Учет влияния дифракционной расходимости и неидеальности отражения от металлического рефлектора при градуировке пьезоэлектрического преобразователя методом самовзаимности
Учет влияния дифракционной расходимости и неидеальности отражения от металлического рефлектора при градуировке пьезоэлектрического преобразователя методом самовзаимности
А. А. Дорофеева, О. А. Сапожников
Одним из методов градуировки пьезоэлектрических ультразвуковых преобразователей является метод самовзаимности. В этом методе в среде напротив исследуемого преобразователя устанавливается эталонный акустический рефлектор. Преобразователь используется и для излучения ультразвукового импульса, и для приема соответствующего отраженного сигнала (эхо-импульсный режим). Из сравнения характеристик электрического сигнала на этапах излучения и приема находится эффективность электроакустического преобразования и, тем самым, производится градуировка преобразователя. Наиболее просто провести градуировку в приближении плоских волн. На практике это условие нарушается, что может привести к заметным погрешностям. Для повышения точности метода необходимо построить численную модель, описывающую дифракционную расходимость излучаемого акустического пучка и неидеальность его отражения от рефлектора. Построение такой модели является предметом настоящей работы.
Показать АннотациюОценка потенциальной эффективности работы гидроакустических систем наблюдения
Оценка потенциальной эффективности работы гидроакустических систем наблюдения
М. В. Лебедев
В настоящей работе описывается оценка потенциальной эффективности работы гидроакустических систем наблюдения. Критерием эффективности является вероятность обнаружения гидроакустического сигнала на фоне помехи, когда известны вероятность ложной тревоги и местоположение цели. В модели наблюдения предполагается, что сигнал и шум являются некоррелированными. Ковариация шума и сигнала известны. В работе получены аналитические формулы для критериев эффективности для различных режимов работы гидроакустических систем. Кроме того, в работе приведены результаты численного моделирования для различных статистик обнаружения.
Показать АннотациюВзаимосвязь точки росы с температурным коэффициентом времени задержки поверхностных акустических волн в системе адсорбированная вода – ниобат лития
Взаимосвязь точки росы с температурным коэффициентом времени задержки поверхностных акустических волн в системе адсорбированная вода – ниобат лития
И. Г. Симаков, Ч. Ж. Гулгенов
Показано, что во влажной газовой среде температурный коэффициент времени задержки (ТКЗ) акустоэлектронного устройства имеет нулевое значение при некоторой величине тепловой энергии (температуры). Имеет место взаимосвязь температуры нулевого значения ТКЗ с точкой росы. Предложено использовать зависимость температуры нулевого значения ТКЗ от давления пара для определения относительной влажности. Рассмотрены преимущества такого метода.
Показать АннотациюПрименение эффекта радиационного давления для измерения потерь энергии ультразвукового пучка при его прохождении через расположенный в жидкости твердотельный слой
Применение эффекта радиационного давления для измерения потерь энергии ультразвукового пучка при его прохождении через расположенный в жидкости твердотельный слой
Ж. В. Черепанова, М. А. Крыжановский, С. А. Цысарь, О. А. Сапожников
При прохождении акустической волны через расположенный в жидкости твердотельный слой возникают энергетические потери, вызванные как поглощением в слое, так и отражениями от его границ. Поскольку неоднородный по толщине слой вызывает заметные искажения волнового фронта, то традиционный способ измерения потерь, основанный на регистрации уменьшения амплитуды плоской волны, оказывается неприменимым. В этих условиях требуется измерять мощность волны методом, не чувствительным к амплитудно-фазовой структуре акустического поля. В настоящей работе в качестве такого метода предлагается подход, основанный на измерении радиационной силы, оказываемой ультразвуковым пучком на протяжённый поглотитель.
Показать АннотациюО перспективе развития технологии контроля отражённых гидроакустических полей
О перспективе развития технологии контроля отражённых гидроакустических полей
В. Ю. Чижов
Развитие гидролокационных средств обнаружения подводных объектов в последние годы привело к необходимости четкого определения их отражающей способности. Определение и контроль отраженных сигналов от объекта может быть выполнен двумя путями: расчетным с использованием физико-математических моделей подводного объекта и экспериментальным. Указаны причины, такие как габаритные размеры, сложность конструкции, сложность проведения эксперимента, ограничивающие развитие экспери-ментальных исследований в натурных условиях. Показано, что оптимальный путь – это масштабное моделирование объекта и зондирующего сигнала.
Показать АннотациюСовременные методы и технологии акустических испытаний кораблей для измерения характеристик их подводного шума
Современные методы и технологии акустических испытаний кораблей для измерения характеристик их подводного шума
Ю. Ф. Шлемов
Во всех странах, осуществляющих строительство судов и подводных лодок (ПЛ), активно решаются вопросы качественного выполнения измерений и контроля подводного шума (ПШ) кораблей. Это необходимо для проверки соответствия ПШ судов экологическим требованиям, но главной задачей этих измерений является обеспечение акустической скрытности ПЛ. На основе анализа стандартов НАТО и данных о технологиях, применяемых при измерениях ПШ за рубежом, в статье даются рекомендации по совершенствованию отечественной системы измерения и контроля ПШ кораблей.
Показать АннотациюРазработка метода диагностики начальной стадии поврежденности материала по излучаемому акустическому полю
Разработка метода диагностики начальной стадии поврежденности материала по излучаемому акустическому полю
А. В. Попова
Динамические нагружения конструкций ответственного назначения, таких как корпуса энергетических установок, химические реакторы, резервуары, сосуды давления и др. обуславливают развитие поврежденности материалов и элементов конструкций, начальная стадия которой не выявляется традиционными средствами дефектоскопии. В качестве метода, дополняющего существующие методы дефектоскопического контроля, предлагается бесконтактный дистанционный метод мониторинга изменений спектральных характеристик колебаний образцов и элементов конструкций через изме-нения в излучаемом ими акустическом поле после локальных ударных воздействий. Экспериментально установлено, что наиболее структурно-чувствительной среди дру-гих спектральных характеристик является внутреннее трение, величина которого обу-словлена, в основном, рассеянием энергии в материале. Изменения данной характеристики позволяет контролировать начальные стадии процесса структурной повреждаемости металла, в то время как другие характеристики сохраняют стабильные значения. В докладе представлены результаты экспериментальных исследований по изучению влияния уровня усталостной поврежденности стальных балочных образцов на характеристики добротности излучаемого акустического поля, эксплуатировавшихся в одинаковых условиях, но с разными сроками. Представлены методика и аппаратура для проведения испытаний балочных образцов на добротность свободных затухающих колебаний со спектральным анализом излучаемого ими акустического поля.
Показать АннотациюВлияние жидкости с различной проводимостью, вязкостью и диэлектрической проницаемостью на характеристики щелевой моды в акустической линии задержки
Влияние жидкости с различной проводимостью, вязкостью и диэлектрической проницаемостью на характеристики щелевой моды в акустической линии задержки
И. А. Бородина, Б. Д. Зайцев, А. А. Теплых
Экспериментально исследовано влияние жидкости с различной проводимостью, диэлектрической проницаемостью и вязкостью на характеристики щелевой моды в структуре, состоящей из линии задержки с поперечно-горизонтальной волной и верхней пластины, разделенных воздушным зазором. Линия задержки была выполнена из Y-X ниобата лития, верхняя пластина – из Z-X ниобата лития. Возбуждение щелевой моды приводило к острым резонансным пикам на частотных зависимостях полных потерь и фазы выходного сигнала линии задержки. Установлено, что глубина и частота этих пиков зависят от указанных параметров жидкости, контактирующей с верхней пластиной. Показана возможность использования щелевой моды в исследуемой структуре для идентификации жидкостей с различными значениями проводимости, вязкости и диэлектрической проницаемости.
Показать АннотациюЧувствительность дисперсионных характеристик акустических волн в слоистой структуре «Me/ZnO/Me/алмаз» от толщины металлических слоев
Чувствительность дисперсионных характеристик акустических волн в слоистой структуре «Me/ZnO/Me/алмаз» от толщины металлических слоев
С. И. Бурков$^1$, О. П. Золотова$^2$, П. П. Турчин$^1$, И. М. Рычков$^1$
В настоящей работе было выполнено исследование влияния массовой нагрузки в виде двух металлических слоев (верхний и нижний электрод) на изменение фазовой скорости дисперсионных мод упругой волны в пьезоэлектрической слоистой структуре «Me/ZnO/Me/алмаз». Проанализированы зависимости этой величины от отношения h×f (частота×толщина пьезоэлектрика) и отношения d/h (толщина металла/толщина пьезоэлектрика). В качестве материала металлических слоев рассматриваются алюминий (Al), молибден (Mo), платина (Pt).
Показать АннотациюВлияние электрических граничных условий вблизи свободной стороны пьезоэлектрического резонатора с поперечным электрическим полем на его характеристики
Влияние электрических граничных условий вблизи свободной стороны пьезоэлектрического резонатора с поперечным электрическим полем на его характеристики
Б. Д. Зайцев, А. М. Шихабудинов, А. А. Теплых, И. А. Бородина
Экспериментально исследовано влияние зазора между свободной стороной пьезоэлектрического резонатора с поперечным электрическим полем на основе ниобата лития и электрически проводящей пленкой на поверхности диэлектрической пластины на частоты параллельного и последовательного резонансов. Измерения проводились в диапазоне температур от 14 до 45ºС. Показано, что при изменении зазора от 0 до 3.5 мм частота параллельного резонанса монотонно увеличивается на 1.3% при постоянной температуре. Изменение частоты последовательного резонанса в интервале 0 – 3.5 мм при фиксированной температуре не превышало 0.02 – 0.07%. Теоретический анализ количественно подтвердил зависимости указанных частот от ширины зазора. Было показано, что разница между рассчитанными и измеренными зависимостями частот параллельного и последовательного резонансов от ширины зазора не превышает 0.6%. Показана возможность создания измерителей перемещений с температурной компенсацией, которые могут быть использованы для непрерывного контроля деформаций и раскрытия трещин различных конструкций.
Показать Аннотацию