автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Контроль состояния жидких сред на основе комплексного определения скорости распространения продольных и поперечных ультразвуковых волн

На правах рукописи

Кузнецов Николай Александрович

/I

КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ ЖИДКИХ СРЕД НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ И ПОПЕРЕЧНЫХ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛИ

Специальность 05 11 И - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

г 133В

Ковров 2007

003071336

Работа выполнена на кафедре физики ГОУ ВПО «Ковровская государственная технологическая академия имени В Л Дегтярева»

Научный руководитель доктор технических наук,

профессор Тетерин Е П

Официальные оппоненты

Ведущая организация

доктор технических наук, профессор Самокрутов А А

доктор технических наук, профессор Резников Ю А

ОАО «ЦНИИТ МАШ», г Москва

Зашита состоится 23 мая 2007 г в 12С0 на заседании диссертаиионного совета Д 212 119 01 при Московском государственном университете приборостроения и информатики по адресу 107996, Москва, ул Стромынка д 20 тел 8-(495)268-01-01

С диссертацией мсяло ознакомится в НТВ Московского государственного университета приборостроения и информатики

Отзывы на автореферат диссертации в двух экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по вышеуказанному адресу ученому секретарю диссертационного совета

Автореферат разослан апреля 2007 года

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор ^ Филинов В В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В технологических процессах по производству и переработке жидкостей и жидких растворов контроль за их состоянием осуществляется по результатам измерения физических параметров, в качестве которых чаще всего выступают плотность, вязкость и адиабатическая сжимаемость Эти параметры являются отражением фундаментальных свойств жидкостей, которые определяют их состояние Так плотность характеризует структуру, а вязкость и адиабатическая сжимаемость - силы межмолекулярного притяжения и отталкивания, соответственно Определение этих параметров осуществляется либо по индивидуальным методам, что усложняет их встраивание в технологический процесс, либо комплексным, но с рядом конструктивных особенностей (наличие подвижных частей, необходимостью вертикальной установки датчика и т д), усложняющие условия эксплуатации приборов

Альтернативой перечисленным параметрам являются ультразвуковые - скорости распространения продольных и сдвиговых волн Продольные ультразвуковые волны характеризуют упругие свойства жидкостей, их структуру и силы межмотекуляриого отталкивания, сдвиговые - вязкие свойства, и как следствие, силы межмолекулярного притяжения И если методы определения скорости распространения продольных ультразвуковых волн в жидкости достаточно хорошо разработаны и находят широкое применение в практике ультразвукового контроля состояния жидких сред, то сдвиговые волны практически не используются из-за затухания в жидкости на расстояниях порядка длины волны Поэтому значительный интерес представляет разработка методов измерения скорости распространения поперечных волн и методов их совместного определения со скоростью продольных ультразвуковых волн

Создание метода и средств контроля состояния на основе комплексного определения скорости распространения продольных и поперечных ультразвуковых волн в жидкости является актуальной задачей Комплексным определением параметров жидкости назовем такую процедуру, в результате которой в опном измерительном цикле определяются сразу несколько параметров^

Создание средств комплексного определения продольных и поперечных волн является востребованным

- в технологических процессах производства и переработки жидкостей (контроль октановых чисел бензинов в нефтеперерабатывающей промышленности, концентрации растворов в пищевой промышленности),

- при контроле состояния рабочих жидкостей в гидравлических системах,

- во входном контроле качества ГСМ на предприятиях, осуществляющих потребление жидкостей (энергетика, транспорт, машиностроение),

- при осуществлении мониторинга состояния природной среды

Цели и задачи работы заключаются в разработке и исследовании

- ультразвуковой системы экспресс-ачалчза и контроля состояния жидких сред,

- метода и средств комплексного определения скорости распространения продольных и поперечных волн

Методы исследования. При выполнении работы исиользовались теоретические и экспериментальные методы исследования Теоретические исследования выполнялись на основе теории распространения акустических волн в жидкости и твердом теле, теории радиотехнических цепей и сигналов, методах компьютерного моделирования, методах эквивалентных схем В экспериментальных исследованиях использовались макетирование и натурный эксперимент

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем

1 Разработан и исследован метод комплексного определения скорости распространения продольных и сдвиговых волн в жидкостях

2 Построена обобщенная пространственная математическая модель сложнонапряженного состояния пьезопреобразователя

3 Разработан метод определения добротности резонансов пьезопреобразователя на основе использования его эквивалентной схемы

Практическая ценность диссертационной работы заключается в следующем

1 Разработан датчик контроля состояния жидкостей но скорости распространения продолыгых и поперечных ультразвуковых вол

2 Создан программный комплекс пространственного математического моделирования поседения пьезопреобразователя продольных и поперечных волн

3 Осуществлена аппаратная реализация прямой спектральной обработки сигнала ультразвука с использования технологии программируемых логических интегральных схем (ПЛИС)

Работа выполнялась в рамках НИР, проводимых на кафедре физики Ковровской государственной технологической академии им В Л Дегтярева

- ГБ НИР №40/01 «Комплексное применение ультразвука к исследованию жидких и твердых систем с целью контроля и направленного измене-

„„„К™.., „ 1Г>П 1 оппс ™

П*1Л ПЛ Ч^сипию// 1} ¿.УГМ X ¿и^ 11 ,

- ГБ НИР №58/06 «Разработка и исследование комплексных методов определения физических величин с целью использования в физическом эксперименте^, проводимой в 2006 г ,

- в ходе ХД НИР №246/21 «Разработка электрического способа определения содержания жидкости в газовых средах, структуры и схемная реализация прибора для определения содержания масла в газовой среде», выполненной по заказу КБ «Арматура» - филиала ФГУП «Государственный космический научно-производственный центр имени М В Хруничева» в 2006 г

Результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы, используются в учебном процессе и научных исследованиях кафедры физики Ковровской государственной технологической академии им В А Дегтя-

рева, применяются в производственной практике конструкторского бюро «Арматура» - филиала ФГУП «Государственный космический научно-производственный центр им М В Хруничева», в исследовательских работах ЗАО НПО «Измерительные системы» г Ковров На защиту выносятся:

1 Метод комплексного определения скорости распространения продольных и поперечных ультразвуковых волн в жидкостях

2 Обобщенная пространственная математическая модель сложнона-пряженного состояния пьезопреобразователя

3 Метод измерения добротности резонансов пьезопреобразователя Апробация работы Основные результаты диссертационной работы

докладывались и обсуждались на

международной научно-технической конференции «Новые методологии проектирования изделий микроэлектроники» (ВлГУ Владимир, 2002),

всероссийской (с международным участием) молодежной научной конференции XI Туполевские чтения (Казань, 8-10 октября 2003 г),

VIII Всероссийской научно-технической конференции «Методы и средства измерений физических величин», 23 декабря 2003 г - Н Новгород Межрегиональное Верхне-Волжское отделение Академии технологических наук Российской Федерации (МВВО АТН РФ) - 2003,

международной научно-технической конференции «Новые методологии проектирования изделий микроэлектроники» (ВлГУ Владимир, 2003),

Informatics, Mathematical Modelling and Design in the Technics, Controlling and Education (IMMD'2004) Proceeding of International Scientific Conference, Vladimir (27-29 May 2004 Vladimir State University),

I научно-технической конференции аспирантов и молодых ученых КГТА, Ковров, 2006,

международной научно-технической конференции "Машиностроение и техносфера XXI века" (11-16 сентября 2006 г, г Севастополь),

XVI Всероссийской научно-технической конференции «Методы и средства измерения физических величин» (Н Новгород, Нижегородский научный и информационно методический центр «Диалог», 2006 г )

Публикации Результаты диссертационной работы изложены в 8 статьях в журналах, рекомендованных ВАК для публикации результатов кандидатских и докторских диссертаций, в 6 тезисах докладов на всероссийских и международных конференциях

Подана заявка на патент и получен приоритет на «Способ одновременного определения скорости продольных и сдвиговых акустических волн»

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, литературы и приложений Диссертация содержит 126 страниц, 49 рисунков, 6 таблиц, список литературы из 95 наименований, акты внедрения результатов работы

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована ее цель и основные задачи, практическая значимость, научная новизна и основные положения, выносимые на защиту

Первая глава диссертации посвящена анализу существующих методов измерения скорости распространения продольных и сдвиговых ультразвуковых волн в жидкостях и математическим моделям, описывающим поведение пьезопреобразователя В выводе по первой главе формулируется постановка задачи исследования

Вторая глава посвящена созданию метода комплексного определения скорости распространения продольных и сдвиговых ультразвуковых волн в жидкости, разработке математической модели пространственного описания сложнонапряженного состояния пьезопреобразователя, а также ее применению к исследованию поведения пьезопреобразователя

В параграфе 2.1 предлагается метод комплексного определения скорости распространения продольной с'ж и поперечной ультразвуковой волны в жидкости, построенный на базе измерения скорости распространения продольной волны в жидкости, волнового сопротивления жидкости продольным 2Ж и сдвиговым гтж волнам на основе использования

одного пьезопреобразователя

Суть предлагаемого метода заключается в снятии частотной зависимости величины комплексной проводимости пьезоэлектрического преобразователя, находящегося в контакте со столбиком исследуемой жидкости, интерпретации получаемой частотной характеристики на основе рассмотрения сложнонапряженного состояния пьезопреобразователя

Измерения скорости распространения продольной и поперечной волн осуществляются на основе интерферометрического метода и на основе имеющейся зависимости волновых сопротивлений жидкости этим видам, соответственно

С, =—■ = ОХР)

х ^

где / - расстояние от излучателя до рефлектора

Волновое сопротивление жидкости продольным и поперечным волнам определяется по измерению добротности резонансов пьезопреобразователя, характеризуемых излучением в исследуемый образец жидкости соответствующего вида волн

2, — ТСИ

Л< С]

1

а

»J

Рас12кг{е: а;

(3), (4)

/

где и р — волновое сопротивление материала пьезопреобразователя

продольным волнам и его и плотность, б*! О^ - добротности

толщишюго и контурного резонанса пьезопреобразователя, соответствую-

щих нагруженному и ненагруженному состоянию, образователя

толщина пьезопре-

f *Гц

Рис 1 Частотная характеристика пьезопреобразоватечя

Таким образом, разработатшй метод комплексного определения скорости распоостранения продольной и поперечной волны в жидкости основывается на измерении добротности резонансов пьезопреобразователя и определению резонансных частот столбика жидкости

Параграф 2 2 посвящен выбору пьезоэлементов для ультразвукового датчика комплексного определения скорости продольных и поперечных волн в жидкости Критериями выбора является наличие у пьезоэлемента резонансов соответствующих испусканию в жидкость продольных и поперечных воли

На рис 2 (а, 6) и рис 3 (а, 6) приведены пьезопреобразователи и резо-нансы отвечающие вышеуказанным требованиям разработанного метода

определения скорости продольной и поперечной ультразвуковых волн в жидкости.

A i 1

.■iXi'b * i ~ГП

V i ] !

. i - i - i.

I i i !

; J

> 11

■ - r -

-f ■

¡1 4

'¿'"J" -fcryj

Рис. 2. Трубчатый иыпоэлсмент

сЧ*:- i J л. Y • •• Л . л........• Г ;

; ¿..T rt;Tt .i- i ' "> » v

Рис. 3, Дисковый пъезоэйгечйп

й параграфах 2.S и 2.4 предлагается обобщенная пространственная математическая модель сложнона пряженного состояния пьезопреобразоватедя, проводится анализ ее точности. Структурная схема разработанной модели приведена па рис. 4. Модель базируется на совместном использовании метода конечных разностей и метода конечных элементов для описания электрической и акустической систем Пьсз-о преобразователя соответственно.

Уравнения прямого и обратного; пьезоэффекта связывают эти системы:

JJI ~ Сцкт^кт hkij&k ГС Cijkm^hr, ^кп^к

. ИЛИ <

(5)

'ik^k

где Щ - вектор смещения; = [и^ Н- и^ )/ 2 — тензор деформации; Д. -вектор электрической индукции: Ек вектор напряженности электрически

Л

индукции и неизменной напряженности электрического поля, соответственно; екц, Н1кт пьезоэлектрические постоянные; Д^, - обратная и прямая диэлектрические проницаемости зажатого иьезокристашш, 7V • тензор напряжения;

Схема разбиения акустической системы на конечные элементы приведена на рис, 5. Описание акустической системы осуществляется системой

дифференциальных уравнений в частных производных. Для каждого конеч но го элемента записывается уравнение движения:

А& (6)

где />А.- плотность пьезо кристалла; и - вектор ускорения.

—> , Электр цдпи геюрдтора | возбуждения

j пьсэоиглучвтеля

Тся м/;р

генесаторз \_

Рис 5. Схема разбиения на конечные элементы

элементы ЛТА^

Обратный

Рис. 4. Схема модели

Поле скоростей и смещении

Прямой V ^ьезоэффекг.)

Результатом расчета модели является отклик системы - величина тока пьез о преобразователя, векторное поле скоростей и перемещений частиц лье-зопребразователя и жидкости.

На основе получаемой переходной характеристики системы h(t) рис. 6 рассчитывается ее частотная характеристика. Точность расчета определяется подробностью разбиения акустической системы на конечные элементы (см, 1 рис. 7),

I hit-Til

I i iiL

f VW--^

Рис. 6. Переходная характеристика пье-ю преобрази нагеля

чета резонансных частот от числа разбиения на длину волны

Параграф 2 5 посвящен моделированию поведения пьезоэлектрического преобразователя с использованием разработанной математической модели

У(П А

Си -1

0 07

0 06

006

0 04-

0 03

0 02 ^

001'

1500

а

2500 ( кГц

Рис 8 Результаты расчета поведения трубчатого пьезопреобразовсаели а-частотная характеристика б, в — профили колебаний при аксиальном и тошцинном

резонансе стенки

На рис 8,а приведена расчетная частотная характеристика трубчатого пьезопреобразователя, профили его колебаний при аксиальном резонансе (рис 8,6) и толщнпно*; резонанасе стенки (рис 8,е)

504030-1 [Г 2010 0.

Т

I I

¡1

^ У У у у у у у /'

/л /

Г У ■/-

Рис 9 Расчет поведения дискового пьезопреобразователя а - частотная характеристика. б, в - профиль колебаний при контурном (радиальном) и толщинноч резонансе

Результаты расчета дискового пьезопреобразовавеля представлены на

рис 9

В третьей главе предлагается метод измерения добротности резонан-сов пьезопреобразователя на основе снятия его частотной характеристики, а также ее получение с использованием метода спектральной ЦОС вейвлет-анапиза на базе се аппаратной реализации на ПЛИС

Параграф 3.1 посвящен разработке метода определения добротности резонансов пьезопреобразователя с учетом их взаимного влияния друг на друга Метод базируется на использовании эквивалентной электрической схемы пьезопреобразователя, имеющего N резонансов (см рис 10)

0 100 200 330 400

Рис 10 Эквивалентна электрическая схема пьезопреобразователя

Рис 1 1 Расчетная и экспериментальная частотные характеристики пьезопреобразователя

Проводимость подобной электрической схемы определяется выраже-

нием

f

1=1

R. + J

-1

соЬ, --

соС

' J)

СО

Суть предлагаемого метода сводится к определению параметров всех элементов эквивалентной схемы методом покоординатного спуска до максимального совпадения экспериментальной и расчетной частотных характеристик (рис 11)

т Г 1-)

\ ' \тппи/ —\ тт-чка(~\¥ 7-./— \ г.

i=i

где Ti — (Г"„ R„ r> r> fú m

l ~ I/ ' U ' jr ¡ ± n' 1 n

R R\ -

вектор искомых параметров схе-

мы Величина добротности i-oro резонанса определится

i [Т i

а =

V с< r,p,°>,c0

где р1

Параграфы 3.2 и 3.3 посвящены получению частотной характеристики пьезопреобразователя с использованием методики вейвлет-анализ, ее аппаратной реализации на ПЛИС

Величина проводимости пьезопреобразователя определяется по соотношению модулей векторов сигнала тока и напряжения на нем К, а также разности фаз этих сигналов <р

' агсщ-

К ««(?)-—

^те 4 =—е

\и\ Я

(10)

где Я - сопротивление датчика тока

Определение соотношения амплитуд сигналов и разности фаз производится на основе восстановления векторной диаграммы сигналов тока и напряжения с использованием методики ЦОС вейвлет-анализ

В качестве базисной функции используется вейвлет-функция Морле, (график представлен на рис 12)

е сол-(х),

(П)

у/""{х) = е~кх* Я1п{х) (12)

Для восстановления векторной диаграммы (рис 13) производится согласно выражениям

'^ИХг

V а пТ

1 N (+ ттг 1 V1 Яг

К

а

К

а п=0

) и п=0

и/пТ), (13) иг(пТ) (14)

V/ 1т(у{0)

/Р 0 /V.

~ 1

Рис 12 График вейв чет функции Морле

«С* НС Ие

Рис 13 Векторная диаграмма

Использование методики вейвлет-анализа при определении проводимости позволяет повысить точность и надежность ее определения, однако отрицательной стороной применения данной методики является большой объем вычислений вида умножения с накоплением Эга задача решается путем создания аппаратной реализации методики на базе ПЛИС, на рис 14 приведена схема аппаратной реализации методики

Рис 14 Схема аппаратной реализации методики вейвает-анатиза 1 счетчик, 2, 7 - ПЗУ, 3 - 3 8-умнолитети, 5 6 10, 11 - регистры

Использование приведенной аппаратной реализации на базе микросхемы У1КТЕХ-2Р1Ю позволило производить вейвлет-обработку цифрового потока сигнала на частоте его оцифровки - 80МГц

В параграфе 3.4 рассматривается оптимизация конструкции датчика с использованием разработанной модели Метод комплексного определения скорости распространения продольной и поперечной волны в жидкости строится на измерении величины добротности пьезопреобразователя Чувствительность метода зависит от добротности ненагруженного пьезопреобразователя, являющейся функцией потерь в материале датчика и на его креплении Потери в материале являются характеристиками материала, из которого изготовлен пьезопреобразователь, потери на креплении датчика можно уменьшить оптимизируя его конструкцию, в частности, изменяя расположение возбуждающих пьезопреобразователь электродов

На основе разработанной модели производился расчет частотных характеристик трубчатого и дискового пьезопреобразователей (см рис 15), на основе которых определялся коэффициент электромеханической связи результаты вычислительного эксперимента приведены на рис 16 Были обнаружены оптимальные положения электродов для возбуждения третьей контурной и второй аксиальной гармоник дискового и трубчатого пьезоэлементов

Рис. 15. Расположение электродов на пьез о преобразователе: а трубчатый; в дисковый

11а рис. 17 приведены частотные характеристики дискового пьезопро образовзтеля с различным расположением электродов. Найденное оптимальное расположение электродов позволяет повысить коэффициент электромеханической связи третьей контурной гармоники дискового пьезоире-об разов нате л я более чем в два раза.

ом

ОН

р.сг-Г

* "¡Чч,

// \\

/ \ V \ * V \

4 \ \

Щ \ \

■ /

// \

\ /

V

(Мг(,К, 0.6

Рис, 16, Результат вычислительного эксперимента

га..1

»»См I

'О с А

С" 11[

351

ЗС'

1

Щ

2о!

И-

о+-

50

> I

1 ! [ '

1 !

К =045, -

'к-1.0.;

л.

1ьс 230

Рис. 17. Частотные характеристики ;дискоцого пьезопреобразователя

гё че твертой главе диссертации рассмотрена структура ультразвуковой системы экспресс-анализа н контроля жидких сред, приведены результаты измерений жидкостей, обозначены перспективы се промышленного использования.

Параграф 4.1 посвящен синтезу системы контроля состояния жидких сред, на рис. 18 приведена полученная структурная схема, на рис. 19-блок-схема реализуемого системой алгоритма. Внешний вид разработанной системы и ее технические характеристики представлены на рис. 20. табл.1.

1'ис. 18. Стр^кт^рнам схема упьтразвушадЙ системы контроля состояния жидкостей

Рис. 19 Ьток-схема алгоритма измерительного процесса

Рис. 20. Внешний вид ультразвуковой с истечь! контроля состояния жидкостей

Таблица

- илмеренил

' *О М Г1|.-оёы

Диал«99Н щ марякнл гкор^ст" прПЯ (1ЛЬ Им С ы КОО я« ЙООО

5 — ОТ 1 ло юо

I 'МП(('Ш-ут.>ниИ дикЛах'.-и 113 мерами н от 1 О до ( ОО "оЗ" "

ВргЧН мр.р ЧТГЛк Н'Г'ГО цикл*. 3

" Ск(|рУС11| Иридольний випкм о.о 1 **

7 С^нФснтелкнал пофсшпосп. «пргл'ления продольной »оЛ к ы ч-ь

О (>у> 1.1 А «МЛКОСТЯ О. 1

V 1 1>ЬЛ|)||ТКЫ« р*>Ив]>Ы ВМС' 1С е- т«ГМОС 1ЯТор« ¿ООий 5 О н^ О« 1

1 о ГчЛшг-е-я

В параграфе 4.2 рассматриваются вопросы измерения и контроля температуры ультразвукового датчика определения скорости продольной и поперечных волн. Температура датчика пьзопреобразователя определяется

на основе имеющейся зависимости его электрической емкости от температуры, график подобной зависимости приведен на рис 2!.

На рис. 11 приведены графики выхода термостата на требуемый температурный режим, а также определяемое значение скорости продольной волны.

Рис, 22. Поведение изменение скорости продольной волны в ходе переходного процесса

1ДО

Рис. 21 Зависимость электроемкости пьезопреобразонатсля от температуры

Рис. 23. Структуре системы контроля температуры; I - корпус датчика; 2 - пьезопреобразонателъ; 3 - исследуемый образец жидкости; 4 — крышка; 5 - датчик температуры корпуса датчика; 6 - термобатарея Пельтье; 7 - датчик температуры радиатора; 8 - радиатор; 9 - охлаждающая жидкость; 10 - силовые ключи; 11 - л вух канальная АЦП; 12 - блок управления; !3 - цифровой интерфейс; 14 - импульсный блок питания

В параграфе 4.3 приведены результаты измерения скорости распространения продольной и поперечной ультразвуковых волн в спиртах, показывается пример контроля их влажности по ультразвуковым параметрам.

юо К,0/

20 30 <0 50

70 80 90 100 К °

Рис 24 Скорость продольной и поперечной воны в спиртах в зависимости

от их влажности

Параграф 4.4 посвящен контролю состояния моторных масел, представляются экспериментальные зависимости скорости продольных и поперечных волн в моторных маслах при различной температуре (см рис 25) Рассмотрен вопрос идентификации марок ГСМ (рис 26) и контроль их чистоты

10 20 30 ЛО 50

70 60 90 100

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Г, С'

Рис 25 Экспериментальные графики зависимости скорости продольной поперечной воны в мораторных маслах при различной температуре

м/с 100

е403 ТМ5-18

1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 Сс,м/с

Рис 26 Идентификация ГСМ

Параграф 4 5 посвящен определению физических параметров жидких сред на основе ультразвуковых измерений Приведен пример определения физических параметров адиабатической сжимаемости, плотности и сдвиговой вязкости (см рис 28)

Рнс 28 Экспериментальные графики зависимостей физических параметров от температуры для четырех моторных масел и - адиабатической сжимаемости, б - плотности сдвиговой, в - вязкости

В параграфе 4.6 выявлены перспективы промышленного использования средства комплексного определения скорости распространения продольных и поперечных волн в жидкости

В заключении сформулированы основные выводы по диссертационной работе

1 Разработан метод комплексного определения скорости распространения продольных и поперечных волн в жидкости на основе использования одного пьезоэлемента

2 Предложена обобщенная пространственная математическая модель сложнонапряженного состояния пьезопреобразователя

3 Разработан метод определения добротности резонансов пьезопреобразователя

4 Созданы средства контроля состояния жидкостей на основе комплексного определения скорости продольных и поперечных волн

5 Осуществлена аппаратная реализация методики ЦОС вейвлет-анализ

Основные публикации по теме диссертации

1 Кузнецов Н А , Тарасов И Е Построение программируемых конечных автоматов на базе архитектуры с сокращенным набором транспортов // Материалы международной научно-технической конференции «Новые методологии проектирования изделий микроэлектроники» - Владимир ВлГУ, 2002 - С 37

2 Кузнецов Н А, Потехин Д С Система температурной автоподстройки частоты кварцевого генератора с использованием ПЛИС // Материалы международной научно-технической конференции «Новые методологии проектирования изделий микроэлектроники» -Владимир ВлГУ,2002 -С 38

3 Кузнецов Н А Применение ПЛИС в системах исследования ультразвуковых параметров жидкостей в широком диапазоне частот и температур // XI Туполевские чтения Всероссийская (с международным участием) молодежная научная конференция, Казань, 8-10 октября 2003 года Тезисы докладов Т II - Казань, 2003 - С 163

4 Кузнецов Н А Измерение добротности ультразвуковых датчиков с использованием методики вейвлет-анализа // Материалы VIII Всероссийской научно-технической конференции «Методы и средства измерений физических величин» 23 декабря 2003 г - Н Новгород Межрегиональное Верх -Волж отделение Академии технолох ических наук Российской Федерации (МВВО АТН РФ), 2003 - С ¿1

5 Кузнецов II А Аппаратная реализация спектральных методик обработки ультразвуковых сигналов на основе применения ПЛИС VIКТЕХ-2 // Материалы международной научно-технической конференции «Новые методологии проектирования изделий микроэлектроники» - Владимир ВлГУ, 2003 -С 39

6 Кузнецов Н А, Тетерин Е П Экспресс-анализ и комплексное измерение физических параметров жидкостей // Вестник Межрегионального Верх-Волж отделения Академии технологических наук РФ -2004 —№1(10) - С 49-56

7 Кузнецов Н А , Тетерин Е П Перспективы внедрения ультразвуковых систем экспресс-анализа качества жидкостей в сельскохозяйственную отрасль Информационно-аналитический бюллетень департамента сельского хозяйства и продовольствия Владимирской области, Владимир, 2005

8 Кузнецов Н А Метод комплексного определения ультразвуковых параметров жидких сред на основе моделирования динамического измерительною процесса // Материалы I научно-технической конференции аспирантов и молодых ученых Сборник статей - Ковров КГТА, 2006 - 168 с

9 Кузнецов Н А , Тетерин Е П Экспресс-анализ качества жидкостей, применяемых в машиностроении, на основе ультразвуковых измерений // Материалы международной научно-технической конференции "Машиностроение и техносфера XXI века", Севастополь, 11-16 сентября 2006 г - Севастополь, 2006

10 Кузнецов НА Применение пьезопреобразователей для измерения температуры в датчиках комплексного определения ультразвуковых параметров жидких сред // Материалы XVI Всероссийской научно-технической конференции «Методы и средства измерения физических величин» -Н Новгород Нижегородский научный и информационно-методический центр «Диалог», 2006 - 33 с

11 Кузнецов Н А, Тетерин Е П Метод комплексного определения скорости продольных и поперечных ультразвуковых волн в жидкостях на основе моделирования свойств пьезопреобразователя // Информационные технологии моделирования и управления —2007 -№1 (35) - С 81-85

12 Кузнецов Н А , Тетерин Е П Цифровой метод определения добротности пьезопреобразователя в ультразвуковых измерительных системах // Датчики и системы -2007 -№5 - С 38-42

13 Кузнецов Н А, Тетерин Е П Моделирование свойств пьезоэлектрических преобразователей для получения требуемой частотной характеристики // Проектирование и технология электронных средств -2007 -№5 -С 53-58

Изд лиц № 020354 от 05 06 97 г Подписано в печать 20 04 2007 г Формат 60x84/16 Бумага писчая №1 Гарнитура «Тайме» Печать офсетная Vrn прч п 1,16 "Уч-изд л 1,21 Тирюк 100 экз Заказ № 589

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ковровская государственная технологическая академия имени В А Дегтярева» 601910, Ковров, у л Маяковского, 19

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ПРИНЯТЫХ В РАБОТЕ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ И ПОПЕРЕЧНЫХ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН В ЖИДКОСТЯХ, МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПЬЕЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

1.1 Методы измерения скорости распространения продольных ультразвуковых волн в жидкости

1.2 Методы измерения скорости распространения поперечных ультразвуковых волн в жидкостях

1.3 Комплексные методы определения скорости распространения продольных и поперечных волн в жидкости

1.4 Математические модели пьезоэлектрических преобразователей

Выводы по первой главе

ГЛАВА 2 МЕТОД КОМПЛЕКСНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СКОРОСТИ РАСПОСТРАНЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ И ПОПЕРЕЧНЫХ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН В ЖИДКОСТЯХ

2.1 Метод комплексного определения скорости продольных и поперечных волн в жидкости

2.2 Выбор пьезоэлементов для комплексного определения скорости распространения продольных и поперечных волн в жидкости

2.3 Обобщенная пространственная математическая модель сложнонапряженного состояния пьезопреобразователя

2.4 Анализ точности расчета модели

2.5 Моделирование поведения пьезоэлектрического преобразователя

Выводы по второй главе

ГЛАВА 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОБРОТНОСТИ РЕЗОНАНСОВ

ПЬЕЗОЭЛЕМЕНТА В ДАТЧИКЕ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ И ПОПЕРЕЧНЫХ УЛЬТРАЗВУКВОВОМ ВОЛН В ЖИДКОСТИ

3.1 Метод определения добротности пьезопреобразователя

3.2 Измерение частотной характеристики пьезопреобразователя

3.3 Аппаратная реализации методики вейвлет-анализа

3.4 Оптимизация конструкции пьезопреобразователей

Выводы по третье главе

ГЛАВА 4 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ

КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ЖИДКИХ СРЕД НА ОСНОВЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ И ПОПЕРЕЧНЫХ УЛЬТРАЗВУКВОВОМ ВОЛН

4.1 Синтез системы контроля состояния жидких сред

4.2 Измерение и стабилизация температуры ультразвукового датчика

4.3 Измерение скорости распространения продольных и поперечных волн в жидкости, оценка точности

4.4 Экспресс - анализ и контроль состояния жидкостей на основе ультразвуковых измерений

4.5 Контроль состояния жидкостей на основе ультразвуковых методов измерения физических параметров

4.6 Перспективы промышленного использования средства комплексного определения скорости распространения продольных и поперечных волн в жидкости

Выводы по четвертой главе

Актуальность темы. В технологических процессах по производству и переработке жидкостей и жидких растворов контроль за их состоянием осуществляется по результатам измерения физических параметров, чаще всего, в качестве которых выступают плотность, вязкость и адиабатическая сжимаемость. Эти параметры являются отражением фундаментальных свойств жидкостей, которые определяют их состояние [2], [17], [19], [28], [44], [51], [71], [78]. Так плотность характеризует структуру, а вязкость и адиабатическая сжимаемость - силы межмолекулярного притяжения и отталкивания, соответственно. Определение этих параметров осуществляется либо по индивидуальным методам, что усложняет их встраивание в технологический процесс, либо по комплексным, но с рядом конструктивных особенностей (наличие подвижных частей, необходимостью вертикальной установки датчика и т.д.), усложняющие условия эксплуатации приборов.

Альтернативой перечисленным параметрам являются ультразвуковые -скорости распространения продольных и сдвиговых волн [4], [6], [7], [20], [23], [28], [44], [52], [88]. Продольные ультразвуковые волны характеризуют упругие свойства жидкостей, их структуру и силы межмолекулярного отталкивания, сдвиговые - вязкие свойства, и как следствие, силы межмолекулярного притяжения. И если методы определения скорости распространения продольных ультразвуковых волн в жидкости достаточно хорошо разработаны и находят широкое применение в практике ультразвукового контроля состояния жидких сред, то сдвиговые волны практически не используются - из-за затухания в жидкости на расстояниях порядка длинны волны [44], [52], [88]. Поэтому значительный интерес представляет разработка методов измерения скорости распространения поперечных волн, и методов их совместного определения со скоростью продольных ультразвуковых волн.

Создание метода и средств контроля состояния на основе комплексного определения скорости распространения продольных и поперечных ультразвуковых волн в жидкости, является актуальной задачей. Комплексным определением параметров жидкости назовем такую процедуру, в результате которой в одном измерительном цикле определяется сразу несколько параметров.

Создание средств комплексного определения продольных и поперечных волн является востребованным в задачах научного исследования физики конденсированного состояния [17], [28], [44], [48], [54], [63], [88] и задачах контроля состояния жидкостей [4], [6], [20], [50], [52], [53], [73], [74], [78], [86]:

- в технологических процессах производства и переработки жидкостей (контроль октановых чисел бензинов в нефтеперерабатывающей промышленности, концентрации растворов в пищевой промышленности);

- при контроле состояния рабочих жидкостей в гидравлических системах;

- во входном контроле качества ГСМ на предприятиях осуществляющих потребление жидкостей (энергетика, транспорт, машиностроение);

- при осуществлении мониторинга состояния природной среды.

Цели и задачи работы заключается в разработке и исследовании:

- ультразвуковой системы экспресс-анализа и контроля состояния жидких сред;

- метода и средств комплексного определения скорости распространения продольных и поперечных волн.

Методы исследования. При выполнении работы использовались теоретические и экспериментальные методы исследования. Теоретические исследования выполнялись на основе теории распространения акустических волн в жидкости и твердом теле, теории радиотехнических цепей и сигналов, методах компьютерного моделирования, методах эквивалентных схем. В экспериментальных исследованиях использовались макетирование и натурный эксперимент.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:

1. Разработан и исследован метод комплексного определения скорости распространения продольных и поперечных волн в жидкостях.

2. Построена обобщенная пространственная математическая модель сложнонапряженного состояния пьезопреобразователя.

3. Разработан метод определения добротности резонансов пьезопреобразователя на основе использовании его эквивалентной схемы.

Практическая ценность диссертационной работы заключается в следующем:

1. Разработан датчик контроля состояния жидкостей по скорости распространения продольных и поперечных ультразвуковых волн.

2. Создан программный комплекс пространственного математического моделирования поведения пьезопреобразователя продольных и поперечных волн.

3. Осуществлена аппаратная реализация прямой спектральной обработки сигнала ультразвука с использования технологии программируемых логических интегральных схем (ПЛИС).

Работа выполнялась в рамках НИР проводимых на кафедре физики Ковровской Государственной технологической Академии имени В.А. Дегтярева:

- ГБ НИР №40/01 «Комплексное применение ультразвука к исследованию жидких и твердых систем с целью контроля и направленного изменения их свойств» в 2001-2005г.г.;

- ГБ НИР №58/06 «Разработка и исследование комплексных методов определения физических величин с целью использования в физическом эксперименте» проводимой в 2006г.;

- в ходе ХД НИР №246/21 «Разработка электрического способа определения содержания жидкости в газовых средах, структуры и схемная реализация прибора для определения содержания масла в газовой среде» выполненной по заказу КБ «Арматура» - Филиала ФГУП «Государственный космический научного - производственный центр имени М.В. Хруничева» в 2006г.

Результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы, используются в учебном процессе и научных исследованиях кафедры физики Ковровской Государственной технологической Академии имени В.А. Дегтярева, применяются в производственной практике конструкторского бюро «Арматура» - Филиала ФГУП «Государственный космический научного - производственный центр имени М.В. Хруничева» (Приложение 1), в исследовательских работах ЗАО НПО «Измерительные системы» г. Ковров (Приложение 2).

На защиту выносится:

1. Метод комплексного определения скорости распространения продольных и поперечных ультразвуковых волн в жидкостях.

2. Обобщенная пространственная математическая модель сложнонапряженного состояния пьезопреобразователя.

3. Метод измерения добротности резонансов пьезопреобразователя.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, литературы и приложений.

Выводы:

1. На основе разработанного метода комплексного определения скорости распространения продольной и поперечной волны разработан ультразвуковой датчик и прибор экспресс-анализа качества жидких сред.

2. Получены значения скорости распространения продольных и поперечных ультразвуковых волн для ряда ГСМ, на основе которых осуществляется их идентификация.

3. Определены концентрационные зависимости скорости продольных и поперечных волн в жидкости для ряда спиртов, что позволило контролировать их концентрацию.

4. Выявлены сферы промышленного использования разработанного ультразвукового датчика по экспресс-анализу качества и контролю состояния жидкостей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения данной диссертационной работы были решены поставленные задачи:

1. Создан ультразвуковой датчик и прибор на его основе по экспресс-анализу жидких сред.

2. Разработан метод комплексного определения скорости распространения продольной и поперечной волны в жидкости на основе использования одного пьезопреобразователя.

3. Построена пространственная математическая модель сложнонапряженного состояния пьезопреобразователя, позволяющая моделировать поведения пьезопреобразователя при возбуждении сигналов различной формы, получать пространственно-временные распределения механических величин характеризующих протекающие колебательные процессы в пьезоэлектрических преобразователях с учетом влияния измерительных цепей. На основе расчета частотной характеристики пьезопреобразователя позволяет проводить надежную идентификацию резонансов пьезопреобразователя.

4. Создан цифровой метод определения добротности резонансов пьезопреобразователя учитывающий взаимное влияние имеющихся резонансов драг на друга.

5. Создано автоматизированное измерительное средство устройство реализующие разработанный метод комплексного определения скорости распространения продольной и поперечной волны в жидкости.

6. Построена цифровая система обработки данных для датчика комплексного определения скорости распространения продольной и поперечной ультразвуковой волны в жидкости на основе использования методики спектральной обработки сигналов вейвлет-анализе.

7. Предложена аппаратная реализации цифровой системы обработки ультразвуковых сигналов на базе использования технологии программируемых логических интегральных схем, позволяющая проводить обработку сигналов в режиме реального времени, что позволяет использовать датчик, реализующий разработанный измерительный метод в системах экспресс-анализа качества жидкостей различного назначения.

8 Получены зависимости скорости распространения продольных и поперечных волн для ряда технических жидкостей, для их идентификации и контроля чистоты.

Таким образом, поставленные в данной диссертационной работе задачи решены, цель работы достигнута.

1. Андерсон Т. Статистический анализ временных рядов. - М.: Мир, 1976.-757 с.

2. Афанасьев В.Н., Колмановский В.Б., Носов В.Р. Математическая теория конструирования систем управления: Учеб. для вузов. 2-е изд., доп. -М.: Высш. шк., 1998. - 574 е.: ил.

3. Баладев Радж, В. Радженра, П. Планичими. Применение ультразвука. М.:Техносфера, 2006. - 576с.

4. Бахвалов Н.С. Численные методы. М.: Наука, 1975.

5. Бражников Н.И. Ультразвуковые методы. Л.: Энергия, 1965.

6. Бражников И. И. Ультразвуковая фазометрия. М.: Энергия, 1968 г. -239 с.

7. Бутковский А. Г. Характеристика систем с распределенными параметрами.- М.: Наука, 1979.

8. Васильев В.Н., Гуров И.П. Компьютерная обработка сигналов в приложении к интерферометрическим системам СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 1998. - 240 е., ил.

9. Вайнер А.Л., Зайков В.П., Лукишкер Э.М. Термоэлектрический термостат для прецизионного кварцевого резонатора. Вопросы радиоэлектроники, Сер. ТРТО, 1973, вып 2.

10. Волков Е.А. Численные методы. М.: Наука, 1982.

11. Вульф А. Операционные системы реального времени в русле развития вычислительной техники // Электроника. 1985. - N 17. - с. 46-56.

12. Гольденберг Л.М., Матюшкин Б.Д., Поляк М.Н. Цифровая обработка сигналов: Справочник. М.: Радио и связь, 1985.-312 с.

13. Горинштейн A.M. Практика решения инженерных задач на ЭВМ. -М.: Радио и связь, 1984.

14. Джагупов Р. Г., Ерофеев А. А. Пьезоэлектрические устройства вычислительной техники, систем контроля и управления: Справочник. СПб.: Политехника, 1994. 608 с.

15. Домаркас В.И., Кажис Р. -И. Ю. Контрольно-измерительные пьезопреобразователи. Вильнюс: Минтис, 1975. 285 с.

16. Дмитриев С.П., Соколов В.В. Экспериментальная установка для комплексных исследований жидкости // Применение ультраакустики к исследованию вещества. Вып.32. М.,1981. С.35-38.

17. Дьяконов В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке Бейсик для персональных ЭВМ. М.: Наука, 1989. - 240с.

18. Жидкие углеводороды и нефтепродукты. Под ред. М.И. Шахпаронова, Л.П. Филиппова. -М.: Изд-во МГУ, 1989 г., 192 с.

19. Илгунас В., Яронис Э., Сукацкас В. Ультразвуковые интерферометры. Вильнюс: Мокслас, 1983. - 144с.

20. Краснушкин П.Е. О дифракционный эффектах при измерениях скорости и поглощения ультразвука. Доклады Академии наук СССР, 1968. Т. 181, №6.

21. Краснушкин П.Е. Расчет интерферометра Пирса. Доклады Академии наук СССР, 1940. Т. 181, № 6.

22. Колесников А. Е. Ультразвуковые измерения. М.: Изд-во стандартов, 1982. 248 с.

23. Коненко B.C. Прецизионное измерение скорости распространения упругих волн в жидкости и ее дисперсии в ультразвуковой резонаторе сплоскими пьезопреобразователями. Акустический журнал, 1997, т. 43, № 3, с 414-417.

24. Королев М. В., Карпельсон А. Е. Широкополосные ультразвуковые преобразователи. М.: Машиностроение, 1982. 160 с.

25. Кей С.М., Марил C.JI. Современные методы спектрального анализа //ТИИЭР, 1981.-Т. 69,№ 11.-С.5-51.

26. Кубилюнене О., Илгунас В. Влияние дифракции на измеренную интерферометром скорость ультразвука // Литовский физический сборник. -№3-4.- 1963.-с.453-459.

27. Кудрявцев Б.Б. Применение ультраакустических методов в практике физико-химических исследований. М.; Л.: Гостехтеоретиздат,1952. - 323с.

28. Кудряшов Э. А., Магер В. Е., Пути повышения чувствительности пьезокварцевых датчиков // Приборы и системы управления. 1982. №4. С. 2022.

29. Кузнецов Н.А., Тетерин Е.П. Экспресс-анализ и комплексное измерение физических параметров жидкостей. Вестник Межрегионального Верхне-Волжского отделения Академии технологических наук РФ.-2004.-№1(10)-с.49-56

30. Кузнецов Н.А., Тетерин Е.П. Цифровой метод определения добротности пьезопреобразователя в ультразвуковых измерительных системах. // Датчики и системы. №5 2007г. с. 38-42.

31. Кузнецов Н.А., Тетерин Е.П. Моделирование свойств пьезоэлектрических преобразователей для получения требуемой частотной характеристики. // Проектирование и технология электронных средств. №5 2007г. с. 53-58.

32. Левкович-Маслюк. Л. Дайджест вейвлет-анализа. "Компьютерра", N8, 1998 г.

33. Мак Г. Скилин. Ультразвуковые методы измерения механических характеристик жидкостей и твердых тел. // Физическая акустика. Под ред. У. Мезона. Методы и приборы ультразвуковых исследований, Т1, ч. А. - М.: Мир, 1966. с. 327-397.

34. Макс Ж. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях. М.: Мир, 1983. Т. 1. -311 с.

35. Марпл С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения. М.: Мир, 1990.-584 с.

36. Метод максимального правдоподобия /В кн.: Справочник по прикладной статистике /Под ред Э.Ллойда, У. Ледермана. М.: Финансы и статистика, 1989. С. 281 -354.

37. Михайлов И .Г., Соловьев В.А., Сырников Ю.П. Основы молекулярной акустики. М: Наука, 1964. - 514с.

38. Молокова В. П., Фельдман Н.Б., Лезгинцева Т.Н. Исследование температурной стабильности частотной постоянной пьезоэлектрических материалов ЦТС // Электронная техника. Научно-технич. Сборник. Серия 14. Материалы. Вып. 1 М.: Электроника, 1969. С. 29-34.

39. Назаров А.Г., Архангельская Е.А. Современные методы и алгоритмы обработки измерений и контроля качества продукции. М.: Изд-во стандартов, 1995.-163с.

40. Ноздрев В.Ф. Применение ультраакустики в молекулярной физике. -М: ГИФМЛ, 1958.-456с.

41. Носов В.А. Проектирование ультразвуковой измерительной аппаратуры. М., «Машиностроение», 1972, стр. 288.

42. Общая акустика. М.А. Исакович. Учебное пособие. Изд-во "Наука", Главная редакция физико-математической литературы, М., 1973.

43. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий: Справочник: В 2 Кн. / Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1986. 352 с.

44. Потехин Д.С., Тарасов И. Е. Электронный термостат с цифровым управлением и его математическая модель. Тезисы докладов научно-технической и научно-методической конференции. КГТА, г. Ковров, 1997г. -с. 77-78.

45. Потехин Д.С., Тарасов И. Е. Прецизионный одноконтурный термостат на элементе Пельтье с адаптивным управлением. Материалы научно-технической конференции «Управление в технических системах», г. Ковров, 1998 г., с. 74-75.

46. Потехин Д.С. Электронный термостат с диапазоном регулируемых температур 0-г50°С. Материалы научно-технической конференции «Системы управления-конверсия-проблемы», г. Ковров. КГТА, 1996 г., с. 155.

47. Прудников А.П., Бычков Ю.А., Маричев О.И. Интегралы и ряды. -М.: Наука, 1981.

48. Пьезоэлектрические датчики / Под ред. В.М. Шарапова. М.: Техносфера, 2006. - 632с.

49. Рабинер JL, Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. М.: Мир, 1978. - 848 с.

50. Самарский А. А., Михайлов А. П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. 2-е изд., испр. - М.: ФИЗМАТ ЛИТ, 2005.- 320с. -ISBN 5-9221-0120-Х.

51. Сиберт У.М. Цепи, сигналы, системы: В 2-х ч. Ч. 2: Пер. с англ. М.: Мир, 1988.-360 е., ил.

52. Скучик. Е. Основы акустики. Перевод с английского. М., Изд. «Мир», 1976, т. 1, 2.

53. Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM PC. Под ред. У. Томпкинса и Дж. Уэбстера, пер. с англ. М.: Мир. 1992.

54. Соучек Б. Микропроцессоры и микроЭВМ: Пер. с англ./ Под ред. А.И. Петренко. М.: Сов. радио, 1979. - 520 с.

55. Справочник по специальным функциям с формулами, графиками и математическими таблицами Под ред. М. Абрамцева и И. Стиган М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1979. - 832 е.: ил.

56. Тарасов И. Е. Разработка цифровых устройств на основе ПЛИС Xilinx с применением языка VHDL. -М.: Горячая линия Телеком, 2005.- 252 е.: ил.

57. Тарасов И.Е., Тетерин Е.П., Потехин Д.С. Проблемно-ориентированный подход к разработке мультипроцессорных устройств класса «Система на кристалле» с применением ПЛИС // Проектирование и технология электронных средств. №3/2002

58. Теория систем автоматического управления / В.А. Бессекерский, Е.П. Попов. Изд. 4-е, перераб. и доп. - СПб, Из-во «Профессия», 2003. - 752с.

59. Тетерин Е. П. и др. Комплексный ультразвуковой метод измерения физических параметров жидкостей. Нижний Новгород, 1997, 2-я Всероссийская научно-техническая конференция "Методы и средства измерения физических величин", с.14

60. Тетерин Е. П. и др. Эксресс-анализ качества жидкостей. -Химическое и нефтегазовое машиностроение. №3, 1999, с.21-22.

61. Толстов Г.П. Ряды Фурье. М.: Наука, 1980. - 381 с.

62. Труэлл Р., Эльбаум Ч., Чик Б. Ультразвуковые методы в физике твердого тела. Перевод с англ. Под ред. И. Г. Михайлова -М.: Мир, 1972. -301 с.

63. Ультразвуковые преобразователи для неразрушающего контроля / Под ред. И.Н. Ермилова. М.: Машиностроение, 1986. 280 с.

64. Ультразвуковое устройство для комплексного измерения физических параметров жидких сред. Заявка на изобретение. МКИ G01N 29/02 Тетерин Е.П., Тарасов И.Е., Потехин Е.П., N 99101141 от 28.01.99

65. Фарлоу С. Уравнения с частными производными для научных работников и инженеров: Пер. с англ. М.: Мир, 1985.-384с.

66. Федорков Б. Г., Телец В. А., Дегтяренко В. П. Микроэлектронные цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи М.: Радио и связь, 1984.

67. Физические величины: Справочник / А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, A.M. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихава. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 1232 с.

68. Цифровая обработка сигналов/Jl.M. Гольденберг, Б.Д. Матюшкин, М.Н. Поляк. 2-изд., перераб. и доп.-М.: Радио и связь, 1990 - 256 е.: ил.

69. Чернов В.Г. Устройства ввода-вывода аналоговой информации для цифровых систем сбора и обработки данных. М.: Машиностроение, 1988. -184 е., ил.

70. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 3-х томах: Пер. с англ. 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Мир, 1993.

71. Цифровая обработка сигналов/Л.М. Гольденберг, Б.Д. Матюшкин, М.Н. Поляк. 2-изд., перераб. и доп.-М.: Радио и связь, 1990 - 256 е.: ил.

72. Шарапов В. М., Мусиенко М. П., Шарапова Е. В. Пьезокерамические преобразователи физических величин / Под ред. В.М. Шарапова. Черкассы: ЧГТУ, 2005.-631с.

73. Шульга Н. А., Болкисев А. М. Колебания пьезоэлектрических тел / Отв. Ред. Б. П. Маслов; АН УССР. Ин-т механики. Киев: Наукова думка, 1990. 228 с.

74. Шутилов В.А. Основы физики ультразвука. JL: Изд-во Ленингр. унта, 1980-280с.

75. Щуп Т. Решение инженерных задач на ЭВМ.- М.: Мир, 1982.

76. Daubechies I. The wavelet transform, time- frequency localization and signal analysis// IEEE Trans. Inform. Theory. 1900 - v.36.-№5- p.961-1005.

77. Mallat S. G. A theory for multiresilution signal decomposition. The wavelat representation //IEEE Trans. Patt. Anal. Mach. Imell. 1989. - v.ll. -№7. -p.674-693.

78. Mason W.P., Piezoelectric Crystals and Their Application to Ultrasonics, Princeton, New Jersey, 1950 (см. перевод: У. Мэзон, Пьезоэлектрические кристаллы и их применение в ультраакустике).

79. Roddier С., Roddier F. Interferogram analysis using Fourier transform techniques //Appl. Opt., v26, №9, 1987. p. 1668-1673.

80. Dragan D. Mancic and Milan DJ. Radmanovic Piezoceramic ring loaded on each face: a three-dimensional approach // Technical acoustics, №2, 2002.