Способ инерциального возбуждения механических колебаний в упругой оболочке

Авторы патента:

Кондратьев Александр Евгеньевич (RU)

G01N29/34 - 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 2705515:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВО "КГЭУ") (RU)

Использование: для инерциального возбуждения механических колебаний в упругой оболочке. Сущность изобретения заключается в том, что на стенке упругой оболочки устанавливают источник колебаний, представляющий собой инерциальный резонатор, состоящий из электропривода и закрепленного на его валу эксцентрика, при вращении которого возникают инерционные силы, реализующие через ось привода вибрационное воздействие на стенки упругой оболочки. Технический результат: повышение точности и информативности возбуждения механических колебаний в упругой оболочке. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области неразрушающих методов контроля, а именно к вибрационной диагностике и может быть использовано для анализа технического состояния трубопроводов.

Известен способ регистрации колебаний и разделения их на компоненты по описанию изобретения к авторскому свидетельству SU №1516800 А1, МПК G01H 17/00, 18.02.1988, заключающийся в том, что устанавливают регистрационный датчик колебаний в контрольной точке на испытуемом изделии, подвергают изделие вибрационной нагрузке и регистрируют его колебания в контрольной точке.

Недостатками данного способа являются регистрация только изгибных и крутильных колебаний, а также невозможность применения к упругим оболочкам, а именно область применения данного способа ограничивается резонансными испытаниями строительных изделий, например железобетонных панелей.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ определения расположения трубопровода по заявке на изобретение RU №2482515, МПК G01V 1/00 (2006.01), G01N 29/00 (2006.01), 20.05.2013, заключающийся в том, что в трубопроводе осуществляют генерирование звуковых колебаний с резонансной частотой посредством динамического излучателя, устанавливаемого непосредственно в трубопровод на место запорно-регулирующей арматуры, и регистрацию сигнала динамического излучателя посредством чувствительного элемента.

Недостатком данного способа является невысокая точность и информативность возбуждения механических колебаний в упругой оболочке, так как возбуждение колебаний происходит за счет динамического излучателя, который сначала возбуждает колебания в воздушной среде внутри упругой оболочки, а затем колебания передаются от воздушной среды к стенкам упругой оболочки.

Также недостатком прототипа является сложность реализации способа, а именно необходимость снятия запорно-регулирующей арматуры для установки на ее месте динамического излучателя.

Задачей заявляемого изобретения является разработка способа инерциального возбуждения механических колебаний в упругой оболочке, в котором устранены недостатки аналога и прототипа.

Техническим результатом является повышение точности и информативности возбуждения механических колебаний в упругой оболочке и регистрации их.

Технический результат достигается тем, что в способе инерциального возбуждения механических колебаний в упругой оболочке осуществляют генерирование механических колебаний, регистрацию параметров колебаний стенок упругой оболочки посредством чувствительного элемента и дальнейший анализ параметров этих колебаний в персональном компьютере, согласно настоящему изобретению на стенке упругой оболочки устанавливают источник колебаний, представляющий собой инерциальный резонатор, состоящий из электропривода и закрепленного на его валу эксцентрика, при вращении которого возникают инерционные силы, реализующие через ось привода вибрационное воздействие на стенки упругой оболочки.

При этом обеспечивается возможность варьирования частоты вращения эксцентрика посредством электропривода с числовым программным управлением, состоящего из персонального компьютера, регулятора частоты вращения и инерциального резонатора.

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг. 1), на котором изображено устройство, реализующее предлагаемый способ инерциального возбуждения механических колебаний в упругой оболочке.

На фиг. 1 цифрами обозначены:

1 - инерциальный резонатор;

2 - регулятор частоты вращения;

3 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);

4 - персональный компьютер;

5 - чувствительный элемент;

6 - трубопровод.

Инерциальный резонатор 1, регулятор частоты вращения 2 и персональный компьютер 4 в комплекте являются электроприводом с числовым программным управлением, который обеспечивает возможность варьирования частоты вращения эксцентрика.

Способ реализуется следующим образом.

На стенку трубопровода 6 устанавливают инерциальный резонатор 1 и чувствительный элемент 5.

Из персонального компьютера 4 подается сигнал на регулятор частоты вращения 2, который приводит в действие инерциальный резонатор 1, состоящий из электропривода и закрепленного на его валу эксцентрика, при вращении которого возникают инерционные силы, реализующие вибрационное воздействие на стенки трубопровода 6. Чувствительный элемент 5 измеряет параметры колебаний стенок трубопровода, сигнал от него направляется через аналого-цифровой преобразователь 3 в персональный компьютер 4 для регистрации возбуждаемых инерциальным резонатором колебаний стенок трубопровода и дальнейшего анализа их параметров.

Таким образом, анализируя параметры возбуждаемых инерциальным резонатором колебаний стенок трубопровода, регистрируемых чувствительным элементом, можно выявлять и локализовать дефекты, т.е. определять техническое состояние трубопровода.

1. Способ инерциального возбуждения механических колебаний в упругой оболочке, заключающийся в генерировании механических колебаний, регистрации параметров колебаний стенок упругой оболочки посредством чувствительного элемента и дальнейшем анализе параметров этих колебаний в персональном компьютере, отличающийся тем, что на стенке упругой оболочки устанавливают источник колебаний, представляющий собой инерциальный резонатор, состоящий из электропривода и закрепленного на его валу эксцентрика, при вращении которого возникают инерционные силы, реализующие через ось привода вибрационное воздействие на стенки упругой оболочки.

2. Способ инерциального возбуждения механических колебаний в упругой оболочке по п. 1, отличающийся тем, что обеспечивается возможность варьирования частоты вращения эксцентрика посредством электропривода с числовым программным управлением, состоящего из персонального компьютера, регулятора частоты вращения и инерциального резонатора.

Использование: для компенсации погрешности измерения ультразвукового локатора. Сущность изобретения заключается в том, что устройство компенсации погрешности измерения ультразвукового локатора содержит блок управления и индикации, который соединен с первым и вторым генераторами.

Способ компенсации погрешности измерения ультразвукового локатора // 2703834

Использование: для компенсации погрешности измерения ультразвукового локатора. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют излучение и прием ультразвуковых волн на двух частотах с разными периодами, измерение временных интервалов между излученными и принятыми ультразвуковыми волнами, определение расстояния до отражателя путем умножения скорости распространения ультразвука в контролируемой среде на время его распространения, при этом при усилении принятых ультразвуковых волн амплитуду сигналов задают одинаковой для обеих частот, а после измерения временных интервалов между излученными и принятыми ультразвуковыми волнами на двух частотах, определяют время распространения принятых ультразвуковых волн в соответствии с заданным выражением, полученное значение используют при определении расстояния до отражателя.

Устройство ультразвуковой дефектоскопии и способ ультразвуковой дефектоскопии // 2702804

Использование: для ультразвуковой дефектоскопии. Сущность изобретения заключается в том, что устройство (100) ультразвуковой дефектоскопии содержит ультразвуковой решеточный зонд (10), имеющий ультразвуковые элементы (11); вычислитель (33) расчетного времени прихода отраженных-формой волн для вычисления расчетного времени прихода отраженных-формой волн для расчетной отраженной-формой волны на основе расчетной скорости звука в объекте (1) испытаний; экстрактор (34) фактического времени прихода отраженных-формой волн для получения фактического времени прихода отраженных-формой волн на основе фактической отраженной-формой волны; вычислитель (35) разности времен прихода отраженных-формой волн для вычисления разности посредством вычитания фактического времени прихода отраженных-формой волн из расчетного времени прихода отраженных-формой волн в качестве разности времен прихода отраженных-формой волн и вычислитель (32) времени задержки для вычисления времен задержки для взаимного сдвига времен передачи ультразвуковых волн и приема ультразвуковых волн ультразвуковыми элементами (11) с учетом разностей времен прихода отраженных-формой волн.

Способ оперативной оценки результатов электронно-пучкового термического воздействия на объекты в вакуумной камере // 2702537

Изобретение относится к в способу мониторинга структурных, фазовых и химических преобразований в приповерхностном слое обрабатываемых объектов в вакуумных камерах под воздействием электронно-пучковых импульсов и может быть использовано для повышения надежности и долговечности широкого ассортимента деталей машин.

Способ неразрушающего контроля монолитного листа совместно с клеевым слоем в многослойных конструкциях из полимерных композиционных материалов // 2701204

Использование: для контроля конструкций из полимерных композиционных материалов (ПКМ). Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют ввод ультразвуковых колебаний в материал одного из соединяемых листов, либо в материал листа в соединении «лист - заполнитель», регистрацию сигналов, отраженных от дефектов в листе, от дефектов в клеевом слое и от границ раздела «лист - клеевой слой», «клеевой слой - лист», «клеевой слой - заполнитель» с помощью ультразвукового дефектоскопа, снабженного прямым совмещенным пьезоэлектрическим широкополосным преобразователем и двухстробовой системой автоматической сигнализации дефектов (АСД), при этом наличие дефекта в листе определяется по величине амплитуды ультразвукового сигнала, отраженного от несплошности внутри листа, а наличие дефекта в клеевом слое определяется по величине амплитуды сигнала, отраженного от клеевого слоя в месте расположения дефекта клеевого слоя, относительно положения соответствующих стробов АСД, устанавливаемых при настройке дефектоскопа на образце, имеющем искусственные дефекты листа и клеевого слоя, причем обнаружение указанных дефектов производится при регистрации амплитуд ультразвуковых сигналов, отраженных от дефекта в листе и от дефекта клеевого слоя, которая осуществляется при одном акте сканирования поверхности одного из соединяемых листов, либо листа в соединении «лист - заполнитель», при этом положение, временная длительность и уровень по шкале амплитуд дефектоскопа первого из двух стробов АСД устанавливается при настройке на искусственном дефекте листа, а второго строба - на искусственном дефекте клеевого слоя, выполненных в образцах.

Ультразвуковая идентификация и аутентификация контейнеров для опасных материалов // 2698190

Группа изобретений относится к контейнерам для хранения и транспортировки радиоактивных материалов. Контейнер для ядерного материала содержит корпус, выполненный из металла, и крышку, выполненную из того же металла.

Способ ультразвукового контроля методом фазированной антенной решетки с использованием дефектоскопа с малым количеством независимых каналов // 2697725

Использование: для ультразвукового неразрушающего контроля. Сущность изобретения заключается в том, что дефектоскоп, с несколькими независимыми каналами, с помощью ультразвуковой антенной решетки (АР) излучает и принимает ультразвуковые колебания, отцифровывает их и формирует изображение в виде сектора, при этом элементы АР делятся на группы с количеством элементов, равным количеству независимых каналов дефектоскопа, производится излучение и прием так, чтобы каждая группа элементов АР последовательно излучила и приняла эхосигналы, в соответствии с ранее рассчитанными задержками, затем эхосигналы, зарегистрированные в каждом из измерений, складываются когерентно, вычисляется огибающая и формируется итоговое изображение в виде сектора.

Способ контроля толщины изделия из стали // 2695327

Изобретение относится к ультразвуковой толщинометрии, дополненной измерениями магнитным методом. Способ заключается в том, что измеряют время распространения сдвиговой ультразвуковой волны и процентное содержание магнитной фазы в деформированном материале изделия из стали аустенитного класса и, используя предварительно полученные данные о скорости распространения ультразвуковой волны, процентном содержании магнитной фазы в неповрежденном материале изделия и коэффициенты, полученные при испытании тестовых образцов изделия, рассчитывают толщину деформированного материала.

Способ измерения частотной зависимости комплексного коэффициента отражения звука от поверхности с использованием шумового сигнала // 2695287

Изобретение относится к метрологии. Способ измерения частотной зависимости коэффициента отражения звука заключается в расположении излучателя, исследуемой поверхности и приемника в гидроакустическом бассейне, возбуждении излучателя линейно частотно-модулированным сигналом с заданными параметрами, регистрации мгновенных значений тока в цепи излучателя и выходного напряжения приемника, определении комплексной частотной зависимости передаточного импеданса, подавлении в полученной зависимости осцилляций, обусловленных влиянием отраженных сигналов, скользящим комплексным взвешенным усреднением с использованием взвешивающих функций, получении комплексной частотной зависимости передаточного импеданса пары излучатель-приемник и зависимости, в которой сохранена осцилляция, обусловленная первым по времени прихода отражением, и подавлены осцилляции от второго и более поздних по времени прихода отражений, определении частотной зависимости комплексного коэффициента отражения с учетом временных задержек облучающего сигнала и сигнала, отраженного исследуемой поверхностью, и коэффициента пропускания пространственного фильтра, реализуемого обработкой скользящим комплексным взвешенным усреднением.

Контактная жидкость для ультразвуковой дефектоскопии // 2694721

Изобретение относится к области неразрушающего контроля с использованием контактной жидкости, которая применяется при низких температурах в железнодорожном транспорте.