Устройство компенсации погрешности измерения ультразвукового скважинного глубиномера

Авторы патента:

Солдатов Алексей Иванович (RU)

Дичев Никита Владимирович (RU)

Солдатов Андрей Алексеевич (RU)

Шульгина Юлия Викторовна (RU)

G01N29/36 - Исследование или анализ материалов с помощью ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн; визуализация внутреннего строения объектов путем пропускания через них ультразвуковых или звуковых волн через предметы (G01N 3/00-G01N 27/00 имеют преимущество; измерение или индикация ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн вообще G01H; системы с использованием эффектов отражения или переизлучения акустических волн, например акустическое изображение G01S 15/00; получение записей с помощью способов и устройств, аналогичных используемым в фотографии, но с использованием ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн G03B 42/06)

Владельцы патента RU 2544311:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Использование: для компенсации погрешности измерения ультразвукового скважинного глубиномера. Сущность изобретения заключается в том, что устройство компенсации погрешности измерения ультразвукового локатора содержит генератор ультразвуковых импульсов, подключенный к излучателю, и последовательно соединенные приемник, усилитель, пороговое устройство, блок формирования временного интервала, блок измерения временного интервала и блок управления и индикации, выход которого связан с генератором и входом блока формирования временного интервала, источник опорного напряжения, подключенный к входу порогового устройства, кварцевый генератор, подключенный к блоку измерения временных интервалов, при этом второй генератор ультразвуковых импульсов подключен к второму излучателю, последовательно соединены второй приемник, второй усилитель, второе пороговое устройство, второй блок формирования временного интервала и второй блок измерения временного интервала, причем источник опорного напряжения подключен к второму входу второго порогового устройства, вход второго блока измерения временного интервала связан с кварцевым генератором, а выход второго блока измерения временного интервала подключен к блоку управления и индикации, выходы которого подключены ко второму генератору и второму блоку формирования временного интервала. Технический результат: снижение погрешности и повышение стабильности измерений при волноводном распространении ультразвуковых колебаний. 2 ил.

Изобретение относится к ультразвуковым локационным устройствам, применяемым для измерения глубины скважин в горнодобывающей промышленности, судоходстве и других отраслях народного хозяйства.

Известно устройство компенсации погрешности измерения ультразвукового уровнемера (RU 75034 U1, МПК G01F23/28 (2006.01), опубл. 20.07.2008), содержащее генератор ультразвуковых импульсов, соединенный с излучателем, источник опорного напряжения, подключенный к пороговому устройству, и последовательно соединенные приемник, усилитель, пороговое устройство, блок управления и индикации. Последовательно соединены второй источник опорного напряжения, второе пороговое устройство и второй блок формирования временного интервала, подключенный к первому пороговому устройству и блоку управления и индикации. Второе пороговое устройство подключено к усилителю.

Недостатком известного устройства является высокая погрешность измерения, обусловленная отклонением формы огибающей отраженных ультразвуковых импульсов от линейно-нарастающей за счет распространения в волноводе.

Известно устройство компенсации погрешности ультразвукового уровнемера (RU 2396521 С1, МПК G01F23/28 (2006.01), опубл. 10.08.2010), выбранное в качестве прототипа, содержащее генератор ультразвуковых импульсов, подключенный к излучателю, и последовательно соединенные приемник, усилитель, пороговое устройство, блок формирования временного интервала, блок управления и индикации, выход которого связан с генератором и входом блока формирования временного интервала, источник опорного напряжения, подключенный к входу порогового устройства. Входы блока измерения временных интервалов подключены к пороговому устройству и к кварцевому генератору, а выход - к блоку управления и индикации. Источник опорного напряжения подключен к входу блока управления и индикации.

Недостатком этого устройства является низкая точность и стабильность измерения, обусловленная изменением формы и амплитуды принятого ультразвукового сигнала при волноводном распространении, вследствие чего амплитуда принятого сигнала при различных дистанциях может изменяться немонотонно [Солдатов А.И., Сорокин П.В., Макаров В.С. Определение временного положения акустического импульса методом аппроксимации огибающей сигнала //Известия Южного федерального университета. Технические науки, 2009, - №10, - c.178-184], например, длительность третьего временного интервала может оказаться меньше длительности первого временного интервала или длительности всех измеренных временных интервалов могут оказаться одинаковыми. Это приводит к невозможности определения временной координаты начала принятого ультразвукового сигнала.

Задачей изобретения является создание устройства, обеспечивающего снижение погрешности и повышение стабильности измерений при волноводном распространении ультразвуковых колебаний.

Поставленная задача решена за счет того, что устройство компенсации погрешности измерения ультразвукового локатора, так же как прототип, содержит генератор ультразвуковых импульсов, подключенный к излучателю, и последовательно соединенные приемник, усилитель, пороговое устройство, блок формирования временного интервала, блок измерения временного интервала и блок управления и индикации, выход которого связан с генератором и входом блока формирования временного интервала, источник опорного напряжения, подключенный к входу порогового устройства, кварцевый генератор, подключенный к блоку измерения временных интервалов.

Согласно изобретению второй генератор ультразвуковых импульсов подключен к второму излучателю, последовательно соединены второй приемник, второй усилитель, второе пороговое устройство, второй блок формирования временного интервала и второй блок измерения временного интервала, причем источник опорного напряжения подключен к второму входу второго порогового устройства, вход второго блока измерения временного интервала связан с кварцевым генератором, а выход второго блока измерения временного интервала подключен к блоку управления и индикации, выходы которого подключены ко второму генератору и второму блоку формирования временного интервала.

Использование второго генератора, подключенного ко второму излучателю, и последовательно соединенных второго приемника, второго усилителя, работающих на другой частоте, второго порогового устройства, второго блока формирования временного интервала и второго блока измерения временного интервала, когда источник опорного напряжения подключен к второму входу второго порогового устройства, вход второго блока измерения временного интервала связан с кварцевым генератором, а выход второго блока измерения временного интервала подключен к блоку управления и индикации, позволяет компенсировать погрешность измерения ультразвукового локатора и повышает стабильность измерения за счет нового алгоритма обработки, заключающегося в определении временной координаты начала ответного сигнала путем корректировки измеренных временных интервалов в первом и втором блоках измерения временного интервала.

На фиг. 1 представлена схема предложенного устройства.

На фиг. 2 представлена диаграмма, иллюстрирующая работу устройства.

Устройство компенсации погрешности измерения ультразвукового скважинного глубиномера (фиг. 1) содержит блок управления и индикации 1 (БУиИ), соединенный с первым 2 (Г1) и вторым 3 (Г2) генераторами. Выход первого генератора 2 (Г1) соединен с первым излучателем 4 (И1), выход второго генератора 3 (Г2) соединен со вторым излучателем 5 (И2). Первый приемник 6 (П1) соединен с первым усилителем 7 (У1), выход которого связан с входом первого порогового устройства 8 (ПУ1). К другому входу первого порогового устройства 8 (ПУ1) подключен источник опорного напряжения 9 (ИОН). Выход первого порогового устройства 8 (ПУ1) подключен к входу первого блока формирования временного интервала 10 (БФВИ1), к другому входу которого подключен блок управления и индикации 1 (БУиИ). Выход первого блока формирования временного интервала 10 (БФВИ1) подключен к первому входу первого блока измерения временных интервалов 11 (БИВИ1), второй вход которого связан с кварцевым генератором 12 (КГ). Выход первого блока измерения временных интервалов 11 (БИВИ1) связан с блоком управления и индикации 1 (БУиИ). Второй приемник 13 (П2) соединен со вторым усилителем 14 (У2), выход которого связан с входом второго порогового устройства 15 (ПУ2). К другому входу второго порогового устройства 15 (ПУ2) подключен источник опорного напряжения 9 (ИОН). Выход второго порогового устройства 15 (ПУ2) подключен к входу второго блока формирования временного интервала 16 (БФВИ2), к другому входу которого подключен блок управления и индикации 1 (БУиИ). Выход второго блока формирования временного интервала 16 (БФВИ2) подключен к второму блоку измерения временных интервалов 17 (БИВИ2), к второму входу которого подключен кварцевый генератор 12 (КГ). Выход второго блока измерения временных интервалов 17 (БИВИ2) связан с блоком управления и индикации 1 БУиИ).

Блок управления и индикации 1 (БУиИ) может быть выполнен на микроконтроллере ATMEGA16 и семисегментных индикаторах типа DA56-11SRWA. Блоки формирования временного интервала 10 (БФВИ1) и 16 (БФВИ2) выполнены на стандартной микросхеме К1554ТМ2. Генераторы 2 (Г1) и 3 (Г2) могут быть выполнены по схеме с разрядом накопительной емкости на тиристорах типа КУ104Г. Излучатели 4 (И1) и 5 (И2), приемники 6 (П1) и 13 (П2) могут быть изготовлены из любой пьезокерамики, например ЦТС-19. Усилители 7 (У1) и 14 (У2) могут быть выполнены на операционном усилителе, например К544УД2. В качестве порогового устройства 8 (ПУ1) и 15 (ПУ2) может использоваться компаратор К521СА3. Блоки измерения временного интервала 11 (БИВИ1) и 17 (БИВИ2) могут быть выполнены на стандартных микросхемах, например К1554ИЕ7. Источник опорного напряжения 9 (ИОН) выбран типовым REF 192 фирмы ANALOG DEVICES в стандартном включении. Кварцевый генератор 12 (КГ) может быть выполнен на микросхеме KXO-V97 50.0 фирмы GEYER в стандартном включении.

Устройство работает следующим образом.

Блок управления и индикации 1 (БУиИ) вырабатывает импульс запуска для первого генератора 2 (Г1), этим же импульсом первый блок формирования временного интервала 10 (БФВИ1) устанавливается в состояние логической единицы. Первый генератор 2 (Г1) возбуждает первый излучатель 4 (И1). Излученный ультразвуковой импульс распространяется по контролируемой среде и принимается первым приемником 6 (П1), усиливается первым усилителем 7 (У1) и поступает на вход первого порогового устройства 8 (ПУ1). На второй вход первого порогового устройства 8 (ПУ1) подается напряжение U1 от источника опорного напряжения 9 (ИОН). Как только напряжение на выходе первого усилителя 7 (У1) превысит напряжение U1, выход первого порогового устройства 8 (ПУ1) переключится в состояние логической единицы, которая сбрасывает первый блок формирования временного интервала 10 (БФВИ1) в состояние логического нуля (точка t₁ фиг. 2). Таким образом, на выходе первого блока формирования временного интервала 10 (БФВИ1) получится импульс, длительность которого равна времени $Δ t_{1} = t_{1} - t_{0}$ . Этот импульс поступает в первый блок измерения временного интервала 11 (БИВИ1), на второй вход которого поступают импульсы с кварцевого генератора 12 (КГ). Данные о длительности первого временного интервала поступают в блок управления и индикации 1 (БУиИ).

Затем блок управления и индикации 1 (БУиИ) вырабатывает импульс запуска для второго генератора 3 (Г2), этим же импульсом второй блок формирования временного интервала 15 (БФВИ2) устанавливается в состояние логической единицы. Второй генератор 3 (Г2) возбуждает второй излучатель 5 (И2). Излученный ультразвуковой импульс распространяется по той же контролируемой среде и принимается вторым приемником 13 (П2), усиливается вторым усилителем 14 (У2) и поступает на вход второго порогового устройства 15 (ПУ2). На второй вход второго порогового устройства 15 (ПУ2) подается напряжение U1 с источника опорного напряжения 9 (ИОН). Как только напряжение на выходе второго усилителя 14 (У2) превысит напряжение U1, выход второго порогового устройства 15 (ПУ2) переключится в состояние логической единицы, которая сбрасывает второй блок формирования временного интервала 16 (БФВИ2) в состояние логического нуля (точка t₂ фиг. 1). Таким образом, на выходе второго блока формирования временного интервала 16 (БФВИ2) получится импульс, длительность которого равна времени $Δ t_{2} = t_{2} - t_{0}$ . Этот импульс поступает во второй блок измерения временного интервала 17 (БИВИ2), на второй вход которого поступают импульсы с кварцевого генератора 12 (КГ). Данные о длительности второго временного интервала поступают в блок управления и индикации 1 (БУиИ). Блок управления и индикации 1 (БУиИ) осуществляет коррекцию обоих временных интервалов в соответствии с выражением:

${\begin{cases} Δ {t^{'}}_{1} = Δ t_{1} - i T_{1} \\ Δ {t^{'}}_{2} = Δ t_{2} - i T_{2} \end{cases}$ , (1)

где $T_{1}$ - период колебаний первой ультразвуковой волны,

$T_{2}$ - период колебаний второй ультразвуковой волны,

i- номер коррекции,

$Δ {t^{'}}_{1}$ - первый скорректированный временной интервал,

$Δ {t^{'}}_{2}$ - второй скорректированный временной интервал.

После того как разность между скорректированными первым и вторым временными интервалами будет меньше чем четверть периода ультразвуковых колебаний:

$| Δ {t^{'}}_{1} - Δ {t^{'}}_{2} | < \frac{T_{1}}{4}$ , (2)

процесс коррекции прекращается и полученный первый временной интервал $Δ {t^{'}}_{1}$ считается временной координатой начала ответного сигнала. Используя эту координату, блок управления и индикации 1 (БУиИ) определяет расстояние до отражающей поверхности и производит индикацию этого расстояния.

В качестве примера рассмотрим определение расстояния в трубе длиной 250 см, заполненной водой, в которой были установлены излучатели 4 (И1) и 5 (И2) и приемники 6 (П1) и 13 (П2). Частота ультразвуковых колебаний первого излучателя 4 (И1) и первого приемника 6 (П1) составляла 600 кГц, соответственно длина волны $λ_{1}$ равнялась 2,5 мм, а период колебаний $T_{1}$ равнялся 1,67 мкс. Частота ультразвуковых колебаний второго излучателя 5 (И2) и второго приемника 13 (П2) составляла 900 кГц, соответственно длина волны $λ_{2}$ равнялась 1,67 мм, а период колебаний $T_{2}$ равнялся 1,11 мкс. Временные интервалы между излученным и принятым импульсами, измеренные блоками измерения временных интервалов 11 (БИВИ1) и 17 (БИВИ2), имели длительности

Δt₁=328,7 мкс, Δt₂=326,8 мкс.

Временные интервалы между излученными и отраженными ультразвуковыми импульсами, измеренные блоками измерения временных интервалов 11 (БИВИ1) и 17 (БИВИ2), имели длительности

Δt₁=328,7 мкс,

Δt₂=326,8 мкс.

При коррекции по формулам 1 и 2 получили следующий набор значений:

1) ${\begin{cases} Δ {t^{'}}_{1} = 338, 7 - 1 * 1, 67 = 337, 03 м к с \\ Δ {t^{'}}_{2} = 336, 8 - 1 * 1, 11 = 335, 69 м к с \end{cases}$

$| Δ {t^{'}}_{1} - Δ {t^{'}}_{2} | = 1, 3 м к с > \frac{1, 67}{4}$ .

После первой коррекции (i=1) получили значение, превышающее четверть периода ультразвуковых колебаний. Провели вторую коррекцию:

2) ${\begin{cases} Δ {t^{'}}_{1} = 338, 7 - 2 * 1, 67 = 335, 36 м к с \\ Δ {t^{'}}_{2} = 336, 8 - 2 * 1, 11 = 334, 58 м к с \end{cases}$

$| Δ {t^{'}}_{1} - Δ {t^{'}}_{2} | = 0, 78 м к с > \frac{1, 67}{4}$ .

После второй коррекции (i=2) получили значение, превышающее четверть периода ультразвуковых колебаний. Провели третью коррекцию:

3) ${\begin{cases} Δ {t^{'}}_{1} = 338, 7 - 3 * 1, 67 = 333, 69 м к с \\ Δ {t^{'}}_{2} = 336, 8 - 3 * 1, 11 = 333, 47 м к с \end{cases}$

$| Δ {t^{'}}_{1} - Δ {t^{'}}_{2} | = 0, 22 м к с < \frac{1, 67}{4}$ .

После третьей коррекции (i=3) получили разность времен первого и второго интервала меньше четверти периода ультразвуковых колебаний.

В результате расчета, блок управления и индикации 1 (БУиИ) получил следующее значение временного интервала:

$Δ {t^{'}}_{1} = 333, 69 м к$ .

Используя это значение временного интервала, блок управления и индикации 1 (БУиИ) определил расстояние до отражающей поверхности и произвел индикацию этого расстояния.

$h = C * Δ {t^{'}}_{1} = 1500 * 333, 69 * 10^{- 6} / 2 = 250, 28 с м$ ,

где С - скорость распространения ультразвука в воде.

Ошибка измерения уровня ∆h составила:

∆h=250-250,28=0,28 мм.

Таким образом, экспериментально установлено, что погрешность измерения уровня составила λ/6.

Устройство компенсации погрешности измерения ультразвукового локатора, содержащее генератор ультразвуковых импульсов, подключенный к излучателю, и последовательно соединенные приемник, усилитель, пороговое устройство, блок формирования временного интервала, блок измерения временного интервала и блок управления и индикации, выход которого связан с генератором и входом блока формирования временного интервала, источник опорного напряжения, подключенный к входу порогового устройства, кварцевый генератор, подключенный к блоку измерения временных интервалов, отличающееся тем, что второй генератор ультразвуковых импульсов подключен к второму излучателю, последовательно соединены второй приемник, второй усилитель, второе пороговое устройство, второй блок формирования временного интервала и второй блок измерения временного интервала, причем источник опорного напряжения подключен к второму входу второго порогового устройства, вход второго блока измерения временного интервала связан с кварцевым генератором, а выход второго блока измерения временного интервала подключен к блоку управления и индикации, выходы которого подключены ко второму генератору и второму блоку формирования временного интервала.

Использование: для компенсации погрешности измерения ультразвукового локатора. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют излучение ультразвукового сигнала, прием ответного сигнала, измерение временного интервала между излученным и принятым сигналами и определение расстояния до отражающей поверхности путем умножения скорости распространения ультразвука в контролируемой среде на измеренный временной интервал, при этом излучение, прием ультразвуковых сигналов и измерение временных интервалов между излученным и принятым ультразвуковым сигналами производят на двух частотах с разными периодами, затем производят сравнение этих временных интервалов и их коррекцию в соответствии с заданным математическим выражением.

Ультразвуковой иммерсионный многосекционный пьезоэлектрический преобразователь // 2541672

Использование: для дефектоскопии и толщинометрии различных материалов. Сущность изобретения заключается в том, что ультразвуковой иммерсионный многоэлементный пьезоэлектрический преобразователь содержит герметичный корпус с демпфирующим веществом, пьезоэлементы, установленные внутри корпуса и расположенные в корпусе симметрично относительно акустической оси преобразователя, и линзу, расположенную со стороны излучающей поверхности пьезоэлементов, акустические оси пьезоэлементов пересекаются между собой на продольной оси преобразователя, вектор поляризации всех пьезоэлементов направлен либо в сторону излучения, либо в сторону демпфирующего вещества, причем линза выполнена общей для всех пьезоэлементов или состоит из отдельных секций, при этом пьезоэлементы расположены с образованием вогнутой или выпуклой относительно линзы поверхности, все пьезоэлементы выполнены с общим для них положительным и отрицательным электродами, перекрывающими заполненные полимерным компаундом промежутки между пьезоэлементами и подключенными к электрическому герметичному разъему, при этом линза и демпфирующее вещество поверхностями, обращенными к образованным пьезоэлементами и полимерным компаундом поверхностям, каждая со своей стороны, плотно прилегает к расположенным на этих поверхностях электродам, причем линза приклеена к расположенному на пьезоэлементах электроду или плотно прилегает к электроду через слой акустически проводящей жидкости.

Дефектоскопическая установка для неразрушающего контроля, содержащая зонд для проверки стрингеров, имеющий магнитный пружинный балансир // 2538933

Изобретение относится к области неразрушающего контроля. Сущность: дефектоскопическая установка для неразрушающего контроля конструкции, у которой имеется внутренняя часть с отверстием, содержит внешний зонд с множеством стенок, у каждой из которых имеется поверхность, соответствующая одной из множества соответствующих внешних поверхностей соответствующей стенки конструкции.

Способ изготовления образцов для настойки дефектоскопической аппаратуры // 2538053

Использование: для изготовления образцов для настройки дефектоскопической аппаратуры. Сущность изобретения заключается в том, что изготавливают эталонные образцы в форме параллелепипеда с искусственными дефектами для градуировки и установки порога чувствительности ультразвуковых дефектоскопов, при этом выполняют в образце технологические сквозные отверстия диаметром от 0,5 мм до 1,0 мм, перпендикулярные продольной оси образца и параллельные его рабочей поверхности, затем вводят в них обрабатывающий инструмент, после чего применяют электроэрозионную обработку для выполнения этим обрабатывающим инструментом узких сквозных пазов, параллельно сквозным технологическим отверстиям, высотой от 5 до 20 диаметров инструмента.

Способ калибровки ультразвуковой антенной решетки, установленной на призму // 2530181

Использование: для калибровки ультразвуковой антенной решетки, установленной на призму. Сущность изобретения заключается в том, что излучают ультразвуковые сигналы с помощью множества элементов антенной решетки в образец известной толщины и принимают ультразвуковые сигналы, отраженные от отверстия бокового сверления известного диаметра на заданной глубине, регистрируют множество ультразвуковых эхосигналов для выбранной конфигурации излучения и приема, определяемой списком пар излучающих и принимающих элементов, рассчитывают параметры эхосигналов в зависимости от скорости звука в призме и ее геометрических параметров, сравнивают между собой измеренные и рассчитанные эхосигналы и производят поиск такого значения скорости продольной ультразвуковой волны в призме и ее геометрические параметры, которые обеспечивают минимальную разницу и которые будут считаться результатом калибровки, при этом в результате калибровки ультразвуковой антенной решетки определяется также время пробега в протекторе антенной решетки.

Способ измерения продольного и сдвигового импендансов жидкостей // 2529634

Использование: для измерения продольного и сдвигового импендансов жидкостей. Сущность изобретения заключается в том, что с помощью ультразвукового преобразователя возбуждают в двух тонких волноводах различные нулевые моды нормальных волн, измеряют коэффициенты затухания каждого типа волны в волноводах и рассчитывают продольный и сдвиговый импедансы исследуемой жидкости, при этом волноводы акустического блока изготавливают в виде тонких полос различной толщины, возбуждают в них нулевую моду волны Лэмба, калибруют акустический блок путем последовательного измерения в обоих волноводах коэффициентов затухания нулевой моды волны Лэмба при их последовательном погружении в две жидкости с известными продольным и сдвиговым импедансами, из полученных уравнений рассчитывают коэффициенты, связывающие импедансы жидкости с коэффициентом поглощения волны Лэмба в волноводах, затем погружают волноводы в исследуемую жидкость, измеряют коэффициенты затухания нулевой моды волны Лэмба в обоих волноводах и с помощью найденных численных значений коэффициентов по известным соотношениям рассчитывают продольный и сдвиговый импедансы исследуемой жидкости.

Образец для тестирования и настройки установки ультразвукового контроля листового проката // 2528111

Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля структуры и дефектов металлических изделий и может быть использовано при изготовлении образцов для тестирования и настройки установок ультразвукового контроля проката (УЗК).

Способ лабораторного контроля влажности волокон в массе // 2528041

Изобретение относится к неразрушающим методам производственного контроля и может найти применение при анализе различных волоконных материалов в промышленности.

Способ возбуждения и приема симметричных и антисимметричных волн в тонких волноводах // 2525473

Использование: для возбуждения и приема симметричных и антисимметричных волн в тонких волноводах. Сущность изобретения заключается в том, что на поверхности волновода закрепляют ультразвуковой преобразователь, который присоединяют к генератору и приемнику электрических сигналов, затем прикладывают электрическое напряжение к преобразователю таким образом, чтобы в волноводе в направлении, перпендикулярном к его оси, излучалась объемная, например, продольная волна, затем принимают, усиливают и обрабатывают эхо-сигнал, создаваемый нормальной волной, возникающей в волноводе за счет частичной трансформации в нем объемной волны в нормальную, при этом дополнительно закрепляют на противоположной стороне волновода соосно к первому преобразователю ультразвуковой преобразователь, акустические параметры которого в пределах не более ±5% отличаются от параметров первого преобразователя, причем электрическое соединение обоих преобразователей производят таким образом, чтобы фазы излучаемых и принимаемых ими сигналов либо совпадали (для случая симметричных нормальных волн), либо имели противоположные знаки (для случая антисимметричных нормальных волн), для чего при излучении и приеме симметричных нормальных волн оба преобразователя электрически соединяют параллельно, а при излучении и приеме антисимметричных нормальных волн преобразователи возбуждают электрическим напряжением противоположной полярности и присоединяют оба преобразователя к различным входам дифференциального усилителя или оба преобразователя электрически соединяют параллельно, а их пьезоэлементы поляризуют в противоположных направлениях.

Способ определения типа дефекта в металлических изделиях // 2524451

Использование: для определения типа дефекта в металлических изделиях. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют импульсное облучение исследуемой зоны ультразвуковым излучением, регистрацию исходного отраженного сигнала, его компьютерную обработку для определения информативных параметров, по которым судят о наличии и типе дефекта, при этом к исходному отраженному сигналу от каждого обнаруженного дефекта применяют преобразование Гильберта, получая аналитический сигнал, затем вычисляют модуль аналитического сигнала, получая огибающую исходного сигнала, на огибающей находят моменты времени t0, t1, и t2, соответствующие максимуму амплитуды огибающей и половине ее максимального значения слева и справа от максимума, применяя непрерывное вейвлетное преобразование к аналитическому сигналу, по определенной формуле находят зависимость мгновенной частоты от времени, на которой выбирают для дальнейшего анализа частоты ƒ0, ƒ1 и ƒ2, соответствующие моментам времени t0, t1, и t2, затем используя частоты ƒ0, ƒ1 и ƒ2 формируют новые безразмерные параметры - нормированные девиации частоты ƒr1 и ƒr2, отображают значения ƒr1 и ƒr2 в виде точки на двумерной диаграмме, по расположению которой в определенной области диаграммы судят о типе дефекта.

Способ определения коэффициентов звукопоглощения материалов // 2544888

Использование: для определения коэффициентов звукопоглощения материалов. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют измерение эталонных аналоговых сигналов с помощью первого и второго микрофонов акустического интерферометра, их аналогово-цифровое преобразование, вычисление передаточной функции с помощью непрерывного вейвлет-преобразования каждого из измеренных эталонных сигналов, вычисление коэффициентов отражения и коэффициентов звукопоглощения, представление результатов вычислений в графической форме в виде графика зависимости коэффициентов звукопоглощения от частоты или среднегеометрических частот 1/n - октавных полос, где n - целое число, при этом в качестве эталонного используют детерминированный аналоговый сигнал длительностью не менее 13 секунд с экспоненциально возрастающей частотой в диапазоне 100-4000 Гц. Технический результат: повышение точности определения коэффициентов звукопоглощения материалов в низкочастотном диапазоне. 2 ил.

Способ повышения достоверности ультразвукового неразрушающего дефектоскопического контроля // 2548692

Изобретение относится к способам испытаний и эксплуатационного ультразвукового контроля изделий. Для повышения достоверности ультразвукового неразрушающего контроля перед проведением контроля изделие нагружают нагрузкой, достаточной для раскрытия гипотетического дефекта типа трещины в месте контроля до величины, которая обеспечила бы отражение ультразвуковой волны от дефекта и сделала его выявляемым. Достигается повышение надежности и качества изделия. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ измерения объемной концентрации водорода // 2550306

Использование: для измерения объемной концентрации водорода. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют измерение температуры и скорости ультразвука в измеряемом газе, при этом определяют скорость в чистом водороде при той же температуре, а концентрацию водорода в газовой смеси вычисляют из математического выражения, учитывающего отношение квадрата скорости ультразвука в чистом водороде к квадрату скорости ультразвука в измеряемой смеси газов и отношение молярной массы примесей в водороде к молярной массе чистого водорода. Технический результат: упрощение системы измерений объемной концентрации водорода, повышение ее долговременной стабильности и снижение погрешности измерений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ контроля динамических характеристик сейсмоакустических преобразователей // 2550761

Изобретение относится к области сейсмоакустических исследований и касается устройства контроля динамических характеристик сейсмоакустических преобразователей. Устройство включает в себя излучающий элемент, исследуемый сейсмоакустический преобразователь, опорное зеркало, оптический фотоприемник, оптически квантовый генератор и оптическую призму с полупрозрачным зеркалом, расположенным под углом 45° к основанию. Призма расположена между излучающим элементом и исследуемым сейсмоакустическим преобразователем. В качестве излучающего и контролирующего элементов используется пьезокерамическое кольцо, концентрично с которым установлен оптический фотоприемник. Опорное зеркало и оптический фотоприемник акустически развязаны с излучающим элементом и призмой. Технический результат заключается в повышении чувствительности и упрощении конструкции устройства. 1 ил.

Переносная система edm для выполнения калибровочных стандартов // 2552812

Изобретение относится к системе для выполнения калибровочных отражателей на трубе. Переносная система электроэрозионной обработки для выполнения калибровочных отражателей на трубе содержит основание, монтируемое на трубу, режущий инструмент, электродвигатель, функционально соединенный с режущим инструментом для перемещения режущего инструмента в соответствии предварительно выбранной схемой, электрод, функционально соединенный с режущим инструментом, источник питания, функционально соединенный с электродом и функционально соединяемый с трубой, при этом источник питания выполнен с возможностью электрической подачи напряжения от электрода на трубу для удаления материала с трубы, источник диэлектрической текучей среды, находящийся во взаимодействии по текучей среде с трубой для удаления материала, удаляемого с трубы, при этом электродвигатель и источник питания и/или источник диэлектрической текучей среды установлены на основании. Изобретение обеспечивает возможность выполнения калибровочного стандарта из трубы сосуда высокого давления путем нарезания на поверхности толстостенной трубы сосуда высокого давления калибровочных отражателей в соответствии с выбранными предварительно заданными техническими требованиями. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ относительной калибровки преобразователей акустической эмиссии // 2554320

Использование: для относительной калибровки преобразователей акустической эмиссии. Сущность изобретения заключается в том, что размещают на калибровочном блоке калибруемый преобразователь акустической эмиссии, возбуждают в калибровочном блоке импульсы смещения, регистрируют полученные сигналы и выполняют их сравнение, при этом возбуждение импульсов смещения осуществляют с помощью источника акустической эмиссии трения, полученные при этом сигналы акустической эмиссии трения регистрируют, затем по ним определяют их автокорреляцию, производя, таким образом, относительную калибровку калибруемого преобразователя акустической эмиссии. Технический результат: повышение качества калибровки. 2 ил.

Способ определения коэффициента акустоупругой связи // 2556331

Использование: для определения коэффициента акустоупругой связи. Сущность изобретения заключается в том, что образец нагружают до заданного значения напряжения в материале и измеряют время распространения акустической волны в направлении, перпендикулярном направлению нагружения, при этом растягивают или сжимают образец до напряжения σ, меньшего предела пропорциональности материала, измеряют время t1 распространения акустической волны между двумя параллельными поверхностями образца, разгружают образец, соответственно сжимают или растягивают образец до напряжения σ, измеряют время t2 распространения акустической волны между указанными поверхностями образца и определяют коэффициент акустоупругой связи по заданному математическому выражению. Технический результат: повышение точности определения коэффициента акустоупругой связи материала.

Аудиометр для исследования звукопоглощающих свойств жидкостей // 2559173

Изобретение относится к метрологии, в частности к устройствам для измерения звукопоглощающих свойств жидкостей. Устройство содержит тональный аудиометр, к которому подключен костный телефон-вибратор с ремешком для его фиксации в заданном положении. Вибратор оснащен прозрачной съемной емкостью, заполняемой жидкостью, звукопоглощающие свойства которой требуется исследовать. При этом емкость состоит из нескольких последовательно расположенных изолированных отсеков, оборудована крышкой, обеспечивающей заполнение емкости жидкостью (крышка открыта) и исключающей ее проливание при исследовании (крышка закрыта), а на стенке емкости нанесена шкала, позволяющая определить объем жидкости в ней. Стенки емкости вибратора выполнены жесткими или гибкими. Технический результат - расширение функциональных возможностей устройства за счет применения аудиометра для исследования звукопоглощающих свойств жидкостей. 2 з.п. ф-лы.

Способ исследования образцов горных пород // 2559327

Изобретение относится к технике горного дела, добыче полезных ископаемых, в частности к устройствам для изучения физико-механических свойств горных пород, и может быть использовано в геологии, горной, газовой и нефтяной промышленности для расчета предельной величины давления гидроразрыва пласта. Сущность: осуществляют воздействие на образец горной породы внешним давлением и измеряют скорости распространения продольных и поперечных упругих волн в образце. Производят циклическое воздействие внешним давлением на образец с чередованием нагрузки-разгрузки, с постепенным увеличением внешнего давления до номинальной величины, о достижении которой судят по моменту стабилизации зависимости скорости распространения продольной и поперечной волн от увеличения внешнего давления на образец, в результате полученные значения скорости распространения продольной и поперечной волн используют как истинные величины для расчета значений модуля Юнга и коэффициента Пуассона. Технический результат: снижение погрешности при измерении скорости распространения упругих волн в образцах керна. 1 ил.

Способ снижения перинатальной заболеваемости при поздних преждевременных родах // 2559775

Изобретение относится к перинатологии и предназначено для снижения перинатальной заболеваемости при поздних преждевременных родах. Сущность способа: в сроках 34-36 недель беременности при угрозе преждевременных родов проводят ультразвуковую фетометрию. При предполагаемой массе плода ниже десятого или выше девяностого перцентиля для данного срока проводят профилактику синдрома дыхательных расстройств. Способ позволяет снизить заболеваемость новорожденных в сроках 34-36 недель. 3 пр., 2 ил.