Разработка алгоритмов и оборудования для измерения параметров ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей - Диссертация

пьезоэлектрический преобразователь авгур пэп Разработка алгоритмов и оборудования для измерения параметров ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей СОКРАЩЕНИЯ, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ АУЗК Автоматизированный ультразвуковой контроль ПСП Метод (алгоритм) проекции в спектральном пространствеПроведение контроля по определенной методике предполагает взаимозаменяемость типовых ПЭП, поэтому очевидна необходимость измерения параметров ПЭП и их контроля на стадии изготовления экспериментальных, опытных и серийных образцов, входной проверки и периодической поверки в процессе эксплуатации. В связи с этим метрология, как наука об измерениях, играет важную роль в развитии науки и техники, в частности в области ультразвукового неразрушающего контроля. Существующие стандарты на измерение параметров ПЭП предполагают длительную многоступенчатую процедуру измерений с применением нескольких приборов. При калибровке помимо параметров, определяющих допустимость применения ПЭП для проведения АУЗК, определяются параметры, специфические для проведения когерентного восстановления изображения отражателей в объекте контроля. Упрощение и автоматизация процедуры калибровки ПЭП в системе с когерентной обработкой данных за счет перехода от стандартного образца СО-2 к стандартному образцу СО-3 является актуальной задачей, поскольку позволяет ускорить процедуру, снизить количество ошибок операторов и расширить возможности применения когерентной визуализации изображений дефектов.Преимущества предложенного алгоритма калибровки ПЭП, выполняемой на образце СО-3, для последующей когерентной обработки данных АУЗК в сравнении с калибровкой на образце СО-2 таковы: · меньшая чувствительность к качеству акустического контакта за счет маленькой апертуры сканирования; · при обеспечении измерения реального положения пластины ПЭП реализуется метод SAFT в системах серии АВГУР, что расширяет их возможности; · легко учитывается изменение скорости звука в призме и материале в зависимости от температуры, в отличие от необходимости изменять положение мнимой пьезопластины при алгоритме калибровке на СО-2; · эффективно работает метод эталонной голограммы, выполняется пересчет вида ФРТ для соответствия объекту контроля с требуемыми свойствами (скорость звука и затухание). При калибровке ПЭП с большими углами ввода или с широкой диаграммной направленности на образце СО-3 возможно возникновение поверхностной волны большой амплитуды, отраженной от грани образца, время прихода которой в отличие от калибровки на СО-2 будет достаточно близко ко времени прихода полезного сигнала.В диссертационной работе изложена постановка и решение задачи создания алгоритмов и технических средств для оперативного измерения и контроля параметров ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей, предназначенных для работы в составе ультразвуковых дефектоскопов, в том числе систем автоматизированного ультразвукового контроля с когерентной обработкой данных.Как видно из рис П.1 система калибровки ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей состоит из персонального компьютера 1 соединенного посредством интерфейса USB 2 с системным блоком 3, аналого-цифрового модуля 4, модуля коммутации 5, блока питания 6, модуля управления сканером 7, модуля питания двигателей 8, и сканирующего устройства 9. Аналого-цифровой модуль 4 содержит программируемую логическую интегральную схему 13, контроллер 14 формирователь зондирующего сигнала 15 аналого-цифрововой преобразователь 16, мультиплексор 17, регулируемый широкополосный усилитель 18, цифроаналоговый преобразователь 19, приемопередатчик 20, банк памяти 21, аттенюатор 22. На блок системный 3 выводится индикация подачи питания, на нем находится кнопка включения питания, кнопка аварийного останова движения (на чертеже не показаны), разъемы для подключения пьезоэлектрических преобразователей 28, подачи питания от электрической сети (на чертеже не показаны), соединения с шаговыми приводами 11 и 12 и блока датчиков (концевых выключателей) 10 сканирующего устройства 9. Модуль аналого-цифровой 4, входящий в состав блока системного 3, выполняет формирование зондирующего сигнала, формирование команд для управления шаговыми приводами 11 и 12 сканирующего устройства 9, формирование команд для управления модулем коммутации 5, усиление эхосигналов, поступающих от модуля коммутации 5, преобразование полученных эхосигналов в цифровую форму, цифровую обработку и запоминание в буферной памяти 21 для последующей передачи данных в персональный компьютер 1, прием и передачу команд по последовательному каналу через приемопередатчик 20 в соответствии с протоколом обмена, определяемым стандартом RS-485, а также прием и передачу команд и данных по интерфейсу USB 2.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах: