автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Информационно-измерительный комплекс для исследования акустических свойств материалов и элементов конструкций

4854371

ЦиньХуну

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ И ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ

Специальность 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 7 053 2011

Хабаровск - 2011

4854371

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тихоокеанский государственный университет»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Чье Ен Ун

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, доцент Березин Виктор Владимирович

Ведущая организация:

кандидат технических наук, Баханцов Александр Викторович

Дальневосточный филиал ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений»

Защита состоится: «02» марта 2011 г. в 14:00 на заседании диссертационного совета ДМ 212.294.05 при ГОУВПО «Тихоокеанский государственный университет» по адресу: 680035, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, д. 136, ауд. 315л.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тихоокеанского государственного университета

Автореферат разослан «.2% » О / 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук

И.Н. Бурдинский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Метод акустической эмиссии (АЭ), основанный на регистрации волн напряжений, возникающих в результате формирования, изменения и разрушения структур различных материалов, является в настоящее время наиболее эффективным для изучения процессов и стадий развития дефектной структуры и создания систем непрерывного мониторинга ответственных объектов промышленности.

Первые работы по изучению явления АЭ появились в конце 40-х годов 20-го века. Развитие электроники и создание специальных аналоговых приборов АЭ позволили с конца 60-х годов использовать метод АЭ для обнаружения роста трещин в процессе различных механических испытаний. Примерно в то же время были сделаны первые шаги в регистрации и анализе спектра АЭ-сигналов. В 90-е годы метод получил новый импульс развития благодаря активному внедрению и использованию ЭВМ. Цифровая техника с большим объемом памяти и высокой скоростью обработки позволила накапливать и хранить АЭ-информацию, а также при необходимости обрабатывать и анализировать эту информацию по различным параметрам. Если до этого времени преобладали в основном аналоговые методы, то в 90-е они были практически вытеснены цифровыми и аналого-цифровыми. Развитие вычислительной техники дает новые возможности для реализации алгоритмов регистрации, идентификации и анализа параметров АЭ-сигналов и, в том числе, спектральных характеристик (СХ), для чего ранее требовалось громоздкое и дорогое оборудование.

Однако практическое применение метода АЭ для решения задач технической диагностики сопряжено с определенными трудностями. Распространяющийся в объекте акустический сигнал претерпевает существенные искажения в тракте системы «объект-преобразователь». Эти искажения настолько значительны, что практически не представляется возможным восстановить истинную форму исходного сигнала. По этой причине, параметры акустического сигнала определяются путем обработки электрического сигнала с выхода преобразователя, что, при отсутствии удовлетворительных моделей процесса разрушения, не позволяет установить четких связей между параметрами состояния конструкции и характеристиками сигналов. При этом возникающие в процессе испытаний и эксплуатации акустические шумы и помехи, так же распространяются в объекте и воздействуют на входные устройства АЭ-системы. Будучи похожими по форме на сигналы, возбуждаемые дефектообразованием, они приводят к ложным срабатываниям.

Таким образом, создание информационно-измерительного комплекса (ИИК) для исследования спектральных характеристик (СХ) сигналов АЭ и акустических помех, изучения амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) образцов материалов и изделий, поиск корреляционных связей между параметрами состояния конструкции и характеристиками сигналов, решение з>дач обнаружения и идентификации акустических сигналов, представляется весьма актуальным.

Цель работы. Разработка алгоритмов и средств анализа АЧХ системы «объект-преобразователь» для повышения достоверности неразрушающего контроля при испытаниях и эксплуатации образцов материалов и изделий. Решаемые задачи. В процессе выполнения работы были поставлены и решены следующие задачи:

- анализ методов повышения достоверности акустико-эмиссионного контроля;.

- исследование влияния АЧХ системы «объект-преобразователь» на основные параметры АЭ;

- разработка алгоритмов и методик построения моделей АЧХ объектов простой геометрической формы;

- разработка алгоритмов коррекции спектральных характеристик по АЧХ системы «объект-преобразователь»;

- создание аппаратно-программного комплекса анализа АЧХ системы «объект-преобразователь».

Методы исследования. В диссертационной работе используются методы спектрального анализа, акустической эмиссии, теории случайных процессов, математического и машинного моделирования, теории измерительных систем, метрологии, физического эксперимента. Научная новизна.

- разработаны алгоритмы измерения и анализа амплитудно-частотных и спектральных характеристик акустических сигналов при испытании образцов материалов и изделий;

- разработаны алгоритмы коррекции значений акустико-эмиссионных параметров образцов материалов и конструкций с учетом АЧХ системы «объект - преобразователь»;

- предложены способы повышения достоверности регистрации сигналов АЭ в условиях промышленных шумов и помех на базе анализа АЧХ системы «объект - преобразователь»;

- разработан ИИК, позволяющий в реальном времени проводить анализ АЧХ и спектра сигналов АЭ.

Практическая значимость. Результаты данной работы могут быть использованы для повышения достоверности и совершенствования систем неразрушающего контроля промышленных объектов акустическими методами. Основные положения, выносимые на защиту.

- расчетная и экспериментальная методики оценки и корректировки АЧХ системы «объект-преобразователь»;

алгоритмы регистрации и обработки акустико-эмиссионных параметров, учитывающие АЧХ системы «объект-преобразователь»;

- результаты практического применения методик регистрации и обработки АЭ-сигналов, полученных при испытании образцов;

разработанные технические решения программно-алгоритмического обеспечения ИИК, предназначенного для анализа АЧХ системы «объект-преобразователь».

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы при выполнении НИР «Создание учебного стенда для регистрации и анализа сигналов акустической эмиссии при проведении испытаний образцов материалов и изделий» в Тихоокеанском государственном университете, а так же внедрены в Чанчунском государственном университете КНР. Апробация работы. Основные положения и отдельные результаты работы докладывались и обсуждены: на Российско-китайском международном симпозиуме «Modern materials and technologies», г. Хабаровск, 2007 г.; Седьмой региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование», г. Владивосток, 2007 г.; Восьмой региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование», г. Благовещенск, 2008 г.; IEEE International Conference on Information and Automation 2010 June 20 -23, Harbin, China; a так же на научно-технических семинарах кафедры «Автоматика и системотехника» ТОГУ (2009, 2010 г.г.)

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 9 публикациях, из них 1 публикация в журнале, рекомендованном ВАК, 2 публикации в зарубежных изданиях, и 4 доклада на всероссийских и международных конференциях.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений, изложенных на 139 страницах основного текста, иллюстрированных 52 рисунками и 1 таблицей, списка используемых источников из 120 наименований и 2 приложений, в которых представлены акты о внедрении результатов диссертационной работы и описание структуры разработанного программного обеспечения.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность решаемых задач, сформулирована цель и основные направления исследований.

В первой главе дан обзор современных средств и методов спектрального анализа применительно к решению задач акустико-эмиссионной диагностики, определены основные информационные параметры и методы классификации сигналов АЭ. Проведен анализ эффективности применения аналоговых и цифровых методов, состояние и перспективы развития акустико-эмиссионной спектрометрии. Во второй главе приводятся результаты теоретических исследовании АЧХ на примере анализа образцов простых геометрических форм. Объекты контроля из металлов, керамики и других материалов с высокими упругими свойствами можно с очень малой погрешностью считать линейными системами, поэтому модуль спектральной характеристики сигнала, снимаемого с выхода приемного преобразователя, определяется выражением: Snp(о>) = Sи(<а)- Ктр(а)-Кпр(а>), где S и S, (о) - модули спектральных характеристик соответственно сигнала на выходе преобразователя и источника АЭ; Ктр(т) и К„р(т) - АЧХ соответственно акустического тракта и преобразователя.

В работе для моделирования источника акустического сигнала предлагается использовать операторное уравнение авторегрессии - скользящего среднего:

x(t)=Ap-'(В) Cq(B) E(t), (I)

где АР(В) - оператор авторегрессии порядка р\ Cq(B) — оператор скользящего

среднего порядка q, E(t) - последовательность независимых случайных величин с

нулевым средним значением и единичной дисперсией.

При этом спектральная плотность АРСС-процесса в общем случае имеет

вид:

SAPCC((0) = F(ci>d«cl>P) . (2)

где с, - г'-й коэффициент скользящего среднего, dt - г'-й коэффициент авторегрессии, q ир - порядки формирующих фильтров скользящего среднего и авторегрессии соответственно.

S(£l

'(П

шеи г s,(0)

Рис.1. Пример теоретической и практической АЧХАР(2)-процесса и соответствующая относительная погрешность представления На рис.1 приведен пример теоретического 5Т(0) и реального 5 (О) спектров для АР(2)-процесса, а так же соответствующая относительная погрешность 8(П), вычисленная по спектральной области. Следует отметить, что реальный спектр определялся усреднением по 10-ти реализациям АР(2)-процесса.

Для АЧХ длинного стержня выражение комплексного коэффициента

передачи для одного типа волны определится как: ксг^со)= ^Оуу-*)], Где

Щгуч>)1\

у(]а>) = а(б))+]р{оз)\ а(а) - коэффициент затухания акустического сигнала, р(ш) = 2л/Л = о/у - коэффициент фазы; V - скорость распространения акустической волны; Л - длина волны; х - координата источника сигнала; I - длина стержня. Если приемник расположить на торце стержня (х = 0), то АЧХ такого стержня определится следующим образом:

КСТ (<у) =

ch2a([ - х)+ cos 2 —

(3)

ch 2al - cos 2 —со v

Анализ показывает, что изменение Кст(ю) в зависимости от частоты не всегда носит периодический характер с периодами О, = тг■ V// и 02 -я-\/(1-х), как это утверждалось ранее другими авторами. Появление дополнительных гармонических составляющих сильно изменяет общую картину.

а) Ампл., (отн.ед) 6)Ампл., (отн.ед)

150 160 170 100 1« 200 2¡0 220 230 2<0 250 260 Ш ВО ZM 300 310 320 330 М 350 'И 1¿> 170 1® 150 200 210 220 230 2*0 250 250 270 28] 2W 3ffl 310 320 330 ЗЮ 350

частота, (кГц) частота, (кГц)

Рис.2. Зависимость А ЧХстержня от координаты источника сигнала (а = 0,34Нп/м, V = 5004 м/с, I = 0,48 м); а) х = 240 мм, б) х = 263 мм.

Если в ближайших окрестностях геометрического центра (рис.2,а) еще можно проследить влияние отдельных частот, то на удалении от геометрического центра и при больших значениях длины I (рис.2,б) общая картина становится весьма запутанной. Надежды на то, что частота П, при этом сильно возрастает и позволяет при незначительном сглаживании функции избежать глубоких провалов АЧХ явно не оправдывается. Коэффициент затухания акустического сигнала а очень сильно влияет на соотношение между Ктах и К^. Амплитуда экстремумов возрастает обратно пропорционально изменению значения коэффициента затухания а. Следует отметить, что этот коэффициент меньше всего подвержен взаимному влиянию других, так как находится в числителе и в знаменателе под знаком гиперболического косинуса в выражении (3). Влияние скорости V на частоты О, и П2 так же неоднозначно.

а) Ампл., (отн.ед) б) Ампл., (отн.ед)

частота, (кГц) частота, (кГц)

Рис. 3. Зависимость А ЧХ стержня от скорости волны (а = 0,1 Нп/м, I = 0,1 м, х = 55 мм); а) V = 5000 м/с, 6) V = 5005 м/с.

Как видно из рис.3,а и 3,6 незначительное изменение скорости V всего на 5 м/с (0,1 процента) может привести к значительным изменениям функции АЧХ и существенному перераспределению энергии сигнала по частотному диапазону в зависимости от соотношения других параметров.

Основным влиянием геометрии объекта контроля на АЧХ является изменение коэффициента затухания акустического сигнала а(а>) и коэффициента фазы р{а>), возникающее при многократном отражении от препятствий разной формы и связанное с этим рассеяние акустических волн. Основной характеристикой рассеяния принято считать эффективную площадь рассеяния. 3 последние десятилетия для сокращения разрыва между теорией и практикой предпринимаются попытки построения приближенных методов расчета рассеянных полей. На основе приближенных методов оказалось возможным рассчитать поля, рассеянные от ленты, конечного цилиндра, конечной плоскости, конечного конуса и т.д.

Плотность потока мощности отраженного поля характеризуется вектором Умова-Пойнтинга. Соответствующим образом нормированное значение модуля вектора Умова-Пойнтинга может служить характеристикой отражательной способности в заданном направлении. Эта характеристика, получившая название эффективная площадь рассеяния (ЭПР), определяется следующим образом: Ц I 1-1

а = п1Т14дДо' 1, где \Е\ - плотность потока мощности отраженного

0

акустического поля в месте приема на расстоянии Л0 от препятствия; |£яо1)| -

плотность потока мощности падающей волны в месте расположения препятствия.

Для линейных систем спектр суммы сигналов равен сумме спектров. Это позволяет при анализе АЧХ использовать уравнения для расчета ЭПР. Учитывая, что ЭПР по определению пропорциональна затуханию, ее можно использовать при анализе АЧХ отраженных акустических сигналов. При этом АЧХ стержня, рассчитанную по формуле (3), можно принять за элементарную АЧХ. Тогда АЧХ объекта следует рассматривать как суперпозицию большого числа элементарных АЧХ, полученных при разных граничных условиях. При задании граничных условий в работе учитывалось, что экспериментальные исследования АЧХ проводились на образцах в виде прямоугольных пластин и брусков разных размеров и формы. По этой причине анализировались отражающие способности прямоугольных поверхностей и угловых отражателей при различном соотношении сторон.

Образец в виде прямоугольного бруса при расположении источника излучения в районе геометрического центра имеет следующие отражающие грани: торцевую поверхность в виде плоского четырехугольника с примерно одинаковыми гранями а и Ь, боковую поверхность в виде плоского прямоугольника с соотношением длины а много больше ширины Ъ, угловые отражатели в торцевых гранях с примерно одинаковым соотношением ширины грани к и торцевой поверхности Ь, угловые отражатели на боковых поверхностях с соотношением ширины грани к много больше боковой поверхности Ь.

Ампл., отн.еЬ.

а) б)

Рис. 4. А ЧХ прямоугольной плоскости при различных углах отражения

На рис.4 приведены АЧХ, полученные для отраженных от прямоугольной плоскости волн при соотношении граней а ~ Ъ (рис.4,а) и а » Ь (рис.4.6). Наблюдается сужение угла отражения для получения достоверных значений лри а » Ъ. Кроме того получены АЧХ для разных расстояний 1 и координаты источника х. На рис.4,а приведены АЧХ для расстояний / = 400 мм и координаты источника х = 240 лш, а на рис.4,б - для / = 100 мм и х = 10 лш при прочих равных значениях (а = 0,4 Яи/м; V = 5000 м/с).

Ампл., опгн.ед.

а) б)

Рис. 5. А ЧХ двухгранного уголкового отражателя при различных соотношениях а и Ь

На рис.5 приведены АЧХ двухгранного уголкового отражателя при несимметричных соотношениях а и И. Для случая на рис.5,а соотношение параметров Ь/а= 3, а для случая на рис.5,б соотношение параметров Уа=6. Кроме того, для АЧХ, приведенных на рис.5,а расстояние / = 100 мм и координата х = 10 мм, а для АЧХ, приведенных на рис.5,б - / = 400 лш, х = 240 мм при прочих равных значениях (а = 0,4 Нп/м; V = 5000 м/с).

При сравнительном анализе графиков АЧХ наглядно прослеживается тенденция к более полному заполнению всех зон при наличии отдельных глубоких провалов функции АЧХ как на определенных частотах, так и при определенных углах отражения. При увеличении геометрических размерив образца общая неравномерность функции АЧХ по частоте возрастает, зато ликвидируются глубокие провалы амплитуд. Такие АЧХ могут быть эффективно сглажены традиционными методами, предложенными в работе. Здесь нужного эффекта достигают простым усреднением по частоте.

Анализ функций АЧХ (рис.5,6) показывает, что при соотношении параметров Н>>а, а так же при увеличении геометрических размеров образца для двухгранного уголкового отражателя существуют зоны высокого затухания акустической волны при определенных углах отражения, что существенно искажает обшую картину.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований влияния АЧХ, полученные при испытании образцов разных типов материалов и элементов конструкций.

ЭМИС-2 N1 РС1-6070Е

Рис.6. Структурная схема установки: П - приемный преобразователь; Ф -фильтр; У - усилитель; И - излучатель сигнала АЭ; Г-генератор.

Как показано на рис.6, сигнал с генератора попадает на излучатель, что вызывает механические колебания пьезокерамического элемента. Через акустический контакт, они распространяются по объекту и регистрируются приемным преобразователем.

Исследования АЧХ образцов из керамики проводились экспериментально с помощью 100-канальной установки «СПЕКТР» с фиксированной полосой пропускания канальных фильтров 10 кГц. В качестве источника «И» и приемни,-а «П» акустического сигнала (рис.6) использовались широкополосные пьезопреобразователи (ПП). Для обеспечения точечного контакта в точке ввода излучатель сигнала АЭ «И» дополнительно оборудовался конусной насадкой. Аналогичный конус при ряде измерений использовался и совместно с приемным преобразователем «П», однако ввиду большой потери чувствительности такой способ не применим при анализе сигналов АЭ и, соответственно, не применим при анализе АЧХ системы «объект преобразователь»

Задающий преобразователь (излучатель) возбуждался генератором шума с равномерной спектральной плотностью мощности в диапазоне от 0,02 до 2 МГц. Сглаженные спектрограммы, показанные на рис.7, характеризуют изменение АЧХ образца в зависимости от способа установки «П» и «И» преобразователей.

28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 '95

Частота. х20 кГы

Рис. 7. Зависимость скорректированной АЧХ образца от способа установки приемного и

задающего ПП

При размещении приемного ПП на торцевой поверхности образца частотная характеристика более широкополосная (рис.7, кривые 1), чем при установке приемника на боковой поверхности (рис.7, кривые 2) независимо от ориентировки излучателя. Меньшая зависимость АЧХ от местоположения излучателя относится к точечному излучателю, обладающему малыми направленными свойствами. В случае же направленного излучателя сквозная АЧХ образца существенно зависит от ориентировки излучателя относительно образца. Наиболее широкополосным является тракт передачи при установке приемника и излучателя на торцевых гранях образца. Установка излучателя и приемника на боковой поверхности образца вносит наибольшее затухание в области высоких частот.

Частота. х2а кГп Рис.8. Зависимость скорректированной АЧХ от материала образца На рис.8 показаны частотные характеристики сигналов прошедших через образцы разного типа керамических материалов: кривая 1 - электрофарфор, 2 -алюмоборонитрид, 3 - корундовый огнеупор, 4 - нитрид кремния. Установка излучателя и приемника производилась однотипно - с торцевой поверхности образца. Видно, что по частотным свойствам в исследуемом диапазоне есть материалы, близкие друг другу по своим свойствам. Это электрофарфор и нитрид

кремния, а так же корундовый огнеупор и алюмоборонитрид. Корундовый огнеупор и алюмоборонитрид по свойствам АЧХ относятся к классу НЧ материалов, то есть затухание акустических волн особенно значительно на высоких частотах. Вследствие этого оценки АЧХ образца будут иметь большой разброс, т.к. АЧХ в таких условиях сильно зависит от удаленности источника сигнала от ПЛ.

Для подтверждения правильности построенной математической модели были проведены эксперименты. Для этого по приведенной на рис.6 структурной схеме была собрана экспериментальная установка, состоящая из генератора импульсов, приемного и задающего ПП с конусными насадками, и входными регистрирующими блоками, состоящими из предварительного усилителя, АЦП и ПЭВМ. Согласно выработанным ранее рекомендациям приемный и задающий ПП устанавливались на торцевой поверхности длинного тонкого стержня, а задающий ПП возбуждался коротким импульсом, длительностью 0,2 мкс при амплитуде гУтах=80 В.

Рис.9. Теоретические (1) и экспериментальные (2) АЧХ длинного стержня (1=10 см) полученные при координате источника: а) х=5мм; б) х=10мм.

На рис.9 приведены результаты сопоставления теоретического и экспериментального анализа АЧХ тонкого стержня из стали марки Ст.З. При этом координата источника составляла х=5 и х=10 мм. На приведенных графиках наглядно прослеживается достаточно хорошее количественное совпадение теоретических и экспериментальных данных.

Для оценки эффективности использования АЧХ применительно к задачам неразрушающего контроля были проведены эксперименты по имитации и регистрации сигналов АЭ. Для этого на стальной пластине на заданном расстоянии друг от друга устанавливались приемный и задающий ПП. Структурная схема установки приведена на рис.6. Длительность импульса генератора составлял 1 мкс. В дальнейшем, средствами установки ЭМИС-2, электрический сигнал зарегистрированный датчиком проходил предварительную фильтрацию, усиление и поступал на плату сбора данных N1РС1-6070Е.

Временная форма сигнала

Скорость счета АЭ

Рис.10. Исследование информативности характеристик при имитации сигнала АЭ и механического шума: а) исходный сигнал; д) скорость счета АЭ; в) суммарный счет АЭ.

На рис.10 показаны результаты анализа влияния АЧХ на амплитудные и интегральные параметры сигналов АЭ. Кривая 1 отображает результаты анализа без корректировки по АЧХ, а кривая 2 - результаты анализа параметров АЭ после корректировки по АЧХ. Приведенная на рис.Ю.а, форма акустического сигнала (электрический отклик датчика) демонстрирует сложность обнаружения сигналов АЭ, которые практически полностью маскируются шумами. На рис. 10.6, отображается «скорость счета АЭ», а на рис.Ю.в, — «суммарный счет АЭ» для сигналов АЭ от имитатора маскированных шумами. Эти два параметра использовались для сравнения при оценке эффективности корректировки.

Из приведенных графиков отчетливо видно, что корректировка сигнала АЭ по АЧХ системы «объект-преобразователь» позволяет значительно (более 30%) снизить разброс параметра «скорость счета АЭ», который в результате воздействия шумов превысил 100% от номинального значения. Для параметра «суммарный счет АЭ» функция приобрела характерную ступенчатую форму, что приближает ее к реальному виду.

В четвертой главе приводится описание работы основных узлов ИИК. Для спектрометрического анализа на персональном компьютере необходимо две составляющие: аппаратная и программная. На аппаратную составляющую возлагается ввод и вывод как цифровых, так и аналоговых данных, т.е. сбор данных и управление внешними устройствами. Роль программной части: обработка данных, управление аппаратной частью, вывод в удобной для пользователя информации на экран, и запись обработанных данных в файл на встроенный носитель информации.

Структурная схема установки приведена ранее на рис.б. Основными требованиями к аппаратуре АЭ-контроля являются широкий динамический диапазон, широкий частотный диапазон и необходимость предварительной фильтрации на аппаратном уровне. Она обусловлена высокими требованиями к динамическому диапазону и наличием промышленных акустических шумов. Спектр этих шумов чаще всего располагается в области низких частот, поэтому наличие фильтра в предварительных усилителях систем АЭ контроля является обязательной принадлежностью.

Рис.11. Структурная схема и экспериментальная АЧХ усилителя.

На рис.11 представлена структурная схема и экспериментальная АЧХ выносного предварительного усилителя. Он предназначен для использования в системах сбора и обработки информации при решении задач АЭ диагностики. Особенностью разработанного усилителя является использование в тракте усиления двухзвенного фильтра высоких частот с изменяемой в широких пределах частотой среза.

Структура работы комплекса разрабатывалась исходя из реакции программы на приход АЭ-сигнала и ее взаимодействия с АЭ-установкой, являющейся аналогово-цифровой информационно-измерительной системой.

иВх (I)

«Лир, (О1

иупР2 (I)

иупрз (I)' ^

Рис. 12. Временная диаграмма работы программы

На рис.12 показано влияние принятых цифровых сигналов на поправку данных коэффициентами сработавших коммутаторов. Так как обнаружение наличия на входе устройства амплитуд акустического импульса реализозано программно, то сбор данных и их обработка происходит непрерывно. При выполнении условия выбранного критерия АЭ-сигнала, происходит буферизация данных и сброс детекторов.

Получение данных:

Аналоговый вход

Цифровой вход

ч.

Поправочный коэффициент выбранного усиления

Г

Поправочные коэффициенты сработавших коммутаторов ПД

Переключатель режима

Буфер

Коррекция АЧХ датчика

Нормирова- —=> Обнаружи- —э Критерий АЭ- —=> Вывод данных на экран

тель тель сигнала

Запись в Чтение из

файл файла

Рис.13. Структура обработки данных в программе

На рис. 13 приведена структурная схема программы обработки данных, отображающая следующую последовательность действий:

• поправка данных на выбранный коэффициент усиления - учитывается влияние поправочных коэффициентов коммутатора усилителей;

• поправка данных на коэффициент сработавших коммутаторов -учитывается влияние сработавших коммутаторов пиковых детекторов;

• коррекция АЧХ датчика - в случае включения блока вводятся на всех частотах поправочные множители для коррекции влияния АЧХ датчика на данные;

• нормирования - производится нормирование данных на максимальное значение входного;

обнаружитель - пороговое устройство на входные данные, в процентах от максимального значения;

критерий идентификации АЭ-сигнала.

Рис.14, Лицевая панель виртуального прибор

Лицевая панель интерфейса пользователя показана на рис.14. Центральное место на нем отводиться графику, отображающему уровни сигнала на каждом из каналов анализа системы акустико-эмиссионного контроля. Остальное пространство отведено для органов управления, индикации и настройки. На лицевой панели слева расположены следующие элементы:

блок «Коэффициент усиления», влияющий на динамический диапазон системы;

. блок «Параметры осей» показывающий текущие настройки масштаба по обеим осям;

• блок «Представление графика», содержащий настройки способа представление информации на графике;

• блок «Аппроксимирование», влияющий на способ сглаживания данных.

Программная часть, связывающая интерфейс пользователя и процедуры

обработки данных, представляет собой блок-диаграмму, написанную на языке

графического программирования LabVIEW. Вся программа размещена в структуре последовательности состоящей из трех кадров.Во время запуска программы выполняется первый кадр, в котором осуществляется инициализация переменных и настроек программы в начальное состояние. В следующем кадре осуществляется работа основной части программы. Она условно разбита на три потока с помощью бесконечных циклов, этим достигается независимая работа потоков: обработка данных с устройства сбора данных, событийной структуры и изменения вида отображения информации.

Для проверки работоспособности системы генерируется образцовый сигнал схожий по форме с сигналом АЭ. Для этого была использована следующая модель:

Лс ¡т(2фТ), кТ < td, sin( 2 jrjkT е , f<.kT </„ s(k) = ■ A, sin( 2фТ), £ кТ < '

sin( 2nftT)f32eai*T ,t2 йкТ <tlt A„ sin( 2njkT), kT il,.

где Ac- минимальная амплитуда сигнала, Г - интервал квантования, td- вргмя задержки до появления импульса, А, - максимальная амплитуда сигнала, t,,t2,ц -продолжительность переднего фронта, интервала постоянства и заднего фронта, а и/? - константы.

Вся программа генерации сигнала разбита на три блока выполняющихся последовательно. Первый блок формирует массив отсчетов дискретного времени на основе введенных пользователем значений желаемого времени анализа и частоты дискретизации, второй блок вычисляет необходимые коэффициенты и, наконец, третий вычисляет значения функции. Сгенерированный сигнал записывается в файл, и в дальнейшем через плату ввода-вывода National Instruments при необходимости подается на вход устройства АЭ анализа, позволяя таким образом производить тестирование всей системы.

Программно-аппаратный комплекс позволяет проводить следующие действия:

• сохранять и загружать сигнал из файла и в файл;

• имитировать процесс спектрального анализа во времени;

• находить как традиционные, так и спектральные характеристики сигнала;

• находить статистические оценки спектральных характеристик;

• вводить коррекцию по АЧХ датчика;

• генерировать тестовые последовательности.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана методика использования АЧХ системы «объект-преобразователь» применительно к решению задач повышения достоверности неразрушающего контроля методом акустической эмиссии.

2. Разработана методика обработки спектральных характеристик сигналов акустической эмиссии с использованием АЧХ системы «объект-преобразователь» и их применения при решении задач неразрушающего контроля.

3. Разработан пакет прикладных программ для статистической и параметрической обработки АЧХ системы «объект-преобразователь».

4. Предложены и аппаратно воплощены в структуре информационно-измерительного комплекса способы решения проблем повышения помехоустойчивости и достоверности акустико-эмиссионного контроля.

5. Создан информационно-измерительный комплекс для исследования АЧХ системы «объект-преобразователь» при реализации методик контроля образцов материалов и изделий методом акустической эмиссии с использованием аппарата спектрального анализа.

6. Получены результаты исследования акустико-эмиссионных свойств образцов керамических материалов и конструкционных сплавов с использованием разработанных методик и программно-вычислительного комплекса на базе установки «ЭМИС-2М».

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Цинь Хуну. Анализ передаточных характеристик линейных объектов при изучении свойств материалов методом акустической эмиссии / Чье Ен Ун, Цинь Хуну // Вестник ТОГУ, Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2008. - №4(11). - С. 159 - 166.

В других изданиях:

2. Цинь Хуну. Представление измерительных сигналов авторегрессионными моделями / Д. В. Левенец, Чье Ен Ун, Цинь Хуну // Информатика и системы управления, 2004. - №1(7) -С.52-56.

3. Цинь Хуну. Оценка погрешностей модельных представлений АР-порцессов / А. В. Левенец, Чье Ен Ун, Цинь Хуну // Информатика и системы управления, 2004. - №2(8) - С.39-45.

4. Цинь Хуну. Спектральные свойства АРСС-моделей случайных процессов / Цинь Хуну, Чье Ен Ун // Информатика и системы управления, 2005. - №1 (9) - С.67-73.

5. Qin Hongwu. The design of IIR by integer based on FPGA / Qin Hongwu, Shi Hao, Cui Y. X. // Microcomputer Information, 2007.-№12.-P. 220-222.

6. Qin Hongwu. Hardware and software complex for tht spectral analysis of acoustic emission signals / Qin Hongwu, V. N. Ovcharuk // Modern materials and technologies, 2007, P.270-276.

7. Цинь Хуну. Перспективы использования Вейвлет-преобразования для задач классификации моноимпульсных сигналов / В. Э. Иванов, Цинь Хуну // Информационные и управляющие системы: Сб. науч. тр. под ред. В. В. Воронина. - Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2008. - С. 45 -53.

8. Цинь Хуну. Сравнительный анализ результатов теоретического и экспериментального исследования АЧХ объектов контроля / В. Н. Овчарук, Цинь Хуну // Восьмая Региональная Научная Конференция «Физика: Фундаментальные и Прикладные Исследования, Образование», 2009. - С. 160 -163.

9. Qin Hongwu. Spectrum analysis for acoustical signals based on fusion technology / Zhang Meng, Qing Hongwu // Proceedings of the 2010 IEEE International Conference on Information and Automation June 20 -23, Harbin, China.-p. 2316-2319.

ЦиньХуну

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ И ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 21.01.2011. Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Гарнитура «Тайме». Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,1. Тираж 100 экз. Заказ 12.

Отдел оперативной полиграфии издательства Тихоокеанского государственного университета, 680035, Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА ПРИ НЕРАЗРУШАЮЩЕМ КОНТРОЛЕ.

1.1. Информационные параметры и методы классификации акустических сигналов.

1.2. Основные методы и средства измерения спектральной плотности акустических сигналов.

1.2.1. Аналоговые методы оценки спектральной плотности.

1.2.2. Особенности цифровых методов оценки спектральной плотности.

1.2.3. Параметрические методы спектрального оценивания.

1.3. Состояние и перспективы развития акустико-эмиссионной спектрометрии.

ВЫВОДЫ.

2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ АЧХ СИСТЕМЫ

ОБЪЕКТ - ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ».

2.1. Особенности использования АЧХ объекта при спектральном анализе сигналов акустической эмиссии.

2.2. Проблемы моделирования акустического сигнала с известным спектром

2.3. Расчет АЧХ объекта в виде тонкого длинного стержня

2.4. Анализ влияния рассеяния акустических волн при определении

АЧХ объектов сложной формы.

2.5. Средняя эффективная площадь рассеяния акустических волн.

2.6. Моменты и распределение вероятности эффективной площади рассеяния тел простой формы.

2.7. Расчет АЧХ образцов материала и объектов контроля

ВЫВОДЫ.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АЧХ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ И ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ.

3.1. Метрологические аспекты анализа АЧХ образцов материалов и изделий.

3.2. Методика экспериментальной оценки АЧХ системы «объект-преобразователь».

3.3. Результаты экспериментальных исследований АЧХ образцов керамических материалов.

3.3.1. Особенности обработки результатов экспериментальных исследований.

3.3.2. Зависимость результатов экспериментальных исследований АЧХ образцов от способа возбуждения акустического сигнала.

3.3.3. Результаты экспериментальных исследований АЧХ образцов материалов разного типа.

3.4. Результаты экспериментальных исследований АЧХ объектов неразрушающего контроля.

3.4.1. Исследование АЧХ линейных объектов.

3.4.2. Сравнительный анализ результатов теоретического и экспериментального исследования АЧХ

3.4.3. Анализ эффективности использования АЧХ системы «объект-преобразователь»

ВЫВОДЫ.

4. РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА.

4.1. Структура аппаратно-программного комплекса анализа АЧХ.

4.2. Блок регистрации сигналов акустической эмиссии.

4.2.1. Блок предварительных усилителей и фильтрации.

4.2.2. Блок регистрации и анализа.

4.3. Блок имитации сигналов акустической эмиссии.

4.3.1. Блок генерации акустических сигналов.

4.3.2. Блок имитатора АЭ системы.

4.4. Разработка программно-аналитического обеспечения анализа АЧХ объектов акустико-эмиссионного контроля.

ВЫВОДЫ.

Актуальность. Метод акустической эмиссии (АЭ), основанный на регистрации волн напряжений, возникающих в результате формирования, изменения и разрушения структур различных материалов, является в настоящее время наиболее эффективным для изучения процессов и стадий развития дефектной структуры и создания систем непрерывного мониторинга ответственных объектов промышленности.

Первые работы по изучению явления АЭ появились в конце 40-х годов 20-го века. Развитие электроники и создание специальных аналоговых приборов АЭ позволили с конца 60-х годов использовать метод АЭ для обнаружения роста трещин в процессе различных механических испытаний. Примерно в то время были сделаны первые шаги в регистрации и анализе спектра АЭ-сигналов. В 90-е годы метод получил новый импульс развития благодаря активному внедрению и использованию персональных ЭВМ. Цифровая техника с большим объемом памяти и скоростью обработки информации позволила накапливать и хранить АЭ-информацию, а также при необходимости обрабатывать и анализировать эту информацию по различным параметрам. Если до этого времени преобладали в основном аналоговые методы, то в 90-е они были практически вытеснены цифровыми и аналого-цифровыми. Развитие вычислительной техники дает новые возможности для реализации алгоритмов регистрации, идентификации и анализа параметров АЭ-сигналов и, в том числе, спектральных характеристик (СХ), для чего ранее требовалось громоздкое и дорогое оборудование.

В настоящее время многие авторы отмечают необходимость регистрации и анализа комплексных параметров АЭ-сигналов. Традиционные критерии, основанные на динамике, суммарном или среднем энерговыделении источника эмиссии, не обеспечивают необходимого разделения истинных сигналов АЭ и акустических помех вызванных, например, трением или механическими ударами. Таким образом, весьма актуалыюй является задача исследования спектральных характеристик как одного из самых информативных параметров АЭ-сигналов на предмет помехозащищенности, а так же как критерия для идентификации АЭ в зависимости от природы источника.

Однако практическое применение метода АЭ для решения задач технической диагностики сопряжено с определенными трудностями. Распространяющийся в объекте акустический сигнал претерпевает существенные искажения в тракте системы «объект-преобразователь». Эти искажения настолько значительны, что практически не представляется возможным восстановить истинную форму исходного сигнала. По этой причине, параметры акустического сигнала определяются путем обработки электрического сигнала с выхода преобразователя, что, при отсутствии удовлетворительных моделей процесса разрушения, не позволяют установить четких связей между параметрами состояния конструкции и характеристиками сигналов. При этом возникающие в процессе испытаний и эксплуатации акустические шумы и помехи, так же распространяются в объекте и воздействуют на входные устройства АЭ-системы. Будучи похожими по форме на сигналы, возбуждаемые дефектообразованием, они приводят к ложным срабатываниям, что заставляет предъявлять повышенные требования к помехоустойчивости аппаратуры АЭ-контроля.

Таким образом, создание информационно-измерительного комплекса (ИИК) для исследования спектральных характеристик (СХ) сигналов АЭ и акустических помех, изучения амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) образцов материалов и изделий, поиск корреляционных связей между параметрами состояния конструкции и характеристиками сигналов, решение задач обнаружения и идентификации акустических сигналов, представляется весьма актуальным.

Цель работы: Разработка алгоритмов и средств анализа АЧХ системы «объект-преобразователь» для повышения достоверности неразрушающего контроля при испытаниях и эксплуатации образцов материалов и изделий.

Решаемые задачи. В процессе выполнения работы были поставлены и решены следующие задачи:

- анализ методов повышения достоверности акустико-эмиссионного контроля;

- исследование влияния АЧХ системы «объект-преобразователь» на основные параметры АЭ;

- разработка алгоритмов и методик построения моделей АЧХ объектов простой геометрической формы;

- разработка алгоритмов коррекции спектральных характеристик по АЧХ системы «объект-преобразователь»;

- создание аппаратно-программного комплекса анализа АЧХ системы «объект-преобразователь».

Методы исследования. В диссертационной работе используются методы спектрального анализа, акустической эмиссии, теории случайных процессов, математического и машинного моделирования, теории измерительных систем, метрологии, физического эксперимента.

Научная новизна. разработаны алгоритмы измерения и анализа амплитудно-частотных и спектральных характеристик акустических сигналов при испытании образцов материалов и изделий; разработаны алгоритмы коррекции значений акустико-эмиссионных параметров образцов материалов и конструкций с учетом АЧХ системы «объект - преобразователь»; предложены способы повышения достоверности регистрации сигналов АЭ в условиях промышленных шумов и помех на базе анализа АЧХ системы «объект - преобразователь»; разработан ИИК, позволяющий в реальном времени проводить анализ АЧХ и спектра сигналов АЭ.

Практическая значимость. Результаты данной работы могут быть использованы для повышения достоверности и совершенствования систем неразрушающего контроля промышленных объектов акустическими методами.

Достоверность. Достоверность результатов работы подтверждается корректным применением основных теоретических положений, согласованностью отдельных полученных результатов с результатами других авторов, а так же результатами физических экспериментов и испытаний на объекте.

Основные положения, выносимые на защиту.

- расчетная и экспериментальная методики оценки и корректировки АЧХ системы «объект-преобразователь»; алгоритмы регистрации и обработки акустико-эмиссионных параметров, учитывающие АЧХ системы «объект-преобразователь»; результаты практического применения методик регистрации и алгоритма обработки АЭ-сигналов, полученных при испытании образцов; разработанные технические решения программно-алгоритмического обеспечения ИИК, предназначенного для анализа АЧХ системы «объект-преобразователь».

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы при выполнении НИР «Создание учебного стенда для регистрации и анализа сигналов акустической эмиссии при проведении испытаний образцов материалов и изделий» в Тихоокеанском государственном университете, а так же в Чанчунском государственном университете КНР.

Апробация работы. Основные положения и отдельные результаты работы докладывались и обсуждались:

- Российско-китайский международный симпозиум «Modern materials and technologies», г. Хабаровск, 2007 г.

- Седьмая региональная научная конференция «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование», г. Владивосток, 2007 г.

- Восьмая региональная научная конференция «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование», г. Благовещенск, 2008 г.

- на научно-технических семинарах кафедры «Автоматика и системотехника» ТОГУ в 2009, 2010 г.г.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 11 публикациях, из них 1 публикация в журнале, рекомендованном ВАК, 2 публикации в зарубежном изданиях, и 4 доклада на всероссийских и международных конференциях.

Личный вклад автора в работах, написанных в соавторстве. Заключается в следующем:

- в работе [111] автору принадлежит участие в проведении эксперимента, разработка методики обработки данных и разработка рабочих программ, представление результатов обработки;

- в работе [112] автору принадлежит участие в разработке структурной схемы установки, проведение научных исследований и апробация установки; в работе [113] автору принадлежит способ оценки спектральных свойств АРСС-моделей, проведение научных исследований;

- в работе [114] автору принадлежит способ построения моделей, проведение научных исследований, разработка блока и алгоритмов обработки, разработка программного обеспечения, внедрение способа.

- в работах [115, 116, 119, 120, 121] автору принадлежит разработка алгоритмов обработки спектрограмм, проведение научных исследований, разработка программного обеспечения.

- в работе [118] автору принадлежит способ построения моделей, проведение научных исследований, разработка программного обеспечения.

Автор выражает благодарность своим уважаемым соавторам статей Чье Ен Ун, Левенцу А.В., Иванову В.Э. за неоценимую помощь при выполнении работ по теме диссертации. Особую признательность автор выражает Овчаруку В.Н. за научное консультирование по основным вопросам и помощь при написании диссертационной работы.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений, изложенных на 139 страницах основного текста, иллюстрированных 52 рисунками и 1 таблицей, списка используемых источников из 120 наименований и 2 приложений, в которых представлены акты о внедрении результатов диссертационной работы и описание структуры разработанного программного обеспечения.

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Разработана методика использования АЧХ системы «объект-преобразователь» применительно к решению задач повышения достоверности неразрушающего контроля методом акустической эмиссии.

2. Разработана методика обработки спектральных характеристик сигналов акустической эмиссии с использованием АЧХ системы «объект-преобразователь» и их применения при решении задач неразрушающего контроля.

3. Разработан пакет прикладных программ для статистической и параметрической обработки АЧХ системы «объект-преобразователь».

4. Предложены и аппаратно воплощены в структуре информационно-измерительного комплекса способы решения проблем повышения помехоустойчивости и достоверности акустико-эмиссионного контроля.

5. Создан информационно-измерительный комплекс для исследования АЧХ системы «объект-преобразователь» при реализации методик контроля образцов материалов и изделий методом акустической эмиссии с использованием аппарата спектрального анализа.

6. Получены результаты исследования акустико-эмиссионных свойств образцов керамических материалов и конструкционных сплавов с использованием разработанных методик и программно-вычислительного комплекса на базе установки «ЭМИС-2М».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Ермолов, И. Н. Ультразвуковой контроль / И. Н. Ермолов, Ю. В. Ланге. — М.: Наука, 2004.

2. Грешников, В. А. Акустическая эмиссия / В. А. Грешников, Ю. Б. Дробот. М.: Изд-во Стандартов, 1978. - 272 с.

3. Акустическая эмиссия при трении. В. М. Баранов и др. М.: Энергоатомтздат, 1998. - 216 с.

4. Дробот, Ю. Б. Неразрушающий контроль усталостных трещин акустико-эмиссионным методом / Ю. Б. Дробот, А. М. Лазарев. — М.: Изд-во стандартов, 1987. 176 с.

5. Dunegan H.L. Acoustic emission: А promising technique. UCID-4643. Lowrence Radiation Laboratory, Lowermore, California, 1963. Dec. 9. p. 203 -238.

6. Баранов, В. M. Акустические измерения в ядерной энергетике / В.М.Баранов. М.: Энергоатомиздат, 1990.-320 с.

7. Чаусов, И. Г. Взаимосвязь характеристик трещиностойкости материалов с параметрами АЭ на заключительных стадиях деформирования / И. Г. Чаусов, С. А. Недосека, А. А. Лебедев // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 1995. - №3. - С. 3 - 6.

8. Патон, Б. Е. О диагностике несущей способности сварных конструкций. // Автоматическая сварка, 1981. — №9. — С. 1—4.

9. Liptai R. G., Harris D. О., Engle R. В., Tatro С. A., Acoustic Emission Technique in Material Reslarch. Int. J.Nondestruct. Test. 1971. Vol. 3, N 1. p. 105.

10. Распознавание дефектов по спектральным характеристикамакустической эмиссии / А. П. Брагинский и др. // Дефектоскопия, 1984. — №2 С. 89-92.

11. Expérience of acoustic émission application for technological and in service inspection / В. И. Бачегов и др. // Сб. докл. X Межд. конф. по неразрушающему контролю. — Москва. — 1982.

12. Овчарук В. Н. Информационно-измерительный комплекс для исследования и контроля материалов и изделий методом акустической эмиссии // Автореферат дис. канд. техн. наук. Хабаровск : Изд-во ХГТУ, 2004.- 16 с.

13. Исследование процесса закрытия трещины методом АЭ / В. А. Гуменюк, и др. // Тез. докл. III Всес. конф. «Использование современных физических методов в неразрушающих исследованиях и контроле». -Хабаровск. 1987. - С. 27 - 28.

14. Нацик, В. Д. Теория элементарных механизмов акустической эмиссии / В. Д. Нацик, К. А. Чишко // Акустическая эмиссия материалов и конструкций: Сб. докладов 1-й Всесоюзной конф. — Ростов-на-Дону, 1989. С. 10 - 19.

15. Лыков, Ю. И. Измерение спектральной плотности в исследованиях акустической эмиссии // Метрология. — 1977. №7. — С. 59 - 65.

16. Ультразвук. Маленькая энциклопедия / Под ред. И. П. Голямина. М.: Сов. энциклопедия, 1979. - 400 с.

17. Акустическая эмиссия в экспериментальном материаловедении./ Н. А. Семашко и др. М.: Машиностроение, 2002.

18. ГОСТ 2763-83. Акустическая эмиссия. Термины, определения и обозначения.

19. Хорошавина, С. Г. Оценка качества композитных материалов, применяемых в летательных аппаратах, с использованием статистической обработки сигналов акустической эмиссии // Контроль. Диагностика. 1999. - №2. - С. 22 - 26.

20. Graham L. J. Multi-parameter analysis for acoustic emission source identification. "Instr um. Aerospace 2nd. vol 25: Adv. Test, Mear vol 16 Prac 25 th Int. instrum. Simp. Anaheia, Calif. 1979, Part 1" Pittsburg, Pa, 1979, 53 -58.

21. Эмиссия волн напряжении при пластической деформации чистого алюминия. Hatano Hajime, Tanaka Hirochi, Horiuchi Ryo, Niwa Noboru. J. Jap. Inst. Metals, 1975, 39 , №7, 675 679.

22. Муравьев, В. В. Влияние условий нагружения на информативные параметры и спектр сигналов акустической эмиссии в образцах из углеродистых сталей / В. В. Муравьев, М. В. Муравьев, С. А. Бехер // Дефектоскопия. 2002. - №7. - С. 10 - 20.

23. Вайнберг, В. Е. Влияние размеров образцов на частотный спектр акустической эмиссии / Вайнберг В. Е., Кац М. С., Пурич Е. Н. // Дефектоскопия, 1984. №4. - С. 110 - 111.

24. Бендат, Д. Ж. Измерение и анализ случайных процессов / Д. Ж. Бендат, А. Пирсол. М.: Мир, 1974. - 464 с.

25. Лыков, Ю. И. Разработка и исследование аппаратуры спектрального анализа акустической эмиссии для неразрушающего контроля изделий // Автореферат дис. канд. техн. наук. — М.: НИИН, 1979.

26. Воллернер, Н. Ф. Аппаратурный спектральный анализ сигналов / М.: Сов.радио, 1977. — 208 с.

27. Котюк, А. Ф., Цветков Э. И. Спектральный и корреляционный анализ нестационарных случайных процессов / А. Ф. Котюк, Э. И. Цветков. М.: Стандарты, 1970.- 102 с.

28. Анализатор спектра частот одиночного радиоимпульса / И. С. Савченко и др.// ПТЭ, 1976.-№6.-С. 103-105.

29. Цифровые анализаторы спектра / В. Н. Плотников и др. — М.: Радио и связь, 1990.-184 с.

30. Анализатор информации (пер. с англ.) // Электроника: Сб. М.: Мир, 1975. - т.48. - №13. - С. 94.

31. Тверской, В. И. Дисперсионно-временные методы измерений спектров радиосигналов / М.: Сов.радио, 1974. 240 с.

32. Акустооптические спектроанализаторы для радиоастрономических комплексов / Н. А. Есепкина и др. СПб.: CAO. Санкт-Петербург, фил., 1997.

33. О систематических погрешностях фильтрового спектрального анализа случайных процессов / Н. Г. Гаткин и др. // Радиотехника: Сб.науч.тр., 1970. т.25. - №6. - С. 29 - 33.

34. Римский-Корсаков, А. В. Об анализе колебаний // Труды комиссиипо акустике. АН СССР. 1951. - Вып. 6. - С. 66 - 81.

35. Харкевич, А. А. Спектры и анализ / М.: Физматиз, 1962. — 236 с.

36. Мирский, Г. Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов / М.: Энергия, 1972. 216 с.

37. Цветков, Э. И. Нестационарные случайные процессы и их анализ / М.: Энергия, 1973.-129 с.

38. Воллернер, Н. Ф. Некоторые вопросы выбора избирательных цепей для спектроанализаторов // Известия Вузов. Радиоэлектроника: Сб.науч.тр., 1970. -№11. С. 1327-1333.

39. Седов, К. И. Введение в синтез активных цепей / Л.: Энергия, 1973. — 152 с.

40. Криксунов, В. Г. К вопросу об аппаратурном определении комплексных спектров / В. Г. Криксунов, Б. А. Бойчук, О. И. Тапыгина // Вестник Киевского политехи, ин-та (серия радиотехники и электроакустики): Сб. науч. тр. Киев., 1972. - №9 - С. 215 - 217.

41. Пугачев, В. С. Теория случайных функций и ее применение / М.: Физматиз, 1962. 883 с.

42. Бергланд, Г. Д. Руководство к быстрому преобразованию Фурье // Зарубежная радиоэлектроника: Сб. 1971. - №3. — С. 52 — 72.

43. Бартлетт, М. С. Ведение в теорию случайных процессов / М.: Ин. лит.,1958.-384 с.

44. Подкорытов, С. Н. Некоторые задачи дискретного спектрального анализа.// Методы представления и аппаратурный анализ случайных процессов и полей: Труды II Всес. симпозиума. — Новосибирск, 1969. — т.2.-С. 212-221.

45. Госачинский, И. В. Цифровой автокорреляционный анализатор спектра / И. В. Госачинский, С. Р. Желенков СПб.: CAO. Санкт-Петербург, фил., 1993.

46. Залесский, В. В. Спектральный анализ сигналов акустической эмиссии / В. В. Залесский, А. С. Трипалин, Н. Я. Портной // Физико-математические исследования: сб. науч. тр. Ростов-на-Дону, Ростовский гос. ун-т, 1972. - С. 91 - 94.

47. Принцип построения прибора для синтеза и распознавания акустических образцов точечным методом / А.П.Громов и др. // Изв. вузов. Приборостроение: сб.науч.тр., 1970. т. 13. - №18. - С. 61 - 64.

48. Связь спектра сигналов АЭ с процессом усталостного развития трещин в металлических образцах / А. И. Серьезнов и др. // Контроль. Диагностика, 1999. №2. - С. 5 - 8.

49. Тверской, В. С. К инженерному расчету энергетического спектра акустической эмиссии // Дефектоскопия, 1980. — № 7. — С. 94 — 96.

50. Муравьев, В. В. Оценка степени опасности усталостных трещин приакустико-эмиссионном контроле литых деталей тележки грузового вагона / В. В. Муравьев, JL И. Степанова, А. Е. Кареев // Дефектоскопия, 2003. — №1. С. 63-68.

51. Петерсен, Т. Б. Использование методов распознавания образов для автоматической классификации источников акустической эмиссии / М.: РНЦКИ, 1995.

52. Муравьев, В. В. Снижение уровня шумов при усталостных испытаниях методом акустической эмиссии / В. В. Муравьев, М. В. Муравьев, С. А. Бехер // Неразрушающий контроль и диагностика: Тр. XVI Рос. науч.-техн. конф. — Санкт-Петербург, 2002. — С. 8.

53. Романив, О. Н. Эффект закрытия трещин и оценка циклической трещиностойкости конструкционных сплавов / О. Н. Романив, Г. Н. Никифорчин, Б. Н. Андрусив // ФХММ., 1983. №3. - С. 47 - 61.

54. Лыков, Ю. И. Анализ спектральных характеристик сигналов акустической эмиссии от усталостной трещины / Ю. И. Лыков, В. Н. Овчарук // Дефектоскопия , 1986. №12. - С.92 - 95.

55. Костоглотов, А. И. Акустико-эмиссионный метод моделирования процессов разрушения материалов / А. И. Костоглотов, А. В. Попов // Дефектоскопия, 2002. №10. - С. 3 - 6.

56. Применение АЭ для исследования деформационных процессов в сварных соединениях / Ю. И. Болотин и др. // Сварочное производство, 1975. — №2. С. 9 — 11.

57. Методика идентификации механических характеристик материалов по сигналам акустической эмиссии / В. Г. Гришко и др. // Проблемы прочности, 1984. №1. - С. 89 - 92.

58. Forster F., Scheil Е., Akustische Untersuchung der Bildung von

59. Martensituadeln. Z. Metallkunde, 1936, Sep. p. 215-247.

60. Kaiser J. Untersuhugen under das Auftreter Geräuschen beim Zugversuch. Ph. D. Thesis. Germany, 1950.-123p.

61. Tatro C. Sonic Techniquers in the Detection of Crystel Slip in Metals. Progress Report/ Engineering Research, 1957, p. 23-28.

62. Sckofield В., Barreiss В. c. t. c. Acoustic Emission under applied stress. WADC Technical Report. Lessells and Associates, Inc. N 58-194. Boston, Mass, 1958.- 38p.

63. Анализ кинетики микротрещинообразования в алюминеевых сплавах методом акустической эмиссии / В. А. Акопьян, и др. // Дефектоскопия, 2002. -№11. С. 91 - 95.

64. Соколкин, А. В. Опыт применения метода акустической эмиссии для контроля днищ вертикальных сварных резервуаров для нефти и нефтепродуктов / А. В. Соколкин, И. Ю. Ивлев, С. О. Чолах // Дефектоскопия, 2002. -№12. С. 43 - 51.

65. Исследование процесса роста усталостных трещин в металлических образцах с использованием метода акустической эмиссии и тензометрии / В. В.Муравьев и др. // Дефектоскопия, 2002. №11. - С. 81 - 90.

66. Попов, A.B. К вопросу оценки достоверности технического состояния конструкций методом акустической эмиссии // Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 1998. — №3. — С. 32 — 42.

67. Кузнецов, Н.С. Теория и практика неразрушающего контроля изделий с помощью акустической эмиссии / М.: Машиностроение, 1998. 93 с.

68. Дорохова, Е.Г. Разработка методики идентификации источников акустической эмиссии при контроле сварных трубопроводов на основе комплексных информативных параметров // Автореф. дис. канд. техн.наук. М.: МГТУ им. Баумана, 2000.

69. Горбунов, А. И. Спектральные характеристики акустических сигналов при усталостных испытаниях образцов / А. И. Горбунов, Ю. И. Лыков, В. Н. Овчарук // Дефектоскопия, 1985. №10. - С. 81 - 85.

70. А. с. 1527577 СССР, Способ обнаружения развивающихся трещин / Ю. И. Лыков, В. Н. Овчарук // Опубл., Бюл. ОИПОТЗ, 1989. -№45.

71. Dumoussean Р. L'application de l'emission acoustique am contralle de fabrication: exemplex et perspectives."Metaux", 1979, 55, №647-648, 263-270.

72. А. с. 1532865 СССР, Способ оценки предела прочности керамических материалов / Г. А. Гогоци, А. Н. Неговский, Г. П. Кочнев, В. Н. Овчарук // Опубл., Бюл. ОИПОТЗ, 1989. №48.

73. Опыт использования АЭ-системы SPARTAN при пневмоиспытаниях сосудов давления / В.А.Гуменюк и др. // Сб. докл. III Всес. научно-производственной конф. по акустической эмиссии. — Обнинск, 1992.-С. 125-137.

74. Горбунов, А. И. Влияние амплитудно-частотной характеристики объекта на спектральные характеристики сигналов акустической эмиссии / А. И. Горбунов, Ю. И. Лыков // Дефектоскопия, 1986. №9. - С. 39 - 45.

75. Исследование акустических свойств трубопроводов с движущейся жидкостью / Ю. И. Лыков и др. // Тез. докл. Всес.научно-техн. конф. «Использование современных физических методов в неразрушающих испытаниях и контроле». — Хабаровск, 1981. С. 69 — 70.

76. Pollok A. Acoustic emission testing. Metals handbook. Sedition. 17 vol. AST International, 1989. pp. 278-294.

77. A. c. 534624 СССР, Способ изготовления пьезоэлектрических преобразователей / В. Н. Колмогоров, Г. Ф. Пащенко Опубл., авт. свид. бюл. ОИПОТЗ, 1976. - №43. - С. 162.

78. Бутковский, А. Г. Характеристики систем с распределенными параметрами (справочное пособие) / М.: Наука, 1979. — 224 с.

79. Исаакович, М.А. Общая акустика / М.: Наука, 1973. 495с.

80. Горбунов, А. И. Влияние амплитудно-частотной характеристики объектов контроля на измерение спектров акустической эмиссии / А. И. Горбунов, Ю. И. Лыков // Дефектоскопия, 1988. №12. - С. 32 - 41.

81. Колмогоров, В. Н. Приемники сигналов акустической эмиссии / В. Н. Колмогоров, В. Н. Соседов, Н. А. Глухов // Дефектоскопия, 1980. №7. -С. 94 - 96.

82. Методические рекомендации по аттестации приемных электроакустических преобразователей акустической эмиссии // МР-80. — Хабаровск, 1980.

83. Зарембо, JI. К. Нелинейные явления при распространении упругих волн в твердых телах / JI. К. Зарембо, В. А. Красильников // УФН: Сб.науч.тр., 1970. Вып. 102. - С. 540 - 584.

84. Гоноровский, И.С. Радиотехнические цепи и сигналы / М.: Сов.радио, 1977.-606 с.

85. Гогоци, Г. А. К методике испытаний при четырехточечном нагружении / Г.

86. A. Гогоци, В. Н. Галенко, В. П. Завада //Проблемы прочности, 1981. — №2. -С. 105-110.

87. Штагер, Е. А. Рассеяние волн на телах сложной формы / Е. А. Штагер, Е.

88. B. Чаевский М.: Сов. Радио, 1974. - 240 с.

89. Кинг, Р. Рассеяние и дифракция электромагнитных волн / Р. Кинг, У Тай Цзунь. М.: Ин. лит., 1962.

90. Менцер, Дж. Р. Дифракция и рассеяние радиоволн / М.: Сов. Радио, 1958.

91. Морс, Ф. М. Методы теоретической физики. Т.2. / Ф. М. Морс, Г. Фешбах — М., «Иностранная литература», 1960.

92. Фок, В. А. Проблемы дифракции и рассеяния волн / М.: Сов. Радио, 1970.

93. Керр, Д. Е. Распространение ультракоротких волн. Пер. с англ. / М.: Сов. Радио, 1954.

94. Уфимцев, П. Я. Метод краевых волн в физической теории дифракции / М.: Сов. Радио, 1964.

95. Левин, Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники / М.: Сов. радио, 1989. 653 с.

96. Установка «Спектр» для анализа спектральных характеристик акустической эмиссии / Ю. И. Лыков и др. // Дефектоскопия, 1988. — №1.-С. 31 -36.

97. Установка «Спектр» для анализа спектральных характеристик акустической эмиссии / Ю. И. Лыков и др. // Дефектоскопия, 1988. №1. -С.31 -36.

98. Анализатор спектральной плотности непрерывных и импульсных сигналов / А. И. Горбунов и др. // ПТЭ, 1983. №1. - С. 206 - 207.

99. А. с. 1075145 СССР, Устройство для измерения спектральных характеристик сигналов акустической эмиссии / Ю. И. Лыков и др. // опубл., бюл. ОИПОТЗ, 1984. №7.

100. Установка анализа спектральных характеристик сигналов АЭ / Ю. И. Лыков и др. // Сб. докл. I всесоюзн. конф. Ростов-на-Дону, 1984. — т. 1. -С. 169-170.

101. Исследование прочности конструкционных неметаллических материалов / Г. А. Гогоци и др. // Заводская лаборатория, 1981. №4. - С. 79 - 82.

102. Прогнозирование предельного состояния сплава ОТ-4 с использованием акустической эмиссии / Н. А. Семашко и др. // Контроль. Диагностика, 2001.-№6-С. 30-31.

103. Расчет остаточного ресурса образцов из авиаматериалов при ихакустико-эмиссионном контроле / А. И. Серьезное и др. // Контроль. Диагностика, 2002. №9. - С. 13 - 18.

104. Семенов, Я. С. Акустико-эмиссионные исследования замедленного разрушения сталей HQ70 и HQ80C / Я. С. Семенов, О. И. Слепцов, С. А. Афонин // Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 1995. -№3. С. 10-14.

105. Овчарук, В. Н. Акустико-эмиссионные методы исследования свойств керамических материалов / В. Н. Овчарук Хабаровск : Изд-во ТОГУ, 2010.-201 с.1. Публикации автора:

106. Цинь Хуну. Представление измерительных сигналов авторегрессионными моделями / А. В. Левенец, Чье Ен Ун, Цинь Хуну // Информатика и системы управления, 2004. №17. - С.52-56.

107. Цинь Хуну. Оценка погрешностей модельных представлений АР-порцессов / А. В. Левенец, Чье Ен Ун, Цинь Хуну // Информатика и системы управления, 2004. №28. - С.39^15.

108. Цинь Хуну. Спектральные свойства АРСС-моделей случайных процессов / Цинь Хуну, Чье Ен Ун // Информатика и системы управления, 2005. — №19. — С.67-73.

109. Qin Hongwu. The design of IIR by integer based on FPGA / Qin Hongwu, Shi Hao, Cui Y. X. // Microcomputer Information, 2007. №12. - p. 220 - 222.

110. Qin Hongwu. Hardware and software complex for tht spectral analysis of acoustic emission signals / Qin Hongwu, V. N. Ovcharuk // Modern materials and technologies, 2007, P.270-276.

111. Цинь Хуну. Анализ амплитудно-частотных характеристик образцов керамических материалов / В. Н. Овчарук, Цинь Хуну // Седьмая Региональная Научная Конференция «Физика: Фундаментальные и Прикладные Исследования, Образование», 2007. С. 70.

112. Цинь Хуну. Анализ амплитудно-частотных характеристик линейных объектов // Седьмая Региональная Научная Конференция «Физика: Фундаментальные и Прикладные Исследования, Образование», 2007. — С. 71.

113. Цинь Хуну. Перспективы использования Вейвлет-преобразования для задач классификации моноимпульсных сигналов / Иванов, В. Э, Цинь Хуну // Информационные и управляющие системы: Сб. науч. тр. под ред.

114. B.В.Воронина. Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2008. - С. 45 - 53.

115. Цинь Хуну. Анализ передаточных характеристик линейных объектов при изучении свойств материалов методом акустической эмиссии / Чье Ен Ун, Цинь Хуну // Вестник ТОГУ, Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2008. №4(11).1. C. 159-166.

116. Qin Hongwu. Spectrum analysis for acoustical signals based on fusion technology / Zhang Meng, Qing Hongwu // Proceedings of the 2010 IEEE International Conference on Information and Automation June 20 -23, Harbin, China.-p. 2316-2319.