Леун Е.В. «Совершенствование способов и средств контроля отклонений от прямолинейности на основе акустооптических гетеродинных лазерных измерительных систем» Омский научный вестник, № 4, с. 71-77 (2019)

Рассматриваются вопросы построения высокоточных акустооптических (АО) гетеродинных лазерных измерительных систем контроля отклонений от прямолинейности при работе в непрерывном режиме с фазо-цифровым Δ_f(Δl_y)–ΔN_вых и частотно-цифровым Δf(Δl_y)–ΔN_вых преобразованиями, а также в импульсном режиме. Обсуждаются вопросы применения твердотельных АО модуляторов, систем фазовой автоподстройки фазы и частоты совместно с волоконными фазомодуляторами и прецизионными АЦП. Предложены варианты линеаризации функции преобразования, повышения разрешающей способности. Рассматриваются возможности реализации лазерных измерительных систем с опорными каналами и допускового контроля

Леун Е.В., Шаханов А.Е. «Повышение точности гибридных сканирующих 3D волоконнооптических измерительных головок с акустооптическим датчиком обратной связи для контактных и бесконтактных координатных измерений размеров изделий» Омский научный вестник, № 2, с. 63-70 (2020)

Gредставлен способ определения упругих деформаций изделия, возникающих при механическом контактировании со сферическим наконечником, позволяющий исключить влияние на результат измерения деформаций материала в виде навалов («pile-up»). Обсуждаются вопросы построения гибридной сканирующей 3D волоконно-оптической измерительной головки (ВОИг) с формированием сканирующих движений лазерного луча в угловом секторе полусферы 180×180° на основе низкокогерентного интерферометра, пространственного модулятора света в виде оптоволоконного пьезосканера и объектива типа «fishеуе». рассмотрены возможности высокоточных двухкоординатных измерений сканирующего лазерного луча за счет использования акустооптического модулятора в датчике обратной связи ВОИг в качестве пространственно-чувствительного преобразователя

Леун Е.В. «Повышение быстродействия и разрешающей способности акустооптических гетеродинных лазерных интерферометров перемещений. Адаптивный лазерный интерферометр» Омский научный вестник, № 3, с. 92-98 (2020)

Hассмотрены вопросы реализации в акустооптическом (АО) гетеродинном лазерном интерферометре (в дальнейшем – лазерный интерферометр) дифференциального двухтактного метода измерения перемещений при использовании фазового интерполятора и фазометра. Для снижения уровня шумов в измерительном сигнале введена система фазовой автоподстройки частоты с малым джиттером. В первом такте в начале движения объекта за счет высокой точности фазометра реализованы т.н. «медленные точные» измерения с высокой разрешающей способностью, вплоть до ≈λ/10000, где λ – длина волны лазерного излучения. Для высокой скорости движения объекта используется второй такт «быстрых грубых» измерений при работе быстродействующего фазового интерполятора и блокировке фазометра. Подобным двухтактным принципом работы лазерного интерферометра улучшаются динамические и метрологические параметры измерений перемещений объекта.

Леун Е.В. «Особенности схемотехники акустооптических лазерных систем для измерения трехкоординатных перемещений. Часть 1» Омский научный вестник, № 5, с. 103-110 (2020)

Рассматриваются вопросы построения акустооптических (АО) лазерных измерительных систем (лИС) для контроля трехкоординатных (3D) движений с одним (1D) продольным Δl_x и двумя (2D) поперечными Δl_y, Δl_z смещениями. Обсуждаются особенности использования трехканальной измерительной схемы на основе систем фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) с адаптивным управлением полос пропускания в зависимости от скоростей движения, призматической оптической схемы, преобразующей 2D в 1D поперечные смещения лазерного луча для 1D АО модулятора, оптического сопряжения последнего с волоконными фотоприемными устройствами.

Леун Е.В. «Особенности схемотехники акустооптических лазерных измерительных систем для контроля трехкоординатных (3D) перемещений изделий и элементов оборудования. Часть 2» Омский научный вестник, № 2, с. 52-58 (2021)

Обсуждаются шумовые, динамические и точностные параметры акустооптических (АО) лазерных измерительных систем (ЛИС) для высокоточного контроля трехкоординатных (3D) смещений изделий. Показано, что при использовании в них современных быстродействующих малошумящих фотоприемников без специальных технических приемов сейчас достижимы разрешающие способности ≈λ/1800 и ≈λ_aom/900 для продольных Δl_x и поперечных Δl_y, Δl_z смещений соответственно, где λ и λ_aom – длина волны света и ультразвука в АО модуляторе. Обсуждаются особенности использования в АО ЛИС систем ФАПЧ. рассматриваются возможности повышения разрешающих способностей измерений смещений при использовании для одного входного оптического сигнала двух фотоприемников: быстродействующего и малошумящего, а также за счет управления шириной полосы пропускания системы ФАПЧ.

Леун Е.В. «К вопросу достижения субпикометрической разрешающей способности акустооптическим двухканальным лазерным интерферометром перемещений с двумя разночастотными фотоприемниками» Омский научный вестник, № 2, с. 110-118 (2022)

Рассматриваются акустооптический (АО) гетеродинный лазерный интерферометр перемещений (ЛИП) с двумя разночастотными фотоприемниками: высокочастотным (ВЧ) и низкочастотным (НЧ) малошумящим, работающими с «быстрым грубым» и «медленным точным» измерительными каналами соответственно. Описан режим работы АО ЛИП при старт-стопных циклических движениях объектов, обеспечивающий высокую разрешающую способность на начальных и финишных этапах перемещений с малыми скоростями движения. Проведен метрологический анализ «медленного точного» канала с учетом шумовой частотной характеристики фотоприемников с формированием т.н. ее «оптимистического» и «пессимистического» вариантов. На основе проведенного метрологического анализа определены частотные диапазоны сигнала, позволяющие на малых скоростях движения достичь разрешающей способности АО ЛИП субпикометрических значений.

Леун Е.В., Шаханов А.Е., Самойлов С.Ю., Колобов А.Ю. «Основы совершенствования схемотехники высокоточных быстродействующих акустооптических лазерных интерферометров перемещений с частотным согласованием составляющих блоков и двойного гетеродинирования на этапе фотопреобразования» Омский научный вестник, № 3, с. 108-116 (2022)

Рассматриваются развитие схемотехники акустооптических (АО) лазерных интерферометров перемещений (ЛИП) и достижимые ими значения разрешающей способности. Обсуждаются вопросы частотного согласования блоков АО ЛИП: АО модулятора, фотоприемного устройства (ФПУ) и генератора частоты. Изучаются особенности фотопреобразования ФПУ при его освещении тремя пространственно совмещенными оптическими потоками. Из них два потока разночастотные и созданы в результате дифракции в АО модуляторе и используются для измерения фазового набега от контролируемых смещений объекта. Третий оптический поток является амплитудно-модулированным с частотой модуляции, близкой к разностной частоте первых двух оптических потоков. Такой прием приводит к двукратному переносу (двойное гетеродинирование) фазового набега от смещений на электрический сигнал разностной частоты между тремя оптическими потоками. Рассматриваются схемы АО ЛИП с постоянным значением частоты амплитудно -модулированного оптического потока и с ее автоподстройкой. Обсуждаются особенности использования в АО ЛИП охлаждаемых ФПУ.

Ладов С.В. «Опыт использования электретных датчиков для замера параметров подводного взрыва непосредственно на преграде» Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук, № 2, с. 143-149 (2021)

Приведены результаты по отработке экспериментальной методики регистрации давления на фронте ударной волны как в свободной жидкости, так и на преграде, с использованием электретных датчиков. Рассмотрены механизм действия такого датчика и способ его тарировки. Подобный датчик имеет малые размеры, не имеет массивного корпуса и может закрепляться непосредственно на жесткой или деформируемой преграде. Ключевые слова: заряд взрывчатого вещества, подводный взрыв, ударная волна, давление, массовая скорость, пьезоэффект, диэлектрик, электретный датчик, преграда

Фирсанов В.В., Нгуен Л.Х. «Анализ напряженно-деформированного состояния композиционных цилиндрических оболочек на основе уточненной теории с учетом пьезоэлектрического эффекта» Проблемы машиностроения и надежности машин, № 4, с. 37-44 (2021)

Представлена уточненная математическая модель напряженно-деформированного состояния многослойных композиционных цилиндрических оболочкек с учетом пьезоэлектрического эффекта. Перемещения и электрический потенциал оболочки представляются в виде полиномов по нормальной координате на две степени выше по отношению к классической теории типа Кирхгофа–Лява. Математическая модель электромеханического состояния композиционных оболочек получена с помощью вариационного принципа Лагранжа. Сформулированная краевая задача электроупругости решается путем сведения трехмерных уравнений к двумерным. Рассматривается пример расчета напряженного состояния типа “погранслой” композиционных цилиндрических оболочек с учетом пьезоэлектрического эффекта с симметричным и ассиметричным распределениями слоев под действием произвольной механической и электрической нагрузок. Ключевые слова: композиционная цилиндрическая оболочка, уточненная теория, пьезоэлектрический эффект, напряженное состояние “погранслой”, электроупругость, электромеханическое состояние

Смирнов В.Я. «О выборе средней величины при определении работоспособности четырехкомпонентного вибропреобразователя» Мир измерений, № 1, с. 24-28 (2023)

Рассматриваются вопросы выбора средней величины при определении работоспособного состояния четырехкомпонентного пьезоэлектрического вибропреобразователя, с помощью которого определяется не только модуль вектора пространственной вибрации, но и неисправное состояние вибропреобразователя. Последнее определяется с помощью отклонений от средней величины расчетных значений модуля вектора пространственной вибрации. В качестве средних величин рассмотрены пять вариантов: среднее арифметическое, среднее взвешенное, среднее геометрическое, среднее квадратическое и среднее гармоническое. На конкретном примере определены границы изменений расчетных значений модуля вектора пространственной вибрации в зависимости от типа средней величины и погрешности измерений расчетных значений проекций вектора пространственной вибрации на оси чувствительности ортогональных каналов вибропреобразователя. Показано, что наиболее перспективным при определении работоспособности является использование значения средней взвешенной величины. Приведен ряд рекомендаций по уменьшению влияния границ изменений погрешностей расчетных значений модуля вектора пространственной вибрации при определении работоспособного состояния вибропреобразователя.

Смирнов В.Я. «О выборе средней величины при определении работоспособности четырехкомпонентного вибропреобразователя (окончание)» Мир измерений, № 2, с. 35-39 (2023)

Рассматриваются вопросы выбора средней величины при определении работоспособного состояния четырехкомпонентного пьезоэлектрического вибропреобразователя, с помощью которого определяется не только модуль вектора пространственной вибрации, но и неисправное состояние вибропреобразователя. Последнее определяется с помощью отклонений от средней величины расчётных значений модуля вектора пространственной вибрации. В качестве средних величин рассмотрены пять вариантов: среднее арифметическое, среднее взвешенное, среднее геометрическое, среднее квадратическое и среднее гармоническое. На конкретном примере определены границы изменений расчётных значений модуля вектора пространственной вибрации в зависимости от типа средней величины и погрешности измерений расчётных значений проекций вектора пространственной вибрации на оси чувствительности ортогональных каналов вибропреобразователя. Показано, что наиболее перспективным при определении работоспособности является использование значения средней взвешенной величины. Приведены ряд рекомендаций по уменьшению влияния границ изменений погрешностей расчётных значений модуля вектора пространственной вибрации при определении работоспособного состояния вибропреобразователя.

Никитин П.А. «Моделирование работы акустооптического дефлектора терагерцевого излучения, использующего секционированный излучатель ультразвука» Оптический журнал, 90, № 2, с. 59-67 (2023)

Теоретически исследованы особенности акустооптической дифракции терагерцевого излучения на ультразвуковом поле с периодической неоднородностью. Цель исследования. Выявление оптимальных параметров для реализации эффективного дефлектора терагерцевого излучения. Метод. Для повышения энергоэффективности дефлектора в качестве среды взаимодействия был выбран сжиженный элегаз, а для увеличения числа разрешённых световых пятен предложено использовать секционированный фазированный излучатель ультразвука. Основные результаты. Показаны особенности акустического поля, созданного таким излучателем. Выведены аналитические соотношения для основных параметров акустооптического дефлектора. Практическая значимость. Продемонстрирована возможность пятикратного увеличения числа разрешённых пятен по сравнению с акустооптическим дефлектором, в котором используется односекционный излучатель той же длины. Ключевые слова: акустооптическое взаимодействие, дифракция, терагерцевое излучение, сжиженный инертный газ, акустическое поле

Аль-Руфаи Ф.М.М., Якимович Б.А., Кувшинов В.В. «Основные положения методики оценки эффективности пьезопреобразователей» Вестник Ижевского государственного технического университета им. М.Т. Калашникова (ИжГТУ), 26, № 1, с. 28-34 (2023)

Пьезоэлементы являются одним из источников альтернативной энергии, на производство которой не требуется использование ископаемых топлив, наносящих ущерб окружающей среде и климату планеты. В связи с этим расширение областей применения пьезоэлементов происходит с каждым годом все интенсивнее. Особенно востребованными являются конструкции пьезоэлементов, которые способны вырабатывать электроэнергию в результате внешних механических воздействий. Эта востребованность обусловлена возможностью работы от получаемой электроэнергии важнейших навигационных приборов, смартфонов, низковольтных зарядных устройств в условиях отсутствия внешних источников электроэнергии или высокой ее стоимостью при выработке другими методами. В связи с тем что пьезоэлементы обладают рядом специфических свойств, обусловленных кристаллической структурой, формой, размерами, электрическими характеристиками, необходимо разработать условия выбора этих устройств, руководствуясь наиболее рациональным подходом, основанным на экономической целесообразности, рыночной доступности и оптимальной технологичности. В настоящее время на российском рынке, несмотря на многочисленные экономические санкции, представлен широкий спектр моделей пьезоэлементов, способный удовлетворить любые запросы клиентов. Выбор наиболее эффективной модели является важнейшей задачей для компаний, которые используют пьезоэлементы как отдельный компонент в составе выпускаемых серийно электронных устройств. Методика выбора такой продукции отсутствует, однако может быть весьма востребована ввиду большого объема предложений поставщиков. Предлагаемая к реализации методика предусматривает моделирование пьезоэлемента в условиях, близких к реальным условиям эксплуатации, оценку свойств и разработку рекомендаций к применению на основании вариации основных размеров (длина, толщина), а также приложенного напряжения, заложенного в разработанную модель, и анализа влияния на перемещение конца пьезоэлемента, что является основной характеристикой пьезоэлемента в условиях рассмотренной схемы. По результатам моделирования выбираются наиболее приемлемые модели пьезоэлемента.