Римлянд В.И., Драчёв К.А. «Акустические свойства эластомеров» Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование: материалы XVII региональной научной конференции, с. 202-205 (2019)

Эластомеры обладают высокоэластическими свойствами в широком интервале температур. К эластомерам относятся различные виды резин. Интерес к акустическим свойствам эластомеров и в частности резин связан с их применением. В акустическом диапазоне резины используются как звукопоглощающие материалы. В ультразвуковом диапазоне резины используются в различном качестве в гидроакустике. Наиболее оптимальные рабочие частоты гидролокаторов 50–200 кГц. Применяются и другие частоты от 20 кГц до 700 кГц (увеличение частоты позволяет увеличить разрешающую способность гидролокатора). Соответственно необходимо знать акустические свойства используемых материалов различного назначения при температурах использования гидроакустических систем 0–40°С. Резиноподобные материалы используются и в качестве фантомов внутренних органов человека для анализа работы аппаратов УЗИ в медицине. В системах медицинской ультразвуковой диагностики обычно используют частоты от 2 до 29 МГц. Возможны и другие области применения эластомеров (резин), где требуется знание акустических свойств в широком интервале температур. В настоящее время опубликовано большое количество работ, посвященных изучению акустических свойств эластомеров. При этом измеряются скорость звука, акустический импеданс, коэффициент поглощения применительно к использованию результатов в гидроакустике. В большинстве работ используется методика косвенного измерения акустических параметров в воде: излучатель и приемник ультразвука находятся в воде и между ними помещается образец резины (лист); производится сравнение акустического сигнала без образца и с образцом. Данная методика позволяет проводит измерения только при одной температуре, или в относительно узком интервале. Целью данной работы является исследование температурных зависимостей скорости звука c и коэффициента затухания α двух образцов резины в интервале от –24 до +98°С.

Драчев К.А. «Акустические свойства эпоксидных составов на базе модифицированной эпоксидной смолы ХТ-116А» Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование: материалы XVIII региональной научной конференции, Хабаровск, 10–12 ноября 2020 г., с. 23-27 (2020)

Представлены результаты экспериментальных исследований дисперсионных свойств образцов, изготовленных из модифицированной эпоксидиановой смолы ХТ116 и аминного отвердителя, используемой для формования и заливки изделий в промышленности. Проводились измерения скорости звука и коэффициента затух ания с использованием автоматизированной системы в диапазоне частот от 100 кГц до 2 МГц.

Радостин А.В., Зайцев В.Ю., Матвеев Л.А. «Оценка интегральных величин нормальных и сдвиговых податливостей структурных неоднородностей горных пород по зависимостям скоростей продольной и сдвиговой волн от давления в рамках дифференциального подхода» Доклады XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских "Акустика океана", совмещенной с XXXIII сессией Российского Акустического общества, с. 346-351 (2020)

В рамках дифференциального подхода к моделированию изменения упругих свойств материалов, содержащих высоко-податливые структурные дефекты, получены выражения для оценок интегральных величин нормальных и сдвиговых податливостей, вносимых в среду структурными неоднородностями. Ключевые слова: сейсмоакустическая диагностика, трещинообразные дефекты, оценка поврежденности, упругие модули, скорости упругих волн

Макаров В.К., Околелов Г.И., Кортнев А.А. «Исследование кавитационной области и сравнение эффективности преобразователей методом амплитудной спектрометрии» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 9-10 (1975)

Методом амплитудной спектрометрии по амплитудному спектру импульсов кавитационного давления прогнозируется убыль веса миниатюрных металлических образцов в результате кавитационной эрозии. Измерение эрозионной активности кавитации в различных точках акустического поля выявляет неоднородную структуру кавитационной области. Эрозионная активность в данной точке поля определяется, не только температурой, газосодержанием, мощностью ультразвука, но и формой кавитационной области. Поэтому зависимость эрозионной активности от указанных всех параметров носит сложный характер. Для сравнения эффективности ультразвуковых преобразователей предлагаются интегральные характеристики их работы.

Агранат Б.А., Кошелев Ю.В., Самойленко М.Б. «Ультразвуковой тиристорный генератор» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 121 (1975)

Ультразвуковой тиристорный генератор средней мощности предназначен для работы со специальными ферритовыми магнитострикционными преобразователями в различных технологических режимах, при которых требуется высокая надежность оборудования. Генератор отличают малые габариты и вес, низкий уровень шума, экономичность и отсутствие водяного охлаждения. Силовая часть генератора собрана по схеме последовательного инвертора с удвоением частоты. В схеме предусмотрено бестрансформаторное подключение нагрузки. Это дает возможность повысить КПД установки. В выходном токе генератора имеется постоянная составляющая, которая используется для подмагничивания сердечника преобразователя, что позволило разработать генератор без специального подмагничивающего блока. В состав генератора входит блок управления с задающим генератором. С его помощью осуществляется плавное регулирование частоты выходного напряжения генератора в пределах от 12,5 до 50 кГц. Выходная мощность генератора может плавно изменяться с помощью управляемого выпрямителя от 5 до 150 Вт. Питается генератор от сети переменного тока напряжением 220 В. Проведенные испытания опытного образца показали хорошие результаты.

Акодис М.М., Воинов В.Н., Куратов В.А., Шестовских А.Е. «Тиристорный генератор ультразвуковой частоты для питания магнитострикционных преобразователей» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 121-122 (1975)

Разработан и исследован тиристорный генератор частотой 18–22 кГц мощностью 3 кВт, предназначенный для питания магнитострикционных преобразователей типа ПМС-6. Схема генератора состоит из трехфазного нулевого выпрямителя и одномостового последовательного инвертора. Для расширения частотного диапазона и ограничения напряжения на элементах инвертора в схеме применены тиристоры встречного включения. Генератор исследован при работе на активную нагрузку, колебательный контур и магнитострикционным преобразователь. Исследования показали, что генератор устойчиво работает в широком диапазоне изменения нагрузок, включая обрыв и короткое замыкание обмотки магнитострикционного преобразователя. Система защиты генератора обеспечивает надежную защиту тиристоров инвертора в аварийных режимах. Опыт эксплуатации генератора в линии ультразвуковой очистки металлургического завода подтвердил высокую надежность его работы в заводских условиях. По результатам выполненных исследований и накопленного опыта эксплуатации разработан тиристорный генератор мощностью 30 кВт и частотой 18–22 кГц, предназначенный для питания шести магнитострикционных преобразователем типа ПМС 15А18. Генератор состоит из общего блока питании и шести инверторных ячеек, каждая из которых работает на собственной частоте, задаваемой резонансной частотой магнитострикционного преобразователя.

Канцельсон С.М., Зимин Ю.М. «Полупроводниковые преобразователи ультразвуковой частоты большой мощности» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 122-123 (1975)

Использование источников питания ультразвуковой частоты экономически выгодно для пайки, сварки, закалки металлов и является совершенно необходимым при осуществлении таких технологических операций:, как например, очистка, дегазация, кристаллизация металлов и сплавов и др. Обсуждаются схемы последовательных резонансных инверторов с возвратом избыточной реактивной мощности через отсекающие диоды. Рассматриваются вопросы устранения или уменьшения влияния процессов в структуре полупроводников на эффективность использования вентилей и схемах инверторов. В УАИ разработан полупроводниковый преобразователь частоты 18–22 кГц мощностью 50 кВт, выполненный на высокочастотных тиристорах типа ТЭ в двухячейковом исполнении. Для мгновенного отключения преобразователя при аварийных режимах разработан тиристорно-конденсаторный выключатель с диодным короткозамыкателем". Выполнены теоретические и экспериментальные исследования этого выключателя. При срыве или коротком замыкании тиристорно-конденсаторный выключатель закорачивает накоротко входную цепь инвертора и прерывает ток в цепи выпрямителя. Полупроводниковый преобразователь ультразвуковой частоты 18–22 кГц мощностью 50 кВт п текущем году внедряется в промышленную эксплуатацию.

Германов С.К., Козка В.К. «Работа пьезопреобразователя в режиме амплитудно-модулированных колебаний» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 123-124 (1975)

В устройствах для измерения скорости ультразвука, работающих на частотно-импульсном методе, частота повторения радиоимпульсов определяется временем прохождения акустическим сигналом пути от пьезоизлучателя до пьзоприемника. При этом максимум ширины спектра амплитудно-модулированных колебаний может доходить до десятков килогерц. Поскольку, пьезопреобразователь обладает резонансными свойствами и имеет определенную полосу пропускания, последняя должна быть выбрана в соответствии с максимально возможной шириной спектра амплитудно-модулированного колебания. На основе эквивалентной схемы пьезопреобразователя проведен анализ его работы в режиме амплитудно-модулированных колебании. скую добротность и увеличивает затухание контура в целом. Приведены практические рекомендации для проектирования акустического преобразователя, работающего в режиме амплитудно-модулированных колебаний.

Зеликман Ю.Л., Верхотуров Г.Н., Вершинин В.А. «Малогабаритный ультразвуковой генератор для диспергирования растворов при пламенно-фотометрическом анализе» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 124 (1975)

В лабораториях Красноярского сельскохозяйственного института и института «Сибцветметниипроект» были разработаны и изготовлены малогабаритные ультразвуковые генераторы на частоту 1,6–2,4 МГц. Генераторы, работающие по принципу «Трехточка», предназначены для работы с кварцевыми пьезоизлучателями, установленными в специальной акустической головке. Источником, напряжения высокой частоты является генератор, собранный на двух пентодах ГК-7,1. Широкое изменение диапазона частот достигается изменением числа витков контура с подстройкой конденсатором переменной емкости. Максимальная выходная мощность генератора на частоте 2 МГц не менее 350 Вт. Выпрямитель анодного питания собран на полупроводниковых диодах Д1010. Электропитание установки осуществляется от сети 50 Гц напряжением 220 В. Испытания, проведенные в институте «Сибцветметниипроект», показали надежную работу генератора, а малые габариты, небольшой вес и простота конструкции позволяют использовать его в аналитических лабораториях.

Тявловский М.Д., Фастовец Е.П. «Выбор метода измерения энергетических параметров ультразвука в жидкости» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 127-128 (1975)

Опыт применения ультразвука (УЗ) в технологических процессах очистки показал, что для достижения повторяемости показателей качества и надежности очистки изделий необходимо задавать энергетические параметры УЗ в некоторых пределах. Способ измерения этих параметров оказывает существенное влияние на повторяемость режима на различных установках или у различных операторов. Обычно выбирают тот параметр о котором известно, что он находится в однозначной связи с интенсивностью УЗ, например кавитационная активность, и лимитируют его в технологическом процессе. Вследствие отсутствия критерия по выбору этого параметра, часто выбирают не лучший из всех возможных, Недостатки такого подхода особенно сказываются, когда энергетические характеристики поля должны быть ограничены с двух сторон, например качеством очистки и надежностью очистки изделия. Так, при ультразвуковой очистке (УЗО) изделии радиоэлектронной аппаратуры интенсивность УЗ в ванне определяют методом кавитационной эрозии алюминиевой фольги. Кавитационная активность действительно хорошо определяет показатель качества очистки, но когда обнаружилось, что полупроводниковые приборы в процессе очистки могут разрушаться, и потребовалось определить предельно-допустимые уровни УЗ в технологическом процессе, то выявилась полная несостоятельность данного метода. Кроме того, используя метод эрозионной активности, трудно произвести выравнивание поля по площади излучателя и следует выбирать другие методы измерения интенсивности УЗ. В докладе рассматривается вопрос о выборе критерия методов измерения УЗ, основанного на подобии физической сущности метода измерения и технологического воздействия.

Гордеев А.П., Хавский Н.Н. «Исследование и применение волн Лэмба для дискретной сигнализации уровня при дозировании реагентов в гидрометаллургических и обогатительных производствах» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 129-130 (1975)

Наличие химически агрессивных сред в гидрометаллургии и обогащении снижает надежность сигнализации традиционными электроконтактными и емкостными устройствами, а газонасыщенность реагентов – ультразвуковыми (УЗ) устройствами сквозного прозвучивания. Проведены исследования по возможности сигнализации и дозирования реагентов путем распространения УЗ-волны Лэмба в стенке резервуара. Даны рекомендации по созданию бесконтактного сигнализатора уровня. Для возбуждения нулевой моды волны Лэмба в стальных резервуарах с d=2–10 мм целесообразно использовать частоты от 0,1 до 2 МГц. Прибор должен вырабатывать импульсы возбуждения прямоугольной формы, амплитудой 100 В, длительностью от 0,25 до 5 мкс. УЗ-колебания должны вводиться в стенку резервуара под углом от 0,505 до 0,580 рад через внешний волновод из материала со скоростью распространения C₁₀≤1380 м/сек. Выбор коэффициента усиления приемного усилителя и его порога срабатывания осуществлять на основе зависимостей амплитуд принятых УЗ-волн Лэмба от толщины свободных и нагруженных жидкостью стенок резервуара. На основании полученных результатов изготовлен опытный образец бесконтактного сигнализатора уровня и проведены его промышленные испытания с положительным результатом,

Германов С.К., Сорокин А.А. «О погрешности ультразвукового фазового метода контроля» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 132-133 (1975)

Рассматриваются погрешности ультразвуковых устройств для контроля параметров жидких сред, основанных на фазовом методе измерения скорости ультразвука. Основным источником погрешностей физического происхождения является зависимость скорости ультразвука от температуры контролируемой среды. Менее значительными погрешностями являются, инструментальные. Инструментальные погрешности вызываются температурной нестабильностью параметров пьезопреобразователей, базы акустического канала, длины звукопроводов, параметров измерительного устройства. Рассмотрены способы устранения температурных погрешностей путем термостатирования контролируемой среды, градуировки устройства с учетом возможных колебаний температуры, применения отдельного термоэлемента, дающего информацию о колебаниях температуры, компенсации эталонной жидкой средой. Способы компенсации выбираются исходя из характеристик среды и условий эксплуатации устройства контроля в целом.

Германов С.К., Сорокин А.А. «Дифференциальный метод контроля параметров нестабильных во времени жидких сред» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 133-134 (1975)

При дифференциальном измерении скорости ультразвука, для устранения, погрешности, вызванной колебаниями температуры, температурные коэффициенты контролируемой и эталонной сред должны быть равны. В реальных условиях контролируемая среда, применяемая в качестве эталонной, может со временем изменять свои параметры, нарушая условия компенсации. В связи с этим, рассмотрен вопрос о применении в качестве эталонной среды любой стабильной во времени жидкости с любым температурным коэффициентом. Показано, что при фазовом методе измерения, изменяя базу эталонного канала, можно в широких пределах изменять фазовый температурный коэффициент, делая, его равным фазовому температурному коэффициенту контролируемой среды. Теоретические и экспериментальные исследования легли в основу разработки дифференциального погруженного акустического преобразователя.

Дюдин Б.В. «Ультразвуковые уровнемеры на нормальных волнах» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 134-135 (1975)

На основе анализа свойств нормальных волн, распространяющихся по волноводам, частично погруженным в жидкость, показано, что принципы построения таких уровнемеров могут быть самыми разнообразными. Они зависят от количества и формы волноводов, их расположения, в пространстве, типа и формы акустической волны. Для сред, находящихся в сложных условиях, наиболее перспективными следует считать ультразвуковые уровнемеры на нормальных волнах с двухволноводным датчиком. Они наиболее работоспособны в условиях насыщенных газом или кипящих сред, и их показания практически не зависят от физико-химического состояния среды. Особая трудность при их создании заключается в получении надежного полезного сигнала. Показано, что, используя эффект селективного рассеяния упругих волн на периодических структурах клиновидной формы, удалось повысить уровень полезного сигнала на 10 дБ по сравнению с шумом. Приводится конструкция такого уровнемера с коаксиальным расположением волноводов и результаты лабораторных испытаний прибора.

Трелин Ю.С., Радовский И.С., Осипов С.С., Егоров Ю.В. «Использование ультразвукового импедансного метода для исследования свойств теплоносителей» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 135 (1975)

Изучение процессов теплообмена и гидродинамики в современных энергетических установках обусловливает создание новых методов исследования свойств теплоносителей. Авторами рассматриваются возможности использования ультразвукового импедансного метода для измерения плотности жидких сред и контроля смачивания конструкционных материалов жидкометаллическими теплоносителями. Метод основан на введении в исследуемую среду с помощью металлического звукопровода ультразвуковых импульсов и измерении разности амплитуд излученного в звукопровод и отраженного от границы раздела «звукопровод–среда» импульса, величина которого определяет измеряемый параметр. Уменьшение амплитуды отраженного импульса зависит от свойств среды, в частности, от ее плотности, а также от качества контакта поверхности звукопровода с исследуемой средой, т.е. от смачивания. Проведенные исследования по измерению плотности жидкостей в интервале плотностей 0,7–1,3 г/см³ и смачивания стали марки 1Х18Н9Т жидкими металлами в диапазоне температур до 400–С показывают, что предлагаемый метод может быть успешно использован для контроля указанных свойств теплоносителей энергетических установок.

Белай Г.Е., Иванушкин Е.С., Молчанов В.М. «Исследование затвердевания чугунов ультразвуковым методом» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 136 (1975)

Приводятся сведения о разработанной методике, установке и проведенных исследованиях звукопроницаемости не модифицированных, модифицированных и легированных чугунов в интервале температур 0–1300°С. Получены сложные зависимости скорости ультразвука от температуры этих чугунов. Установлено, что модифицирование магнием и церием увеличивает звукопроницаемость чугунов в жидком состоянии. Разработанная методика может быть использована для контроля степени усвоения, модификаторов и легирующих элементов в расплавах. Одновременное измерение скорости и поглощения ультразвука в металлах позволяет более полно судить о фазовых переходах. Разработано устройство локального прозвучивания жидкого и кристаллизующегося металла с изменяющимся углом между линиями задержки в пределах 10–30° и установка для измерения толщины затвердевшего слоя в железо-углеродистых сплавах. Сходимость результатов измерения толщины затвердевшего слоя при непрерывном контроле выливания, жидкого остатка удовлетворительна. Результаты проведенных исследований и разработанные устройства могут быть использованы для получения объемного изображения фронта кристаллизации на ультразвуковых голограммах.

Дарвойд Т.И., Лисицкий И.С., Каневский И.Н., Озерецкий С.Н. «Применение ультразвука для контроля технологических характеристик кристаллов КРС-5, КРС-6» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 136-137 (1975)

Многолетняя практика получения и исследования кристаллов КРС-5 и КРС-6 показала необходимость определения их упругих свойств. Ультразвуковой импульсно-фазовый метод явился наиболее простым и надежным способом определения упругих постоянных кристаллов КРС-5 и КРС-6. Приведены результаты большой серии опытов по определению величины скорости продольных и поперечных волн в исследуемых кристаллах. Проведена статистическая обработка полученных результатов. С надежностью 0,98 определены доверительные интервалы, в пределах которых находится истинная величина скорости ультразвука в кристаллах. Определены абсолютная и относительная погрешность использованной методики. На основании экспериментальных данных рассчитаны постоянные упругости, модули Юнга и сдвига. Проведено сравнение полученных результатов с результатами ряда отечественных и зарубежных авторов, использовавших различные методы измерения упругих постоянных. Проведенные исследования позволили наладить контроль упругих постоянных кристаллов КРС-5 и КРС-6, полученных в различных технологических режимах.

Жулин В.И., Римский-Корсаков А.В. «Гидравлико-акустические излучатели» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 138 (1975)

Дается обзор мощных излучателей звука, которые нашли широкое применение за рубежом, в частности, в США, в технологических процессах химической промышленности и пр., а также при поиске полезных ископаемых, особенно нефтяных залежей. Гидравлико-акустические излучатели основаны на использовании энергии потока жидкости под давлением. Жидкость циркулирует по кольцу насос–гидроаккумулятор–модулятор–излучающий поршень–сливной бак–насос, что позволяет использовать излучатель, как автономное устройство, удобное в эксплуатации. Приводится эквивалентная схема механического аналога излучателя.

Долгих Г.И., Щербатюк А.Ф., Будрин С.С., Чупин В.А. «Особенности применения автономного необитаемого подводного аппарата при изучении пространственной структуры гидроакустических полей» Одиннадцатый Всероссийский симпозиум "Физика геосфер "Владивосток, 09–14 сентября 2019 г., с. 69-73 (2019)

При обработке и анализе экспериментальных данных, полученных в ходе эксперимента на шельфе монотонно убывающей глубины, было установлено, что излучённый на частоте 33 Гц низкочастотным гидроакустическим излучателем сигнал при глубинах меньше половины гидроакустической волны трансформируется, в основном, в волны рэлеевского типа, которые регистрируются береговым лазерным деформографом. В ходе обработки экспериментальных данных стало ясно, что для получения полной картины трансформации гидроакустической энергии в сейсмоакустическую, изучения закономерностей этой трансформации в зависимости от строения и состава пород морского дна, батиметрии, недостаточно полученных экспериментальных данных. Прежде всего необходимо изучение пространственно-временного распределения создаваемого низкочастотным гидроакустическим излучателем гидроакустического поля, установления его зависимости от тонкой структуры гидрофизического поля шельфовой области моря. Для этого необходимо проводить измерения исследуемых параметров во всей толще воды с пространственным разрешением по горизонтали и вертикали не хуже 1 м (лучше меньше). Эту задачу невозможно выполнить без применения подводного носителя заданных приёмных систем. В настоящее время эту функцию может выполнить эффективно только автономный необитаемый подводный аппарат.

Чен В., Черненко В.А., Петросьянц В.В., Рыбченко А.А. «Комплекс для экспериментальных исследований взаимодействия упругих волн со слоем льда» X Юбилейная международная конференция "Солнечно-земные связи и физика предвестников землетрясений"2019. 207. Петропавловск-Камчатский, 01–05 октября 2019 г., с. 46-47 (2019)

Созданы излучающие и приемные широкополосные системы для экспериментальных исследований взаимодействия упругих волн низкого диапазона в пределах от 10 до 100 Гц, распространяющихся в слое льда. Излучающие системы сконструированы на основе пневматических излучателей, которые позволяют регулировать давление упругих волн в широком диапазоне. Приемные системы созданы на базе магнитострикционных материалов с переходными слоями из пассивных материалов. Получена численная оценка коэффициента связи упругих волн с границами раздела лед-атмосфера и лед-морская среда. Предложены методы использования комплекса для изучения эмиссии упругих волн от очагов землетрясения.

Данилов В.Н. «О влиянии толщины слоя контактной жидкости на амплитуду эхосигнала прямого преобразователя с разным числом отражений от донной поверхности» Контроль. Диагностика, 25, № 1, с. 4-15 (2022)

С использованием аналитического описания коэффициента отражения донного сигнала от области контакта образца и прямого преобразователя, возрастающего с увеличением частоты колебаний излучаемой и регистрируемой продольных волн и толщины слоя контактной жидкости, проведено компьютерное моделирование спектров и импульсов сигналов моделей прямых преобразователей с частотами 5; 7,5; 10 МГц для числа отражений от донной поверхности от 1 до 3. Установлено, что с ростом толщины слоя контактной жидкости и частоты преобразователя увеличиваются значения максимумов импульсов второго и третьего донных сигналов относительно максимума первого донного. Сравнение расчетных для модели и экспериментальных значений для прямого преобразователя частотой 5 МГц (П111-5,0-К6-002) относительных максимумов импульсов второго и третьего донных сигналов показало их примерное соответствие для толщины слоя контактной жидкости 0,004 мм. Учет коэффициента отражения донного сигнала от области контакта образца и преобразователя может быть полезным при расчете амплитуд донных эхосигналов продольных волн для образцов металла в целях повышения возможности правильной интерпретации исследования ультразвуковым методом его структуры. Ключевые слова: донный сигнал, прямой преобразователь, слой контактной жидкости, спектр сигнала, импульс, коэффициент отражения, продольная волна, импеданс материала, пьезопластина, образец металла.

Данилов В.Н. «Формулы акустических трактов наклонных раздельно-совмещенных преобразователей продольных волн для различных моделей отражателей в дальней зоне» Контроль. Диагностика, 25, № 2, с. 4-13 (2022)

Приведены формулы акустических трактов наклонных раздельно-совмещенных преобразователей продольных волн для нескольких моделей отражателей – сферического отверстия, зарубки, бесконечной полосы, круглого плоскодонного отверстия и других моделей в дальней зоне, позволяющие проводить расчеты сигналов при изменении положения преобразователей на поверхности контроля относительно отражателей. Для отражателей в виде бокового цилиндрического и сферического отверстий определение угла ввода и угла направления на точку отражения в плоскости контроля осуществляется путем решения системы из двух трансцендентных уравнений. В формулах акустических трактов для угловых отражателей при учете ослабления продольных волн при их отражении от плоских поверхностей используется метод проф. И.Н. Ермолова. Ключевые слова: наклонный раздельно-совмещенный преобразователь, продольная волна, пьезопластина, угол ввода, угол разворота, диаграмма направленности, акустическая ось, цилиндрический отражатель, угловой отражатель, плоскодонное отверстие.

Фищенко В.К., Гончарова А.А. «Программа анализа многоканальных сигналов OceanSP: применение к задачам исследования собственных колебаний Земли» Одиннадцатый Всероссийский симпозиум "Физика геосфер "Владивосток, 09–14 сентября 2019 г., с. 478-484 (2019)

В ТОИ ДВО РАН разработана и применяется в исследованиях программа анализа многоканальных сигналов OceanSP. Достоинства программы – простота, наглядность, удобство, скорость вычислений, поддержка большого числа алгоритмов анализа сигналов. В частности, поддерживаются: классический Фурье-анализ скалярных сигналов; частотно-временной анализ; вейвлет-анализ; взаимные корреляционный и спектральный анализы; различные методы линейной и нелинейной фильтрации. Алгоритмы, как правило, имеют большое число параметров настройки, позволяющих реализовать все их возможности в каждом конкретном случае. Хотя программа задумывалась для поддержки океанологических исследований, она может быть полезна и при анализе геофизических сигналов. В частности, она нами активно применяется в задаче исследования взаимосвязи морских микросейсмов в записях широкополосных сейсмических станций и процессов, протекающих в океане – приливов, сейшевых колебаний уровня моря, различных видов морского волнения. Для этого в ней реализована поддержка популярного формата хранения сейсмических данных – miniSEED. В целом, полагаем, OceanSP является удобным инструментом, если возникает потребность оперативно «разобраться» с научной задачей, связанной с получением и анализом информации, представленной сигналами. Целью настоящей работы является желание продемонстрировать эти возможности программы.

Гребешков Н.Ю. «Cовременное оборудование для проведения акустических испытаний авиадвигателей и компонентов» Авиадвигатели XXI века. Москва 24–27 ноября 2015 г. Сборник тезисов докладов, с. 760 (2015)

Измерение флуктуаций акустического давления в движущемся воздушном потоке осложняется наличием турбулентности и шума, генерируемого присутствием самого микрофона в потоке. Обычный измерительный микрофон производит преобразование переменного давления на мембране в электрический выходной сигнал без различения динамического давления, создаваемого акустическими волнами, турбулентностью или другими факторами, относящимися к движущемуся потоку. Эффект шумового воздействия самого потока на измерительные микрофоны, зависит от ряда причин, таких как направление потока, его скорость и конфигурация микрофона. Для измерений в аэродинамических трубах существуют две основные конфигурации с различными требованиями, применяемыми для минимизации влияния потока: измерения в свободном поле и измерения в граничном поле давления. В случае свободного поля, микрофон устанавливается в движущемся потоке и основным инструментом снижения влияния шума потока является применение ветрозащитных и конусных насадок. В случае поля давления микрофон сам образует часть конструкции, такой как стенка трубы или объекта испытаний. При этом используются встраиваемые микрофоны, поверхностные микрофоны или микрофоны, закрепленные в специализированных проволочно-сеточных экранах, способных отделить динамическую составляющую акустического давления от флуктуаций давления, вызванных самим потоком. Подобная методика установки микрофона с помощью проволочно-сеточного экрана является новейшей и позволяет достичь гораздо лучших результатов в снижении шума турбулентности, производимой потоком в сравнении с поверхностными или встраиваемыми микрофонами. В основе данного доклада лежит сравнение различных измерительных решений и их эффективность при проведении испытаний.

Волкова А.О., Иванов А.И., Стрельцов Е.В. «Использование комбинированных струйно-перфорированных границ для решения проблемы влияния стенок рабочей части в трансзвуковой аэродинамической трубе» 10-я Международная конференция – школа молодых ученых «Волны и вихри в сложных средах». Москва, 03–05 декабря 2019 г., с. 107-108 (2019)

Симашов Р.Р., Чехранов С.В. «Определение газодинамических характеристик сопловых аппаратов со сверхзвуковыми прямоугольными соплами при моделировании переменных режимов малорасходных турбин» Морские интеллектуальные технологии, 1, № 1, с. 107-111 (2022)

Проектирование новой многорежимной малорасходной турбины предполагает постановку и решение задачи многорежимной оптимизации. Степень достоверности решения в большой степени определяется совпадением истинных и принятых в расчете потерь кинетической энергии в элементах проточной части турбины. На основе экспериментальных данных различных авторов установлена четкая граница по числу Маха на выходе из сопел, позволяющая выделить область, где эффективность сверхзвуковых МРТ с прямоугольными соплами выше, чем с осесимметричными. В работе приводятся обобщающие зависимости коэффициентов потерь кинетической энергии сопловых аппаратов со сверхзвуковыми прямоугольными соплами в широком диапазоне изменения определяющих геометрических и режимных параметров. Получены эмпирические формулы, учитывающие влияние геометрического угла выхода потока из сопел, геометрической степени расширения сопла, относительной высоты, относительной толщины выходных кромок сопел и числа Маха на коэффициент потерь кинетической энергии соплового аппарата. Переменные режимы работы сопла учитываются двухпараметрической зависимостью относительного коэффициента профильных потерь в функции от числа Маха и геометрической степени расширения сопла и зависимостью поправочного коэффициента концевых потерь в функции от числа Маха. Полученные в работе эмпирические зависимости позволяют использовать их при моделировании переменных режимов и многорежимной оптимизации малорасходных турбин. Ключевые слова: малорасходные турбины, переменные режимы, коэффициенты потерь кинетической энергии, сопловые аппараты, сверхзвуковые прямоугольные сопла

Русляков Д.В. «Расчет акустической эффективности систем шума и пылезащиты технологических отверстий деревообрабатывающих станков» Защита от повышенного шума и вибрации. Санкт-Петербург, 23–25 марта 2021 г. Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, с. 118-122 (2021)

Представлено теоретическое обоснование параметров технологических отверстий деревообрабатывающих станков. Аргументировано проникновение звуковой энергии через технологические отверстия, которые, в свою очередь, при малых размерах описываются параметром малости. Представлено, что акустический расчет следует признать предварительным конструкторским, который целесообразно уточнить проверочным акустическим расчетом. Предложено область значений акустической эффективности негерметичных ограждений разделять на три участка: первый участок – область излишней звукоизоляции материала ограждения; второй участок – область экранирования, т.е. область, в которой ограждение следует считать экраном; третий участок – относительная область, в которой при минимальном значении распределенной массы реализуется максимальная акустическая эффективность. Также была обоснована возможность выполнения санитарных норм шума и предельно допустимых концентраций древесной пыли на рабочих местах операторов деревообрабатывающих станков на этапе их проектирования и изготовления.

Драган С.П., Кондратьева Е.А., Котляр-Шапиров А.Д. «Методика измерения акустического импеданса» Материалы XI Международной научной конференции «Системный анализ в медицине» (САМ 2017), с. 40-42 (2017)

Изложена методика измерения акустического импеданса в наружном слуховом проходе, предназначенная для использования в интересах ранней диагностики профессиональной сенсоневральной тугоухости, для экспертизы акустической эффективности средств защиты от шума и для установления зон акустической безопасности персонала. Ключевые слова: акустический импеданс, барабанная перепонка, акустический рефлекс, медицинская акустика, двухмикрофонный метод.

Шабанов Г.А., Рыбченко А.А., Лебедев Ю.А., Луговая Е.А. «Регистратор спектра акустического поля головного мозга человека» Биомедицинская радиоэлектроника, № 3, с. 28-36 (2021)

Постановка проблемы. В последние годы получили развитие методы, основанные на применении акустических сигналов, получаемых от головы и тела человека. Микровибрации головного мозга рассматривают как древнейший, очень надежный, относительно скоростной канал связи и интеграции центральной нервной системы со всеми (без исключения) клетками и структурами организма. Цель работы – формулировка основных принципов для последующей разработки и изготовления экспериментального образца медицинского аппарата по исследованию акустических сигналов головного мозга. Результаты. Предложен способ регистрации и спектрального анализа суммарного акустического поля головного мозга человека. Разработан экспериментальный образец прибора «Регистратор спектра микровибраций головного мозга». Предложена модель генерации акустического поля головного мозга – нейроваскулярный рефлекс и связанные с метаболизмом нервных клеток микровибрации гладкой мускулатуры внутримозговых сосудов. В сравнении с классической электроэнцефалограммой показано, что акустоэнцефалограмма также отражает нейрорефлекторную деятельность головного мозга. Рассмотрено устройство пьезоэлектрических датчиков, которые отличаются наличием силиконовой оболочки. Такая конструкция позволила регистрировать механические микровибрации головы в диапазоне частот от 0,1 до 27 Гц. Особенностью спектрального анализа явилось время интегрирования сигнала – 160 с, при этом надежно выделялись 12 600 спектральных гармоник ретикулярной активирующей системы мозга. Для удобства использования весь спектр акустического поля мозга был свернут в сегментарную систему координат – частотно структурированную матрицу множества функциональных состояний эффекторов «multiple arousal» размером 24 625 частотных ячеек. Практическая значимость. Разработанный прибор может быть использован для оценки адаптационных возможностей организма, психоэмоциональных состояний и функционально-топической диагностики заболеваний внутренних органов человека.

Цукерников И.Е., Шубин И.Л., Невенчанная Т.О. «Система российских стандартов по определению и заявлению параметров звукоизоляции строительных изделий» Защита от повышенного шума и вибрации. Санкт-Петербург, 23–25 марта 2021 г. Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, с. 24-29 (2021)

Рассматривается сложившаяся в настоящее время и развиваемая институтом строительной физики система российских стандартов в области измерения, оценки и заявления параметров звукоизоляции строительных изделий. Система включает 21 национальный стандарт России. гармонизированные с действующими международными и европейскими стандартами. Стандарты устанавливают методы измерения изоляции воздушного и ударного шума в зданиях и элементами зданий в лабораторных и натурных условиях и оценки параметров звукоизоляции строительных изделий, а также стандарт России, задающий требования и методы заявления и проверки заявленных характеристик изоляции воздушного шума звукоизоляционных изделий. Приводится блок-схема, иллюстрирующая структуру и состав системы, ее современное состояние, степень гармонизации российских стандартов с международными и европейскими стандартами. Даны рекомендации по совершенствованию системы.

Жгун С.А., Гречихин В.А., Швецов А.С., Минеев Б.И., Маслов В.П. «Применение беспроводных энергонезависимых чувствительных элементов на поверхностных акустических волнах (ПАВ) для дистанционного измерения статических и динамических параметров испытываемых авиационных двигателей и их узлов» Авиадвигатели XXI века. Москва 24–27 ноября 2015 г. Сборник тезисов докладов, с. 768-769 (2015)

Датчики температуры, давления и деформаций на поверхностных акустических волнах (ПАВ) успешно используются в различных отраслях промышленности в течение уже более 15 лет. Передача информации от датчика к устройству обработки происходит на несущих радиочастотах в диапазоне от 30 МГц до 5 ГГц. Чувствительный элемент датчика на ПАВ, представляющий собой резонатор или линию задержки на ПАВ, непосредственно подключается к антенне и обходится без источника питания. Продемонстрирована дальность от единиц до десятков метров при мощности опросного устройства от 10 мВт до 2 Вт. Датчики работоспособны при температурах до 1000°C, устойчивы к воздействию агрессивных сред и ионизирующего излучения. Следует отметить, что производственные издержки собственно элементов на ПАВ резко снижаются при наращивании объема производства. При проведении испытаний и исследований авиационных двигателей, их узлов и деталей важной задачей являются измерения температур, давлений, параметров вибраций и динамических деформаций деталей в условиях вращающихся узлов и механизмов.. Сложность измерения вибраций и динамических деформаций элементов двигателя и, в частности, лопаток турбин работающего двигателя обусловлена как проблемами создания надежного гальванического электрического контакта к датчикам, так и другими факторами – высокой температурой и агрессивной внешней средой. В данной работе анализируется возможность применения датчиков на ПАВ для измерения частоты и амплитуды деформации вибрирующих деталей. Исследовался резонатор на ПАВ, изготовленный на пьезокварце ST-среза, имеющий резонансную частоту около 201 МГц. На начальном этапе работ резонатор был гальванически включен в цепь обратной связи широкополосного усилителя HP8447D так, чтобы получился автогенератор, работающий на частоте, примерно равной резонансной. В качестве объекта измерений был выбран камертон, имеющий резонансные частоты вблизи 130 и 810 Гц, имитирующий в области крепления пластин деформации реальных лопаток турбины. В области крепления пластин камертона, где деформации максимальны, а механические смещения минимальны, располагался датчик на ПАВ, прикрепленный с помощью клея. При деформации датчика изменяются его размеры и упругие свойства, что отражается на скорости ПАВ и, соответственно, на резонансной частоте резонатора. Поэтому изменяется и частота генерации автогенератора. Величина изменения частоты непосредственно связана с величиной деформации. При проведении эксперимента два гармонических колебания камертона на частотах 130 и 810 Гц аддитивно приводили к частотной модуляции (ЧМ) сигнала автогенератора этими частотами с высоким индексом модуляции, существенно, превышающем 1. В этом случае спектр ЧМ сигнала представляет собой наборы гармоник боковых частот в широком частотном интервале вокруг значения несущей частоты, примерно равном удвоенному произведению индекса модуляции соответствующей боковой на ее частоту. Частотное детектирование такого сигнала требует высококачественного ЧМ детектора, в результате детектирования наблюдается временной сигнал, состоящий из двух гармонических колебаний на частотах 130 и 810 Гц с медленно меняющейся во времени амплитудой. Этот сигнал в реальном времени отражает деформационное воздействие на датчик, задержка определяется аппаратной реализацией частотного детектора. Преобразование Фурье низкочастотного полученного сигнала, введенного в память компьютера, позволяет определить амплитуды каждой из гармоник виброколебаний. Программная реализация этого алгоритма вносит некоторую задержку, но существуют аппаратные подходы, обеспечивающие получение результатов измерений практически в реальном времени. Эксперименты подтвердили возможность уверенного измерения амплитуд и частот быстропеременных деформаций с использованием датчика на ПАВ. На основании изложенного авторы полагают, что датчики на ПАВ представляют интерес для измерения деформаций в продукции авиационного машиностроения.

Верещагин И.М., Пиралишвили Ш.А. «Исследование возможности стабилизации пламени в ПВРД вихревым акустическим генератором» Авиадвигатели XXI века. Москва 24–27 ноября 2015 г. Сборник тезисов докладов, с. 1046-1047 (2015)

Применение сверх- и гиперзвуковых двигателей для военной авиации и для беспилотных летательных аппаратов обусловлено не только возможностью увеличения скорости полета, повышенной маневренностью, но и относительной простотой конструкции, т.к. они имеют не много или совсем лишены подвижных элементов. Разработка новых моделей ПВРД связана с созданием сверхзвуковых камер сгорания. Одной из главных задач при их проектировании является разработка системы стабилизации процесса горения. Устойчивое горение при скоростях течения топливновоздушной смеси M=2–2,5 является пока не решенной до конца задачей. Сложность состоит в том, что скорость набегающего потока выше скорости фронта пламени и поэтому происходит его срыв. Существующие методы стабилизации пламени в камере сгорания ПВРД основываются на использовании плохообтекаемых тел (V-образные желобы), создающих зону обратных токов, что предотвращает срыв пламени. При реализации подобной схемы стабилизации наблюдаются значительные гидравлические потери, что неминуемо приводит к уменьшению тяги двигателя в целом как силовой установки. Наиболее перспективным и эффективным является стабилизация пламени с помощью акустических возмущений, генерирующих пульсации в звуковом и ультразвуковом диапазонах. Их воздействие кроме увеличения пределов стабильного горения на различных режимах работы двигателя, обеспечивает повышение удельных тяговых характеристик. Проведенные ранее экспериментальные исследования показали, что при организации ограниченного закрученного течения в горелочном устройстве образуется нестационарные прецессирующие вихревые структуры, которые являются источником акустических возмущений. Наиболее существенным проявлением неустойчивости закрученного потока является наличие низкочастотных (1–6 кГц) и высокочастотных (12–18 кГц) пульсаций давления и связанных с ними прецессионного движения вихревого ядра и образование вторичных вихревых структур типа вихревых спиралевидных жгутов, распространяющихся по периферии.

Овчарук В.Н., Марченко О.А. «Моделирование процесса генерации сигналов акустической эмиссии в многоканальных системах» Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование: материалы XVI региональной научной конференции, Хабаровск, 1–4 октября 2018 г., с. 56-60 (2018)

Приводится результаты по моделированию периодической последовательности импульсных сигналов заданной формы. Дано теоретическое обоснование выбранных методов. Разработан программно-аппаратный комплекс на базе программных и технических средств компании National Instruments, позволяющий произвольно формировать заданные последовательности акустических импульсов.

Privalov A.S., Golovnin O.K. «System of audio mining for obtaining traffic flow characteristics» Информационные технологии интеллектуальной поддержки принятия решений. Труды VII Всероссийской научной конференции (с приглашением зарубежных ученых). Уфа, 28–30 мая 2019 года. В 3-х томах. Том. 1, с. 7-10 (2019)

The paper describes traffic flow analysing system based on audio recording. It describes the system architecture, specifies implementation features, and also provides options for using the system to improve the efficiency of traffic flow analysis.

Поздняков В.Ф., Прудников А.Н. «Лабораторный стенд по акустико-эмиссионному методу контроля» Современные методы и приборы контроля качества и диагностики состояния объектов. Сборник статей 7-й Международной научно-технической конференции. Могилев, 24–25 сентября 2020 г., с. 153-156 (2019)

Представлено устройство лабораторного стенда для акустико-эмиссионного контроля. Стенд включает в себя макет объемного объекта, макет линейного объекта, макет плоскостного объекта. Сигналы акустической эмиссии могут генерироваться как имитатором Су-Нильсена, системой автоматического контроля датчиков, так и имитацией течи. В конструкции стенда дополнительно предусмотрено использование различных типов волноводов.

Базылев П.В., Луговой В.А., Римлянд В.И., Шарыпов Р.Э. «Измерение параметров ультразвуковых волн на основе метода корреляционных функций» Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование: материалы XVIII региональной научной конференции, Хабаровск, 10–12 ноября 2020 г., с. 12-17 (2020)

Приведены результаты применения метода корреляционных функций для расчета скорости продольных ультразвуковых волн на основе экспериментальных цифровых осциллограмм, полученных на установке ИЗУ-3, являющейся эталоном 1 разряда для измерения скорости распространения и коэффициента затухания продольных ультразвуковых волн в твердых средах.

Скиба С.П., Пирожков М.В., Евсевьев В.В., Зинкин В.Н. «Анализ и требования к системам измерения параметров воздушной ударной волны с применением имитаторов взрывных процессов» Защита от повышенного шума и вибрации. Санкт-Петербург, 23–25 марта 2021 г. Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, с. 104-110 (2021)

При количественной оценке параметров воздушной ударной волны за основу берется, в первую очередь, величина избыточного давления во фронте ударной волны и длительность импульса избыточного давления (фазы сжатия). При проведении полигонных и лабораторных испытаний взрывных процессов требуется метрологическое обеспечение для измерения параметров ударной волны в различных зонах ее действия и в зоне размещения персонала. Средства измерения параметров ударной волны представляют многоканальную измерительную систему. В лабораторных условиях с использованием ударных труб имеется возможность проводить исследовательские работы по средствам измерения, особенно преобразователя давления. Наиболее широкое распространение для измерения давления в ударной волне получили датчики с плоским чувствительным элементом. При проведении испытаний должны использоваться средства измерения, прошедшие метрологическую аттестацию. Наиболее перспективной установкой для градуировки средств измерения параметров ударной волны является ударная труба. На основе проведенных исследований были выработаны требования и изготовлен опытный образец пневматического калибратора ВИА-103П.

Боровкова Е.С., Шабанов Д.Н., Окунев Д.О. «Оценка ресурса изделий на органическом вяжущем с использованием метода акустической эмиссии и виртуального моделирования» Архитектурно-строительный комплекс: проблемы, перспективы, инновации. Электронный сборник статей III Международной научной конференции, Новополоцк, 29–30 апреля 2021 г., с. 228-233 (2021)

Приведены результаты мониторинга структурных изменений в искусственных конгломератах на органическом вяжущем методом акустической эмиссии (АЭ). Представлены экспериментальные исследования в образцах асфальтобетона при внешних и внутренних нагрузках. Определена связь между прочностными и АЭ характеристиками каждого образца при одноосном нагружении, а также проведено компьютерное моделирование оценки упругих свойств образцов по схеме «бразильского теста».

Германов С.К., Сорокин А.А. «Влияние акустических сопротивлений сред на границе раздела на энергетические соотношения в акустическом преобразователе» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 131-132 (1975)

При измерении скорости и поглощения ультразвука в жидких средах с использованием отраженного сигнала принципиальное значение имеют величины акустических сопротивлений на границе раздела звукопровод–жидкая среда. При правильном выборе соотношений между этими сопротивлениями можно получить максимум энергии на приемном пьезопреобразователе. Теоретические исследования показали, что величина энергии на приемном пьезопреобразователе, являющаяся функцией коэффициента отражения, имеет экстремальный характер. Величина экстремума зависит от акустических сопротивлений сред на границе раздела. Для получения максимального коэффициента отражения необходимо, чтобы разность между акустическими сопротивлениями была максимальна. В то же время, для передачи максимальной энергии из звукопровода в жидкую среду эта разность должна быть минимальной. Таким образом, подбирая акустическое сопротивление звукопровода, можно создать условия оптимальные для получения максимально возможной энергии на приемном пьезопреобразователе. Получено выражение для выбора оптимальных соотношений акустических сопротивлений звукопровода и жидкой среды и даны практические рекомендации по выбору материала звукопровода,

Борисов А.В., Гурьев Е.К., Юдаев В.Ф. «Плоская волновая задача с распределенными по замкнутому контуру источниками возмущений (в применении к гидросирене)» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 139 (1975)

Поставлена задача о нахождении акустического поля сирены как суммарного поля источников-отверстий равномерно распределенных по цилиндрической поверхности статора. Задача решается в квадратурах с заданными граничными и начальными условиями. Получено решение в виде ряда функций от радиальной, азимутальной и временной координат как для полости ротора, так и для облучаемой камеры.

Балабудкин М.А., Борисов Г.Н. «О путях повышения эффективности акустических и гидродинамических явлений в роторно-пульсационных аппаратах» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 141-142 (1975)

Эффективность применения роторно-пульсационных аппаратов (жидкостных сирен радиального типа) с целью интенсификации гидрометаллургических и других гетерогенных процессов в значительной степени зависит от интенсивности возникающих акустических и гидродинамических явлений. Анализ закономерностей работы аппаратов такого типа показывает, что частота пульсаций обрабатываемой среды возрастает с увеличением скорости вращения роторных элементов и количества отверстий (прорезей) на них. При этом на частотно-амплитудные характеристики существенное влияние оказывают как равномерность расположения, и количество отверстий на роторе и статоре, так и их кратность. При уменьшении величины последней, равномерном расположении отверстии и с увеличением их размеров повышается амплитуда и роль низкочастотных гармоник, а при неравномерном размещении отверстий и увеличении их кратности повышается роль высокочастотных гармоник. С учетом этого показывается, что в многоступенчатых роторно-пульсационных аппаратах, состоящих из чередующихся роторных м статорных элементов, целесообразно увеличивать количество отверстий с уменьшением их размеров от внутренних элементов (цилиндров) к наружным. Показывается также какое влияние на гидродинамику, акустические характеристики потока и интенсивность протекающих гидромеханических и массообменных процессов имеет геометрия прорезей и состояние рабочих поверхностей. Другим способом повышения роли акустических и гидродинамических явлений в рассматриваемых аппаратах может быть введение в рабочее пространство аппарата газообразной или паровой фазы. Как показывают непосредственные измерения с помощью гидрофона, подача небольших количеств газа одновременно с обрабатываемой жидкой средой приводит к резкому возрастанию интенсивности акустических явлений за счет диспергирования и деформации пузырьков. При дальнейшем увеличении количества газовой фазы интенсивность процесса становится ниже, чем при работе аппарата в жидкой среде. Весьма значительное влияние на акустические характеристики оказывает подача в рабочее пространство аппарата пара, кавитационное захлопывание (конденсация) пузырьков которого также позволяет значительно ускорить тепло и массообменные процессы. Практическое использование предложенных способов увеличения интенсивности акустических и гидродинамических явлений позволит значительно повысить эффективность различных технологических применений роторно-пульсационных аппаратов как в гидрометаллургических процессах, так и в других отраслях промышленности.

Ефимов Т.А., Рассолов Е.А., Кульчин Ю.Н., Малохатко С.В., Гусев Е.Ю., Агеев О.А., Завестовская И.Н. «Расчет колебаний кремниевых мембран для акустического приемника» Краткие сообщения по физике Физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН), 48, № 3, с. 19-24 (2022)

Представлены результаты моделирования и экспериментального исследования резонансных свойств мембран для акустических приемников. Моделирование производилось в программном пакете Comsol Multiphysics (Acoustic Solid Interaction, Frequency Domain), определялась амплитудно-частотная характеристика прямоугольных мембран размером мм³, изготовленных из монокристаллического кремния. Проведена верификация работы построенной модели. Установлено соответствие рассчитанной и экспериментально измеренной резонансных частот мембраны. Показано, что за счет изменения условий крепления мембраны возможно существенное увеличение чувствительности акустического приемника при сохранении геометрических размеров мембраны.

Серков Н.А., Пась О.В. «'кспериментальные исследования колебаний упругой ленты с шариками и без шариков на стенде "Аллигатор 2М " при одностороннем и двустороннем возбуждении» Вестник научно-технического развития, № 4, http://www.vntr.ru/nomera/2021-163/ (2021)

Представлены результаты исследования поведения упругой ленты с шариками на стенде «Аллигатор 2М». Каретки совершают колебательные движения под воздействием двух электровозбудителей. Экспериментальный стенд «Аллигатор 2М» создан для исследования динамических процессов в механических колебательных системах с упругими звеньями и распределенными массами. Ключевые слова: механические колебательные системы, низкочастотный генератор сигнала, электровозбудитель, бериллиевая лента с шариками, настраиваемые ограничители.

Унянин А.Н., Хазов А.В. «Аналитическое исследование сил шлифования при наложении ультразвуковых колебаний с высокой амплитудой» Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 24, № 1, с. 37-43 (2022)

Выполнено аналитическое исследование сил шлифования при наложении ультразвуковых колебаний (УЗК) с амплитудой, обеспечивающей прерывистый контакт абразивных зерен круга с заготовкой. Сила шлифования определена как сумма сил от отдельных зерен круга, расположенных на различных участках траектории их перемещения относительно обрабатываемой поверхности заготовки. При перемещении зерна в зоне контакта круга с заготовкой режим его работы изменяется и зависит от фазы колебаний. Перемещаясь относительно заготовки, зерно осуществляет пластическое деформирование и микрорезание, на части траектории может выйти из контакта с заготовкой. Последовательность реализации этих режимов зависит от фазы УЗК. Составляющие силы шлифования рассчитали как среднее арифметическое их значений, определенных при различных фазах колебаний. Координаты точек на траектории движении зерна, соответствующих изменению режима его работы, определили численным методом. Численное моделирование сил с использованием полученных зависимостей и экспериментальное исследование выполнено для плоского шлифования периферией круга заготовок из стали 12Х18Н10Т. Частота накладываемых УЗК – 18,6 кГц; амплитуда колебаний в направлении, совпадающем с осью шлифовального круга – 10 мкм. Для наложения колебаний на заготовку в процессе экспериментальных исследований использовали устройство, в котором заготовка является одним из звеньев колебательной системы. Установлено, что разность между расчетными и экспериментальными значениями составляющих силы шлифования составляет 8–15%. При наложении УЗК силы шлифования ниже на 20–21%, чем без их применения. Ключевые слова: шлифование, ультразвуковые колебания, силы, амплитуда, микрорезание, пластическое деформирование, абразивное зерно.

Лепихова В.А., Ляшенко Н.В., Вяльцев А.В., Шестак С.Г. «Методика математической обработки акустического сигнала угольной пыли для предотвращения опасных аварийных ситуаций» Безопасность жизнедеятельности, № 2, с. 44-49 (2022)

Рассмотрена методика, основанная на спектральном анализе угольной пыли, позволяющая осуществлять контроль за концентрацией и фракционным составом угольной пыли. Метод осуществляется разложением акустического сигнала от движущегося потока угольной пыли в спектр Фурье с последующей обработкой полученного спектра и выделением основных и кратных им тембровых гармоник, определением весовых коэффициентов и базы данных основных гармоник и частотного состава подспектров для монофракций угольной пыли. Данная методика позволит выполнять контроль за запыленностью в угольных шахтах и предотвращать аварийные ситуации. Ключевые слова: угольная пыль, акустический сигнал, спектр Фурье, основные гармоники, тембровые гармоники, весовые коэффициенты, спектрально-тембровый анализ, концентрация, фракционный состав, аварийная ситуация

Смирнов В. «Проблемы изготовления и применения преобразователей пространственной вибрации» Мир измерений, № 2, с. https://ria-stk.ru/mi/adetail.php?ID=199283 (2021)

Рассмотрены вопросы снижения затрат при разработке и изготовлении пьезоэлектрических преобразователей пространственной вибрации; возможные способы улучшения их метрологических и технических характеристик; варианты определения работоспособности пьезоэлектрических преобразователей пространственной вибрации в эксплуатации, а также определения неисправного канала; предлагается вариант уменьшения издержек при поверке многокомпонентных вибропреобразователей, а также предлагается нормировать коэффициент преобразования модуля вектора вибрации многокомпонентного вибропреобразователя с разработкой соответствующего документа на методы и средства поверки.

Смирнов В. «Пьезоэлектрический преобразователь пространственной вибрации повышенной надёжности (окончание в следующем номере)» Мир измерений, № 4, с. https://ria-stk.ru/mi/adetail.php?ID=205182 (2021)

Рассматриваются теоретические вопросы определения работоспособности пятикомпонентного пьезоэлектрического преобразователя пространственной вибрации, у которого оси чувствительности трёх компонент образуют ортогональную систему координат, а оси чувствительности двух дополнительных контрольных каналов направлены под известными углами к трём ортогональным. Такой преобразователь вибрации позволяет определять параметры вектора вибрации, его работоспособность и неисправный канал (при наличии). При нарушении работоспособности из-за возникновения неисправности в одном канале пятикомпонентного ПВП (ортогональном или контрольном) возможно измерение параметров вектора виброускорения и определение его работоспособности с помощью четырёх исправных каналов. Но при нарушении работы одного из оставшихся четырёх каналов невозможно определить, какой канал четырёхкомпонентного ПВП осуществляет неправильные измерения.

Алпатов А.В., Ашапкина М.С. «Носимое устройство для домашней физической реабилитации с вибротактильной обратной связью» Биомедицинская радиоэлектроника, № 4, с. 107-112 (2021)

Постановка проблемы. Карантинные ограничения, вызванные пандемией, повысили значимость дистанционных технологий в области фитнеса, домашних тренировок, в том числе для оказания медицинских услуг в тех областях, где это клинически оправдано. Долгое время врачи-реабилитологи подчеркивали значимость домашней реабилитации в поствосстановительный период. Пациентам настойчиво рекомендовали проведение регулярных занятий для восстановления подвижности суставов после травм и перенесенных болезней. Полноценное выполнение упражнений в дистанционном режиме невозможно без специальных технических средств-тренажеров, обеспечивающих дозирование нагрузки и контроль двигательной траектории сустава при выполнении упражнений. Авторами статьи был реализован ряд мобильных приложений под общим названием «Нефитнес», которые содержат комплексы упражнений, используют датчики движения смартфона для контроля факта и правильности выполнения упражнений и передают всю информацию в онлайн-кабинет врача-реабилитолога. Первые апробации системы «Нефитнес» в рамках совместного проекта с НИИ неотложной детской хирургии и травматологии показали, что требование наличия смартфона у пациента и необходимость его крепления на конечности резко сужают круг и возраст потенциальных пользователей. Использование трекеров активности в виде браслетов также не решает проблему, поскольку они являются только датчиками, а весь контроль осуществляется мобильным приложением. Цель работы – разработка концепции и реализация носимого прибора, способного во время выполнения упражнений самостоятельно, без активного участия смартфона, отслеживать правильность выполнения упражнений и использовать вибротактильную обратную связь для коррекции правильности в реальном масштабе времени. Такая реализация носимого устройства позволит обеспечить корректное следование предварительно заданным врачом протоколам выполнения восстановительных упражнений для повышения объективности и достоверности удаленного контроля. Результаты. Для управления вибромоторами носимого прибора команда проекта «Нефитнес» интегрировала в алгоритм расчета метрик правильности дополнительный блок обратной связи. В данном алгоритме взаимоувязаны три канала управления: управление порядком и ритмом выполнения упражнений; определение направления движения по данным инерциальных датчиков; управление вибромотором в заданной ориентации. С использованием ранее разработанного алгоритма на основе метода DTW и учетом индивидуального порогового коэффициента выполняется сравнение с шаблоном правильной траектории упражнения, вычисляются метрики соответствия и по пороговым коэффициентам формируется балльная оценка правильности движения. Браслет носимого прибора сигнализирует через голосовое управление или вибротактильный интерфейс информацию о корректности траектории движения. При отклонении от заданного движения вызывается срабатывание вибромотора в оппозитном направлении, как бы уводя конечность от неправильной траектории. Таким образом, у пациента формируется устойчивое восприятие направления движения. Практическая значимость. В рамках проводимой авторами работы по реализации системы поддержки удаленной реабилитации был разработан и запатентован «Способ реабилитации и восстановления двигательной активности под аудиовизуальным самоконтролем». Применение данного способа дает возможность обеспечения персональной калибровки и учета индивидуальных физиологических особенностей пациента, а также возможность самоконтроля правильности выполнения восстановительных упражнений без присутствия тренера. Данный результат достигается за счет согласованной работы портативного устройства регистрации двигательной активности, устанавливаемого на теле пациента, на котором в режиме реального времени обеспечивается отображение соответствия анимированного изображения шаблона и анимированного движения части тела пациента.

Гиляров В.Л., Дамаскинская Е.Е. «Моделирование акустической эмиссии и разрушения поликристаллических гетерогенных материалов методом дискретных элементов» Физика твердого тела, 64, № 6, с. 676-682 (2022)

Метод дискретных элементов применен для выявления особенностей разрушения материалов разной степени гетерогенности. Показано, что он адекватно описывает основные свойства материалов при их механическом разрушении, такие как хрупкое и пластическое поведение, двухстадийный характер разрушения гетерогенных материалов, неоднородность пространственного распределения локальных внутренних напряжений в зависимости от степени гетерогенности. Ключевые слова: метод дискретных элементов, прочность гетерогенных материалов, компьютерное моделирование.

Шевалдыкин В.Г., Самокрутов А.А. «Цифровая фокусировка апертуры при зондировании объекта контроля всеми элементами антенной решетки в одном цикле излучение–прием» Дефектоскопия, № 2, с. 13-27 (2022)

DOI: 10.31857/S0130308222020026

Растегаев И.А., Ясников И.С., Растегаева И.И., Аглетдинов Э.А., Мерсон Д.Л. «Оценка вероятности обнаружения акустико-эмиссионных сигналов методом амплитудной дискриминации при малом соотношении сигнал/шум» Дефектоскопия, № 3, с. 3-12 (2022)

DOI: 10.31857/S0130308222030010

Алленов Д.Г., Журавлев Г.Г., Козочкин М.П., Маслов А.Р. «Параметры вибраций при изменении состояния и качества крепления режущих вставок модульного инструмента в условиях автоматизированной обработки резанием» Контроль. Диагностика, 25, № 1, с. 16-25 (2022)

В автоматизированных производствах мониторинг технологического процесса резания остро необходим, так как режущий инструмент изнашивается, выкрашивается и может внезапно ломаться. При отсутствии оператора все это грозит авариями и простоем оборудования. Параметры виброакустических сигналов, сопровождающих резание, давно рассматриваются как источник информации о состоянии инструмента и качестве самого процесса обработки. Приведены результаты исследований изменений спектрального состава вибраций во времени в процессе резания в связи с износом режущей кромки, изменениями состояния закрепления режущих вставок и применением модульного инструмента с большим количеством элементов. Ключевые слова: процесс резания, виброакустический сигнал, спектр сигнала, отношение амплитуд, критерий отказа, износ инструмента, закрепление, режущая вставка, модульный инструмент.

Данилов В.Н., Воронкова Л.В. «О влиянии параметров включений шаровидного графита на акустические характеристики чугуна и сигналы ультразвуковой продольной волны» Контроль. Диагностика, 25, № 3, с. 4-16 (2022)

На основе аналитических моделей показана зависимость скорости и коэффициента затухания продольной ультразвуковой волны в чугуне с шаровидным графитом от среднего размера элементов графита и его объемного содержания. Проведено компьютерное моделирование акустических трактов для среды – чугуна с шаровидным графитом для стандартных прямых преобразователей для оценки влияния такой среды на характеристики излучаемых и регистрируемых сигналов при ультразвуковом контроле. Расчеты диаграмм направленности преобразователей с нормированием каждой диаграммы на свой максимум для стали и чугуна с шаровидным графитом показали небольшое изменение ширины диаграмм, обусловленное меньшей скоростью продольных волн в чугуне в сравнении со сталью. Установлено, что амплитуда донного сигнала в чугуне с шаровидным графитом может превышать ее значения для конструкционной стали. Оценка нелинейности затухания для чугуна с шаровидным графитом показала, что она весьма мала. Отмечены особенности АРД-диаграмм для чугуна с шаровидным графитом, связанные с более высоким, чем в стали, затуханием продольных волн, а также с меньшими скоростями их распространения. Ключевые слова: чугун, шаровидный графит, включение, продольная волна, спектр сигнала, коэффициент затухания, прямой преобразователь, диаграмма направленности, АРД-диаграмма.

Шарыпов Р.Э., Римлянд В.И. «Применение автокорреляционной функции и вейвлет-преобразования для автоматической обработки акустических сигналов» Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование: материалы XIX региональной научной конференции, с. 125-128 (2021)

Разработан алгоритм автоматической обработки акустических сигналов с помощью автокорреляционной функции и вейвлет-преобразования. Алгоритм протестирован осциллограммах, полученных на эталонной установке 1-го разряда. Получены значения скорости распространения и коэффициента затухания продольных ультразвуковых волн в эталонном образце

Воронюк В.Г., Морозов А.П., Назаренко А.Ф., Шестаков В.П. «О роли внешнего диаметра сопла в работе гидродинамического излучателя» Третья всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов. Москва, 28–30 января 1975 г. Тезисы докладов, с. 140 (1975)

Анализ работы многостержневых гидродинамических излучателей показал, что оптимальная генерация наблюдается при наличии препятствия, отражающая поверхность которого представляет собой лунку и сопла, состоящего из конфузора и цилиндрического участка. Соотношение между диаметрами лунки (у торца препятствия), и круглого выходного отверстия равно двум. Изучение механизма генерирования упругих колебаний показывает, что для работы излучателя существенна связь внешнего диаметра сопла с величиной цилиндрического выходного отверстия. С ростом внешнего диаметра сопла (при постоянной величине выходного отверстия) наблюдается расширение диапазона работы излучателя по расходу (скорости истечения) и смещение порогов возникновения и исчезновения упругих колебаний в сторону увеличения скорости истечения. Связь указанного параметра с интенсивностью генерируемых колебаний носит нелинейный характер. Приводится эмпирическое соотношение позволяющее рассчитывать оптимальные размеры системы сопло–отражатель, что важно при проектировании многостержневых гидродинамических излучателей.