Способ ультразвуковой эхо-импульсной толщинометрии



Способ ультразвуковой эхо-импульсной толщинометрии
Способ ультразвуковой эхо-импульсной толщинометрии
Способ ультразвуковой эхо-импульсной толщинометрии

 


Владельцы патента RU 2422769:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ(ТУ)") (RU)

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и ультразвукового неразрушающего контроля и позволяет повысить достоверность и точность результатов измерений толщины изделий. Сущность изобретения заключается в том, что для измерения времени распространения ультразвуковых импульсов от одной поверхности изделия до другой и обратно, по значению которого вычисляется значение измеряемой толщины, используют процедуру пространственно-временной декорреляции эхо-сигналов и сигнала структурного шума с одновременным когерентным накоплением эхо-сигналов. Для измерения параметров донного эхо-сигнала, несущих информацию о толщине изделия, регистрируемый сигнал необходимо вначале разделить на информационный донный эхо-сигнал и сигнал структурной помехи, затем подавить помеху и выделить донный эхо-сигнал. В этом случае ультразвуковой преобразователь должен последовательно изменять положение на поверхности контролируемого изделия таким образом, чтобы в каждом из его положений в зону ультразвукового облучения, определяемую шириной его диаграммы направленности, попадала новая, статистически независимая комбинация элементов структурной неоднородности, а все импульсы донного эхо-сигнала оставались бы взаимно когерентными. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и ультразвукового неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой толщинометрии, дефектоскопии и структуроскопии различных материалов и изделий.

Известен способ измерения толщины изделий, заключающийся в излучении в изделие ультразвукового радиоимпульса, несущая частота которого меняется по линейному закону [см. Гребенник B.C. Физические основы ультразвуковых методов измерения толщины. М.: Машиностроение, 1968, 40 с.]. В этом способе измеряют разность значений мгновенных частот излученного и принятого из изделия импульсов. По значению этой разности и величине скорости изменения частоты заполнения зондирующего импульса определяют время задержки принятого импульса относительно зондирующего. Измеряемую толщину при этом вычисляют, умножая половину этого времени задержки на известную скорость С распространения ультразвуковых колебаний в материале изделия.

Однако такой способ ограниченно применим для измерений толщины изделий, выполненных из сложноструктурных материалов, т.к. регистрируемый эхо-сигнал наряду с принимаемым донным эхо-импульсом содержит совокупность эхо-сигналов, отраженных от элементов структурной неоднородности, которые маскируют донный эхо-импульс и уменьшают достоверность и точность контроля.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ ультразвуковой эхо-импульсный толщинометрии, описанный в книге Королев М.В. Эхо-импульсные толщиномеры. М.: Машиностроение, 1980, 111 с. Способ заключается в том, что в материал изделия излучают ультразвуковой импульс, принимают затем импульсы, многократно отраженные от противоположных поверхностей материала, и измеряют время распространения импульсов от одной поверхности изделия до другой и обратно. Толщину же вычисляют как произведение половины этого времени на скорость С распространения ультразвуковых импульсов в материале. Для измерения, как правило, выбирают первый и второй донные эхо-импульсы.

Основным недостатком известного способа ультразвуковой эхо-импульсной толщинометрии является невысокая достоверность и точность результатов измерений при контроле изделий, выполненных из материалов с высоким уровнем структурного шума, к которым относятся наиболее часто используемые конструкционные материалы, такие как бетон, серый чугун, некоторые сорта легированных сталей, полимерные композитные материалы.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение достоверности и точности результатов измерений толщины изделий, а также повышение стабильности во времени точностных характеристик аппаратуры.

Для решения поставленной задачи в известном способе ультразвуковой эхо-импульсной толщинометрии, заключающемся в том, что размещают ультразвуковой преобразователь в точке контроля на поверхности контролируемого изделия, излучают в контролируемое изделия ультразвуковой импульс, принимают из него последовательность многократно отраженных от противоположных поверхностей изделия эхо-импульсов и импульсов структурного шума, измеряют время распространения эхо-импульсов от одной поверхности до другой и обратно и вычисляют толщину как произведение половины этого времени на скорость распространения ультразвуковых импульсов в изделии, контроль осуществляют за N циклов контроля, где N - целое число и выбрано из условия N≥2, запоминают принимаемую во время первого цикла контроля первую последовательность эхо-импульсов и импульсов структурного шума, начиная со второго цикла контроля, изменяют положение ультразвукового преобразователя на поверхности контролируемого изделия, суммируют с запомненной принимаемую последовательность эхо-импульсов и импульсов структурного шума, а измерение времени распространения эхо-импульсов от одной поверхности до другой и обратно производят по последовательности эхо-импульсов, полученной в результате суммирования N принимаемых последовательностей эхо-импульсов и импульсов структурного шума.

Кроме того, перемещают ультразвуковой преобразователь вдоль поверхности контролируемого изделия, а расстояние R0 между точками контроля выбирают из условия R0≥Rk, где Rk - радиус корреляции структурного шума.

Дополнительно поворачивают УЗ преобразователь относительно продольной оси на угол α0, а значение угла α0 выбирают из условия α0≥αk, где αk - угол корреляции структурного шума.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана осциллограмма ультразвуковых эхо-сигналов и сигнала структурного шума, регистрируемая при толщинометрии изделия из высоколегированной стали при реализации способа толщинометрии, принятого за прототип; на фиг.2 показана осциллограмма ультразвуковых эхо-сигналов и сигнала структурного шума, регистрируемая при толщинометрии изделия из высоколегированной стали, при реализации предложенного способа ультразвуковой эхо-импульсной толщинометрии; на фиг.3 показана функциональная схема ультразвукового толщиномера, реализующего предложенный способ.

Сущность изобретения заключается в том, что для повышения достоверности и точности измерения времени распространения ультразвуковых импульсов от одной поверхности изделия до другой и обратно, по значению которого вычисляется значение измеряемой толщины, используют процедуру пространственно-временной декорреляции эхо-сигналов и сигнала структурного шума с одновременным когерентным накоплением эхо-сигналов. При ультразвуковой толщинометрии изделий из сложноструктурных материалов, к которым можно отнести чугун, некоторые сорта легированной стали, бетон, полимерные композитные материалы, возникает проблема достоверного измерения параметров донного эхо-сигнала, замаскированного коррелированными с зондирующим сигналом многочисленными отражениями от структурных неоднородностей контролируемого материала, так называемым структурным шумом. Для измерения параметров донного эхо-сигнала, несущих информацию о толщине изделия, регистрируемый сигнал необходимо вначале разделить на информационный донный эхо-сигнал и сигнал структурной помехи, затем подавить помеху и выделить донный эхо-сигнал. Это возможно сделать, применяя пространственные методы декорреляции сигналов. В этом случае ультразвуковой преобразователь последовательно изменяет положение на поверхности контролируемого изделия таким образом, чтобы в каждом из его положений в зону ультразвукового облучения, определяемую шириной его диаграммы направленности, попадала новая, статистически независимая комбинация элементов структурной неоднородности, а все импульсы донного эхо-сигнала оставались бы взаимно когеррентными. Расстояние R0 между соседними точками контроля выбирается исходя из соблюдения условия, что следующая комбинация структурных неоднородностей в пределах области существования акустического поля преобразователя сформирует эхо-сигнал структурного шума, коэффициент Kвк взаимной корреляции которого с эхо-сигналом структурного шума, зарегистрированным в предшествовавшей позиции, не будет превышать определенной величины, например Kвк≤0.1, или будет даже отрицательно коррелирован. Радиус корреляции Rk равен расстоянию между двумя положениями УЗ преобразователя, при котором коэффициент взаимной корреляции Kвк реализации эхо-сигналов, регистрируемых в этих положениях УЗ преобразователя, |Kвк|=0,05. При таком многоканальном контроле осуществляется пространственная декорреляция донного эхо-сигнала и эхо-сигналов помехи.

Значение N выбирают исходя из требуемого увеличения отношения сигнал/структурный шум и учитывая, что при суммировании статистически независимых реализаций структурного шума отношение сигнал/шум увеличивается пропорционально N1/2. При отсутствии возможности изменять положение преобразователя путем его перемещения по поверхности контролируемого изделия перемещение заменяют поворотом преобразователя относительно продольной оси на дискретный угол α0, значение которого из условия, что его значение не должно быть меньше значения угла корреляции αк, а суммарный угол поворота не должен быть меньше 2π.

Так как донный эхо-сигнал присутствует в каждом пространственном канале контроля, то при суммировании реализации его амплитуда возрастает в N раз, где N целое число и может быть равно или больше 2, в то время как значение уровня структурного шума возрастает в раз, и тогда отношение сигнал/структурный шум увеличивается в раз.

Если же в силу конструктивных особенностей сканировать преобразователем по поверхности контролируемого изделия не представляется возможным, то, применяя в составе толщиномера преобразователь раздельно-совмещенной конструкции (желательно с явно выраженной осевой асимметрией акустического поля), сканирование по поверхности можно заменить вращением вокруг продольной оси. При этом каждая из измерительных позиций преобразователя отличается значением угла α поворота, а следовательно, и совокупностью структурных отражателей в пределах поля преобразователя. Преобразователь следует поворачивать на угол α0, значение которого не меньше значения угла корреляции αк, а суммарный угол поворота не должен быть менее 360°. Угол корреляции выбирают исходя из условия отсутствия взаимной корреляции последовательно регистрируемых реализаций структурного шума.

Осциллограмма реализации колебаний, принятых ультразвуковым преобразователем при измерении толщины стального изделия толщиной 100 мм, представляет собой смесь сигналов структурного шума и последовательности донных эхо-сигналов, которые не различимы на уровне структурной помехи. Качество эхограммы таково, что ни о какой толщинометрии речи быть не может. Показанные результаты применения процедуры пространственной декорреляции информативных эхо-сигналов и сигналов структурного шума позволяют с высокой достоверностью выделять первый, второй и последующие донные эхо-сигналы и осуществлять процедуру толщинометрии.

Результаты эксперимента по применению пространственной обработки сигналов получены при контроле образца из крупнозернистой стали толщиной 100 мм. В качестве зондирующего сигнала широкополосный сигнал ударного возбуждения со средней частотой 1,2 МГц, принятые реализации эхо-сигналов в процессе пространственной декорреляции когерентно накапливались и синхронно детектировались. При этом собственно процедура пространственной декорреляции заключалась в сканировании электроакустическим преобразователем по поверхности контролируемого изделия и накоплении N=150 реализации эхо-сигналов.

Изобретение можно реализовать с помощью различных аналоговых или цифровых устройств. Наиболее рационально все операции с колебаниями, принятыми ультразвуковым преобразователем, выполнять в цифровом виде.

Функциональная схема ультразвукового толщиномера, реализующего предложенный способ, содержит генератор 1 зондирующих импульсов, ультразвуковой преобразователь 2, приемный усилитель 3, аналого-цифровой преобразователь 4, центральный процессор 5 со своим оперативно записывающим устройством 6 и блок индикации 7. Центральный процессор 5 запрограммирован на выполнение всех операций с оцифрованной реализацией принятых колебаний, включая когерентное суммирование, измерение время распространения эхо-импульсов от одной поверхности до другой и обратно и вычисление толщины контролируемого изделия как произведения половины этого времени на известную скорость распространения ультразвуковых импульсов в материале. Центральный процессор 5 также служит для управления работой всего толщиномера и вывода результатов измерений на блок индикации 7.

Ультразвуковой толщиномер, реализующий предложенный способ, работает следующим образом.

Цикл контроля состоит из N независимых тактов, отличающихся положением ультразвукового преобразователя 2 на поверхности контролируемого изделия. Генератор зондирующих импульсов 1 на первом такте измерения однократно возбуждает ультразвуковой преобразователь 2 электрическим импульсом. Приемный усилитель 3 усиливает электрические колебания, поступающие от ультразвукового преобразователя 2, и в аналого-цифровом преобразователе 4 происходит преобразование их в цифровую форму. Таким образом, в результате выполнения описанных выше операций в оперативно записывающее устройство 6 записывается вектор данных, представляющий собой реализацию принятых из изделия колебаний эхо-сигналов и сигнала структурного шума. Реализация записывается в интервале времени от нуля, то есть от момента посылки зондирующего импульса, до некоторого момента времени, превышающего в 3-4 раза время задержки эхо-импульса при максимальной толщине измеряемого изделия. Затем изменяется положение ультразвукового преобразователя 2 на поверхности контролируемого изделия, например, посредством перемещения его в новую точку контроля, отстоящую от предыдущей на расстояние R0. В новой позиции в рамках второго такта измерения генератор зондирующих импульсов 1 вновь однократно возбуждает ультразвуковой преобразователь 2 электрическим импульсом. После посылки второго зондирующего импульса в сумматор центрального процессора 5 из оперативно запоминающего устройства 6 загружается вектор данных, представляющий собой реализацию эхо-сигналов и сигналов структурного шума, принятых из изделия на первом такте, и загружается вектор данных, представляющий собой реализацию сигналов, принятых из изделия на втором такте измерения. Полученный в результате суммирования вектор вновь загружается в оперативно запоминающее устройство 6. Таким образом, на продолжении N тактов контроля в оперативно запоминающем устройстве 6 оказывается сохраненным суммарный вектор, равный сумме N векторов реализации эхо-сигналов, соответствующих N положениям ультразвукового преобразователя 2 на поверхности контролируемого изделия.

Заявленное изобретение может найти широкое применение в толщинометрии и дефектоскопии различных изделий из таких сложноструктурных материалов, как чугуны, легированные сплавы, бетоны, стеклопластики, углепластики и т.д.

Использование изобретения обеспечивает повышение достоверности и точности результатов измерений толщины изделий, а также повышение стабильности во времени точностных характеристик аппаратуры.

1. Способ ультразвуковой эхо-импульсной толщинометрии, заключающийся в том, что размещают ультразвуковой преобразователь в точке контроля на поверхности контролируемого изделия, излучают в контролируемое изделие ультразвуковой импульс, принимают из него последовательность многократно отраженных от противоположных поверхностей изделия эхо-импульсов и импульсов структурного шума, измеряют время распространения эхо-импульсов от одной поверхности до другой и обратно и вычисляют толщину как произведение половины этого времени на скорость распространения ультразвуковых импульсов в изделии, отличающийся тем, что контроль осуществляют за N циклов контроля, где N - целое число и выбрано из условия N≥2, запоминают принимаемую во время первого цикла контроля первую последовательность эхо-импульсов и импульсов структурного шума, начиная со второго цикла контроля, изменяют положение ультразвукового преобразователя на поверхности контролируемого изделия, суммируют с запомненной принимаемую последовательность эхо-импульсов и импульсов структурного шума, а измерение времени распространения эхо-импульсов от одной поверхности до другой и обратно производят по последовательности эхо-импульсов, полученной в результате суммирования N принимаемых последовательностей эхо-импульсов и импульсов структурного шума.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перемещают ультразвуковой преобразователь вдоль поверхности контролируемого изделия, а расстояние R0 между точками контроля выбирают из условия R0≥Rk, где Rk - радиус корреляции структурного шума.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что поворачивают ультразвуковой преобразователь относительно продольной оси на угол α0, а значение угла α0 выбирают из условия α0≥αk где αk - угол корреляции структурного шума.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для диагностирования состояния кровеносного сосуда. .

Изобретение относится к области измерения расстояний до объекта акустическими методами. .

Изобретение относится к комплексам для измерения толщины стенок трубопроводов с использованием звуковых колебаний и может быть использовано для определения толщины слоя льда на внутренней поверхности пульпопровода.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности, для неразрушающих испытаний и может быть использовано для измерения толщины образцов материалов и изделий.

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано для излучения и приема ультразвуковых сигналов в ультразвуковой аппаратуре, преимущественно в ультразвуковых толщиномерах.

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и предназначено для определения толщины отложений на внутренних поверхностях трубопроводов. .

Изобретение относится к области металлургии и предназначено для определения износа футеровки металлургического агрегата. .

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, а именно к устройствам электромагнитно-акустической диагностики электропроводящих материалов, и может быть использовано при бесконтактном измерении толщины объекта контроля или параметров дефекта материала объекта.

Изобретение относится к технике автоматического бесконтактного контроля толщины металлической фольги и пленочных полимерных материалов в процессе горячего или холодного проката на прокатных станах или перемотки, пластполимеров, бумаги и др.

Изобретение относится к строительству, в частности к способам оценки распределения по периметру цементного раствора, нагнетаемого за железобетонную обделку тоннеля, например, метрополитена.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и неразрушающего контроля, а именно к методам измерения толщины, определения текстурной анизотропии и напряженно-деформированного состояния конструкций и проката из черных и цветных металлов и сплавов в широком диапазоне толщин при одностороннем доступе, дефектоскопии и структуроскопии различных материалов и изделий, и предназначено для применения в металлургии, машиностроении, в авиастроении, автомобилестроении и других отраслях промышленности

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и предназначено для определения толщины отложений на внутренних поверхностях трубопроводов

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для определения толщины и плотности отложений в оборудовании химических, нефтехимических предприятий, а также тепловых, геотермальных, атомных энергоустановок

Изобретение относится к способам неразрушающего контроля и может быть использовано для измерения высоты (толщины) металлических деталей или их износа

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для дистанционных акустических измерений морфометрических характеристик плавучих льдов из-под воды. Сущность: в способе используют свойства гидролокационного интерферометра, реализованного в виде интерферометрического гидролокатора бокового обзора, измеряют в широкой полосе обзора высоты zi точек нижней поверхности льда относительно горизонтальной плоскости, проходящей через среднюю точку базы интерферометра, а также горизонтальные дальности Li от средней точки базы интерферометра до этих точек нижней поверхности льда, с последующими вычислениями толщины льда Нi, по значениям его осадки di с помощью уравнения линейной регрессии вида Hi (см) = adi (см) + b (см), позволяющего учитывать сезонные изменения плотности плавучего льда и высоты снежного покрова на нем, что существенно повышает точность измерения толщины льда по сравнению с прототипом. При этом высота льда ei может быть вычислена по формуле ei=(Hi-di). Ширина полосы обзора Li не всторошенного льда, в которой возможно измерение осадки, толщины и высоты льда предлагаемым способом, составляет Li=(4-5)h0. Технический результат: определение морфометрических характеристик плавучего ледяного покрова по площади поверхности льда с высокой точностью, обусловленной исключением ошибок в оценке толщины льда, возникающих вследствие сезонных изменений плотности плавучего льда и высоты снежного покрова на нем. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в навигационных приборах обнаружения льда и измерения его характеристик. Сущность: в способе автоматического измерения толщины льда с подводного носителя измеряют глубину погружения Н носителя, формируют и излучают низкочастотный сигнал длительностью Т<2Н/С, где Н - глубина погружения носителя, С - скорость звука, и частотой не выше F<1000 Гц, формируют и излучают высокочастотный сигнал с частотой F<1200 Гц/d(м), где d толщина молодого льда в метрах, длительностью М=10/f, причем высокочастотный сигнал излучается в точках, соответствующих равенству нулю амплитуды низкочастотного сигнала, раздельно принимают сигналы, измеряют время равенству нулю амплитуды низкочастотного сигнала ti, где i - порядковый номер измерения, измеряют время прихода переднего фронта высокочастотного сигнала Qi и при совпадении порядковых номеров измерений вычисляют разности времен Qi-ti, определяют фазы задержки низкочастотного сигнала по формуле θ=(Qi-ti)180°/M. Определяют толщины льда по формуле hi=θ/η, где η уточняется по результатам экспериментальных оценок (ориентировочно η=500), а окончательную оценку толщины льда определяют как среднее всех измерений толщины льда на длительности низкочастотной посылки. Технический результат: повышение точности и обеспечение автоматического измерения толщины молодого льда. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области диагностики линейной части трубопроводных систем и может быть использовано для диагностики технического состояния внутренней стенки магистральных трубопроводов. Размещают на внешней поверхности трубопровода возбуждающие и измерительную катушки, генерируют гармонический испытательный сигнал и передают его в возбуждающие катушки, усиливают напряжение, наводимое в измерительной катушке, и определяют по комплексной амплитуде толщину стенки трубопровода. Периодически осуществляют измерение толщины стенки трубопровода, полученные значения сравнивают с ранее накопленными и полученными в результате моделирования. В результате регрессионной обработки осуществляют прогнозирование времени истончения трубопровода до предельного значения и осуществляют контроль изменений условий наблюдения и корректировку измеренных параметров. Устройство содержит возбуждающий генератор, блок измерительных преобразователей, включающий возбуждающие и измерительную катушки, и усилитель. Устройство снабжено полосовым фильтром, цифровым датчиком температуры, расположенным в непосредственной близости от любой из катушек возбуждения на поверхности трубопровода, цифровым вычислителем, состоящим из центрального процессора, оперативного и постоянного запоминающих устройств, аналого-цифрового преобразователя и порта ввода-вывода. Техническим результатом является повышение безопасности эксплуатации магистрального трубопровода. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: для измерения толщины отложения материала на внутренней стенке конструкции. Сущность изобретения заключается в том, что a) нагревают участок конструкции; b) детектируют колебания на нагретом участке; c) детектируют колебания на ненагретом участке конструкции; d) определяют резонансную частоту или частоты конструкции на основании колебаний, детектированных на этапе c); и e) определяют толщину отложения материала на внутренней стенке конструкции на упомянутом ненагретом участке с использованием определенной резонансной частоты или частот, на этом этапе используют колебания, детектированные на этапе b), в качестве калибровочных данных. Технический результат - повышение достоверности определения толщины отложения материала на внутренней стенке конструкции. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.

Заявленное изобретение относится к области технической диагностики и неразрушающего контроля промышленных объектов и используется для контроля за динамикой изменения минимального значения толщины стенки тонкостенных и листовых изделий, а также других изделий, в которых могут распространяться волны Лэмба, например трубопроводов, резервуаров, сосудов, цистерн. Заявленное решение включает способ контроля за динамикой изменения толщины стенки контролируемого объекта, включающий размещение на его поверхности на известном расстоянии друг от друга, по крайней мере, одного акустического преобразователя для излучения волн Лэмба и, по крайней мере, одного преобразователя для их приема, излучение в заданный момент времени импульсного сигнала, расчет зависимости спектральной плотности мощности принятого сигнала от времени, выбор волны Лэмба и частоты, определение разности между временем приема выбранной частотной составляющей выбранной волны Лэмба и временем излучения сигнала, определение значения групповой скорости выбранной частотной составляющей выбранной волны Лэмба по известному значению расстояния между преобразователями и значению разности между временем приема выбранной частотной составляющей выбранной волны Лэмба и временем излучения сигнала, определение значения толщины стенки по полученному значению групповой скорости, выбранному значению частоты и эталонной зависимости групповой скорости выбранной волны Лэмба от произведения толщины стенки и частоты, при этом устанавливают минимальную величину толщины стенки по полученным среднеарифметической величине толщины стенки и дисперсии значений толщины стенки объекта, причем среднеарифметическое значение толщины стенки определяют с выбором симметричной волны Лэмба нулевого порядка и, по крайней мере, одной частоты, на которой эталонная зависимость обратной величины групповой скорости симметричной волны Лэмба нулевого порядка от произведения толщины стенки и частоты близка к линейной, а дисперсию значений толщины стенки определяют с выбором антисимметричной волны Лэмба нулевого порядка и частоты, на которой эталонная зависимость обратной величины групповой скорости антисимметричной волны Лэмба нулевого порядка от произведения толщины стенки и частоты существенно нелинейна. Технический результат, достигаемый от реализации заявленного решения, заключается в снижении трудоемкости, упрощении и ускорении контроля толщины стенки больших по площади объектов, устранении необходимости получения физического доступа ко всей поверхности объекта, подлежащей контролю толщины, обеспечении возможности контроля толщины при наличии вариаций значений толщины, к примеру при наличии на объекте очаговой коррозии, обеспечении возможности определения среднеарифметического и минимального значений толщины на участке между двумя акустическими преобразователями, установленными на объекте в произвольных точках, без проведения предварительного измерения толщины в тех же точках. 6 ил.

Изобретение относится к области измерения и регистрации гололедных отложений на длинномерных конструкциях типа морских буровых установок, линий электропередач и т.п. Целью настоящего изобретения является создание способа и устройства, обеспечивающих непрерывный, через точно определенные промежутки времени, мониторинг характеристик гололедных отложений, позволяющий определить их толщину и плотность. Способ основан на том, что резонансные частоты отдельных элементов конструкции изменяются, если на них появились гололедные отложения. Изменения частоты отдельных резонансных гармоник пропорциональны присоединенной массе льда. Помимо изменения частоты резонансных гармоник гололедные отложения увеличивают декремент затухания звуковых колебаний элементов конструкции, поскольку гололедные отложения представляют собой поглощающую среду для звуковых колебаний. Система для измерения толщины и плотности гололедных отложений содержит устройство возбуждения в конструкции волны звукового диапазона частот и приемное устройство, также усилители принятых сигналов, аналого-цифровой преобразователь и анализатор спектра, подключенные к компьютеру, при этом устройство возбуждения закреплено на конструкции и включает в себя выполненные с возможностью автономной работы генератор шума с подключенным к нему пьезокерамическим вибратором, настроенным на среднюю резонансную частоту амплитудно-частотной характеристики конструкции, а приемные устройства, также закрепленные на конструкции, выполнены в виде датчиков вибрации. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх