством по патентам и товарным знакам на основании Патентного закона Российской Федерации, введенного в действие 14 октября 1992 года, выдан настоящий патент на изобретение
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Патентообладатель(ли):
Общество с ограннЬвипой ответственностью "?ХИС091"
по заявке № 98106196, дата поступления: 25.03.1998 Приоритет от 25.03.1998 Автор(ы) изобретения:
Уышнрнн ^Валентин сЯлексеевп1, Коновалов Сергей '¡Илън^ Степанов Ъо^нс Яв(фгшви1
Патент действует на всей территории Российской Федерации п течение 20 лет с 25 марта 1998 г. при условии своевременной уплаты пошлины за поддержание патента в силе
Зарегистрирован в Государственном реестре изобретений Российской Федерации
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЕФЕКТОСКОПИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ «ДУЭТ-5» ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ТОЛСТОЛИСТОВОГО ПРОКАТА
Б.1. Технология изготовления акустических блоков
Б.1.1. Подготовка пьезокварцевых пластин
Излучающая (приемная) пластина представляет собой пьезокварцевую пластину Х-среза. Перед обработкой необходимо провести проверку пластин, которая включает в себя визуальный осмотр и измерение диаметра и толщины (резонансной частоты). При проведении визуального осмотра отбраковываются пластины, имеющие сколы, а также проверяется качество металлизации на просвет.
Дальнейшая подготовка пластин ведется в следующем порядке:
1. Проверка поляризации и маркировка положительной («+») полярности. Осуществляется с помощью измерительного прибора - усилителя постоянного тока с высокоомным входом (в данном случае использован усилитель к прибору КИД).
2. Электрод со стороны, не имеющей маркировки, подвергается обработке путем удаления его части в специальном приспособлении с использованием шлифовального порошка М20. Оставшаяся часть электрода представляет собой круг диаметром 12 мм.
3. Промывка пластин в проточной воде в течении 5 минут.
4. Припайка токовывода. В качество токовывода используется облуженная жилка монтажного провода диаметром 0,3 мм с 75 миллиметровым вертикальным отводом. Пайка осуществляется с флюсом Н38 припоем ПОСК-51. Рекомендуется осуществлять пайку в точке, смещенной от центра пластины на 2 мм.
5. Промывка в проточной воде в течении 5 минут с последующей промывкой в ультразвуковой ванне в течении 5 минут в дистиллированной воде.
6. Обезжиривание кварцевых пластин является крайне важной операцией и проводится в следующем порядке:
6.1 Очистка пластин в ультразвуковой ванне в течение 20 минут в горячем растворе (около (70-80)°С) :
тринатрий фосфат - 25 г/л углекислый натрий - 25 г/л вода - 0,5 л
6.2 Промывка в проточной воде в течение 10 минут.
6.3 Мытье пластин в ацетоне с помещением в ультразвуковую ванну на 2-3 минуты.
6.4 Промывка в 20% растворе спирта в дистиллированной воде в ультразвуковой ванне в течение 3 минут.
6.5 сушка при температуре около 70° С.
Б.1.2. Изготовление демпфера
Изготовление демпфера осуществляется в следующем порядке:
1. Предварительно подготовленные в соответствии с п.Б.1.1 пластины устанавливаются в гнезде и зажимаются в специальных фторопластовых формочках (см. рис. Б.1) . Формочки предварительно должны быть очищены и протерты ацетоном. Установка пластин в формочки осуществляется так, чтобы метка "+" на поверхности пластины смотрела наружу.
Рисунок Б.1. Формочка для изготовления демпфера пьезокварцевой пластины и основные ее элементы: 1 - пьезокварцевая пластина; 2 - донышко; 3 - фторопластовая формочка; 4 -вывод электрода; 5 - демпфер на основе компаунда ПУ-ЗК; 6 - подслой
2. Собственно демпфер для пьезокварцевой пластины изготавливается в два этапа: нанесение подслоя и заливка основной массы демпфера.
2.1 Масса для подслоя приготавливается на основе компаунда УП-592 с добавлением наполнителя в виде порошка вольфрама (400 в. ч.). Рецептура приготовления массы для подслоя:
- смола УП-563 (эпоксидное число 7,0) - 83 в. ч.
- смола Э-181 (эпоксидное число 26. 4) - 17 в. ч.
- метафенилдиамедин (МФДА) - 6,4 в. ч.
- дополнительно порошок вольфрама - 400 в. ч. Приготовление компаунда и массы для подслоя проводится следующим
образом:
- Прокалить порошок вольфрама при температуре (120-150)°С в течение 23 часов;
- Отвесить необходимое для данной партии преобразователей количество смол и наполнителя, тщательно перемешать и нагреть до температуры (70-75)°С;
- Расплавить отвердитель МФДА (порошок серого цвета) при температуре (80-85)°С;
- Влить в основную массу компаунда расплав МФДА и тщательно перемешать.
Жизнеспособность компаунда при температуре 65 °С не более 240 минут. Нанесение массы подслоя проводится на предварительно нагретую до температуры (65-70)°С пластину. Целесообразно поддерживать указанную температуру во время всей процедуры нанесения подслоя. Масса подслоя наносится тонким шпателем (примерно 3 капли). Толщина подслоя не должна превышать 0,5мм.
Подготовленные к полимеризации подслоя блочки помещаются в вакуумный термостат для обезгаживания. Вакуумирование проводится при температуре (75-80)°С в течение 25-30 мин.
Полимеризацию компаунда проводить при температуре (75±5)°С в течение 13 часов.
2.2. По окончании полимеризации компаунда подслоя проводят заливку основной массы демпфера. Эта масса готовится на основе полиуретанового компаунда ПУ-ЗК с добавлением наполнителя - порошка вольфрама (400 в. ч.).
Рецептура компаунда ПУ-ЗК:
- Компонент №1 (преполимер 10-000) - 100 в. ч.
- Компонент №2 (смесь лапрола, лапромола и
диамета х) - 16 в. ч.
- Дополнительно - порошок вольфрама - 400 в. ч
Приготовление заливочной массы демпфера:
Отвешенные, необходимые для данной партии преобразователей, количества компонента №1 и наполнитель тщательно перемешиваются до однородной массы. Затем добавляется отвердитель - компонент №2. Вся масса окончательно перемешивается. Жизнестойкость компаунда при температуре 20°С примерно 90 мин. Приготовленная масса заливается во фторопластовый шприц, с помощью которого проводится разливка демпфера по формочкам. По окончании разливки, формочки с пьезокварцевыми пластинами и демпферами помещаются в центрифугу (можно по две формочки в каждый из четырех стаканов центрифуги). Процесс проводится для режима: 1750 об/мин в течение 5 мин. По окончании центрифугирования формочки с акустическими блочками (пьезокварцевая пластина + демпфер) помещаются в автоклав с избыточным давлением до 5 атм. В автоклаве блочки выдерживаются 24 часа, после чего помещаются в термостат и выдерживаются там в течении 6 часов при температуре (75±5)°С.
Готовые акустические блочки аккуратно вынимаются из формочек путем выдавливания с помощью трубки с развальцованным торцом, надетой на токовывод. Эта операция выполняется после проведения контроля импульсных характеристик.
Б.1.3. Контроль акустических блоков
Для контроля качества изготовления акустических блочков, последние остаются во фторопластовых формочках, с которых снимаются дюралюминивые прижимные крышки. Контроль акустических блочков осуществляется с помощью измерительной установки (рис. 5.2) путем проверки их импульсных характеристик. Излучателем служит, выбранный в качестве эталона, полностью собранный преобразователь с резонансной частотой 2,4 МГц. Излучатель располагается внизу водозаполненной кюветы. Акустические блочки в формочках устанавливаются сверху, при условии обеспечения контакта с водой, заполняющей объем кюветы. Сравнение импульсных характеристик акустических блочков проводится с эталонными преобразователями с резонансной частотой 2,4 и 3 МГц. Визуально оценивается амплитуда и форма акустического импульса.
Б.2. Вклейка акустических блоков в корпус
Б.2.1. Подготовка корпусов к вклейке
Предварительная подготовка корпусов включает в себя визуальный осмотр их и проверку соответствия размеров заданным в чертеже. Затем корпуса подвергаются очистке от смазочных материалов путем кипячения в течение 15 минут в растворе:
тринатрий фосфат - 25 ч/л
углекислый натрий - 25 ч/л
Вода - 0,5 л.
После этого - промывка в проточной воде в течении 10 минут.
Дальнейшая подготовка проводится непосредственно перед вклейкой акустического блока в корпус. При этом она включает в себя следующие операции:
1. Промывка в ацетоне в ультразвуковой ванне в течение 5 минут.
2. Промывка в проточной воде в течение 3 минут.
3. Промывка в новом (чистом) ацетоне в течение 3 минут в ультразвуковой ванне.
4. Чистовая промывка в дистиллированной воде в ультразвуковой ванне в течение 5 минут.
Б.2.2. Вклеивание акустического блочка
Вклеивание акустического блочка в корпус преобразователя проводится с помощью компаунда УП-592 (стандартная рецептура): - смола УП-56З - 83 в. ч.
- смола Э-181
- 17 в. ч.
- метафинилендиамин (МФДА) - 6,4 в. ч.
- пылевидный кварц (наполнитель) - 50 в. ч.
Приготовление компаунда в необходимом количестве проводится в соответствии с п.Б.1.2. Перед вклеиванием в корпус соответствующая поверхность акустических блочков промывается ацетоном с помощью кисточки, после чего они высушиваются в термостате при температуре приблизительно 70°С. Кольцевая канавка корпуса, в которой устанавливается акустический блочок, смазывается компаундом УП-592, после чего в нее устанавливается акустический блочок. Затем корпус с акустическим блочном устанавливается в приспособлении, прижимающем пластину к корпусу, и помещается в термостат, где выдерживается при температуре (75±5)°С в течение 13 часов.
Б.2.3. Заливка тыльного кольца
Заливка тыльного (свободного от электрода) кольца пьезокварцевой пластины обеспечивается с помощью компаунда УП-592 с увеличенной долей наполнителя. Рецептура компаунда:
- смола УП-56З - 83 в. ч.
- смола Э-181 - 17 в. ч.
- метафинилендиамедин (МФДА) - 6,4 в. ч.
- пылевидный кварц - 100 в. ч.
Приготовление компаунда в необходимом количестве проводится в соответствии с п.Б.1.2. Заливка проводится в корпус с вклеенным акустическим блочном, нагретых до температуры 70°С, по 4-6 капель компаунда. Затем корпуса (4 шт.) помещаются в термостабилизирующие стаканы, устанавливаемые в плечах центрифуги. Центрифугирование проводится при 1000 об/мин в течение 5 минут. Дальнейшая полимеризация в термостате при (75±5)°С в течение 13 часов.
Б.3. Внутренняя заливка преобразователя
Для внутренней заливки используется полиуретановый компаунд ПУ-ЗК с наполнителем-порошком абразива марки М-28 или М-40.
Рецептура заливочной массы:
- компонент №1 (преполимер 10-000) - 100 в. ч.
- компонент №2 - 16 в. ч.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.