Казаков В.В., Мухин И.Б., Курников А.А., Субочев П.В. «Исследование качества термодиффузионной сварки кристаллов в дисковом оптическом элементе оптоакустическим методом» Акустический журнал, 70, № 2, с. 273-282 (2024)

Оптоакустическим методом исследована возможность оценки качества термодиффузионной сварки двух кристаллов иттрий алюминиевого граната в композитном оптическом диске. Для получения акустических изображений термодиффузионной сварки использовалось сканирование над поверхностью диска оптоакустического датчика, соединенного с импульсным лазером (длина волны 532 нм, длительность импульса 10 нс) оптоволокном. Синхронно с перемещением датчика на площади 16×16 мм с шагом 0.1 мм происходила регистрация ультразвуковых импульсов в диапазоне частот до 80 МГц. Использовалось два режима ультразвуковой локации: на отражение и на просвет. Проведена диагностика двух композитных дисков диаметром 15 мм с различным качеством термодиффузионной сварки. Обсуждается возможность количественного определения качества диффузионного слоя оптоакустическим методом для объективного сравнения дисков. Полученные данные подтверждены результатами измерений методом оптических проекций.

Будадин О.Н., Разин А.Ф., Пичугин А.Н., Анискович В.А., Борисенко В.В., Богачев А.С., Рыков А.Н. «Автоматизированная система ультразвукового бесконтактного неразрушающего контроля качества композитных изделий с поверхностью сложной формы» Контроль. Диагностика, 27, № 7, с. 16-23 (2024)

Описана разработанная и сданная в промышленную эксплуатацию универсальная автоматизированная система ультразвукового бесконтактного контроля сложнопрофильных изделий из композитных материалов. Экспериментальные исследования и результаты промышленной эксплуатации наглядно показали, что разработанные автоматизированная система контроля и алгоритм обработки информации обеспечивают заданную достоверность выявления дефектов в изделиях, при этом осуществляется: автоматическая адаптация системы контроля к изделиям с произвольной формой поверхности путем ее настройки по 3D-модели изделия, закладываемой в систему управления, что позволяет значительно расширить номенклатуру контролируемых изделий без существенной доработки системы контроля; повышение помехозащищенности и обнаружение дефектов по адаптивным алгоритмам с заданной погрешностью с применением специальных алгоритмов обработки сигналов; автоматический контроль изделий со сложной формой поверхности с изменением режимов контроля; автоматизированная регистрация выявленных дефектов на поверхности контролируемого изделия.

Серьезнов А.Н., Степанова Л.Н., Кабанов С.И., Чернова В.В., Кузнецов А.Б. «Акустико-эмиссионный контроль дефектов зоны крепления крыла самолета в условиях полета» Контроль. Диагностика, 27, № 6, с. 18-27 (2024)

Приведены результаты исследований, полученных при мониторинге конструкции самолета Ту-134А в полете. На борту самолета были установлены два четырехканальных блока микропроцессорной акустико-эмиссионной (АЭ) системы СЦАД-16.12 и две антенны, каждая из которых подключалась к одному из блоков системы. Одна из антенн состояла из четырех пьезоэлектрических преобразователей акустической эмиссии (ПАЭ), а в другой антенне использовались два датчика ПАЭ и два волоконно-оптических датчика (ВОД). Сигналы с датчиков ПАЭ и ВОД поступали на вход измерительных каналов каждого блока системы, обрабатывались и в цифровом виде передавались в компьютер. Затем строились линейная локация, осуществляемая двумя датчиками ПАЭ, установленными на шпангоуте, и суммарный счет сигналов АЭ от времени, зарегистрированный в процессе взлета самолета, во время его полета и посадки.

Ярославский Д.А., Садыков М.Ф., Иванов Д.А., Галиева Т.Г., Андреев Н.К., Любишев А.А., Вагапов А.И., Кочеткова А.А. «Методика проектирования системы неразрушающего контроля технического состояния изоляции оборудования подстанций на основе решения задачи локализации источников разрядов» Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, № 3, с. 58-66 (2024)

Рассматриваются частные задачи локализации источников разрядов с помощью модулей акустических и электромагнитных датчиков, математическая модель локализации источника разрядов, геометрически находящегося в плоскости трех датчиков; модель локализации источника разрядов в трехмерном пространстве с помощью четырех датчиков; поиск рационального расположения этих четырех датчиков по критерию минимума относительной методической ошибки локализации источника разрядов; поиск путей рационального расположения приемных модулей системы неразрушающего контроля изоляционного оборудования подстанции. Ключевые слова: неразрушающий контроль, локализация, источники разрядов, датчики, модули-приемники, рациональное взаимное расположение.

Бахтин В.К., Дерябин М.С., Касьянов Д.А., Манаков С.А., Шакуров Д.Р. «О принципиальном влиянии шума бурения на акустический канал связи в бурильной колонне» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 67, № 3, с. 223-235 (2024)

С развитием технологии бурения скважин возрастает потребность получения геофизических данных об этом процессе в реальном времени. Наиболее перспективным каналом передачи данных с забоя скважины на поверхность, по всей видимости, является акустический канал связи по элементам конструкции бурильной колонны. Имеющиеся на данный момент оценки предсказывают скорость передачи данных по подобному каналу связи до нескольких сотен бит в секунду. При проектировании акустического канала связи и расчёте его пропускной способности, как правило, полагают, что шум, связанный с процессом бурения, является аддитивным случайным гауссовым процессом. При этом прямые измерения шумов бурения в широком диапазоне частот показывают, что это не так. Имеется высокая вероятность появления высокоамплитудных всплесков, и на малых временах средний уровень вибраций сильно изменчив. Данная работа посвящена исследованию влияния реальных шумов бурения на акустический канал связи. Для этого была разработана цифровая модель, учитывающая экспериментальные данные о шумах бурения, которые записывались в течение длительного времени в натурных экспериментах. Представлены результаты моделирования вероятности битовой ошибки при различных подходах к помехоустойчивому кодированию, проведено сравнение с гауссовым каналом. Показано, что на качество акустического канала связи оказывает принципиальное влияние отклонение шума, сопровождающего бурение, от нормального случайного процесса.

Коцоев К.И., Трыков Е.Л., Кудряев А.А., Перевезенцев В.В. «Разработка алгоритма определения неисправности измерительных каналов системы акустического контроля течей» Вестник Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (МГТУ). Серия: Приборостроение, № 3, с. 100-112 (2021)

В настоящий момент на российских и зарубежных АЭС эксплуатируются системы контроля течи теплоносителя первого контура на основе измерения дисперсии генерируемых акустических сигналов (акустических волн), распространяющихся по поверхности металла. В системах акустического контроля течи предусмотрена самодиагностика измерительных каналов, а также применен адаптивный алгоритм, позволяющий автоматически перестроиться на использование соседних измерительных каналов, взамен вышедших из строя. Вместе с тем возможны такие неисправности технических средств системы, которые не позволяют автоматически диагностировать неисправность измерительных каналов, что может привести к невыполнению функции системы по определению величины и координаты течи теплоносителя первого контура. В связи с этим актуальна задача разработки алгоритмов определения неисправности измерительных каналов системы акустического контроля течи, реализуемых с применением программного обеспечения без внесения изменений в технические средства системы. Предложен алгоритм определения неисправности измерительных каналов системы акустического контроля течи с использованием тестового сигнала увеличенной длительности. Проведен анализ применимости алгоритма на представительской выборке сигналов измерительных каналов системы акустического контроля течи энергоблока № 1 Нововоронежской АЭС-2 кампании 2018–2019 гг. Предложенный алгоритм внедрен там же в режиме опробования с началом новой кампании в июле 2019 года.

Данилов В.Н. «Об особенностях отражения импульсов поперечных упругих волн от вертикальной трещины» Контроль. Диагностика, 27, № 4, с. 4-15 (2024)

Проведено компьютерное моделирование характеристик импульсных сигналов поперечных волн, отраженных от ребра вертикальной трещины, выходящей на поверхность объекта контроля, и донной трещины с использованием излучаемых импульсов различной длины с узким, средней ширины и широким спектрами. В пределах изменения параметров расчетов установлена особенность отражения импульсов: отношение максимумов огибающих импульсов при отражении от трещины, выходящей на поверхность объекта контроля, и донной трещины равно примерно 3,40 (10,6 дБ), что совпадает с соответствующим отношением максимумов спектров. По результатам расчетов форм импульсов с частотными спектрами разной ширины при отражении волн от вертикальной трещины обоснована рекомендация не использовать в дифракционно-временном методе длинные импульсы с узкими спектрами с пониженной лучевой разрешающей способностью.

Клюев В.В., Бобров В.Т., Бобренко В.М., Борисов А.А., Калошин В.А., Лёвочкин П.С., Сляднев А.М. «Исследования, разработка и внедрение методов и технологий акустической тензометрии разъемных соединений жидкостных ракетных двигателей для космических ракет-носителей» Контроль. Диагностика, 27, № 5, с. 30-43 (2024)

Представлен обзор результатов исследований, разработки и внедрения методов и технологий акустической тензометрии разъемных соединений жидкостных ракетных двигателей для космических ракет-носителей. Дано краткое описание методов измерения приращения времени распространения ультразвуковых продольных волн и отношения скоростей продольных и сдвиговых волн. Изложено описание разработанного и введенного в действие ГОСТ Р 52889–2007 «Контроль неразрушающий. Акустический метод контроля усилия затяжки резьбовых соединений. Общие требования». Приведено описание акустических тензометров, в том числе штатно эксплуатирующихся на НПО «Энергомаш». Дано краткое описание специализированной программы «Акустический тензометр», а также комплекта стандартных образцов для контроля работоспособности и предварительной настройки приборов и градуировочного стенда. Описан усовершенствованный специалистами НПО «Энергомаш» метод акустической тензометрии по соотношению скоростей продольных и сдвиговых волн. Применение метода акустической тензометрии затяжки разъемных соединений, наряду с совершенствованием технологии производства жидкостного ракетного двигателя, позволило полностью ликвидировать отказы по протечкам и нарушению герметичности.

Данилов В.Н. «Об особенностях отражения поперечных волн с линейной поляризацией от шероховатой поверхности трещины» Контроль. Диагностика, 27, № 7, с. 24-30 (2024)

Проведена оценка коэффициента отражения поперечных волн с SV- и SH-линейной поляризацией от статистически неоднородной поверхности, состоящей из рассеивающих линейных элементов с особенностью распределения их высот по нормальному закону в двумерном приближении. Оценка коэффициентов отражения в обратном и прямом направлениях основывается на расчете потока энергии отраженных волн, распространяющегося от неоднородной поверхности, усредненного по возможным значениям высоты отражающих элементов. Теоретически показано и подтверждено экспериментально, что отношение коэффициентов обратного отражения волн SH- и SV-поляризаций значительно больше 1, что обеспечивает лучшее обнаружение трещин SH-волнами. Особенность поведения зависимости коэффициентов обратного и прямого отраженного сигнала волн SV-поляризации от среднего квадратичного отклонения соответствует результатам теоретических оценок. Коэффициент вариации отношения коэффициентов отражения показывает статистическую стабильность прямого отраженного сигнала, что определяет целесообразность использования такого сигнала для измерения эквивалентной площади отражателя.

Малый В.В., Губин М.С., Костюхин А.С., Федоров А.В., Кинжагулов И.Ю. «Разработка алгоритма движения измерительного модуля автоматизированной установки неразрушающего контроля» Автометрия, 60, № 3, с. 120-128 (2024)

Рассматриваются вопросы разработки алгоритма движения измерительного модуля автоматизированной установки неразрушающего контроля качества паяных соединений сопла двигателя. Описан объект контроля, имеющий сложную геометрическую форму и возникающие в процессе изготовления дефекты паяных соединений, такие как непропай, частичный непропай и неспай. Обоснована актуальность разработки, а также проблемы производства и испытаний сопел двигателя, не позволяющих на ранних этапах изготовления сборочных единиц выявлять требуемые дефекты без разрушения целостности сопла двигателя. Описаны существующие подходы в части выбора методов и средств неразрушающего контроля сопел двигателей сложной геометрической формы, выявлены их достоинства и недостатки. Проанализированы существующие проблемы в части автоматизации эхо-импульсного и теневого методов ультразвукового контроля, выявлены достоинства и недостатки предложенных методов. Выявлены основные факторы, снижающие вероятность выявления дефектов, а именно: нестабильность акустического контакта между преобразователем и объектом контроля, а также отклонение акустической оси преобразователя от нормали к поверхности объекта контроля. Определены требования к алгоритму движения измерительного модуля автоматизированной установки неразрушающего контроля с обратной связью, основанной на измеренной при сканировании амплитуде сигнала от конструктивных элементов внутренней структуры сопла двигателя.

Дракон А.В., Еремин А.В., Коршунова М.Р., Михеева Е.Ю. «Исследование образования полиароматических углеводородов и углеродных наночастиц при пиролизе этилена с добавками тетрагидрофурана за ударными волнами» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Естественные науки, № 4, с. 79-107 (2023)

В настоящее время активно ведутся поиски веществ, которые могли бы служить альтернативным видом топлива или топливной добавкой, снижающей образование и выбросы углеродных наночастиц. Здесь методами лазерно-индуцированной флюоресценции и лазерной экстинкции исследованы процессы образования полиароматических углеводородов (как предшественников образования конденсированной фазы углерода) и углеродных наночастиц сажи при пиролизе этилена с добавкой тетрагидрофурана. Методом лазерно-индуцированной флюоресценции получены спектральные зависимости лазерно-индуцированной флюоресценции полиароматических углеводородов при различных значениях температуры и стадиях пиролиза, а методом лазерной экстинкции – оптическая плотность реагирующих газовых смесей на длинах волн 405 и 633 нм. Измерения проводились на ударной трубе за отраженными ударными волнами в диапазоне значений температуры 1695–2500 K и давления 2,7–4,1 атм. Показано, что при пиролизе этилена с добавкой тетрагидрофурана процесс сажеобразования интенсифицируется, а температурный диапазон формирования углеродных наночастиц расширяется. Кинетическим моделированием установлено, что ускорение формирования углеродных наночастиц обусловлено образованием метильного радикала и пропилена при пиролизе тетрагидрофурана

Асеев Е.М., Калашников Е.В. «Акустическая эмиссия в закрытой сотовой системе, содержащей влагу» Вестник государственного университета просвещения. Серия: Физика-Математика (ранее Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика-математика (с 2007 по 2023 год)), № 4, с. 6-18 (2023)

Цель: экспериментальное изучение фазового перехода «кристалл–жидкость» в интервале температур от –10°С до +25°С в замкнутой системе со структурой типа «пчелиных сот», имеющей скопление воды. Процедура и методы исследования. Используются методы акустической эмиссии, индуцированной изменением внешнего температурного поля. Под действием изменяющегося температурного поля внутри сотовой структуры происходит плавление кристаллов льда, вследствие чего излучаются дискретные ультразвуковые импульсы, которые фиксируются акустико-эмиссионной установкой для последующего анализа. Нагрев осуществляется двумя способами: (1) путём релаксации температуры охлаждённых образцов к значениям комнатной температуры; (2) охлаждённые образцы получают дополнительный, принудительный постоянный нагрев, тем самым увеличивается скорость роста температуры. Результаты. Получены зависимости амплитуд и активности (количества импульсов акустической эмиссии в единицу времени) акустических сигналов от времени, а также частотное распределение зафиксированных ультразвуковых импульсов. Показано, что в результате принудительного нагрева наиболее чётко проявляются сигналы, свидетельствующие о фазовом переходе «лёд-вода» в сотах. Практическая значимость. Проведённые эксперименты показывают, что метод акустической эмиссии при незначительных вариациях температурного поля позволяет обнаруживать дефект в виде наличия влаги в замкнутой сотовой структуре.