Введение к работе
Актуальность работы. В современных условиях развития промышленности предъявляются высокие требования к качеству сварных соединений Существует много методов контроля сварных соединений, но наибольший интерес для исследования имеет неразрушающий метод контроля Одним из видов неразрушающего контроля является акустический метод, позволяющий выявлять практически все виды дефектов сварных соединений Широкое использование акустического метода контроля нашло свое применение практически во всех сферах промышленности связанных со сварными соединениями Акустические методы позволяют реализовать четырехмерность процесса измерения, что приводит к упрощению процессов обработки информации и тем самым делает измерение более точным и достоверным Анализ условий использования методов дефектоскопии позволяет выделить акустические и магнитные методы применительно к задаче контроля качества и обнаружения дефектов сварных соединений как актуальное направление исследований
Цель и задачи исследования. Основной целью диссертационного исследования явилась разработка интеллектуального первичного преобразователя (датчика), для получения информации о геометрических размерах дефекта в сварном соединении
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи
Разработать математическую модель измерительного канала,
ориентированную на свойства прохождения акустического сигнала через неоднородные структуры
Разработать алгоритмы обработки измерительной информации (алгоритм измерения, алгоритм визуализации, алгоритм генерации акустической волны и др ),
Исследовать свойства искаженной акустической волны, при прохождении через неоднородные структуры
Разработать технические требования к первичному преобразователю виртуального прибора по измерению геометрических размеров и координат выбранного дефекта в контролируемом изделии
Методы исследования. Для решения поставленных задач и достижения намеченной цели использовались методы теории управления и математического моделирования, теории вероятностей и теории случайных процессов, спектрального анализа и теории цифровой обработки сигналов, а также методы теории распознавания образов При организации и проведении экспериментов, отображения результатов и имитационном моделировании была использована система MATCAD, а процедуры, реализующие экспериментальную установку, были реализованы на языке высокого уровня C++ с применением 111111 «Клиент-Сервер»
Научная новизна Основные результаты диссертационного исследования, имеющие научную новизну, заключаются в следующем
Впервые предложена математическая модель акустического измерительного канала, ориентированная на получение метрологических характеристик (в работе
рассмотрены динамические погрешности, формируемые при прохождении акустического сигнала через неоднородные материалы)
Предложен алгоритм измерения размеров пузырькового дефекта в сварном соединении, отличающийся от известных наличием одного излучателя и трех приемников акустической информации
Предложены алгоритм визуализации процесса измерения и функциональная схема чувствительного элемента виртуального прибора для измерения свойств акустической воины, при прохождении через сварные соединения
Практическая ценность. Разработан макет виртуального прибора по измерению геометрических размеров и координат пузырькового дефекта в сварном соединении Макет может быть использован как лабораторная работа для студентов и как стенд для исследования и поиска алгоритмов измерения дефектов, имеющих более сложную конфигурацию Разработаны іехнические требования к первичному преобразователю и его чувствительному элементу для осуществления технологической подготовки производства опытно-промышленного образца виртуального прибора
Обоснованность и достоверность полученных результатов подтверждается корректным использованием современного математического аппарата при составлении математических моделей и схем математического моделирования Проверка работоспособности алгоритмов измерения проводилась на виртуальной экспериментальной установке
Реализация результатов работы Разработанные методы и алгоритмы легли в основу проектирования чувствительного элемента прибора, функциональной схемы виртуального прибора и принципиальной схемы первичного преобразователя
Положения, выносимые на защиту.
Математическая модель измерительного канала, ориентированная на свойства прохождения акустического сигнала через неоднородные структуры
Алгоритм измерения пузырьковых дефектов
Функциональная схема чувствительного элемента виртуального прибора
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы
докладывались и обсуждались на Международной научно-технической
конференции «Системные проблемы надежности, качества, информационных и
электронных технологий в инновационных проектах» (Инновашка - 2005, 2006)
(Сочи, 2005, 2006), Всероссийской научно-технической конференции
«Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии» (Тула, 2006), Всероссийской научно-практической конференции «Рссурсо-энерго сбережение и эколого-энергетическая безопасность промышленных городов» (Волжский, сентябрь 2006), Межрегиональной юбилейной научно-практической конференции «Перспективные проекты и технологии в энергетике» (Волжский, сентябрь 2005) XI и XII межвузовской научно-практической конференции студентов и молодых ученых (Волжский, май-июнь 2005, 2006)
Публикации. По материалам исследования опубликовано 9 печатных рабо г, в том числе 2 - статьи и 7 - тезисов докладов на научно-технических конференциях
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемой литературы и приложений, общим объемом 147 страниц
Личный вклад автора. Лично автором разработаны математическая модель акустического измерительного канала, уравнение измерения координат идеального пузырькового дефекта, имитационная экспериментальная установка, конструкция чувствительного элемента первичного преобразователя
