автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.11, диссертация на тему:Разработка помехоустойчивых методов и средств многофункциональной ультразвуковой дефектоскопии сложноструктурных изделий

На правах рукописи

СОКОЛОВ Игорь Вячеславович

РАЗРАБОТКА ПОМЕХОУСТОЙЧИВЫХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ СЛОЖНОСТРУКТУРНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Специальность 05 02 11 "Методы контроля и диагностики в машиностроении"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москв

ооз

003174625

Работа выполнена на кафедре Электронные приборы Московского энергетического института (Технического университета)

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор ВОПИЛКИН Алексей Харитонович

доктор технических наук

САМОКРУТОВ Андрей Анатольевич

доктор технических наук, профессор ГОНЧАРОВ Владимир Иванович

Ведущая организация ОАО «ЦНИИ Специального Машиностроения».

Защита состоится 8 ноября 2007 г в 14 час 00 на заседании диссертационного совета Д 217 042 03 при ОАО НПО «ЦНИИТМАШ», 115088, г Москва, Шарикоподшипниковская, 4

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО НПО «ЦНИИТМАШ»

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Диссертация посвящена разработке многофункционального комплекса помехоустойчивых методов и средств ультразвукового (УЗ) контроля изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ), используемых в оборонной и ракетно-космической отраслях промышленности Актуальность темы определяется тем, что изделия ракетно-космической техники должны иметь 100%-ную гарантию качества как на стадиях изготовления компонентов изделий и сборки готового изделия, так и в процессе переаттестации на стадии боевого дежурства, что является безусловным требованием безопасности страны Обеспечить надежную эксплуатацию указанных объектов и решить проблему увеличения срока эксплуатации указанных изделий возможно только при использовании средств неразру-шающего контроля (НК) и технической диагностики, среди которых УЗ методы являются наиболее информативными и экологически безопасными

При УЗ НК изделий из ПКМ актуальна проблема обнаружения и выделения информационных УЗ эхо-сигналов из смеси с белым шумом и коррелированной с зондирующим сигналом структурной помехой, возникающей из-за сложной гетерогенной структуры контролируемого ПКМ изделия и высокого частотно-зависимого затухания УЗ сигналов Другая особенность изделий из ПКМ - большое разнообразие, как разновидностей изделий, так и физико-механических свойств композитов, из которых они изготавливаются По этой причине для каждого нового класса изделий необходимо разрабатывать и новое аппаратное средство и алгоритм контроля, что дорого и нерационально

Эти особенности изделий из ПКМ обусловили актуальность темы и потребовали решения самостоятельной научно-технической проблемы по разработке программно-аппаратного многофункционального адаптивного комплекса помехоустойчивых методов и средств, гарантирующего высокую чувствительность и достоверность УЗ НК за счет выбора соответствующего алгоритма контроля, вида зондирующего сигнала и его параметров, алгоритма обработки эхо-сигналов, ха-

рактеристик пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП) гибко, адаптивно подстраиваемых под характеристики предназначенного для контроля изделия из ПКМ

В рамках данной диссертации обобщены результаты теоретических и экспериментальных исследований автора в области помехоустойчивой дефектоскопии, выполненных на кафедре Электронные приборы МЭИ в период с 1975 по 2007 год Результаты получены в процессе выполнения НИР по постановлениям Правительства, ГКНТ, АН, программ Минобрнауки РФ, в рамках многочисленных г/б и х/р работ

Цель работы.

Целью работы является создание аппаратно-программного комплекса средств УЗ многофункционального помехоустойчивого контроля сложнострук-турных изделий, состоящего в том числе из

- нового Сплит-способа УЗ контроля, основанного на применении предложенного автором диссертационной работы нового вида широкополосных адаптивных сложномодулированных Сплит-сигналов,

- нового типа низкочастотных широкополосных мозаичных пьезопреобра-зователей, у которых возможно программно-аппаратным способом формировать амплитудно-частотные и пространственные характеристики требуемого вида,

- новых пространственно-временных (многоканальных) алгоритмов выделения эхо-сигналов из смеси с белым шумом и коррелированной с зондирующим сигналом помехой,

- программно-управляемой многофункциональной аппаратуры УЗ НК, которая обеспечивает генерацию как простых и сложномодулированных сигналов, так и Сплит-сигнала, реализует разнообразные алгоритмы их обработки (включая алгоритм, реализующий Сплит-способ и его модификации), и осуществляет гибкую адаптацию параметров сигналов под характеристики контролируемого изделия и параметры используемых ПЭП

- новой интерактивной среды алгоритмического программирования много-

функциональной адаптивной аппаратуры УЗ контроля (среда «структурно-модульного проектирования»), основанной на оригинальном графическом интерфейсе, которая позволяет как конструировать новые алгоритмы обработки сигналов, реализуя оригинальные методы УЗ контроля, так и оперативно в процессе контроля модернизировать существующие

Методы исследования

Теоретические исследования осуществлялись с помощью методов статистической теории измерительных радиосистем, теории радиотехнических сигналов, теории антенн Для отладки алгоритмов обработки сигналов применялись методы физического и математического моделирования, корреляционный анализ, спектральный анализ Для создания аппаратуры использовались современная элементная база цифровой электроники и различные языки программирования

Экспериментальная проверка работоспособности созданной аппаратуры и методов проводилась путем УЗ контроля имитаторов и реальных изделий из ГОСМ, колокольной бронзы и бетона Метрологическое обеспечение экспериментальных исследований обеспечивалось использованием сертифицированных и поверенных образцов изделий, а также метрологически поверенной аппаратуры

Достоверность полученных результатов подтверждается многочисленными актам внедрения результатов исследований

Научная новнзна

1 Показано, что УЗ помехоустойчивый контроль протяженных сложно-структурных изделий (композитных материалов, бетонов, пластиков) возможен на основе комплекса научно-технических решений -высокочувствительных методов, основанных на Сплит-способе УЗ контроля, -гибких сложномодулированных Сплит-сигналов, -широкополосных мозаичных ПЭП с заданными параметрами, -новой интерактивной среды алгоритмического программирования - «среды структурно-модульного проектирования», -многофункциональной адаптивной программно- управляемой аппаратуры УЗ контроля

2 Предложен и реализован новый Сплит-способ УЗ контроля и его различные модификации, основанные на применении нового вида широкополосных адаптивных сложномодулированных высокочувствительных Сплит-сигналов

3 Определены новые интегральные пространственно-временные (ПВ) характеристики широкополосных преобразователей — корреляционная диаграмма направленности (КДН) и корреляционное распределение поля (КРП), которые в сочетании со Сплит-алгоритмом позволили разработать новые принципы конструирования широкополосных мозаичных ПЭП с заданными амплитудно-частотными и пространственно-временными характеристиками

4 Разработаны принципы, методика и технология проектирования широкополосных мозаичных ПЭП с заданными амплитудно-частотными и пространственно-временными характеристиками

5 Разработаны новые алгоритмы выделения информационных эхо-сигналов из структурного шума, основанные на пространственно-временной обработке сложномодулированных Сплит-сигналов

6 Разработана новая интерактивная среда алгоритмического «структурно-модульного проектирования» многофункциональной адаптивной аппаратуры УЗ контроля, позволяющая как на этапе проектирования, так и в процессе контроля оперативно конструировать и практически реализовывать новые алгоритмы формирования и обработки сигналов, обеспечивать адаптацию параметров прибора к характеристикам изделия и электроакустического тракта (ЭАТ)

7 Разработан и создан программно-управляемый многофункциональный комплекс технических средств УЗ НК, который обеспечивает генерацию простых и сложномодулированных сигналов (в том числе и Сплит-сигнала), реализует различные алгоритмы их обработки (включая алгоритм, реализующий Сплит-способ), осуществляет гибкую адаптацию параметров сигналов под характеристики контролируемого изделия и используемых ПЭП

Основные положения, выносимые на защиту

1 Теоретические основы комплексного многофункционального помехо-

устойчивого УЗ контроля сложноструктурных изделий с большим затуханием ультразвука и высоким уровнем коррелированных помех

2 Новый вид широкополосного помехоустойчивого сложномодулированно-го сигнала (Сплит-сигнал) и различные модификации Сплит-алгоритмов обработки сигналов -алгоритм динамической оптимальной фильтрации Сплит-сигнала, -алгоритмы пространственно-временного выделения Сплит-сигнала из коррелированной структурной помехи, - алгоритмы пространственно-временного выделения Сплит-сигнала из коррелированной структурной помехи, - квазиоптимальный алгоритм обработки Сплит-сигнала при УЗ контроле материалов с сильным частотно-зависимым затуханием в широком диапазоне соотношений уровней структурного и белого шума, - модифицированный Сплит-алгоритма, обеспечивающий повышенную точность измерения параметров УЗ эхо-сигналов, основанный на компенсации возникающих в ЭАТ искажений его формы, - многоканальный Сплит-способ УЗ контроля, основанный на использовании ансамбля ортогональных Сплит-сигналов, характеризующийся высокой производительностью и достоверностью НК

4 Методы выделения эхо- Сплит-сигналов из структурной помехи, основанные на оригинальных алгоритмах их пространственно-временной обработки

5 Принципы и методика проектирования и конструирования широкополосных мозаичных ПЭП с заданными пространственными и временными характеристиками

6 Интегральные пространственно-временные характеристики широкополосных преобразователей — корреляционная диаграмма направленности (КДН) и корреляционное распределение поля (КРП)

7 Интерактивная среда алгоритмического «структурно-модульного проектирования» многофункциональной адаптивной аппаратуры УЗ контроля, позволяющая создавать различные алгоритмы формирования и обработки сигналов, адаптацию параметров прибора под характеристики изделия в процессе контроля

8 Принципы конструирования и функционирования программно-управляемых многофункциональных технических средств УЗ контроля, основан-

ных на применении сложномодулированных (включая Сплит-сигнал) сигналов, пространственно-временной и частотной оптимальной фильтрации (включая динамическую оптимальную фильтрацию Сплит-сигнала) и отображении результатов НК

Практическая ценность работы и ее реализация.

Предложен и защищен патентом новый Сплит-способ УЗ НК, позволяющий существенно увеличить чувствительность УЗ НК, повысить производительность многоканального контроля, увеличить достоверность и точность измерения параметров УЗ эхо-сигналов

Созданы и защищены авторскими свидетельствами и патентами новые од-ноканальные и многоканальные способы УЗ контроля изделий сложномодулиро-ванными сигналами

Разработана новая разновидность низкочастотных широкополосных мозаичных ПЭП с заданными амплитудно-частотными и пространственно-временными характеристиками

Разработаны новые пространственно-временные и многоканальные алгоритмы выделения эхо-сигналов из смеси с белым шумом и коррелированной с зондирующим сигналом помехой, обеспечивающие надежный УЗ контроль изделий, не поддающихся контролю традиционными техническими средствами, основанными на ударном возбуждением зондирующих сигналов

На основании разработок автора был создан новый класс приборов и устройств комплексного УЗ многофункционального помехоустойчивого контроля протяженных сложноструктурных изделий Были внедрены в опытное производство предприятий ракетно-космической и оборонной отраслей промышленности ряд приборов и средств УЗ НК изделий из ПКМ в том числе новый класс УЗ эхо-импульсных дефектоскопов УЗ-ФМ-1, УЗ-ФМ-З, УЗ-ФМ-5 с использованием ФМ сигналов Баркера, М-последовательностей и ортогональных ФМ-сигналов и согласованной фильтрацией эхо-сигналов, новый класс УЗ эхо-импульсных толщиномеров авиационных ПКМ с измерением толщины по значению максимума АКФ

УЗТ-1, эхо-импульсных толщиномеров со спектральной оптимальной фильтрацией ЛЧМ сигналов "СПЕКТР", автоматизированных адаптивных систем УЗ теневого контроля с использованием ЛЧМ сигналов УЗД-МП-1 и УЗД-МП-2М , внедренных в опытную эксплуатацию в НПО "СОЮЗ" и принятых к серийному производству

Достоверность выносимых на защиту научных положений

Достоверность выносимых на защиту научных положений подтверждается многочисленными актам внедрения результатов исследований, проведенных в интересах предприятий оборонной и ракетно-космической промышленности по созданию новых методов и устройств для УЗ контроля изделий из ПКМ, результатами НК специальных конструкций из бетона, результатами НК изделий из колокольной бронзы старинного литья (большие колокола звонницы Московского Кремля и колокола храма Христа Спасителя), проведенного в рамках Государственной экспертизы Дефектоскопы УЗ-ФМ-1 и УЗ-ФМ-З награждены бронзовой и серебряной медалями ВДНХ, эхо-импульсный толщиномер "СПЕКТР" занял первое место на Всесоюзном конкурсе средств НК изделий из ПКМ (1989 г), комплекс работ, выполненных при непосредственном участии автора диссертации удостоен премии Гособразования СССР (1990 г), «Универсальный многофункциональный компьютерный комплекс УЗ неразрушающего контроля и диагностики сложноструктурных материалов и изделий» на IV Московском международном салоне инноваций и инвестиций награжден Золотой медалью (2004 г ) Разработанные средства УЗ НК используются в учебном процессе МЭИ

Апробация полученных результатов

Результаты исследований были доложены на 15 Всесоюзных, российских научно-технических конференциях, 5 международных конференциях и симпозиумах По результатам исследований опубликовано 104 печатных работы, получено 25 авторских свидетельства, патента на изобретение, свидетельства на полезную модель

Структура и объём работы

Диссертация состоит из Введения, 7 глав, списка литературы и 2 приложений Работа содержит 186 рисунков, 3 таблицы список литературы из 191 наименований Общий объем работы 275 страниц

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении сформулированы проблема и актуальность многофункционального помехоустойчивого УЗ контроля сложноструктурных изделий с большим затуханием УЗ сигналов, сформулирована цель работы, научная новизна работы, перечислены положения, выносимые на защиту, практическая ценность, публикации и апробация результатов работы.

В Главе 1 делается обзор исследований по развитию помехоустойчивых методов УЗ контроля сложноструктурных изделий. Отмечается большой вклад в развитие УЗ методов контроля российских ученых И.Н.Ермолова, А.К.Гурвича, В.Г.Шербинского, Ю.В.Ланге, Н.П.Алешина, А.Х.Вопилкина, В.Г.Шевалдыкина,

A.А.Самокрутова. Показывается, что приоритетные работы в развитии помехоустойчивых радиотехнических методов УЗ контроля сделаны учеными МЭИ -

B.П.Аксеновым, Е.Г.Точинским, И.С.Поповым, В.К.Качановым, В.Г.Карташевым, А.И.Питолиным, В.П.Попко, Г.Ю.Рябовым.

дефект 1 • • дефект 2 ' / о дефект 3

В первой главе подробно обсуждаются проблемы УЗ контроля сложноструктурных изделий с большим интегральным затуханием ультразвука:

Во-первых, особенностью УЗ контроля сложноструктурных изделий из ПКМ является то, что из-за аномально высокого частотно-зависимого затухания УЗ сигналов контроль проводят на относительно низкой УЗ частоте ( =¡100 кГц). Это, в свою очередь, приводит к появлению ряда специфичных для НЧ УЗ НК проблем: низкая разрешаю-

Рис.1. Схема УЗ эхо-импульсного контроля протяженного сложноструктурного изделия.

щая способность, высокая погрешность определения толщины изделия или координаты дефекта

Во-вторых, вследствие большого интегрального ослабления амплитуды эхо-сигналов (А22, А23 на рис 1 ,б) оказываются сопоставимыми с уровнем белого шума ипорог= иба1 шум приемного тракта, или находятся ниже его (А2з)

В-третьих, вследствие сложной структуры ПКМ информационные эхо-сигналы маскируются отражениями от структурных неоднородностей ПКМ (сигнал А2з и ниже уровня £/в„ шум, и сопоставим с амплитудой сигналов, отраженных от элементов структуры - структурным шумом)

В-четвертых, белый и структурный шумы не только маскируют эхо-сигналы, снижая вероятность их обнаружения, но и искажают форму эхо-сигналов, что увеличивает погрешность измерения времени запаздывания эхо-сигналов (в НЧ УЗ диапазоне погрешность измерения местоположения дефектов может быть сопоставима с размерами изделия)

Тем самым, разрабатываемые методы и устройства должны обеспечивать максимально возможное неискажающее электроакустическое преобразование и высокоточное измерение параметров УЗ эхо-сигналов

В обзоре показывается, что в большинстве традиционных приборов УЗ НК выделение эхо-сигналов из шумов и помех не производится, сигналы, находящиеся ниже порога и„орог отсекаются, вследствие этого информация о возможных дефектах изделия (или о структуре ПКМ) уничтожается На основании положений теории оптимальной фильтрации сигналов и положений пространственно-временной обработки (ПВО) сигналов в диссертации обосновывается необходимость разработки и использования методов и алгоритмов, увеличивающих помехоустойчивость УЗ контроля сложноструктурных изделий Суть этих решений заключается в обнаружении эхо-сигналов, находящихся ниже уровня белого шума и замаскированных структурным шумом, выделении их из шумов и помех и возможно более точном измерении параметров эхо-сигналов

Тк механизмы появления белого и структурного шума различны, то отдельно рассматриваются пути решения проблемы выделения эхо-сигналов из бе-

лого шума и из структурного шума Обсуждаются погрешности в измерении параметров эхо-сигналов (параметров изделия), возникающие из-за искажений эхо-сигналов шумами и помехами в ЭАТ Определены основные статистические характеристики структурного шума для упрощенных моделей ПКМ, поясняется зависимость параметров структурного шума от числа и размера отражателей, соотношения X и среднего размера акустических неоднородностей £>, влияния радиоимпульсного характера УЗ эхо-сигналов и многократных переотражений в материале сложноструктурных изделий, ДН ПЭП (чем уже ДН, тем меньше уровень структурного шума) Показывается, что структурный шум представляет собой случайный процесс, и может быть охарактеризован плотностью вероятности (законом распределения), дисперсией, корреляционной функцией и энергетическим

спектром, что энергетический спектр структурного шума соответствует спектру зондирующего сигнала и спектрам эхо-сигналов от дефектов

В диссертации предлагается алгоритм выделения УЗ эхо-сигналов из коррелированных помех а) декорреляция эхо-сигнала и коррелированной помехи, б) накопление полезного эхо-сигнала и подавление помехи Показывается, что может осуществляться декорреляция частотных, временных и пространственных (при многоканальном контроле, в частности, с использованием фазированных антенных решеток (ФАР)) параметров УЗ эхо-сигнала и параметров структурной помехи

Показывается, что для НЧ высокоточного УЗ контроля широкополосными сигналами с длительностью порядка длительности периода несущей частоты (ТС=Т0), необходимо обеспечить неискажающее электроакустическое преобразование (ЭАП), т к возникающая погрешность при НЧ контроле может оказаться сопоставимой с размерами изделий Для этого необходимо оптимизировать параметры ПЭП Показывается, что необходимым условием создания УЗ широкопо-

• Кф

\

V ]Уо /

Рис 2 Выбор оптимальной полосы пропускания ПЭП

лосного "неискажающего" ПЭП является обеспечение полосы пропускания ПЭП А/™ (Рис 2), соответствующей ширине спектра сигнала Д/с Д/„„ = Д/с, узкой ДН ПЭП, отсутствием искажений УЗ сигнала в ближней зоне и равномерным распределением акустического поля

поля в широкополосном ПЭП различен Следовательно, в разных точках поля формируются отличные друг от друга «пространственные» АЧХ, различным образом искажая сигнал, что приводит к погрешности в измерении дефектов при НЧ контроле за счет неравномерности поля ПЭП Т к НЧ ПЭП имеет относительно протяженную ближнюю зону, то при контроле изделий из ПКМ необходимо обеспечивать равномерное акустическое поле и в ближней зоне ПЭП Следовательно, в неискажающем НЧ ПЭП необходимо создавать широкую полосу с П-образной АЧХ и равномерным распределение акустического поля (в том числе и в ближней зоне ПЭП)

Таким образом, анализ проблем УЗ контроля сложноструктурных изделий с большим затуханием УЗ сигналов показал, что помехоустойчивый контроль таких изделий требует развития специальных методов выделения УЗ эхо-сигналов из белого шума, основанных на использовании УЗ широкополосных сложномодулированных сигналов, разработки методов выделения УЗ эхо-сигналов из структурного шума, разработки НЧ широкополосных неискажаю-щих ПЭП с узкой ДН, неискажающей «ближней зоной» и равномерным распределением акустического поля

заключается в неравномерности акустического поля широкополосного ПЭП В диссертации показывается, что широкополосный ПЭП на различных частотах имеет различные пар-

Другая причина искажения УЗ сигналов

а б в г д

Рис 3 Набор парциальных ДН широкополосного ПЭП

циальные ДН (рис 3,а-г) При сложении всех ДН (рис 3,д) видно, что вклад разных частот в суммарную АЧХ в разных точках

Во второй главе приводится обзор известных решений проблемы выделения УЗ эхо-сигналов из белого шума за счёт использования известных из радиолокации «длинных» сложномодулированных (СМ) сигналов с последующей их

оптимальной фильтрацией.

В изделии (рис.4,а) УЗ ФМ эхо-сигналы, отраженные от двух дефектов, не различаются на фоне белого шума (в), и не разрешаются во времени.

После оптимального фильтра

Рис.4. Применение в УЗ дефектоскопии сложномодулированных сигналов для одновременного увели- (ОФ) сжатые СМ сигналы раз-чения чувствительности и разрешающей способно-

решаются во времени и за счет увеличения амплитуды главного лепестка выделяются из шума (г). Временное положение эхо-сигналов фиксируется по положению максимумов сжатых импульсов. Впервые УЗ ФМ сигналы стали применяться для неразрушающего контроля

Осциллограф 2 _

дБ Р Д>*имичос*1Л оывоа • [ Отвепъй си

1Ф иСД 3

Зондирующий сигнал: ФМ код Барксра 13

.эхо-сигнал

|0 мне Сжхро.. | М«ждцх |а («с Г Разность 1-2 (300 ^ м«

Осциллограф 2

■ |0твспьй а »пап после ОФ и С& 3

Зондирующий сигнал: "ударное возбуждение"

.эхо-сигнал

[о ^ *жс Сикро... | Маркер: |0 м

" Г Разность 1-2 [ЗОО 2 м

Зондирующий сигнал: ударное возбуждение

Л

[о 3 **с Сидра., | Мерке«* |0. м

" Разность 1-2 рОО 3 м

а)

б)

Рис.5. Преимущество использования СМ сигналов по сравнению с сигналом ударного возбуждения: а). ФМ сигнала Баркера N£=13 (Тэ=То) в условиях белого шума. б). Сравнение разрешающей способности при использовании ЛЧМ сигнала (а) и импульса ударного возбуждения.

ПКМ в МЭИ (1974 г) Начиная с 1975г автор участвовал в создании многочисленных методов и приборов, использующих различные УЗ ФМ и ЧМ сигналы Благодаря внедрению цифровой техники в последние годы сложномодулирован-ные сигналы стали широко использоваться в различных отечественных и зарубежных приборах

Очевидно, что для успешного применения СМ сигналов в УЗ дефектоскопии база Б^ТсА/с должна быть существенно больше 1, а форма автокорреляционной функции (АКФ) сигнала иметь один главный максимум и низкий уровень боковых лепестков (нескомпенсированных остатков) Этим условиям отвечают ЧМ и ФМ сигналы, модулированные кодами Баркера, Хаффмена, Голлея На рис 5 в сравнении показаны осциллограммы СМ и ударно-возбужденных эхо-сигналов в УЗ дефектоскопии - сжатие УЗ ФМ сигнала Баркера в ОФ позволяет обнаружить эхо-сигнал от дефекта на фоне белого шума (рис 5 а) Сжатие УЗ ЛЧМ сигнала обеспечивает высокую разрешающую способности контроля, т к длительность сжатого сигнала составляет сопоставима с длительностью период несущей (средней) частоты Т0 (рис 5 б)

Использование УЗ СМ сигналов повышает точность определения временного положения УЗ эхо-сигнала при измерении положения сигнала по максимуму АКФ, по производной АКФ (на способ контроля получено авторское свидетельство) В последние годы УЗ ФМ сигналы получили широкое распространение в нашей стране и за рубежом при многоканальном контроле больших по площадям изделий с целью увеличения производительности контроля за счет использования одновременно ансамбля п ортогональных ФМ М-сигналов (способ контроля защищен авторским свидетельством)

Эти и другие многочисленные методы УЗ контроля, основанные на использовании УЗ ЧМ и ФМ сигналов, защищенные авторскими свидетельствами и патентами при участии автора, на первом этапе развития УЗ помехоустойчивого контроля в 1970-1990-е г г позволили в основном решить проблему помехоустойчивого контроля Однако им присущ общий недостаток чтобы изменить, напри-

мер, базу ФМ сигнала для увеличения чувствительности контроля, или применить ФМ сигнал с иным кодом модуляции, необходимо было создавать каждый раз новый генератор и приемник для нового ФМ сигнала К недостаткам ФМ сигналов можно отнести также сложный характер спектра сигналов и искажение спектра сигналов в частотно-зависимом ЭАТ (в ПЭП), устранить которое аппаратными средствами чрезвычайно сложно - один из способов описан в диссертации автора, представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук (1982

Таким образом, разработанные в 1990-е г г и рассмотренные в обзоре сложномодулированные УЗ ФМ, ЧМ сигналы не могут обеспечить адаптацию параметров сигнала под характеристики многочисленных изделий из ПКМ Эти недостатки потребовали создания специально для целей УЗ помехоустойчивого контроля нового типа сложномодулированного Сплит-сигнала, обеспечивающего гибкую подстройку параметров сигнала под характеристики контролируемого изделия, компенсацию искажений УЗ сигнала в ЭАТ Одновременно ставится задача создания НЧ широкополосных мозаичных преобразователей, в которых на стадии проектирования возможно задавать необходимые характеристики для неискажающего преобразования широкополосных сигналов

Рис 6 Сравнение сигналов по параметру "чувствительность" УЗ контроля а)- импульс ударного возбуждения, в)-ФМ сигнал Баркера, г)- ФМ М-сигнал в непрерывном режиме следования, д)- Сплит-сигнал Штриховкой показана «информационная» часть сигнала

Г)

и „Л

л

В третьей главе рассматриваются свойства предложенного автором специально для решения задачи УЗ контроля ПКМ нового вида сложномодулирован-ных сигналов - Сплит-сигналов, у которых в процессе проведения УЗ контроля можно оперативно в широких пределах менять основные параметры (среднюю частоту и ширину частотного спектра, значение базы сигнала, форму АЧ и ФЧ спектров). Применение запатентованного Сплит-способа позволяет подстраивать параметры Сплит-сигнала под характеристики контролируемого изделия с целью

учета возможных искажений сигналов в контролируемой среде и осуществления компенсации этих искажений, как на стадии генерации сигнала, так и на стадии обработки эхо-сигнала.

Временные диаграммы, показанные на рис.6 поясняют энергетическое преимущество Сплит-сигнала перед известными радиолокационными СМ сигналами в обеспечении чувствительности УЗ НК. Если полагать, что абсолютная чувствительность УЗ контроля определяется энергией зондирующего сигнала Е=1/2ТС, то эта чувствительность пропорциональна заштрихованной площади, занимаемой зондирующим импульсом ударного возбуждения (рис.6,а), УЗ ФМ сигналом (в),

ФМ М-сигналом в режиме непрерывного следования (г). Все остальное время 4 (время контакта ПЭП с изделием) используется с точки зрения обеспече-

Рис.7. Временные диаграммы сплит-способа УЗ контроля

ния чувствительности контроля непродуктивно

В «Сплит-способе» информационный сигнал (штриховка на рис 6,д) излучается на всем промежутке времени соответственно возрастает энергия (а значит и база В сигнала) Чувствительность приближается к теоретическому значению (для данного и достигается без уменьшения разрешающей способности

Особенностью Сплит-сигнала является неотъемлемая необходимость одновременно определять алгоритм его формирования и обработки (Сплит-алгоритм или Сплит-способ) В Сплит-способе (рис 7) излучается последовательность N радиоимпульсов (квазигармоник), с периодом повторения Т„ и длительностью каждый (а) с несущей частотой/.,, дискретно с шагом А/, меняющейся от импульса к импульсу в пределах от /„„до /тах Форма огибающей радиоимпульсов ит(0 выбирается в зависимости от конкретных условий зондирования На первом этапе процедуры динамической согласованной фильтрации каждая из эхо-квазигармоник (б) с задержкой 13, пройдя через перестраиваемый, согласованный с ней ОФ, фильтруется (в) и с целью дальнейшего накопления запоминается На втором этапе реализуется операция оптимального суммирования В зависимости от критерия, суммирование АКФ квазигармоник в накопителе может производиться с различными амплитудными весами После суммирования сжатый во

времени Сплит-сигнал (г) имеет ширину ~ (1—2)7^ Структурная схема аппаратуры, реализующей алгоритм Сплит-способа УЗ контроля, приведена на рис 8 Последовательность квазигармоник (рис 8) формируется следующим образом задаются частоты квазигармоник, их длительность и форма огибающей в формирователях "цикл измерений", "цикл гармоник" и "формирование гармоники"

Рис 8 Структурная схема аппаратуры, реализующей алгоритм сплит-способа УЗ НК

лгл

/ г

\

Рис.9. Усредненная сквозная АЧХ широкополосного мозаичного ПЭГ1

в)

г)

д)

Рис. 10. Реализация возможностей Сплит-алгоритма с целью коррекции АЧХ ЭАТ

Далее формируется с помощью ЦАП и излучается первая квазигармоника; отраженная УЗ первая квазигармоника оцифровывается, подвергается согласованной фильтрации. Для этого с помощью алгоритма быстрого преобразования Фурье вычисляются спектры излучаемой квазигармоники и принятого эхо-сигнала, эти спектры перемножаются, после чего вычисляется обратное быстрое преобразование Фурье произведения спектров. Результат вычисления представляет собой взаимнокорреляцион-ную функцию (ВКФ) излученного и принятого сигналов. Полученный результат в виде массива значений заносится в предварительно очищенный буфер. После этого излучается вторая квазигармоника, эхо-сигнал которой обрабатывается аналогично и затем суммируется с сигналом, содержащимся в

буфере, результат сохраняется в буфере. Таким образом, последовательно излучаются и обрабатываются все квазигармоники Сплит-сигнала. В результате в буфере формируется сжатый Сплит-сигнал, форма которого соответствует АКФ сигнала (рис. 8,г).

Сплит-сигнал обладает алгоритмической гибкостью, в основу которой положен принцип гармонического синтеза информационного эхо-сигнала. Это свойство позволило решить проблему компенсации искажений эхо-сигнала в ЭАТ за

счет коррекции спектра Сплит-сигнала На рис 9 приведена типичная усредненная сквозная АЧХ НЧ широкополосного мозаичного ПЭГГ

На рис 10 показана упрощенная схема Сплит-сигнала, состоящего из 4 квазигармоник с частотами Í2, Гз, f4 1-я и 4-я квазигармоники при прохождении через ЭАТ не ослабляются, амплитуда 2-ой квазигармоники ослабляется в 2 раза, 3-ей -в 1,5 раза (б) Вид квазигармоник после оптимальной Сплит-фильтрации изображен на рис 10,в, сжатый Сплит-сигнал (г) искажен - длительность основного лепестка возросла, а амплитуда уменьшилась Сплит-алгоритм позволяет осуществить амплитудную коррекцию искажений, возникающих в ЭАТ, для чего следует увеличить амплитуду 2-й квазигармоники в 2 раза, 3-ей гармоники — в 1,5 раза В результате все эхо-квазигармоники после ОФ будут иметь одинаковую амплитуду, форма сжатого Сплит-сигнала улучшается, приближаясь к теоретической, соответствующей АКФ сигнала (г) Наряду с амплитудной коррекцией с помощью модифицированного Сплит-алгоритма возможна коррекция искажений УЗ за счет временной компенсации энергию квазигармоник зондирующего Сплит-сигнала можно увеличить за счет их многократного переизлучения или увеличения длительности

Коррекция искажений УЗ позволяет повышать точность измерения параметров эхо-сигналов и разрешающую способности УЗ НК При контроле ПКМ с ярко выраженной частотной зависимостью затухания УЗ сигналов «обедняется» ВЧ часть спектра, что приводит к искажению АКФ сигнала Применение частотной коррекции позволяет скомпенсировать потери ВЧ составляющих, в результате АКФ сигнала улучшается (д), погрешность измерения эхо-сигнала существенно уменьшается При наличии двух близко расположенных эхо-импульсов коррекция их формы восстанавливает изначальную форму сигнала, импульсы разрешаются В сравнении с другими системами, использующими классическую согласованную фильтрацию, процедура согласованной фильтрации Сплит-сигнала выполняется быстрее и проще, чем классическая согласованная фильтрация ЧМ и ФМ сигнала соизмеримой базы Современные ультразвуковые дефектоскопы строятся на базе микропроцессорных устройств, что предполагает наличие аналого-цифровой пре-

образователя, в котором непрерывный процесс дискретизируется по времени и по уровню (амплитуде). Шаг Atd временной дискретизации (период дискретизации) выбирают в соответствии с рекомендациями теоремы Котельникова.

Сравним количество выборок, потребное для оцифровки, например частотно-модулированного сигнала и сплит-сигнала. Для 4M сигнала со средней частотой /„ = 1 MHz, в полосе частот Д/е = 1 MHz и длительностью Г, =500 ms частота дискретизации fd выбирается равной 3 MHz, а период дискретизации Atd = .33 /¿S. Таким образом, для оцифровки этого сигнала необходимо сделать не менее Nj > 1.5-106 выборок.

Вместе с тем, В. А. Котельниковым была доказана аналогичная теорема, но только для полосовых сигналов, односторонний спектр которых заключен между частотами fh и f,. В соответствии с этой теоремой полосовая функция может

Рис. 11. Мгновенный спектр Сплит-сигнала

б.

Рис. 12. Мгновенные спектры ФМ сигнала (а), 4M сигнала (б) быть однозначно восстановлена по ее отсчетам Un(nAt), взятым через интервалы

времени Дt=-

, Если эти отсчеты представить в виде потока 8 - импульсов

2_ип{пМ)5{1-пМ), то исходную функцию, в принципе, можно точно восстановить. Для этого необходимо поток импульсов пропустить через идеальный полосовой фильтр с верхней и нижней границей полосы пропускания соответственно /4 и /(. Основываясь на выводах из теоремы для полосовых сигналов, процесс оцифровки представляется возможным организовать таким образом, что при одинаковой базе, а значить и соизмеримой помехоустойчивости, сплит-сигнал можно предста-

вить существенно меньшим количеством выборок Анализ полученного в результате "оконного преобразования Габора" мгновенного спектра Сплит-сигнала (Рис 11 ) (в сравнении с мгновенными спектрами других сложномодулированных сигналов - ФМ Баркера 13 - Рис 12 а и ЧМ - Рис 12 6), говорит о том, спектральная полоса каждой квазигармоники, существенно меньше средней частоты и может быть взята в качестве основы для выбора частоты дискретизации Так, для сплит-сигнала с характеристиками, совпадающими с характеристиками описанного выше ЧМ сигнала при максимальном значении задержки эхо-сигнала 'max =Ю0 /jS , шаг частоты квазигармоник не более Afg <10 kHz Следовательно, при общей полосе частот Д/е=1 MHz, количество квазигармоник Ng= 100, а длительность каждой квазигармоники tg, =5 mS Таким образом, частотная полоса квазигармоники Д/в4 s = 200 Hz, а частота дискретизации имеет величину порядка fd > 400 Hz Теоретически, общее количество выборок достоверно представляющих сплит-сигнал не превышает W, >2 10г Это почти на четыре порядка меньше, чем при дискретизации любого другого сложномодулированного сигнала с аналогичными частотно-временными характеристиками На практике, частоту дискретизации выбирают значительно выше, но, тем не менее, выигрыш в объеме выборки может составлять 102 раз и более

В литературе многократно описывались методы и устройства УЗ многоканальной дефектоскопии, для повышения производительности в которых применялись ансамбли квазиортогональных СМ сигналов Вместе с тем, общим недостатком известных технических решений являются ограничения на размер ансамбля и низкую степень взаимной ортогональности Проведенные теоретические исследования, математическое и натурное моделирование дают основания говорить о том, применение Сплит-сигналов позволяет практически полностью снять эти проблемы Расчеты показывают, что, например, при использовании Сплит-ансамбля из 100 квазигармоник позволяет получить до 100' реализаций ортогональных Сплит-последовательностей, а при соблюдении определенных условий, заключающихся в соответствующем выборе формы огибающей Сплит-гармоник и закона изменения их несущей частоты, могут быть сформированы последовательности с полным отсутствием взаимной корреляции Следует отметить, что, в отличие от ансамблей ФМ сигналов, для которых характерен рост взаимной

корреляции при увеличении амплитудных или фазовых искажений, амплитудно-и фазочастотные искажения Сплит-сигналов на практически не вызывают роста коэффициента взаимной корреляции

Таким образом, предложенный и разработанный автором специально для задач УЗ НК Сплит-сигнал (Сплит-способ) наряде с тем, что обладает всеми достоинствами радиолокационных ФМ и ЧМ сигналов, характеризуется лучшей потенциальной чувствительностью, присущей только Сплит-способу алгоритмической гибкостью, которая позволяет формировать Сплит-сигнал в заданном интервале частот и гибко менять этот интервал, позволяет компенсировать возможные искажения спектра сигнала в ЭАТс целью получения идеальной АКФ, обеспечения высокого значения разрешающей способности контроля и высокой точности измерения временного положения эхо-сигнала (высокой достоверности контроля) Алгоритмическая гибкость Сплит-сигнала позволяет производить адаптацию параметров сигнала, алгоритмов обработки сигналов, под характеристики контролируемого изделия Благодаря этому Сплит-сигнал становится важнейшим звеном при создании адаптивного многофункционального помехоустойчивого комплекса УЗ контроля сложноструктурных изделий с большим затуханием УЗ

В четвертой главе приводятся результаты синтеза гибких мозаичных НЧ широкополосных ПЭП, в которых возможно создавать требуемые характеристики (П-образную АЧХ, узкую ДН, равномерное распределение поля практически нулевую ближнюю зону и минимальный уровнем боковых лепестков) для неиска-жающего преобразования широкополосных УЗ сигналов Такие гибкие высокочувствительные ПЭП являются необходимым элементом адаптивного многофункционального аппаратно-программного комплекса помехоустойчивого контроля сложноструктурных изделий с большим затуханием сигналов

Создание АЧХ требуемой формы осуществляется с помощью разработанных в 1970-е г г в МЭИ составных мозаичных ПЭП, представляющих набор (матрицу) элементарных пьезоэлементов (ПЭ), которые могут быть объединены элек-

трически или акустически (рис 13) Для существенного расширения полосы пропускания НЧ ПЭП, синтеза требуемой формы АЧХ и синтеза акустического поля заданной формы пьезоэлементы выбираются разновысокими с высотой Ьц, кц, Ыз, кы, к,5

В диссертации автором разработана технология изготовления широкополосных монолитных мозаичных НЧ ПЭП с малой апертурой, позволяющая создавать широкополосный ПЭП со 100% полосой пропускания (А/ ~/о) с АЧХ заданной формы для работы в составе фазированных антенных решеток (ФАР) Необходимым элементом для расчета гибких неискажающих широкополосных мозаичных ПЭП является характеристика пространственного распределения акустического поля широкополосного ПЭП В УЗ дефектоскопии отсутствуют такие характеристики поля широкополосного ПЭП Наборы парциальных ДН (каждая ДН харак-

Рис 13 Широкополосный мозаичный ПЭП

теризует поле ПЭП на одной частоте) не дают полного представления о поле широкополосного ПЭП Поэтому в работе автором вводится новая интегральная характеристика поля широкополосного ПЭП - корреляционное распределение поля (КРП), представ-Рис 14 КРП широкополосного УЗ ,

ПЭП (АР52) для ФМ сигнала Баркера ляющая поле максимумов ВКФ сигнала

14,-7 (рис 14) Для снятия КРП широкополосного

ПЭП в каждой точке поля производится «прием» УЗ широкополосного сигнала, вычисляется его АКФ и строится трехмерное поле распределения максимумов

АКФ, которое дает интегральную характеристику широкополосного ПЭП сразу во всем диапазоне частот

Эта характеристика говорит о направленности излучения ПЭП, потому она также названа «корреляционная диаграмма направленности» (КДН) широкополосного ПЭП КДН (КРП) используется как компактная и наглядная форма представления одновременно частотных и пространственных характеристик широкополосных ПЭП, используется при синтезе широкополосных ПЭП с линейной АЧХ и равномерным полем Сам факт использования оптимальной обработки УЗ сигналов приводит к тому, что производится их корреляционная пространственная обработка Таким образом, КРП и КДН являются не только удобным способом представления ПВ характеристик широкополосных ПП, но и единственно возможным способом представления поля широкополосных ПП при использовании оптимальной фильтрации сигналов

Для создания равномерного поля широкополосного ПП надо обеспечить равные парциальные ДН для каждой частоты ПЭП, что реализовано в СВП и в похожем по профилю мозаичном широкополосном ПЭП В обоих случаях профиль ПЭП формируется как набор большого числа кольцевых ПЭП с диаметрами Б] - Бз (рис 15,а,б,в), которые формируют одинаковые парциальные ДН и тем самым «равномерную» суммарную ДН (0=0,) Однако эксперимент и строгий расчет поля показал, что равномерная

суммарная ДН (равномерное поле) СВП получается толь-

Рис 15 Идея синтеза

широкополосного ПЭП ко ПРИ Учете формы главного лепестка и уровня бокового колецб°Ра <<вложенных>> излучения каждого парциального кольца Компенсация боковых лепестков и построение равномерного поля широкополосного ПЭП возможна только при использовании гибкой технологии мозаики В разделе приведены характеристики синтезированной антенной мозаич-

л2а3,/2>

тн < 4 1 1 3 г в 4 2 iJs 00 00 6

Ф 2 1 1 2 1 4 | 5

Ф1 2 1 1 1 II 3 6

Ф 1 1 2 Ф' 5

si0 3 5 4 6 3 5 00 у 0 /

Рис 16 Топология базовой» антенны АР52

-74 \\ л- —

- } 1 (Л — — — —

/ ч

7 / — -

ной решетки (АР52) из 52 ПЭ, построенной по принципу СВП с несколькими группами разновысоких ПЭ сечением 7x7 мм с добротностью Q=10 Присутствуют (рис 16) 6 групп ПЭ с резонансными частотами 90кГц (1), ЮОкГц (2), 120кГц (3) и 140 кГц (4), 15бкГц (5), 175 кГц (6) Апертура антенны L=70mm Каждая группа ПЭ электрически независима, благодаря чему с помощью корректирующих резисторов создана линейная АЧХ в области 90-170 кГц Однако линейная АЧХ АР52 оказывается нелинейной при ее измерении на различных расстояниях от антенны Соответственно меняется и форма сигнала на расстоянии 20 мм сигнал как бы раздваивается и его можно интерпретировать как два близко расположенные дефекта, на удалении более 50 мм искажения сигнала уменьшаются (рис 17)

s-'+A дай i 'и

_ —1 ...

Mfl to Ifm

—

— —

Рис 17 АЧХ и форма сигнала на расстояниях 20 и 50 мм от АР52

Искажение АЧХ минимизировано в синтезированной широкополосной 55-элементной антенне АР55 (топология показана на рис 18), где использован тот же принцип СВП, но с предварительной оптимизации каждой парциальной ДН Широкополосная АР55 представлена как суперпозиция «вложенных» друг в друга парциальных малоэлементных узкополосных АР, которые оптими-

Рис 18 Топология широ- зированы по ширине главного лепестка ДН, уровню кополосной антенны АР55

боковых лепестков ДН, «плотности заполнения» ан-

IW'I

liTu

so J ьП(

Рис 19 АЧХ и форма сигнала на расстояниях 20 и 50 мм от АР55

тенных решеток АЧ и временные характеристики АР55 (рис 19) показывают, что АЧХ антенны на разных расстояниях от антенны близки к П-образной форме, а искажения сигнала (как в ближней, так и в дальней зоне) минимальны На рис 20-21 проводится сравнение корреляционных характеристик базовой АР52 с оптимизированной АР55 для Сплит-сигнала с октавной полосой частот КРП оптимизированной АР55 в поперечном и продольном сечениях и даже в непосредственной близости от антенны имеет практически идеальный характер, что показывает преимущества оптимизированной АР55 перед АР52, построенной по принципу СВП Улучшение пространственной фильтрации сигналов в широкополосных антеннах обусловлено и оптимизацией топологии

л лсмю-ашюг о оогомосвосв 0.1

.0.1 -ШМОЭДМ-ШВ 0 QIS0.04 OISO.OB 01

Рис 20 Поперечное сечение КРП АР52 (слева) и АР55 (справа) на расстоянии 20 мм от ПЭП

антенны и корреляционным способом представления антенн Опыт показывает, что использование предложенных в диссер-

Рис 21 КРП вдоль продольной оси z АР52 (слева) и АР55 (справа)

тации интегральных пространственных характеристик ПЭП позволяет оптимальным образом конструировать широкополосные мозаичные ПЭП с заданными параметрами В частности, в данной работе были разработаны широкополосные мозаичные

28

50

70 % 110 130 150 Рис.23. АЧХ ПЭП

ПЭП с малой апертурой для НК сложноструктурных изделий в составе ФАР. Гибкая технология мозаики позволила создать УЗ ПЭП с малой апертурой (её размер не превышает длины волны X в контролируемом изделии) требуемой конфигурации, выполненные из единого исходного пьезокерамического ПЭ, и

Рис.22. Пьезокерамические

заготовки на разных стадиях реализующие конструкцию монолитного ПЭП с раз-обрабогки невысокими акустически частично-связанными ПЭ -

принцип «частично-связанных акустических контуров».

Мозаичные ПЭП после соответствующих стадий механической обработки показаны на рис.22. Разработанные автором НЧ широкополосные мозаичные ПЭП (их АЧХ показана на рис.23) из-за ограничений в апертуре имеют асимметрию в топологии мозаики, т.к. при совместной работе пары ПЭП (один излучающий, другой приемный) для уменьшения ЭАН оба ПЭП должны быть ориентирова-150^ _ ./ \ „ 30 ны друг относительно друга по на-

правлению минимального бокового излучения. Методология расчёта КДН ПЭП позволила рассчитывать такие характеристики широкополосных ПЭП для работы в ФАР. На рис.24 показана КДН по углу ср при в = 90°, построенная при использовании Сплит-сигнала с полосой от 75 до 130 кГц. Таким образом, разработанная автором гибкая технология изготовления монолитных мозаичных широкополосных ПЭП, предложенная методика анализа поля широкополосных ПЭП с помощью КДН (КРП) позволили синтезировать широкополосные

90

120

180-

210

1 1 60

¡-0-.8У

30

\

-I- 1 О -ч ' ) ' Но

. \ /

/ ' / ^ ' 330

240

270

300

Рис.24. КДН ПЭП - по углу ф при 6 = 90°

ПЭП с заданной формой А ЧХ, равномерным КРП с минимальным уровнем бокового излучения, минимальной ближней зоной, узкой КДН

В пятой главе рассматриваются методы выделения эхо-сигнала из структурного шума, тк проблема выделения УЗ эхо-сигналов из коррелированной с зондирующим сигналом помехи - структурного шума является одной из главных проблем помехоустойчивого УЗ контроля сложноструктурных изделий Показано, что УЗ эхо-сигнал от дефекта можно считать обнаруженным, если его максимальное значение превышает пороговый уровень Е„орог ~ За, где а- эффективное значение структурного шума Другими словами, при отношение С/Ш ~ 3 сигнал уверенно регистрируется - вероятность обнаружения сигнала составляет 98% Тем самым, для выделения сигнала из структурного шума (для достижения С/Ш >3) необходимо обеспечить порядка 10 статистически независимых реализаций эхо-сигналов, что не всегда удается осуществить при одноканальных методах

В разделе вводятся статистические характеристики структурного шума, его АКФ и ВКФ, которые необходимы для построения оптимального алгоритма выделения сигнала из структурного шума АКФ вычисляют как обратное преобразование Фурье от его энергетического спектра

Т к энергетический спектр структурного шума достаточно хорошо совпадает с энергетическим спектром зондирующего сигнала (и эхо-сигналов), их АКФ совпадают по форме, различаясь только дисперсией Степень взаимной корреляции двух реализации структурного шума оценивают с помощью нормированной ВКФ г^и^ При Гх/О,^ = 1 сигналы полностью коррелированны, что соответствует ситуации для УЗ зондирующего сигнала и эхо-сигнал от дефекта (без учета КДН коэффициента отражения дефекта) Показано, что на различии характеристик структурного шума и эхо-сигнала от дефекта основаны временные, частотные и пространственные методы выделения сигнала из структурного шума

Частотная декорреляция основана на различии спектров «полезного» эхо-сигнала и структурного шума, при наличии выраженной зависимости коэффициента передачи ЭАТ от частоты В этом случае в «каждом независимом отсчете

к

структурного шума» образуются различия в спектрах структурного шума и эхо-сигнала от дефекта. Частотная декорреляция использовалась автором при УЗ контроле (толщинометрии) больших Кремлёвских колоколов на звоннице Ивана Великого (в том числе колокола Реут, вес 30 тонн, толщина стенки из бронзы старинного литья до 0,4 м) в рамках Государственной

экспертизы в 1996 г. перед во-

Рис.25. Парциальные эхо-сигналы и дефектограмма -

г V V зобновление церковных звонов

звукового кольца колокола Храма Христа Спасителя г

после 70-летнего перерыва (рис.25). Тогда же была показана возможность УЗ эхо-импульсного контроля Царь-Колокола (вес колокола 200 тонн, толщина стенки из колокольной бронзы до 0,9 м). В 1998 г. также в рамках Государственной экспертизы был осуществлён УЗ контроль колоколов строящегося Храма Христа Спасителя в г. Москве (рис.25). Т.к. для колокольной бронзы старинного литья характерна ярко выраженная частотную зависимость коэффициента прохождения УЗ и в Рис.26. УЗ контроль колокола "Реут" (Звонница Ивана Ве

.ликого, Московский Кремль), ней велико затухание УЗ сигнала, то контроль проводился УЗ ФМ сигналами Баркера-13 (ТСЖ=Т0), и был применен одноканальной метод частотной декорреляции, заключающийся в изменении

,,1|1 и Тг Ш.

+К _ ш

гцт-»-*-

т-

"Д4-

о

несущей частоты в разных посылках УЗ зондирующего ФМ сигнала при неизменном положении широкополосного мозаичного ПЭП (/а~ 600 кГц, Л///о~\00%) в каждой точке контроля. Структурный шум для каждого из парциальных зондирующих сигналов со средними частотами/;-/^ имеет различный характер по сравнению с эхо-сигналом от дна изделия. Когерентное сложение N реализаций приводит к увеличению отношения сигнал/структурный шум (рис.26).

В главе рассматриваются особенности ПВО сигналов при УЗ многоканальном контроле сложноструктурных изделий, позволяющей (в отличие от одноканальных методов) выделять эхо-сигнал из структурного шума при от-

г

I

¿л.

дЛ

-Л-

6: 4;

|4 ( о о

ч:

о

о 6

Рис.27. Схема пространственной ношении с/Ш<1. Поясняется идея выделения обработки УЗ сигналов с целью

выделения эхо-сигнала от дефекта донного эхо-сигнала из структурного шума при из структурного шума при Ь» X/

использовании «многоканального» метода, основанного на пространственной декорреляции эхо-сигнала и структурного шума с помощью пространственно разнесенных на расстояние с! преобразователей (ПП) с узкой ДН (рис.27).

Эхо-сигналы от дефекта для ПП, и ПП2 совпадают во времени, эхо-сигналы от неодно-родностей структуры не коррелированны и не совпадают. Если дефект "присутствует" в каждом из N каналов, то при сложении N реализаций эхо-сигнал возрастает в N раз, а шум - не более чем в раз. Показывается разница ПВО для задачи выделения эхо-сигнала из структурного шума и задачи построения томограммы изделия с высоким уровнем структурного шума (рис.28), где основной задачей является не выделение эхо-сигнала из структурного шума, а построение изображения контролируемого изделия. Уменьшение апертуры ПЭП

Рис.28.Построение томограммы изделия при >> Л, (В-скан)

Ь или снижение частоты контроля Л2>Л/ (рис 29) приводит к увеличению ДН, к увеличению структурного шума - ДН ПЭП частично пересекаются, что приводит к увеличению «шумового» фона Эхо-сигналы на соседних А-сканах почти тождественны друг другу В результате структурный шум для двух ПЭП сильно коррелирован Увеличение ДН приводит к увеличению «шумового» фона маскируется изображение поверхности П Степень корреляции в двух соседних А-сканах зависит не только от числа и размеров структурных неоднородностей в материале изделия, но и от расстояния (шага сканирования) с1 Увеличение с1 уменьшает корреляцию структурного шума, но ухудшается изображение При УЗ томографии

сложноструктурных изделий следует находить компромисс между требованиями качественного изображения (с/<1/2) и минимального уровня структурного шума (что обеспечивается при (1 > радиуса корреляции #•*)

При наличии узких ДН построение томограммы производится по максимумам амплитуд («по интенсивности сигнала») В случае высокого уровня структурного шума (как правило, при широкой ДН) следует сначала выделять эхо-сигнал из структурного шума, что осуществляется при использовании алгоритма «фокусировка сигнала в точку» с помощью ФАР, а затем строить томограмму контролируемого изображения

Одновременное присутствие структурного шума объекта контроля и белого шума аппаратуры приводит к тому, что оптимальная обработка должна совмещать в себе и пространственную и временную (частотную) фильтрацию (поэтому такая обработка определяется как пространственно-временная обработка) При ПВО сложноструктурных изделий следует обосновывать выбор параметров с1, гк для различных сложноструктурных изделий В диссертации показано, что для построения оптимального алгоритма ПВО сигналов необходимо знать АКФ и ВКФ структурного шума на соседних ПЭП или соответствующие им энергетические

е

9 1.1 Г V ! ! I <=0° !

о -а'. - • !•„ гль 'о 5 ¡Я' ¡,

61 <64 й <#б'о(<> » «И Щ М »1 о • о о ¿мо» 10) •сйиюнй»

Рис 29 Построение томограммы изделия при > X]

(1 8 О 6

О 4 О 2

о 0 2 <(4 (16 08 10 12 14 16 18 20

Рис 30 Зависимость модуля максимума ВКФ от расстояния а между ПЭП (в длинах волн)

спектры Расчетная зависимость максимума ВКФ структурного шума между соседними ПЭП от расстояния <1 (для упрощенной модели структурного шума) приведена на рис 30 На основании

Л[отн ед ]

................_ этой зависимости составлены

рекомендации по выбору расстояния с1 между ПЭП ФАР Для обеспечения наилучшего отношения С/Ш расстояние между ПЭП должно быть с!~(1,5—2)Х, При томографии для получения качественного изображения расстояние между ПЭП (шаг сканирования) а? должно быть й ~Х/2

По статистическим характеристикам структурного шума определяется алгоритм ПВО сигналов Обобщенный (базовый) алгоритм ПВО (рис 31) отражает ситуацию, когда расстояние с1 между ПЭП достаточно велико структурный шум на соседних ПЭП можно считать некоррелированным В этом случае линейные фильтры представляют собой каскадные соединения выбеливающих и согласованных фильтров Для каждого иного случая контроля осуществляется разработка нового алгоритма ПВО, являющегося развитием базового алгоритма

ni 'иМ Acomltf)

Ul

ni ъ'(') hcwdt)

Ul

vj; I

s •

ni rm(t)

Ul

Рис 31 Базовый алгоритм выделения УЗ эхо-сигналов из белого и структурного шума

В шестой главе поясняются принципы создания многофункциональной адаптивной программно организованной аппаратуры контроля сложноструктур-ных бетонных изделий с большим затуханием ультразвука Необходимость соз-

дания такого аппаратно-программного комплекса очевидна из предыдущих примеров практически для каждого изделия необходимо синтезировать соответствующий сигнал, алгоритм его обработки и обусловленный этим выбором алгоритм контроля Описана структурная схема аппаратуры УЗ контроля (рис 32) Передающий тракт содержит ЦАП, формирующий зондирующий сигнал выбранного вида, и коммутатор излучающего канала (ИК), имеющий до 16 выходов и, соответственно, имеющий возможность "подключить к ЦАП до 16 элементов излучающего ПЭП Приемный тракт содержит многоканальный коммутатор (до 16 каналов) приемного тракта (ПК), осуществляющий подключение элементов многоканального приемного ПП к входному управляемому усилителю (У), АЦП, преобразующий эхо-сигнал из аналоговой в цифровую форму и своей разрядностью определяющий величину динамического диапазона приемного тракта

ПО написано на языке СН в операционной системе "Windows" ПО реализует основные алгоритмы УЗ контроля, что позволяет анализировать свойства зондирующих сигналов, оптимизировать ПВО эхо-сигналов, осуществлять спектральный анализ сигналов, снимать частотные и пространственные характеристики ПЭП, сохранять данные контроля

В главе показывается, что алгоритмическая и параметрическая гибкость аппаратуры реализуется с помощью разработанного в диссертации языка программирования - виртуального «структурно-модульного проектирования» (СМП), позволяющего контроля в процессе контроля в виртуальном алгоритмическом пространстве синтезировать любой сигнал или алгоритм УЗ НК

Рис 32 Структурная схема компьютерного многофункционального устройства помехоустойчивой УЗ дефектоскопии

СМП реализуется следующим образом в УЗ многофункциональном дефектоскопе сформирован банк «первичных «функционалов» — программно реализованных модулей (устройств), выполняющих простейшие математические операции (рис 33) сложение (а), умножение (б), извлечение квадратного корня (в), ге-

а) б) в) г) д)

Сумм*|«р ГЦр*н»жш«ль 1 * Получена

-И* X смн алое •Н* X стало« X анисаюД емтпяюицЛ

У * В у В- -НЕ У

[ -! 0 сигнал»

-НЕ

>Е

Период

сигнала ю

емктральной »0 н

|р«м*иную

0 область У

е) ж) з)

Рис 33 Примеры простейших функционалов

ФНЧ

НЕ с

р

>Е Р

-НЕ -НЕ

Пмучмм

X амплитудой

омтиляиидо

енлага

0

к)

нерацию гармонического сигнала (г), частотную фильтрацию сигналов (д) и др Каждый функционал имеет входные (X, У, Б) и выходные (х, у) параметры В устройствах типа «фильтр нижних частот», «генератор гармонического сигнала» предусмотрена возможность определять (изменять) соответствующие параметры (частота среза фильтра, частота генерируемого сигнала и др ) Функционалы работают с различными данными, такими как - «сигнал» (входные параметры отображаются синим цветом), - «число» (входные параметры отображаются зеленым цветом, задаются вручную оператором или получаются с выхода другого модуля), - «строка» (входные параметры отображаются фиолетовым цветом, задаются вручную оператором) Строки используются для задания различных кодов (например, для задания кода ФМ-сигнала) Операционный модуль имеет также вход О для указания кода операции На выходе - результат выполненной операции «=» Код операции О может иметь следующие значения «+», «-», «*», «/», определяющие математические операции над входными сигналами соответственно «суммирование», «вычитание», «умножение», «деление» Код операции «л» означает получение амплитуды вектора с учетом знака действительным и мнимым значениями вектора являются мгновенные значения сигнала на входах X и У со-

ответственно Следовательно, операционный модуль может быть, в зависимости от входного параметра «код операции», например, сумматором (рис 33,а), перемножителем сигналов (рис 33,6) или устройством, вычисляющим амплитуду вектора (рис 33,в)

Генератор гармонического сигнала (рис 33,г) формирует на выходе синусоидальный гармонический сигнал, зависящий от входных параметров А - амплитуда сигнала, Ч - частота сигнала, Ф - фаза сигнала (в радианах), П - количество периодов, С - смещение во времени, Д - частота дискретизации (для связи временных параметров сигнала с генерируемым массивом сигнала) Функционал «Фильтр низких частот» (рис 33,д) формирует на выходе результирующий сигнал Р, полученный в результате НЧ-фильтрации входного сигнала С Частота среза К задается в КГц Функционал «Модуль извлечения квадратного корня» (рис 33,е) обеспечивает на выходе результирующий сигнал Я, полученный в результате поэлементного извлечения квадратного корня из каждого элемента массива, задающего образ входного сигнала Б Функционал «Быстрое преобразование Фурье» показан в двух различных режимах работы Функционал имеет два сигнальных входа X и У для подачи действительной и мнимой составляющих сигнала Вход О - отвечает за направление преобразования Фурье При Б = -1 модуль производит прямое быстрое преобразование Фурье входного сигнала, и на выходах х и у мы получаем спектральное разложение входного сигнала (рис 33,ж) В случае Б = 1 модуль производит обратное преобразование Фурье - в этом случае происходит преобразование входного сигнала из спектральной области во временную (рис 33,з) Функционал «Векторное перемножение» позволяет вычислять модуль векторного поэлементного перемножения двух входных комплексных сигналов (рис 33,и) Он имеет четыре сигнальных входа для подачи действительной и мнимой компонент двух сигналов х1 и у1 - для компонент первого сигнала, х2 и у2 -для компонент второго сигнала Строковый параметр Т задает тип перемножения При значении параметра Т «*» вычисление результата перемножения для каждого элемента массива сигнала проводится по следующим формулам Х = х1 х2+у1 у2У=>'1 х2-х1 у2 При иных значениях параметра Т результат вычисляется по выражениям х2-у\ >2; У=>>1 л2+х\ у2

ЙГ. 1 1да,|

Рис 34 - Синтез алгоритма операции синхронного детектирования сигнала

В предлагаемой системе формирования алгоритмов генерации и обработки сигналов легко обеспечивается соединение двух и более модулей (функционалов) таким обра-

Л,

1к

ос:д

зом, чтобы были согласованы соответствующие параметры сигналов (частота, амплитуда и др ) и выходные параметры любого модуля передавались на входы любых других модулей

Разработанный язык СМП позволяет оператору, не имеющему навыков традиционного математического программирования, создавать в процессе контроля

на основе банка первичных «функционалов» более сложные средства и включать их в алгоритмы генерации и обработки сигналов Показаны примеры построения вторичных функционалов с помощью первичных функционалов синхронного детектора (рис 34) и ОФ для сложно-модулированного сигнала (рис 35) ОФ для СМ сигнала построен с использованием операции БПФ Таким образом,

создается банк более сложных функциональных устройств СД, ОФ, формирователь В-скана, вейвлет-преобразование и др, которые в свою очередь, могут использоваться для по-

Рис 36 Алгоритмы построения томограмм строения более СЛОЖных алгоритмов "по интенсивности сигнала" (В-скан) с со-

Рис 35 — Синтез алгоритма операции оптимальной фильтрации сигнала

а \н,.„">\' (И' »г I1

аЧ1 ■ И»™ ттть-геп

: Ф г- УЗ :

»4 Р »-Кг,

Ф

гласованной фильтрацией (а), с согласованной фильтрацией и синхронным детектиро-

Разработанный в диссертации ванием (б) язык программирования СМП позволя-

ет оператору дефектоскопа (не имеюгцему навыков математического программирования) при проведении УЗ контроля в реальном масштабе времени гибко

формировать, дорабатывать, модифицировать различные алгоритмы обработки для достижения результатов УЗ НК.

В седьмой главе приводятся многочисленные примеры УЗ контроля слож-ноструктурных материалов (на примере изделий из бетона), в которых осуществляется как выделение эхо-сигналов из белого шума, из коррелированных структурного шума и ЭАН, так и производится построение томограмм изделий. Ниже приводятся некоторые варианты базового алгоритма ПВО, которые позволяют объяснить проблему вариативности контроля сложноструктурных изделий.

а) б) в) г)

Рис. 37. Изображение изделия из бетона L= 150 мм (Сплит-сигнал,f0= 500 кГц): а): после СФ; б) - после СФ и СД; в) после СФ и после «отсечения наводки»; г) после СФ и СД, после «отсечения наводки» и при применении коррекции затухания.

Упрощенные алгоритмы ПВО при построении томограмм для случая малого уровня структурного шума (при контроле бетонного изделия толщиной 150 мм с размером гравия ~ 3-5 мм) приведены на рис.36. В них вместо сумматора сигналы поступают на формирователь томограмм изделия Ф. Соответствующая томограмма показана на рис.37,а. Использование синхронного детектирования позволяет формировать изображение контролируемого изделия как совокупность видеоимпульсов, что улучшает изображение - после СД исчезает «полосатая» структура (рис.37,б). Для улучшения изображения изделия используются нелинейные обработки: алгоритм «стробирование сигнала акустической наводки» убирает первые несколько отсчетов принятого сигнала, построение изображения начинается с расстояния 20 мм, где сигнал ЭАН отсутствует. В результате такой обработки (рис.37,в,г) изображение более яркое, однако сильнее проявляется структурный шум, что объясняется специфическим характером представления информации, когда амплитуды эхо-сигналов кодируются соответствующим цветом. При

большом динамическом диапазоне значений амплитуд эхо-сигналов сравнительно малые амплитуды сигналов структурного шума мало заметны, при уменьшении динамического диапазона амплитуд эхо-сигналов (за счет отсечения стробирова-ния сигнала ЭАН) отчетливо индицируются относительно малые по амплитуде

эхо-сигналы, отраженные от элементов внутренней структуры объекта контроля

Дальнейшая фильтрация изображения осуществляется с применением алгоритма «коррекции затухания», аналогичного

по эффекту алгоритму временной Рис 38 Алгоритм построения томограмм с согласованной фильтрацией и «коррекцией затухания» в регулировки чувствительности

каждом канале (ВРЧ) по мере распространения

амплитуда УЗ волны в контролируемой среде уменьшаются по экспоненциальному закону — уменьшение амплитуды можно скорректировать, разделив амплитуду эхо-сигналов на величину, описываемую следующим выражением, ехр{-са\ где

а-коэффициент затухания (см алгоритм показан на рис 38) Результат применения одновременно алгоритмов «стробирова-ния сигнала наводки» и «временной коррещии затухания» пока-

Рис 39 Алгоритм процедуры амплитудной норми- 3£Ш на рис 37 г (здесь построение ровки

томограммы производится по эхо-сигналам на выходе ОФ и после СД) Изображение УЗ образа отражающей поверхности на рис 37,г получается «ярче», чем на рис 37,в

Основные алгоритмы построения изображений сложноструктурных изделий не всегда позволяют построить качественную томограмму В диссертации описаны оригинальные многочисленные базовые и дополнительные алгоритмы по-

УЗ

I е\р(-аО

И (1) СО ГЛ 1 1 с\р(-а1)

01— 11(1)-' 1^р(-аЧ

Е=Г-УЗ

ПН ГСОИСЬ Упип1 | —| нормировка [-¡1 (!) I-'

Э-Ц поиск Юитаци нормировка {-•( /) сог1 Г77] *'

^-^попск Г/шцу и Г»»»л| -1 нормировка |-10г1 (/~7|"4

101- Л СОГЛ (О

УЗ

101-

>1 (I)

сом ' '

иГ

ч.

ДН* согл (О

Щ*д I

ЩшМ

—' ;

м

2,

строения изображений, являющиеся развитием базовых алгоритмов, вспомогательные приемы для улучшения изображения и более точного измерения параметров эхо-сигналов - алгоритм с амплитудной нормировкой

Рис 40 Алгоритм пространственно-временной об- (Рис 39), -алгоритм синхронного работки с применением фильтра верхних частот детектирования С ВОЗМОЖНОСТЬЮ

изменения параметра фильтра нижних частот,

фильтра верхних частот (рис 40), алгоритм построения томограмм «с фазовым перекосом» (рис 41), -алгоритм «стробирование изображений», -алгоритм «скользящая оконная фильтрация» и многие другие вспомогательные алгоритмы, помогающие выделить сигналы из структурного шума, ЭАН, улучшить изображение томограмм Все эти многочисленные алгоритмы ПВО сигналов позволяют оператору в процессе контроля конструировать наилучший алгоритм контроля Очевидно, что оптимальный алгоритм контроля заранее трудно предугадать Поэтому оператор должен с одной стороны обладать широким набором стандартных алгоритмов (что обеспечивается алгоритмической и параметрической гибкостью разработанного программно-аппаратного комплекса НК), а с другой стороны возникает не-

^ зад 1

м зад 2

•

¿'зад М

•^'зад 1

•

Ф

Рис 41 Структурная схема алгоритма построения томограмм с фазовым перекосом

обходимость оперативного конструировать новые иди модифицировать уже существующие алгоритмов генерации и обработки УЗ эхо-сигналов в процессе НК, т.е. добавлять в алгоритмическую цепочку те или иные процедуры (функциона-

Вкоднои сигнал

Опорным шпал

-не

Рис.42.Изображение изделия, полученное по алгоритму «по интенсивности сигнала» (В-скан).

Олшмальный Формирмгтель

5 фильтр _ X В-скана

0

Рис.43 Алгоритм построения томограмм изделия из бетона «по интенсивности сигнала» (В-скан), созданный с помощью структурно-модульного проектирования.

Вношш сшнал

Опорным сигнал

-Нй

Опгнлальный ФармнроЕэгегь Усредошель

филыр В-СКЭН5 юногрзин

Я ЕЪНЕ И ВНЕ X я

0

Рис.44. Изображение изделия из бетона после «усреднения строк».

Рис.45. Алгоритм построения томограмм «Усреднение строк».

Рис.46. Изображение Рис.47. Алгоритм построения томограмм изделия «Вьгчи-

изделия, полученное т£шие среднег0 значения».

согласно алгоритму на рис.47.

Рис.48. Изображение тесто- Рис.49. Алгоритм построения томограмм тестового образца вого образца, полученное «Вычитание среднего значения» и последующего син-согласно алгоритму рис.49. хронного детектирования.

Рис.42-49 иллюстрируют алгоритмическую гибкость разработанного виртуального языка СМП - возможность создания нового алгоритма ПВО (можно сказать, нового метода контроля) оператором непосредственно в процессе контроля для выделения эхо-сигналов из коррелированной помехи (ЭАН) и получения качественного УЗ образа изделия (в данном случае синтезировался алгоритм «Вычитание среднего значения», позволяющий очистить В-скан изделия, подавляя сигнал ЭАН).

Вначале формируется изображение контролируемого изделия из бетона со скошенной поверхностью согласно алгоритму В-скана (рис.42). С помощью языка СМП данный алгоритм строится на основе вторичных функционалов «ОФ», и «Формирователь В-скана» (рис.43). Изображение задней скошенной стенки изделия (чередующиеся сине-красные линии в центральной части томограммы на рис.42) практически не видно из-за большой амплитуды сигнала ЭАН. С целью улучшения изображения вычисляется "средне-взвешенная"

1011 121) МО 160 1811

Рис.50. Эхо-сигнал, полученный при зондировании изделия из бетона толщиной 300 мм Сплит-сигналом (средняя частота 216 кГц): а - после согласованного фильтра, б - после синхронного детектирования.

строка. Повторяя "усреднённую" строку п раз, строим "усредненную" томограмму (рис.44) согласно алгоритму, показанному на рис.45. Затем из исходной томограммы (рис.42) вы-

читаем сконструированную "усредненную" томограмму (рис.44) с помощью алгоритма на рис.47. После вычитания сигналы наводки нивелируются. Сигнал, отраженный от плоскости, параллельной плоскости сканирования, о I »(¡и и пропадает, однако при

Рис.51.Томограмма изделия из бетона толщиной 300 мм этом четко выделяется Сплит-сигналом со средней частотой 216 кГц и полосой 92%

после ОФ и СД при использовании алгоритма («по интенсив- изооражение наклонности сигнала» (а) и алгоритма «фокусировка в точку» (б). ного 0Хражающей П0_

верхности (синяя наклонная полоса на зеленом фоне на рис.46).

Применение синхронного детектирования (алгоритм на рис.49) повышает качество отображения образа наклонной отражающей поверхности изделия из бетона (рис.48). При УЗ контроле сложноструктурных изделий с большими структурными неоднородностями увеличивается и затухание сигнала и структурный шум. В результате отраженный от дна изделия УЗ Сплит-сигнал, который должен на «А» скане (рис.50) находиться в интервале 150-160 мкс, на фоне структурного шума практически не виден.

На томограмме (рис.51) удалось получить изображение дна изделия (определить толщину изделия). Однако простейший алгоритм построения В-скана (томограмма «по интенсивности сигнала») не обеспечивает качественной визуали-

зации информации о структуре тестируемого образца, поэтому следует использовать более сложные алгоритмы, в которых следует сначала обеспечить выделение УЗ эхо-сигнала из структурного шума, и только после этого строить томограмму изделия.

Одним из таких алгоритмов является алгоритм «фокусировка в точку», он позволяет существенно снизить уровень структурного шума, однако не всегда удается получить четкое изображение плоскости, т.к. алгоритм ориентирован на визуализацию локальных, а не пространственно распределенных отражателей.

Для обнаружения плоской границы и измерения ее координат предложен алгоритм определения координат плоскости «фокусировка на плоскость». Алгоритма эффективен при контроле изделий с высоким затуханием и высоким уровнем структурного шума, когда построение

Рис.52. Томограмма изделия с наклонной плос- изображения плоскости по алгоритму В-скан или по ал-костыо с высоким уровнем структурного шума горитму «фокусировка в точку» не дает результата. Пои большим затуханием УЗ сигнала

иск плоскости основан

Построение томограмм

На щи>115с«»гся ю л.« и гострое.«« то

Рис.53, вфг график изделия из бетона с наклонной отражающей поверхностью

координатам дальности (г) и угла (<р). Для каждого эле-

на данных, полученных в результате предварительного сканирования изделия. Алгоритм поиска одиночной плоскости следующий. С помощью реализаций, на основе которых была построена первичная томограмма, создаётся массив Р[г,р] для поиска плоскости по

мента массива Р[г,ф] (те для каждого значения расстояния г и угла <£>) вычисляется сумма значений сигналов по всем реализациям из массива

Затем в данном массиве находится максимальное значение и соответствующие ему угол ср и расстояние г считаются координатами найденной плоскости Результаты поиска плоскости отображаются на трехмерном ¿"^¿-образе изделия в виде цветовой отметки (красный цвет соответствует максимальному значению относительной вероятности, принимаемому за 1) равному в координатах угол (р (ось абсцисс) - расстояние г (ось ординат) - вероятность 5 наличия плоскости (яркость отметки) в заданной точке пространства

Информация о координате плоскости считывается по осям (ось X - угол % ось У - расстояние г) и дублируется в правом нижнем углу экрана На рис 52 приведена томограмма бетонного изделия с отражающей поверхностью, расположенной под углом к плоскости сканирования На рис 53 показан 5 <рг - образ этого изделия, который позволяет определить расстояние г ~ 237 мм и наклон (р ~ 13° плоскости по отношению поверхности контроля

Таким образом, в диссертации показано, что обеспечить УЗ помехоустойчивый контроль многочисленных сложноструктурных изделий возможно используя одновременно комплекс средств

• предложенный автором Сплит-способ УЗ контроля, гарантирующий максимальную вариативность УЗ дефектоскопии,

• высокочувствительные и вариабельные СМ Сплит-сигналы,

• разнообразные алгоритмы выделения эхо- Сплит-сигналов из белого и структурного шума,

• широкополосные мозаичные ПЭП с заданными параметрами,

• алгоритмы, эмулирующие работу виртуальных устройств генерации и обработки сигналов, конструируемые в процессе контроля с помощью языка структурно-модульного проектирования,

• алгоритмически гибкую многофункциональную адаптивную аппаратуру, позволяющую реализовать все эти условия.

В Приложении приведены характеристики разработанной автором аппаратуры УЗ НК и Акты внедрения результатов диссертационной работы

В Заключении приведены основные выводы и результаты

1 Разработаны основы многофункционального помехоустойчивого УЗ контроля сложноструктурных изделий с большим затуханием ультразвука и высоким уровнем коррелированных помех, основанные на комплексном использовании -параметрически гибких высокочувствительных Сплит-сигналов, -вариативных алгоритмов генерации и обработки УЗ помехоустойчивых сигналов, обеспечивающих адаптацию методов контроля, характеристик Сплит-сигналов, параметров ПЭП под параметры контролируемых изделий, -программно управляемого многофункционального адаптивного комплекса УЗ НК

2 Предложен и реализован новый вид гибких помехоустойчивых сложно-модулированных сигналов специально для задач УЗ контроля - Сплит-сигналы Предложены и реализованы Сплит-алгоритмы, максимизирующие чувствительность УЗ эхо-контроля, -позволяющий гибко менять параметры Сплит-сигнала в процессе контроля, подстраиваясь под характеристики ЭАТ, контролируемого изделия с целью оптимизации параметров ЭАТ, минимизации искажений УЗ эхо-сигнала в ЭАТ и тем самым повышения точности измерения положения дефектов

3 Определены новые интегральные пространственно-временные характеристики широкополосных ПЭП — корреляционная диаграмма направленности (КДН) и корреляционное распределение поля (КРП)

4 Разработаны принципы, методика и технология проектирования широкополосных мозаичных ПЭП с заданными амплитудно-частотными и пространственно-временными характеристиками

5 Разработаны различные алгоритмы выделения УЗ эхо-сигналов из коррелированного структурного шума на базе принцип пространственно-временной обработки широкополосных Сплит-сигналов, используемые как для повышения точности измерения параметров эхо-сигналов, так и для визуализации структуры

контролируемого изделия

6 Разработана новая интерактивная среда алгоритмического «структурно-модульного проектирования» многофункциональной адаптивной аппаратуры УЗ контроля, основанная на оригинальном графическом интерфейсе, и позволяющая оператору в процессе контроля -создавать различные алгоритмы формирования и обработки сигналов, -обеспечивать адаптацию параметров сигнала под характеристики контролируемых изделий, -исследовать различные характеристики элементов ЭАТ

7 Разработан и создан программно-управляемый многофункциональный комплекс технических средств УЗ контроля, который обеспечивает генерацию простых и сложномодулированных сигналов (в том числе и Сплит-сигнала), реализует сложные алгоритмы их обработки (включая алгоритм, реализующий Сплит-способ) и осуществляет гибкую адаптацию параметров сигналов под характеристики контролируемого изделия и параметры используемых ПЭП

Ниже приведены основные публикации автора по теме диссертации:

1 Зорин А Ю , Рябов Г Ю , Соколов И В Ультразвуковой эхолокатор //Сборник трудов -МЭИ, Вып 296, Москва, 1976 г С 84-86

2 А С СССР № 834501 Способ ультразвукового контроля изделий 04 07 79 / Аксенов В П , Качанов В К , Соколов ИВ // Б И №20, 1981

3 Соколов И В Сложные сигналы в ультразвуковой эхо-локации// V Московская городская конференция молодых ученых и специалистов по повышению надежности, экономичности и мощности энергетического, электротехнического и радиоэлектронного оборудования МЭИ, Тез докл Москва 1982 -С 12

4 Соколов И В Применение сигналов специальной формы при ультразвуковой эхо-локации //Сборник трудов -МЭИ, Вып 607, Москва, 1983 г С 7-15 Соколов ИВ Применение сигналов специальной формы при ультразвуковой эхо-локации крупногабаритных сред// Автореферат канд дис МЭИ,6198£С. СССР № 1114946 С Устройство для УЗ контроля материалов и изделий 11 01 83/ Аксенов В П Зорин А Ю , Соколов ИВ // Б И №35, 1984

7 АС СССР № 1262362 Способ ультразвукового контроля изделий 04 01 85/ Качанов В К , Попко В П , Соколов И В Б И №37, 1986

8 Качанов В К , Соколов И В , Зорин А Ю Применение методов оптимальной обработки сигналов в ультразвуковой дефектоскопии //Сборник трудов -МЭИ, Вып 123, Москва, 1987 г С 2-9

9 АС СССР № 1397830 Устройство УЗ контроля материалов и изделий 13 01 87/ Качанов В К , Соколов И В , Алатырев Г А , Попко В П //Б И №19, 1988

10 А С СССР № 1460698 Устройство УЗ теневого контроля 21 07 87/ Качанов В К , Соколов И В , Питолин А И , Рапопорт Д А // Б И №7, 1989

11 А С СССР № 1529923 Способ УЗ теневого контроля 21 07 87/Соколов И В , Качанов В К , Рябов Г Ю , Питолин А И , // Б И №29, 1989

12 АС СССР № 1499116 Ультразвуковой толщиномер 28 09 87/Соколов И В , Качанов В К , Алатырев Г А, Мякинькова Л В // Б И №19, 1988

13 АС СССР № 1557516 Способ УЗ теневого контроля изделий 17 08 87/ Соколов И В , Качанов В К , Калинин Д А , Карташова И Б // Б И №14, 1990

14 АС СССР № 1516962 Способ неразрушающего контроля качества изделий из многослойных материалов 24 07 87/ Качанов В К , Соколов И В , Мозговой А В // Б И №39, 1989

15 АС СССР № 1552093 Преобразователь для УЗ контроля 04 01 88/Соколов И В , Питолин А И , Сарычев А Б , Рябов Г Ю // Опубл в Б И №11, 1990

16 А С СССР № 1504512 УЗ способ определения толщины 21 01 88/ Качанов В К , Соколов И В , Зорин А Ю // Б И №32,1989

17 А С СССР № 1458804 Устройство для УЗ теневого контроля 06 07 87/ Соколов И В , Качанов В К , Алатырев ГА // Б И №6, 1989

18 А С СССР №1504512 УЗ способ определения толщины 21 01 88/ Качанов В К , Питолин А И , Рябов Г Ю , Соколов И В , Зорин А И , // Б И №32, 1989

19 АС СССР № 1552093 Преобразователь для УЗ контроля 04 01 88/ Питолин А И , Рябов Г Ю , Соколов И В , Сарычев А Б , Б И №11, 1990

20 АС СССР № 1562846 Способ ультразвуковой теневой дефектоскопии изделий из композиционных материалов 12 07 88/ Кутюрин Ю Г , Рапопорт Д А ,

Качанов В К , Соколов И В Б И №17, 1990

21 Качанов В К , Соколов И В , Завьялов А Ю , Казанцев О А Разработка ультразвуковых адаптивных методов и устройств для контроля изделий из полимерных материалов // Дефектоскопия 1990 № 9 С 39-44

22 Качанов В К , Зорин А Ю , Попко В П , Рябов Г10 , Соколов И В Новые тенденции в развитии УЗ дефектоскопии // Электротехника -1990 № 11 С 15-22

23 АС СССР № 1619168 Устройство для УЗ контроля 09 01 89/Качанов В К , Питолин А И , Попко В П , Рябов Г Ю , Соколов И В // Б И №1, 1991

24 АС СССР №1640631 УЗ способ контроля дефектов 19 04 89/Мозговой А В , Качанов В К , Рябов Г Ю , Соколов ИВ // Б И №13, 1991

25 АС СССР № 1702292 Устройство для УЗ контроля 25 04 89/Алатырев Г А , Качанов В К , Попко В П , Рябов Г Ю , Соколов ИВ //Б И №48, 1991

26 А С СССР № 1670584 Устройство для ультразвукового контроля 14 07 89/ Завьялов А Ю , Питолин А И , Соколов ИВ // Б И №30, 1991

27 А С СССР № 1702294 УЗ адаптивный дефектоскоп 02 03 89/ Качанов В К, Соколов И В , Рябов Г Ю , Попко В П, Алатырев Г А // Б И №48, 1991

28 Соколов И В , Зорин А Ю Применение частотно-модулированных сигналов в УЗ дефектоскопии//Сборник трудов МЭИ, Вып 642, М , 1991 г С 10-25

29 А С СССР № 1748049 Устройство ультразвукового контроля материалов и изделий 13 08 90/ Качанов В К , Питолин А И , Попко В П , Рябов Г Ю , Соколов ИВ //Б И №26, 1992

30 А С СССР № 1815018 Передающий тракт ультразвукового дефектоскопа 13 05 91/ Соколов И В , Завьялов А Ю , Казанцев О А и др // Б И №19, 1993

31 Качанов В К , Соколов И В , Зорин А Ю , Питолин А И Применение специальной обработки частотно-модулированных сигналов в ультразвуковом контроле // Дефектоскопия -1993 - № 4 - С 28-33

32 Соколов И В , Булаев Ю В Моделирование статистических характеристик структурного шума при ультразвуковом зондировании неоднородных сред // Радиотехнические тетради 1995 -№ 8 С 18-22

33 Карташев В Г , Шалимова Е В , Соколов И В , Качанов В К , Залеткин А В Математическое моделирование структурного шума при УЗ контроле сред с равномерным распределением неоднородностей // Тезисы докладов 14 НТ конференции "Неразрушающий контроль и диагностика", 1996 г Москва Т 1, с 122

34 Качанов В К , Шалимова Е В , Соколов И В , Залеткин А В , Булаев Ю В , Попко В П Опыт ультразвукового контроля колоколов Московского Кремля и Храма Христа Спасителя // Тезисы докладов 14 НТ конференции "Неразрушающий контроль и диагностика", 1996 г Москва Т 1,с 123

35 Соколов И В , Залеткин А В Сравнительный анализ помехоустойчивости сложномодулированных сигналов в дисперсных средах / Тез докл 14 НТ конф "Неразрушающий контроль и диагностика", 1996 г М Т 1, с 125

36 Соколов И В , Залеткин А В , Качанов В К , Питолин А И Применение сигналов специальной формы для дефектоскопии изделий с высоким затуханием ультразвука // Тезисы докладов 14 НТ конференции "Неразрушающий контроль и диагностика", 1996 г МТ 1,с 124

37 Соколов ИВ, КачановВК, ПитолинАИ, Залеткин А В Реализация способа гармонического синтеза сигналов в адаптивном ультразвуковом дефектоскопе // Тезисы докладов 14 НТ конференции "Неразрушающий контроль и диагностика", 1996 г МТ 1,с.145

38 Патент № 2106625 Российская Федерация Устройство ультразвукового контроля материалов и изделий 25 07 97 / Качанов В К , Питолин А И , Попко В П , Рябов Г Ю , Соколов ИВ// Опубл в бюл № 7, 1998

39 Патент № 2121659 Российская Федерация Способ ультразвукового контроля толщины изделий 31 03 97 / Качанов В К , Соколов И В , Питолин А И , Залеткин А В , Зорин А Ю // Опубл в бюл -1998 - № 31

40 Патент № 2126538 Российская Федерация Сплит-способ ультразвукового контроля 12 09 97/ Соколов И В , Соколов Е И // Опубл в бюл № 5, 1999

41 Соколов ИВ , Залеткин А В Применение Сплит-сигналов в ультразвуковой дефектоскопии// Труды 16-ой конференции "Ультразвуковая дефектоскопия металлоконструкций Тез докл С-Петербург, 1997 -С 274

42 Sokolov I V , Kachanov V К, Pitolin AI, Рорко V P , Zorin A Y , Zaletkin A Y, Use of the Split-Algorithm for Ultrasonic Defectoscopy // New Technologies for the 21st Century №2 1999 г pp 60-63

43 Качанов В К, Питолин А И, Попко В П , Соколов И В , Зорин А Ю О приоритете российских ученых в создании нового научного направления в ультразвуковой дефектоскопии, использующего радиотехнические способы обработки сигналов,// Тезисы докладов 15 Российской конференции "Неразрушающий контроль и диагностика", 1999 г , Москва Т 1, с 323

44 Соколов И В Сплит-способ УЗ контроля/ЛГез докл 15 Российской конф "Неразрушающий контроль и диагностика", 1999г, Москва Т 1, с 303

45 Соколов И В , Залеткин А В Результаты сравнительного анализа устойчивости сложномодулированных сигналов к искажениям АЧХ и ФЧХ электроакустического тракта // Тезисы докладов 15 Российской конференции "Неразрушающий контроль и диагностика", 1999 г, Москва Т 1, с 304

46 Vladimir К Kachanov and IgorV Sokolov Application features of radio engineering signal processing methods for ultrasonic flow detection, Non-destr Test Ewal, 2000, Vol 15, p 330— 337

47 Качанов В К , Питолин А И , Попко В П , Карташев В Г , Соколов И В , Зорин А Ю Приоритет российских ученых в разработке новых средств УЗК с повышенной информативностью/ В мире Неразрушающего Контроля, С -Петербург, 2001, №2 (12), с 14—17

48 Залеткин А В , Зорин А Ю , Качанов В К , Питолин А И , Попко В П , Соколов И В. Устройство УЗ контроля толщины изделий // Свидетельство на полезную модель РФ //RU 185578 U1 /G01 В 17/02, Бюл N18, 27 06 2001

49 Соколов И В , Питолин А И , Зорин А Ю Проблема помехоустойчивого контроля в ультразвуковой дефектоскопии объектов ядерной энергетики/ НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2002 HT конференция "Научно-инновационное со-трудничество"по межотраслевой программе сотрудничества между Минобразования РФ и Минатомом РФ, М,2002, Сб. научн трудов , Ч 1 МИФИ, 2002, С 78

50 Соколов И В , Качанов В К , Зорин А Ю , Матвеев В В Применение

сплит-сигнала для динамической коррекции параметров композитного электроакустического преобразователя // "Сварка на рубеже веков" Тезисы докладов HT конференции 2003 -М Изд-во МГТУ им H Э Баумана - 2002 С 118

51 Соколов И В Питолин А И , Попко В П , Федоров M Б Динамический оптимальный фильтр сплит-сигнала // "Сварка на рубеже веков" Тезисы докладов HT конференции 2003 -М Изд-во МГТУ им H Э Баумана - 2002 С 119

52 Соколов И В Питолин А И , Попко В П Широкополосные многослойные пьезопреобразователи для УЗ дефектоскопов бетонных конструкций// НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ -2003 II HT конференция "Научно-инновационное сотрудниче-ство"по межотраслевой программе сотрудничества между Минобразования РФ и Минатомом РФ 2003 , Ч 1, M МИФИ, 2003 С 76—77

53 Соколов И В , Качанов В К , Питолин А И , Попко В П, Зорин А Ю Устройство УЗ контроля// Патент РФ RU 2204829 Cl Бюл № 14, 2003

54 Igor V Sokolov The split-method of ultrasonic поп-destructive testing /Nondestructive Testing and Evaluation 2003 Vol 19 Number 1-2, pp 1-15

55 Соколов И В , Качанов В К , Федоров M Б , Залеткин А В Динамическая оптимальная фильтрация частотно-неэквидистантного Сплит-сигнала 3-я международная выставка и конференция "неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности" 2004 г M „ ЦМТ , С 96

56 Качанов В К , Конов M M , Соколов И В , Попко В В Пространственные и пространственно-временные характеристики УЗ широкополосных преобразователей 3-я межд выставка и конференция "Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности" 2004 г M , ЦМТ , С 98-99

57 Качанов В К , Конов M M , Соколов И В , Питолин А И Синтез широкополосных мозаичных преобразователей с заданной пространственно-временной характеристикой 3-я межд выставка и конференция "неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности" 2004 г M , ЦМТ , С 97

58 Соколов И В , Качанов В К , Федоров M Б Концепция модульного проектирования алгоритмов формирования и обработки сигналов в компьютеризированном универсальном программно-аппаратном комплексе неразрушающего УЗ

контроля Тезисы докладов 5-ой Международной конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности» Москва, 2006г-М Машиностроение-1,2006 С 93

59 Соколов И В , Качанов В К , Залеткин А В, Федоров М Б Многофункциональная аппаратура УЗ контроля Тез докл 5-ой Международной конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности» Москва, 2006г-М Машиностроение-1, 2006 С 33

60 Карташев В Г, Шалимова Е В , Соколов И В, Залеткин А В Влияние структурного шума на погрешности измерения в ультразвуковой дефектоскопии/ Радиотехнические тетради №33 2006, Москва, МЭИ с 54-57

61 Карташев В Г., Залеткин А В , Соколов И В, Шалимова Е В Оптимальная и квазиоптимальная временная обработка сигналов при ультразвуковой дефектоскопии материалов со сложной структурой и частотно-зависимым затуханием/ Вестник МЭИ, №6, Москва, 2006г, с 140-147

62 Соколов ИВ. Сплит-способ ультразвуковой дефектоскопии/ Вестник МЭИ, №6, Москва, 2006 г, с 147-152

63 Качанов В К , Соколов И В , Конов М М Корреляционная диаграмма направленности и корреляционное распределение поля ультразвукового широкополосного преобразователя/ Вестник МЭИ, № 1, Москва, 2007г,с 125-131

64 Соколов И В , Качанов В К , Родин А Б , Залеткин А В Модифицированный Сплит-способ УЗ дефектоскопии Тез докл 6-ой Межд конференции «НК и техническая диагностика в промышленности» -М Маш-е - 1, 2007 С 204207

65 Качанов В К , Соколов И В Проблемы ультразвукового контроля протяженных сложноструктурных изделий с большим затуханием сигналов // Дефектоскопия -2007 - № 8 - С 82-93

66 Качанов В К , Карташев В Г„ Соколов И В , Туркин М В Проблемы выделения ультразвуковых сигналов из структурного шума при контроле изделий из сложноструктурных материалов //Дефектоскопия-2007-№ 9 - С 71-86

Подписано в печать $ 03 СЬ~1 Зак. Тир. {и1 Пл. Полиграфический центр МЭИ (ТУ) Красноказарменная ул., д. 13

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы.

Цель работы.

Научная новизна

Практическая ценность и внедрение результатов работы

Достоверность выносимых на защиту научных положений

Основные положения, выносимые на защиту

Публикация результатов

Апробация работы

Структура и объём работы

1. ПРОБЛЕМЫ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ 14 СЛОЖНОСТРУКТУРНЫХ ИЗДЕЛИЙ С БОЛЬШИМ ИНТЕГРАЛЬНЫМ ЗАТУХАНИЕМ СИГНАЛОВ.

1.1 .Этапы развития помехоустойчивых методов ультразвукового 14 контроля сложноструктурных изделий.

1.2. Постановка проблемы обнаружения УЗ эхо-сигналов, 17 замаскированных шумами и помехами

1.3. Проблема обнаружения и выделения эхо-сигналов из белого 20 шума (проблема чувствительности при УЗ контроле протяженных изделий с большим затуханием сигнала).

1.4. Проблемы ультразвукового низкочастотного контроля

1.5. Влияние шумов и помех на результаты УЗ НЧ контроля 28 протяженных сложноструктурных изделий

1.6. Проблемы выделения ультразвуковых сигналов из 30 структурного шума при контроле изделий из сложноструктурных материалов

1.7. Проблемы создания широкополосных НЧ ПКП. Требования к 36 параметрам оптимизированных широкополосных ПКП

1.8. Проблема создания широкополосных ПКП с узкой диаграммой 42 направленности

1.9.Требования к пространственно-временным характеристикам 43 широкополосных ПКП

1.10 .Выводы по разделу

2. ОСОБЕННОСТИ ПРМЕНЕНИЯ СЛОЖНОМОДУЛИРОВАННЫХ 49 СИГНАЛОВ В УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ.

2.1. Необходимость использования сложномодулированных 49 сигналов в УЗ дефектоскопии

2.2. Преимущества использования сложномодулированных сигналов в УЗ дефектоскопии

2.3. Основные свойства ФМ сигналов применительно к задачам УЗ 53 дефектоскопии

2.4. Основные свойства ЧМ сигналов применительно к задачам УЗ 62 дефектоскопии.

2.5. Выводы по разделу

3. ПРИМЕНЕНИЕ СПЛИТ-СПОСОБА ПРИ УЗ КОНТРОЛЕ ИЗДЕЛИЙ 68 С БОЛЬШИМ ЗАТУХАНИЕМ УЛЬТРАЗВУКА

3.1. Мгновенные спектры сложномодулированных сигналов

3.2. Понятие о Сплит-способе и Сплит-сигнале

3.3. Характеристики Сплит-сигнала

3.4. Соображения по выбору параметров и способа обработки 80 Сплит-сигнала

3.5. Алгоритмическая гибкость Сплит-сигнала

3.6. Коррекция частотно-зависимого затухания ультразвука в 86 материале контролируемого изделия

3.7. Непрерывные Сплит-сигналы

3.8. Резонансный спектрально-мультипликативный метод 96 толщинометрии протяженных бетонных строительных конструкций

3.9. Ортогональность Сплит-сигналов

3.10. Особенности аппаратной реализации Сплит-алгоритма

3.11. Выводы по разделу З

4. РАЗРАБОТКА МОЗАИЧНЫХ ШИРОКОПОЛОСНЫХ 106 УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ С ЗАДАННЫМИ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫМИ И ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

4.1. Мозаичные широкополосные преобразователи

4.2. Корреляционная диаграмма направленности широкополосного 107 преобразователя

4.3. Мозаичные широкополосные преобразователи с заданной ДН

4.4. Синтез широкополосных мозаичных антенн с равномерным 114 акустическим полем

4.5. Разработка широкополосного мозаичного монолитного 120 пьезопреобразователя с ограниченной апертурой

4.6. Выводы по разделу

5. ВЫДЕЛЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ЭХО-СИГНАЛОВ ИЗ 128 СТРУКТУРНОГО ШУМА

5.1. Статистические характеристики структурного шума

5.2. Пример частотной декорреляции сигнала и помехи в радиолокации движущихся целей

5.3. Положения теории оптимальной фильтрации применительно к 137 проблемам выделения эхо-сигнала из структурного шума при одноканальном контроле. Частотная декорреляция эхо-сигнала и структурного шума на примере УЗ контроля колоколов из бронзы старинного литья

5.4. Проблемы пространственно-временной обработки сигналов 144 при УЗ контроле сложноструктурных изделий

5.5. Общие положения пространственно-временной обработки 152 сигналов применительно к задачам УЗ контроля сложноструктурных изделий с большим затуханием ультразвука

5.6. Особенности пространственно-временной обработки сигналов 154 на фоне белого шума

5.7. Особенности пространственно-временной обработки сигналов 155 на фоне структурного шума

5.8. Корреляционные характеристики структурного шума

5.9. Влияние частотно-зависимого затухания ультразвука на 166 частотные характеристики временных фильтров

5.10 Выводы по разделу

6. ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫХ

СРЕДСТВ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АДАПТИВНОЙ АППАРАТУРЫ ДЛЯ УЗ ВЫСОКОТОЧНОГО КОНТРОЛЯ СЛОЖНОСТРУКТУРНЫХ ИЗДЕЛИЙ С БОЛЬШИМ ЗАТУХАНИЕМ УЛЬТРАЗВУКА

6.1. Необходимость создания многофункционального адаптивного 171 комплекса УЗ высокоточного помехоустойчивого контроля сложноструктурных изделий с большим затуханием ультразвука 6.2 Структурная схема компьютерной многофункциональной аппаратуры помехоустойчивой УЗ дефектоскопии

6.2.1. Структурная схема УЗ дефектоскопа

6.2.2. Программное обеспечение

6.2.3. Интерфейс оператора системы

6.3. Практическая реализация алгоритмов пространственно- 180 временной обработки сигналов, созданных с помощью «структурно-модульного проектирования»

6.3.1 .Банк первичных функционалов

6.3.2.Банк вторичных функционалов

6.4. Пример использования многофункциональной аппаратуры для 186 одноканальной дефектоскопии сложноструктурных изделий из чугуна

6.5. Выводы по разделу 6.

7. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ 193 ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОМ КОНТРОЛЕ СЛОЖНОСТРУКТУРНЫХ ИЗДЕЛИЙ. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ ПРИ УЗ ТОМОГРАФИИ.

7.1. УЗ томография изделий с малым уровнем шумов и помех. 193 Построение томограмм с помощью алгоритма «по интенсивности» амплитуд

7.2. Проблемы УЗ контроля при наличии сильного структурного 197 шума

7.3. Алгоритм построения изображения внутренней структуры 200 объекта при высоком уровне структурного шума (алгоритм «фокусировка в точку»)

7.4. Алгоритм обработки сигналов для определения положения 203 отражающей поверхности («фокусировка на плоскость»)

7.5. Дополнительные алгоритмы, позволяющие улучшить качество 209 изображения

7.5.1 Процедура амплитудной нормировки

7.5.2. Процедура амплитудно-временного взвешивания (или коррекция затухания»

7.5.3. Синхронное детектирование

7.5.4. Фильтр нижних частот

7.5.5. Фильтр верхних частот

7.5.6. Стробирование части изображения

7.5.7. Алгоритм фазового перекоса

7.5.8. Скользящая оконная фильтрация

7.6. Использование структурно-модульного проектирования при 218 непосредственном проведении УЗ контроля сложноструктурных изделий

Актуальность темы.

Диссертация посвящена разработке многофункционального комплекса помехоустойчивых методов и средств ультразвукового (УЗ) контроля изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ), используемых в оборонной и ракетно-космической отраслях промышленности. Актуальность темы определяется тем, что изделия ракетно-космической техники должны иметь 100%-ную гарантию качества как на стадиях изготовления компонентов изделий и сборки готового изделия, так и в процессе переаттестации на стадии боевого дежурства, что является безусловным требованием безопасности страны. Обеспечить надежную эксплуатацию указанных объектов и решить проблему увеличения срока эксплуатации указанных изделий возможно только при использовании средств неразрушающего контроля (НК) и технической диагностики, среди которых УЗ методы являются наиболее информативными и экологически безопасными.

При УЗ НК изделий из ПКМ актуальна проблема обнаружения и выделения информационных УЗ эхо-сигналов из смеси с белым шумом и коррелированной с зондирующим сигналом структурной помехой, возникающей из-за сложной гетерогенной структуры и высокого частотно-зависимого затухания УЗ сигналов. Другая особенность изделий из ПКМ -большое разнообразие изделий, разнообразие физико-механических свойств композитов. По этой причине для каждого нового класса изделий необходимо было разрабатывать новое аппаратное средство и алгоритм контроля, что дорого и нерационально.

Эти особенности изделий из ПКМ обусловили актуальность темы и потребовали решения самостоятельной научно-технической проблемы по разработке программно-аппаратного многофункционального адаптивного комплекса помехоустойчивых методов и средств УЗ НК, в котором: -обеспечивается высокая чувствительность УЗ НК; - методы контроля, зондирующий сигнал и его характеристики, алгоритмы обработки эхо-сигналов, характеристики пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП) гибко, адаптивно подстраиваются под характеристики каждого нового изделия из ПКМ.

Над проблемами помехоустойчивой дефектоскопии автор работает с 1975 г. В рамках данной диссертации обобщены результаты теоретических и экспериментальных исследований автора, выполненных на кафедре

Электронные приборы МЭИ в период с 1993 по 2007 год. Результаты получены в процессе выполнения НИР по постановлениям Правительства, ГКНТ, АН, программ МинОбрНауки РФ, в рамках многочисленных г/б и х/р работ.

Цель работы.

Целью работы является создание аппаратно-программного комплекса средств УЗ многофункционального помехоустойчивого контроля сложноструктурных изделий, состоящего в том числе из:

- нового Сплит-способа УЗ контроля, основанного на применении предложенного автором диссертационной работы нового вида широкополосных адаптивных сложномодулированных Сплит-сигналов, нового типа низкочастотных широкополосных мозаичных пьезопреобразователей, у которых возможно программно-аппаратным способом формировать амплитудно-частотные и пространственные характеристики требуемого вида;

- новых пространственно-временных (многоканальных) алгоритмов выделения эхо-сигналов из смеси с белым шумом и коррелированной с зондирующим сигналом помехой;

- программно-управляемой многофункциональной аппаратуры УЗ НК, которая обеспечивает генерацию как простых и сложномодулированных сигналов, так и Сплит-сигнала; реализует разнообразные алгоритмы их обработки (включая алгоритм, реализующий Сплит-способ и его модификации), и осуществляет гибкую адаптацию параметров сигналов под характеристики контролируемого изделия и параметры используемых ПЭП.

- новой интерактивной среды алгоритмического программирования многофункциональной адаптивной аппаратуры УЗ контроля (среда «структурно-модульного проектирования»), основанной на оригинальном графическом интерфейсе, которая позволяет как конструировать новые алгоритмы обработки сигналов, реализуя оригинальные методы УЗ контроля, так и оперативно в процессе контроля модернизировать существующие.

Научная новизна.

1. Показано, что УЗ помехоустойчивый контроль протяженных сложноструктурных изделий (композитных материалов, бетонов, пластиков) возможен на основе комплекса научно-технических решений: высокочувствительных методов, основанных на Сплит-способе УЗ контроля; -гибких сложномодулированных Сплит-сигналов; -широкополосных мозаичных ПЭП с заданными параметрами; -новой интерактивной среды алгоритмического программирования - «среды структурно-модульного проектирования»; -многофункциональной адаптивной программно-управляемой аппаратуры УЗ контроля.

2. Предложен и реализован новый Сплит-способ УЗ контроля и его различные модификации, основанные на применении нового вида широкополосных адаптивных сложномодулированных высокочувствительных Сплит-сигналов.

3. Определены новые интегральные пространственно-временные (ПВ) характеристики широкополосных преобразователей — корреляционная диаграмма направленности (КДН) и корреляционное распределение поля (КРП), которые в сочетании со Сплит-алгоритмом позволили разработать новые принципы проектирования широкополосных мозаичных ПЭП с заданными амплитудно-частотными и пространственно-временными характеристиками.

4. Разработаны принципы, методика и технология проектирования широкополосных мозаичных ПЭП с заданными амплитудно-частотными и пространственно-временными характеристиками.

5 .Разработаны новые алгоритмы выделения информационных эхо-сигналов из структурного шума, основанные на пространственно-временной обработке сложномодулированных Сплит-сигналов.

6. Разработана новая интерактивная среда алгоритмического «структурно-модульного проектирования» многофункциональной адаптивной аппаратуры УЗ контроля, позволяющая как на этапе проектирования, так и в процессе контроля оперативно конструировать и практически реализовывать новые алгоритмы формирования и обработки сигналов, обеспечивать адаптацию параметров прибора к характеристикам изделия и электроакустического тракта (ЭАТ).

7. Разработан и создан программно-управляемый многофункциональный комплекс технических средств УЗ НК, который обеспечивает генерацию простых и сложномодулированных сигналов (в том числе и Сплит-сигнала), реализует различные алгоритмы их обработки (включая алгоритм, реализующий Сплит-способ), осуществляет гибкую адаптацию параметров сигналов под характеристики контролируемого изделия и используемых ЭАП.

Практическая ценность и внедрение результатов работы.

-Предложен и защищен патентом новый Сплит-способ УЗ НК, позволяющий существенно увеличить чувствительность УЗ НК, повысить производительность многоканального контроля, увеличить достоверность и точность измерения параметров УЗ эхо-сигналов.

-Созданы и защищены авторскими свидетельствами и патентами новые одноканальные и многоканальные способы УЗ контроля изделий сложномодулированными сигналами.

-Создан новый тип низкочастотных широкополосных мозаичных ЭАП с заданными амплитудно-частотными и пространственно-временными характеристиками.

-Разработаны новые пространственно-временные и многоканальные алгоритмы выделения эхо-сигналов из смеси с белым шумом и коррелированной с зондирующим сигналом помехой, обеспечивающие надёжный УЗ контроль изделий, не поддающихся контролю традиционными техническими средствами, основанными на ударном возбуждение зондирующих сигналов

На основании разработок автора был создан новый класс приборов и устройств комплексного УЗ помехоустойчивого многофункционального контроля протяженных сложноструктурных изделий. Были внедрены в опытное производство предприятий ракетно-космической и оборонной отраслей промышленности ряд приборов и средств УЗ НК изделий из ПКМ в том числе новый класс УЗ эхо-импульсных дефектоскопов УЗ-ФМ-1, УЗ-ФМ-3, УЗ-ФМ-5 с использованием ФМ сигналов Баркера, М-последовательностей и ортогональных ФМ-сигналов и согласованной фильтрацией эхо-сигналов; новый класс УЗ эхо-импульсных толщиномеров авиационных ПКМ с измерением толщины по значению максимума АКФ УЗТ-1; эхо-импульсных толщиномеров со спектральной оптимальной фильтрацией ЛЧМ сигналов "СПЕКТР"; автоматизированных адаптивных систем УЗ теневого контроля с использованием ЛЧМ сигналов УЗД-МП-1 и УЗД-МП-2М. , внедренных в опытную эксплуатацию в НПО "СОЮЗ" и принятых к серийному производству.

Достоверность выносимых на защиту научных положений

Достоверность выносимых на защиту научных положений подтверждается многочисленными актам внедрения результатов исследований, проведенных в интересах предприятий оборонной и ракетнокосмической промышленности по созданию новых методов и устройств для УЗ контроля изделий из ПКМ; результатами НК специальных конструкций из бетона; результатами НК изделий из колокольной бронзы старинного литья (большие колокола звонницы Московского Кремля и колокола храма Христа Спасителя), проведенного в рамках Государственной экспертизы. Дефектоскопы УЗ-ФМ-1 и УЗ-ФМ-З награждены бронзовой и серебряной медалями ВДНХ; эхо-импульсный толщиномер "СПЕКТР" занял первое место на Всесоюзном конкурсе средств НК изделий из ПКМ (1989г.); комплекс работ, выполненных при непосредственном участии автора диссертации удостоен премии Гособразования СССР (1990г.); «Универсальный многофункциональный компьютерный комплекс УЗ неразрушающего контроля и диагностики сложноструктурных материалов и изделий» на IV Московском международном салоне инноваций и инвестиций награжден Золотой медалью (2004г.). Разработанные средства УЗ НК используются в учебном процессе МЭИ.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Теоретические основы комплексного многофункционального помехоустойчивого УЗ контроля сложноструктурных изделий с большим затуханием ультразвука и высоким уровнем коррелированных помех.

2. Новый вид помехоустойчивого широкополосного сложномодулированного сигнала (Сплит-сигнал) и различные модификации Сплит-алгоритмов обработки сигналов: -алгоритм динамической оптимальной фильтрации Сплит-сигнала; - алгоритмы пространственно-временного выделения Сплит-сигнала из коррелированной структурной помехи; - алгоритмы пространственно-временного выделения Сплит-сигнала из коррелированной структурной помехи; - квазиоптимальный алгоритм обработки Сплит-сигнала при УЗ контроле материалов с сильным частотно-зависимым затуханием в широком диапазоне соотношений уровней структурного и белого шума; - модифицированный Сплит-алгоритма, обеспечивающий повышенную точность измерения параметров УЗ эхо-сигналов, основанный на компенсации возникающих в ЭАТ искажений его формы; - многоканальный Сплит-способ УЗ контроля, основанный на использовании ансамбля ортогональных Сплит-сигналов, характеризующийся высокой производительностью и достоверностью НК.

3. Методы выделения Сплит-эхо-сигналов из структурной помехи, основанные на оригинальных алгоритмах их пространственно-временной обработки.

4. Принципы и методика проектирования и конструирования широкополосных мозаичных ЭАП с заданными пространственными и временными характеристиками.

5. Интегральные пространственно-временные характеристики широкополосных преобразователей — корреляционная диаграмма направленности (КДН) и корреляционное распределение поля (КРП).

6. Интерактивная среда алгоритмического «структурно-модульного проектирования» многофункциональной адаптивной аппаратуры УЗ контроля, позволяющая создавать различные алгоритмы формирования и обработки сигналов, адаптацию параметров прибора под характеристики изделия в процессе контроля.

7. Принципы конструирования и функционирования программно-управляемых многофункциональных технических средств УЗ контроля, основанных на применении сложномодулированных (включая Сплит-сигнал) сигналов, пространственно-временной и частотной оптимальной фильтрации (включая динамическую оптимальную фильтрацию Сплит-сигнала) и отображении результатов НК.

Публикация результатов.

По результатам исследований опубликовано 104 печатных работ, получено 25 авторских свидетельства, патента на изобретение, свидетельства на полезную модель.

Апробация работы.

Результаты исследований были доложены на следующих конференциях:

V Московская городская конференция молодых ученых и специалистов по повышению надежности, экономичности и мощности энергетического, электротехнического и радиоэлектронного оборудования; VI Московская городская конференция молодых ученых и специалистов по повышению надежности, экономичности и мощности энергетического, электротехнического и радиоэлектронного оборудования; Всесоюзная НТ конференция "Современные проблемы радиоэлектроники"; Международная конференции по НК в Сараево (Югославия, 1991); 13 НТ конференция "Неразрушающие физические методы и средства ультразвукового контроля: (С.-Петербург, 1993); International Symposium "Acoustoelectronics, frequency control & Signal generation (Москва, 1996); 14 HT конференция "Неразрушающий контроль и диагностика"(Москва, 1996 г.); 16 НТ конференция «Ультразвуковая дефектоскопия металлоконструкций»: (С.Петербург, 1997); Всероссийская НТ конференция "Новые материалы и технологии - 98".Москва, МАТИ-РГТУ им.К.Э.Циолковского; 15 Российская НТ конференция "Неразрушающий контроль и диагностика", 1999г.,Москва; НТ конференция "Научно-иновационное сотрудничество" по межотраслевой программе сотрудничества между Минобразования России и Минатомом России, Москва, МИФИ, 2002; НТ конференция «Сварка на рубеже веков» Москва, МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2002; II НТ конференция "Научно-инновационное сотрудничество" по межотраслевой программе сотрудничества между Минобразования России и Минатомом России. Москва,МИФИ,2003; 5-ая Международная конференция "Электромеханика, электротехнология и электроматериаловедение", Крым, Алушта, 2003; Научно-практическая конференция — выставка по результатам реализации в 2003 г. Межотраслевой программы сотрудничества Минобразования РФ и Спецстроя РФ "НАУКА, ИННОВАЦИИ, ПОДГОТОВКА КАДРОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ" на 2001—2005 г.г., Москва, МГСУ, 2003; НТ специализированная конференция —выставка "Промышленный неразрушающий контроль", Москва, РОНКТД, 2003; III НТ конференция "Научно-инновационное сотрудничество" по межотраслевой программе сотрудничества между Минобразования России и Минатомом России".Москва, МИФИ, 2004; 3-я международная выставка и конференция "Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности" Москва, ЦМТ, 2004; Научно-практическая отчётная конференция - выставка по результатам реализации в 2004г. Межотраслевой программы научно-инновационного сотрудничества Министерства образования и науки РФ и Федерального Агентства Специального строительства РФ «НАУКА, ИННОВАЦИЯ, ПОДГОТОВКА КАДРОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ» на 2001-2005г.г. Москва, МГСУ, 2004; 5-ая Международная НТ конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности». Москва, 2006; 6-ая Международная НТ конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности». Москва, 2007.

Структура и объём работы.

Диссертация состоит из Введения, 7 глав, списка литературы и 2 приложений.

Основные результаты диссертационной работы сводятся к следующему:

1. Разработаны основы многофункционального помехоустойчивого УЗ контроля сложноструктурных изделий с большим затуханием ультразвука и высоким уровнем коррелированных помех, основанные на комплексном использовании: -параметрически гибких высокочувствительных Сплит-сигналов; -вариативных алгоритмов генерации и обработки УЗ помехоустойчивых сигналов, обеспечивающих адаптацию методов контроля, характеристик Сплит-сигналов, параметров ПЭП под параметры контролируемых изделий; -программно управляемого многофункционального адаптивного комплекса УЗ НК.

2. Предложен и реализован новый вид гибких помехоустойчивых сложномодулированных сигналов специально для задач УЗ контроля -Сплит-сигналы. Предложены и реализованы Сплит-алгоритмы, максимизирующие чувствительность УЗ эхо-контроля; -позволяющий гибко менять параметры Сплит-сигнала в процессе контроля, подстраиваясь под характеристики ЭАТ, контролируемого изделия с целью оптимизации параметров ЭАТ, минимизации искажений УЗ эхо-сигнала в ЭАТ и тем самым повышения точности измерения положения дефектов.

3. Определены новые интегральные пространственно-временные характеристики широкополосных ПЭП — корреляционная диаграмма направленности (КДН) и корреляционное распределение поля (КРП).

4. Разработаны принципы, методика и технология проектирования широкополосных мозаичных ПЭП с заданными амплитудно-частотными и пространственно-временными характеристиками.

5. Разработаны различные методы выделения УЗ эхо-сигналов из коррелированного структурного шума. Разработаны оптимальные алгоритмы пространственно-временной обработки сигналов с использованием широкополосных Сплит-сигналов с большой базой как для выделения эхо-сигналов из коррелированных помех, так и для визуализации контролируемого изделия.

6. Разработана новая интерактивная среда алгоритмического «структурно-модульного проектирования» многофункциональной адаптивной аппаратуры УЗ контроля, основанная на оригинальном графическом интерфейсе, и позволяющая оператору в процессе контроля: -создавать различные алгоритмы формирования и обработки сигналов; -обеспечивать адаптацию параметров сигнала под характеристики контролируемых изделий; -исследовать различные характеристики элементов ЭАТ.

7. Разработан и создан программно-управляемый многофункциональный комплекс технических средств УЗ контроля, который обеспечивает генерацию простых и сложномодулированных сигналов (в том числе и Сплит-сигнала), реализует сложные алгоритмы их обработки (включая алгоритм, реализующий Сплит-способ) и осуществляет гибкую адаптацию параметров сигналов под характеристики контролируемого изделия и параметры используемых ПЭП.

Основные программно-аппаратные средства, разработанные в ходе выполнения диссертационной работы и внедренные в опытную эксплуатацию на предприятиях аэро-космического и оборонного комплекса.

1. УЗ эхо-импульсные дефектоскопы на базе ФМ сигналов "УЗД-ФМ-1"

УЗД-ФМ-5"

• Зондирующий сигнал: ФМ сигнал, модулированный кодом Баркера Б=11 и Б=13, М-последовательностью Б=127;

• Диапазон рабочих частот: 0.1 . 1.0 МГц;

• Способ оптимальной фильтрации эхо-сигналов в приемном тракте: согласованный фильтр, коррелятор;

• Внедрение: НПО "ВОЛНА", ЦНИИСМ;

• Приоритет: A.C. Ш? 1262362, 1397830

2. Ультразвуковой толщиномер "СПЕКТР".

• Зондирующий сигнал: ЛЧМ сигнал:

• Длительность: 10 мсек;

• девиация частоты: 80%;

• средняя частота: 500 кГц; о

• База сигнала: 4*10

• Обработка сигнала: оптимальная фильтрация импульса разностной частоты в тракте частотного анализатора энергетического спектра;

• Измеряемая толщина: 3. 200 мм;

• Погрешность толщинометрии: не более 4%;

• Разрешающая способность: до 0.5 мм;

• Внедрение: ЦНИИСМ, ДНИИТМ;

• Приоритет: A.C. №№ 1458804,1619198

3. Ультразвуковой адаптивный микропроцессорный дефектоскоп "УЗД-МП

1" ("УЗД-МП-2")

• Используемый сигнал: непрерывный, импульсный; частота 80, 160, 320 кГц, амплитуда 50 В;

• Режим работы: теневой, безэталонный, автоматический с адаптивной настройкой частоты под тип контролируемого изделия по максимуму коэффициента передачи ЭАП, адаптивная подстройка частоты повторения при импульсном режиме работы;

• Способ обработки: оптимальная фильтрация последовательности импульсов;

• Внедрение: НПО "СОЮЗ", принят к серийному изготовлению для предприятий МОП;

• Приоритет: A.C. №1702294

4. Ультразвуковой микропроцессорный измеритель характеристик ПКМ

МЭЗОН"

• Режим работы: ручной, автоматический;

• Используемые сигналы: программно формируемые AM, ФМ и 4M сигнал;

• Несущая частота: 0.1 . 1.0 МГц;

• Число каналов передающего тракта: 5;

• Число каналов приемного тракта: 64; Угол сканирования: ±60°

• Динамический диапазон: 90 дБ;

• Способ обработки эхо-сигналов: накопление, корреляция, фокусировка, сканирование, В-скан;

• Внедрение: ДНИИТМ;

Приоритет: A.C. №№1024828, 1702294.

5. Универсальный многофункциональный компьютерный комплекс УЗ неразрушающего контроля и диагностики сложноструктурных материалов t

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Ланге Ю.В., Воронков В. А. Контроль неразрушающий акустический. Термины и определения. Справочник-М.: 2003. - 120 с.

2. Неразрушающий контроль: Справочник: В 7 т. Под общей редакцией В.В.Клюева. Т.З: Ультразвуковой контроль. И.Н.Ермолов, Ю.В.Ланге. М.: Машиностроение, 2004. - 864с.

3. Ермолов И.Н. Теория и практика УЗ контроля. М.:, Машиностроение, 1981. - 240 с.

4. Щербинский В.Г. Технология ультразвукового контроля сварных соединений. Изд-во «Тиссо», М.,2003 г.

5. Гребенников В.А., ГурвичА.К., Григорьев Н.В. Многочастотный способ УЗ контроля аустенитных сварных швов // Дефектоскопия. 1974, № 1, с. 81-89.

6. Алешин Н.П., Вощанов А.К., Михайлов И.И. Ультразвуковая томографическая установка для контроля изделий/Семинар- Соврем.методы и приборы контроля качества продукции. Матер, семин. /Моск.дом.НТ проп,-М.: 1991, С.4-7.

7. Бадалян В.Г., Вопилкин А.Х. и др. Компьютерные системы УЗ контроля с когерентной обработкой данных "Авгур 2.1" -Дефектоскопия. 1993, №3, с.3-15.

8. Бадалян В.Г. Оценка результатов контроля по акустическим изображениям./ Дефектоскопия. 2007. №4 с.39-58.

9. Коряченко В.Д. Статистическая обработка сигналов дефектоскопа с целью увеличения отношения сигнал/шум при реверберационных помехах структуры// Дефектоскопия. 1975, № 1, с. 87-95.

10. Ямщиков B.C., Носов В.Н. К обоснованию ультразвукового корреляционного метода дефектоскопии крупноструктурных материалов // Дефектоскопия. 1972, № 3, с. 13-19.

11. Ямщиков B.C., Носов В.Н. К обоснованию ультразвукового корреляционного метода дефектоскопии крупноструктурных материалов// Дефектоскопия. 1972, № 3, с. 13-19.

12. Самокрутов A.A. Современные методы и технические средства акустического неразрушающего контроля. М.,Из-во «Машиностроение -1», 2003 г. 140с.

13. Ковалев A.B., Козлов В.Н., Самокрутов A.A., Шевалдыкин В.Г., Яковлев H.H. Импульсный эхо-метод при контроле бетона. Помехи и пространственная селекция. Дефектоскопия. 1990, № 2, с. 29-41.

14. Shevaldykin V.G., Kozlov V.N., Samokrutov A.A. "Inspection of Concrete by Ultrasonic Pulse-Echo Tomograph with Dry Contact", 7th European conference on Non-Destructive Testing, Copengagen, 26-29 May, 1998.

15. Аксенов В.П. Применение радиолокационных методов оптимального обнаружения при ультразвуковом контроле // Дефектоскопия. 1982, № 2, с. 70-74.

16. Точинский Е.Г., Попов И.С., Аксенов В.П. Некоторые способы получения регулируемого фазового сдвига между двумя или несколькими сигналами. Доклады НТ конф. МЭИ, секция ЭП., -М.:, 1969.

17. Аксенов В.П., Питолин А.И., Точинский Е.Г. О возможности электронного сканирования в ультразвуковой дефектоскопии // М.,Труды МЭИ, вып. 43, 1972, с. 11-15.

18. Точинский Е.Г. Исследование электрически управляемых ультразвуковых антенных решеток применительно к дефектоскопии. Реф.канд. дисс. М., МЭИ, 1973 г.

19. Попов И.С. Некоторые вопросы применения накопителей в ультразвуковой дефектоскопии //Тр.МЭИ, вып. 148, 1973, с.89 -94.

20. Попов И.С. Накопление сигналов в УЗ и гамма дефектоскопии: Реф.канд.дисс. М., МЭИ, 1974.

21. Аксенов В.П., Попов И.С., Попко В.П., Качанов В.К., Питолин А. И. Применение пьезокерамических мозаичных электроакустических преобразователей // Труды МЭИ. Вып.335. 1977, с.49-52.

22. Аксенов В.П., Попко В.П., Попов И.С., Рябов Г.Ю. Об одной разновидности широкополосных пьезокерамических преобразователей// Труды МЭИ. Вып.382, 1978, с.63-65.

23. Питолин А.И. Исследование ЭА тракта эхо-импульсных дефектоскопов (применительно к контролю изделий с большим затуханием ультразвука), Реф. канд. Дисс. М., МЭИ, 1977.

24. Попко В.П., Питолин А.И., Рябов Г.Ю., Кутюрин Ю.Г. Применение пьезокерамических мозаичных преобразователей в условиях пространственно-временной обработки сигналов // Дефектоскопия. №9, 1990. с.57-64.

25. Попко В.П. Разработка, исследование и применение широкополосных мозаичных пьезокерамических преобразователей, Реф. канд. дисс. М., МЭИ, 1982.

26. Рябов Г.Ю. Разработка и применение фокусирующих УЗ антенн с амплитудно-фазовым управлением. Реф. канд. дисс. М., МЭИ, 1983.

27. Качанов В.К. О возможности применения метода сжатия импульсов в ультразвуковой дефектоскопии// Тр.МЭИ. Вып. 192, 1974, с.14

28. Качанов В.К. Применение метода сжатия импульсов в УЗ дефектоскопии. Реф. канд. Дисс. М., МЭИ, 1979.

29. Патент РФ № 2052769. Ультразвуковой способ измерения толщины изделий с большим затуханием ультразвука и устройство для его осуществления. Качалов В.К., Зорин А.Ю., Питолин А.И. и др. Бюл.№2, 1996г.

30. Качалов В.К. Применение ортогональных фазоманипулированных сигналов в УЗ дефектоскопии // Дефектоскопия. №9, 1990. С.39-46.

31. Соколов И.В. Применение сигналов специальной формы при УЗ эхо-локации крупногабаритных сред // Реф. канд. Дисс. М., МЭИ, 1983.

32. Vladimir К. Kachanov and Igor V. Sokolov. Application features of radio engineering signal processing methods for ultrasonic flow détection, Nondestr.Test. Ewal., 2000, Vol. 15, p. 330-360.

33. Карташев В.Г., Качанов В.К. Оптимальное выделение сигналов на фоне структурного шума в ультразвуковой дефектоскопии // Дефектоскопия. 1992, № 7, с. 14-24.

34. Качанов В.К. Разработка помехоустойчивых методов и устройств УЗ контроля ПКМ. Дисс.докт.тех. наук, -М.:, МГТУ, 1993.

35. Карташев В.Г., Качанов В.К., Шалимова Е.В. Статистические характеристики структурного шума в среде с мелкомасштабными неоднородностями // Дефектоскопия. 1998, № 4, с. 11-18.

36. Vladimir К. Kachanov, Vladimir G. Kartashev and Valentin P. Popko. Application of signal processing methods to ultrasonic non-destructive testing of articles with high structural noise // Nondestr.Test.Eval., 2001, Vol. 17, p. 15-40.

37. Карташев В.Г., Кузьмин C.B. Анализ структурного шума в задачах ультразвуковой дефектоскопии /Сб.научных трудов "Неразрушающий контроль композиционных материалов" под ред. Качанова В.К.// -М.:МЭИ, 1991, Вып. 642, С.128-138.

38. Булаев Ю.В., Соколов И.В. Моделирование статистических характеристик структурного шума при ультразвуковом зондировании неоднородных сред / Радиотехнические тетради, 1995, №8,1995. С. 18-22

39. А.С. СССР № 1702294. Ультразвуковой адаптивный дефектоскоп. Качанов В.К., Питолин А.И., Соколов И.В., Попко В.П., и др. БИ 48,1991г.

40. Качанов В.К., Казанцев О.А., Соколов И.В. и др. Разработка ультразвуковых адаптивных методов и устройств для контроля изделий из полимерных материалов. Дефектоскопия 1990. № 9. С.52-56.

41. Патент РФ № 2126538. Соколов И.В., Соколов Е.И. Сплит -способ ультразвукового контроля. Б.И. № 5, 1999 г.

42. Sokolov I.V. The split method of Ultrasonic Nondestructive Testing, Nondestr. Test. Ewal., 2003, Vol. 19, p. 1 -15.

43. Соколов И.В. Сплит-способ ультразвуковой дефектоскопии/ Вестник МЭИ, №6, Москва, 2006г., с. 147-152

44. Качанов В.К., Соколов И.В., Питолин А.И. и др. Приоритет российских ученых в разработке новых средств УЗ контроля с повышенной информативностью / В мире неразрушающего контроля. Ежеквартальное журнальное обозрение. Санкт-Петербург, 2001 №2 стр. 14-15.

45. Ультразвуковые преобразователи для неразрушающего контроля/Под общей редакцией И.Н.Ермолова. М.: Машиностроение, 1986. -280 с.

46. Применение ультразвука в медицине: Физические основы: Пер. с англ./ под редакцией К.Хилла. М.: Мир, 1989. - 568 с.

47. Аксенов В.П.,Родин А.Б.,Рябов Г.Ю.,Соколов И.В. Электроакустические устройства регистрации слабых сигналов.- Тр.МЭИ, 1982, вып.536, с.81-86.

48. Аксёнов В.П., Качанов В.К., Соколов И.В. и др. Приборы и устройства электронной техники для генерации, регистрации и преобразования ультразвуковых колебаний // Труды МЭИ. 1980, вып. 456, с. 49-52.

49. Newnham R.E. et al. Composite piezoelectric transducers, Mater.Eng., 1980, vol. 2, p. 93-106.

50. Самокрутов А. А. Исследование методов УЗ HK на базе малоапертурных преобразователей и антенных систем. М.: Изд-во «Машиностроение-1», 2003 г., 120 с.

51. Королев М.В. Эхо-импульсные ультразвуковые толщиномеры. -М.: Машиностроение, 1980. 112 с.

52. Качанов В.К., Карташев В.Г., Соколов И.В. и др. Вопросы повышения точности УЗ толщинометрии материалов с высоким затуханием // Тезисы докладов 14 НТ конференции "Неразрушающий контроль и диагностика",- Москва, 23-26 июня 1996 г., т. 1, с. 120.

53. Лезин Ю.С. Введение в теорию и технику радиотехнических системам.: Радио и Связь, 1986. -280 с.

54. Качанов В.К., Карташев В.Г., Соколов И.В., Туркин М.В. Проблемы выделения ультразвуковых сигналов из структурного шума при контроле изделий из сложноструктурных материалов. Дефектоскопия. 2007, №

55. Теоретические основы радиолокации/Под ред. В.Е.Дулевича. М.: Сов. радио, 1978.-608с.

56. Лезин Ю.С. Оптимальные фильтры и накопители импульсных сигналов. М.: Радио и Связь, 1969. - 448 с.

57. Качанов В.К., Соколов И.В., Зорин А.Ю. Применение методов оптимальной обработки сигналов в ультразвуковой дефектоскопии.//Сборник трудов. -МЭИ; Вып. 123, Москва, 1987 г. С.2-9

58. Соколов И.В., Питолин А.И., Зорин А.Ю. Использование методов оптимальной фильтрации в ультразвуковой эхо-импульсной толщинометрии./ Тез. докл. на Международная конференция по электротехническим материалов и компонентам, Алушта, 2-7.9.1995 с. 55.

59. Соколов И.В.,Зорин А.Ю. Применение частотно-модулированных сигналов в ультразвуковой дефектоскопии, Тр.МЭИ, №642, 1991, с. 15.

60. Соколов И.В. Применение сигналов специальной формы в УЗ дефектоскопии. Тр.МЭИ, Вып.607, 1983, с. 7-11.

61. A.C. СССР № 834501. Способ ультразвукового контроля изделий 04.07.79 / Аксенов В.П., Качанов В.К., Соколов И.В. // Б.И. №20, 1981

62. Патент РФ № RU 2121659 Соколов И.В., Залеткин A.B., Зорин А.Ю., Питолин А.И., Соколов Е.И. Способ ультразвукового контроля толщины изделий// БИ 31, 1998г.

63. A.C. СССР № 1114946. С Устройство для УЗ контроля материалов и изделий 11.01.83/ Аксенов В.П. Зорин А.Ю., Соколов И.В. // Б.И. №35, 1984.

64. A.C. СССР № 1262362. Способ ультразвукового контроля изделий . 04.01.85/Качанов В.К., Попко В.П., Соколов И.В. Б.И. №37, 1986

65. A.C. СССР № 1397830. Устройство УЗ контроля материалов и изделий. 13.01.87/ Качанов В.К., Соколов И.В., Алатырев Г.А., Попко1. В.П.//Б.И.№19, 1988

66. А.С. СССР № 1460698. Устройство УЗ теневого контроля. 21.07.87/ Качанов В.К., Соколов И.В., Питолин А.И., Рапопорт Д.А.// Б.И. №7, 1989

67. А. С. СССР № 1529923. Способ УЗ теневого контроля. 21.07.87/ Соколов И.В., Качанов В.К., Рябов Г.Ю., Питолин А.И., // Б.И. №29, 1989

68. Ширман Я.Д. Разрешение и сжатие сигналов. -М.:, Сов.радио, 1974, 360 с.

69. Furgason E.S., Newhouse Y.H., Bilgutay N.M., Gooper G.R. Application of random Signal correlation techniques to ultrasonic flaw detection. Ultrasonics, 1975, 13, p. 11-17.

70. Lam G.K., Szillard J. Puis compression techniques in ultrasonic nondestructive testing, Ultrasonics, 1976, 14, p. 111-114.

71. Lee B.B., Furgason E.S. An evaluation of ultrasonic NDT correlation flaw detection sistem. IEEE Trans Souics, Ultrasonic, 1982, SU-31(6), p.359-369.

72. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г. Использование сложных сигналов для повышения помехозащищённости процесса регистрации цифровых акустических голограмм.//Вопросы судостроения, сер.Акустика,- 1992,-Вып.6.-С.92.

73. Armanavicius G., Kahes R. Digital signal processing in ultrfsonic multi-channel measurements.NDT.net July 2003. Vol.8 No 07.

74. Fomichev M.I. et al. Ultrasonic pulse shaping with optimal lag filters. Int. J.Imaging syst. Technol.(USA). 1999.Vol. 10.P.397-403.

75. Karkkainen K. Influence of various PN secuence phase optimization criteria on the SNR performance of an asynchronous DS-CDMA system. IEEE Trans. On Con. 1995.P.641-646.

76. Пестряков Б.П. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации, -М.:, Сов. радио, 1973, 424 с.

77. Варакин JI.E. Системы связи с шумоподобными сигналами. -М.:Р. и С., 1985, 389 с.

78. Бадалян В.Г. Разработка когерентных методов и средств ультразвуковой дефектометрии металлов. Реф. докт. дисс. М., ЗАО «НИИИН МНПО «СПЕКТР», 2006.

79. Качанов В.К. Применение ортогональных фазоманипулированных сигналов в ультразвуковой дефектоскопии// Дефектоскопия.№9, 1990. с.39-46.

80. А. С. СССР № 1499116. Ультразвуковой толщиномер. 28.09.87/ Алатырев Г.А., Мякинькова JI.B., Качанов В.К., Соколов И.В. // Опубл. в Б.И. №19, 1988

81. Качанов В.К., Моисеев B.C., Питолин А.И., Попко В.П., Соколов И.В., Федотов П.А. Способ ультразвукового теневого контроля изделий. АС СССР № ., Б.И.№37,1986г.

82. Armanavicius G., Kahes R. Analysis of pseudo noise sequences for multi channel distance measurements. Ultragrsas. 2000.Vol.37.No4.

83. Niederdrank T. Maximum length sequences in non-destructive material testing: application of piezoelectric transdusers and effects of time variances. Ultrasonics. 1997. Vol.35 .P. 195-203.

84. Качанов В.К., Казанцев О.А., Соколов И.В. и др. Адаптивный многочастотный УЗ дефектоскоп. Тр.МЭИ,1988, Вып. 178,с.62-68.

85. Качанов В.К., Соколов И.В. и др. Устройство УЗ контроля материалов и изделий. А.С. СССР №1397830 Б.И. 19,1988.

86. Соколов И.В., Залеткин А.В. Применение сплит-сигналов в ультразвуковой дефектоскопии// Труды 16-ой конференции "Ультразвуковая дефектоскопия металлоконструкций: Тез. докл. С.-Петербург, 1997. -С.274.

87. Sokolov I.V., Kachanov V.K., Pitolin A.I., Popko V.P., Zorin A.Y., Zaletkin A.Y., Use of the Split-Algorithm for Ultrasonic Defectoscopy // New Technologies for the 21st Century. №2 1999 r. pp. 60-63.

88. Соколов И.В. Сплит-способ УЗ контроля//Тез.докл.15 Российской конф. "Неразрушающий контроль и диагностика", 1999г., Москва. Т.1, с.ЗОЗ.

89. Соколов И.В. Питолин А.И., Попко В.П., Федоров М.Б. Динамический оптимальный фильтр сплит-сигнала // "Сварка на рубеже веков": Тезисы докладов НТ конференции. 2003.-М.:Изд-во МГТУ им.1. Н.Э.Баумана.- 2002.С.119

90. Соколов И.В., Качанов В.К., Родин А.Б., Залеткин А.В. Модифицированный Сплит-способ УЗ дефектоскопии. Тез. докл. 6-ой Международной конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности».-М.: Машиностроение-1, 2007. С.204-207.

91. Splitt G. Pesocomposite Transdusers-a Milestone for Ultrasonic Testing. 7-th European conference onNDT, V.3,p.2965-2970, Copengagen, 1998.

92. Данилов B.H., Ермолов И.Н., Ушаков B.M.: Пьезопреобразователь с композиционной пьезопластиной.- Контроль. Диагностика. 1999. № 10., с.32-34.

93. Данилов В.Н., Ермолов И.Н. Расчет композиционных пьезопреобразователей на компьютерной модели. Дефектоскопия. 1999, № 3 с.3-7.

94. Качанов В.К., Соколов И.В. Конов М.М., Корреляционная диаграмма направленности и корреляционное распределение поля ультразвукового широкополосного преобразователя. М. Вестник МЭИ. 2007. №1. С.125-130

95. Вопилкин А.Х., Ермолов И.Н., Стасеев В.Г. Спектральный ультразвуковой метод определения характера дефектов. М. Машиностроение, 1979,60 с.

96. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. М.: Советское радио, 1966. - 678 с.

97. Ширман Я.Д., Манжос В.Н. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех. М.: Радио и связь, 1981.

98. Кретов Е.Ф. Ультразвуковая дефектоскопия в энергомашиностроении. С-Пб.: Радиоавионика, 1995. - 123 с.

99. АС СССР № 1778676. Качанов В.К., Карташев В.Г.Дитолин А.И., Рябов Г.Ю.,Мозговой А.В., Гриценко В.Н. Ультразвуковой дефектоскоп. БИ.№44,1992.

100. Бадалян В.Г. Оценка результатов контроля по акустическим изображениям. Дефектоскопия. 2007. №4 с.39-58.

101. Марков Г.Т. Антенны. М.: Энергия, 1975, 528 с.

102. Пространственно-временная обработка сигналов / И.Я.Кремер, А.И.Кремер, В.М.Петров и др. Под ред. И.Я.Кремера. М.: Радио и связь, 1984.

103. Карташев В.Г., Севалкин Д.А. Корреляционные характеристики структурного шума в УЗ дефектоскопии. Вестник МЭИ. 2007, №3.

104. Карташев В.Г., Шалимова Е.В., Соколов И.В, Залёткин A.B. Влияние структурного шума на погрешности измерения в ультразвуковой дефектоскопии/ Радиотехнические тетради. №33 2006, Москва, МЭИ с.54-57

105. П28. Л Соколов И.В. Сплит-способ ультразвукового контроля. Дефектоскопия. 2007, № .

106. Качанов В.К., Мозговой A.B., Питолин А.И., Рябов Г.Ю., Попко

107. B.П. Современные методы и средства статистической обработки сигналов в УЗ контроле (на укр. языке) Из-во "Наукова думка", Киев, 1994 г. -192 с.

108. А. С. СССР № 1557516. Способ ультразвукового теневого контроля изделий. 17.08.87/ Калинин Д.А., Карташова И.Б Качанов В.К., Соколов И.В. // Опубл. в Б.И. №14, 1990

109. А. С. СССР № 1562846. Способ ультразвуковой теневой дефектоскопии изделий из композиционных материалов. 12.07.88/ Соколов И.В., Кутюрин Ю.Г., Рапопорт Д.А., Качанов В.К., // Опубл. в Б.И. №17, 1990.

110. Л36. качанов В.К., Соколов И.В. Проблемы ультразвукового контроля протяженных сложноструктурных изделий с большим затуханием сигналов. Дефектоскопия. -2007, -№ 8. С.82-93.

111. Качанов В.К., Соколов И.В., Завьялов А.Ю., Казанцев O.A. Разработка ультразвуковых адаптивных методов и устройств для контроля изделий из полимерных материалов. // Дефектоскопия.-1990,- № 9.- С. 39-44.

112. А. С. СССР № 1619168. Устройство для ультразвукового контроля. 09.01.89/ Качанов В.К., Соколов И.В., Питолин А.И., Попко В.П., Рябов Г.Ю.// Опубл. в Б.И. №1, 1991.

113. А. С. СССР № 1640631. Ультразвуковой способ контроля дефектов изделий. 19.04.89/ Мозговой A.B., Качанов В.К., Рябов Г.Ю., Соколов И.В. // Опубл. в Б.И. №13, 1991.

114. А. С. СССР № 1702292. Устройство для ультразвукового контроля. 25.04.89/ Качанов В.К., Соколов И.В., Алатырев Г.А., Попко В.П., Рябов Г.Ю.// Опубл. в Б.И. №48, 1991.

115. А. С. СССР № 1670584. Устройство для ультразвукового контроля. 14.07.89/ Соколов И.В., Завьялов А.Ю., Питолин А.И., // Опубл. в Б.И. №30, 1991.

116. А. С. СССР № 1748049. Устройство ультразвукового контроля материалов и изделий. 13.08.90/ Качанов В.К., Соколов И.В., Питолин А.И., Попко В.П., Рябов Г.Ю. // Опубл. в Б.И. №26,1992.

117. А. С. СССР № 1815018. Передающий тракт ультразвукового дефектоскопа. 13.05.91/ Соколов И.В., Баширов Р.Р„ Гусев М.В., Завьялов А.Ю., Казанцев O.A., Струсевич Н.С. // Опубл. в Б.И. №19, 1993.

118. Zorin A.Y., Kachanov V.K., Popko V.P., Ryabov G.Y., Sokolov I.V. Pulse processing radar methods application in Ultrasonic from detection//Ultrasonic International Conference: Тез. докл. Sarajevo, 1991. -С. 127.

119. Качанов В.К., Соколов И.В., Зорин А.Ю., Питолин А.И. Применение специальной обработки частотномодулированных сигналов в ультразвуковом контроле. // Дефектоскопия.-1993,- № 4,- С. 28-33.

120. Соколов И.В. Адаптивная оптимизация параметров ультразвукового дефектоскопа./Российская (с международным участием) научно-техническая конференция (тезисы доклада) 31.05 2.06.1994 г. Москва С.74

121. Соколов И.В., Попко В.П. Мозаичный адаптивный электроакустический преобразователь (тезисы доклада)/ Международная научно Техническая конференция "Проблемы радиоэлектроники" 1995 г. Москва. С. 128-129

122. Качанов В.К., Зорин А.Ю., Шалимова Е.В., Соколов И.В., Залеткин A.B. Ультразвуковой микропроцессорный толщиномер материалов с высоким затуханием// Тезисы докладов 14 НТ конференции "Неразрушающий контроль и диагностика", 1996 г. Москва.Т.1,с.121

123. Соколов И.В., Залеткин A.B. Сравнительный анализ помехоустойчивости сложномодулированных сигналов в дисперсныхсредах./ Тезисы докладов 14 НТ конференции "Неразрушающий контроль и диагностика", 1996 г. Москва.Т. 1, с. 125

124. Zaletkin A.Y., Kachanov V.K., Sokolov I.V. Complexmodulated signals application for Ultrasonic nondestructive testing purposes // International Symposium "Acoustoelectronics, frequency control & Signal generation: Тез. докл., Москва, 1996. -C.93.

125. Патент РФ № 2106625. Устройство ультразвукового контроля материалов и изделий 25.07.97 / Соколов И.В., Качанов В.К., Питолин А.И., Попко В.П., Рябов Г.Ю.// Опубл. в бюл. .- № 7 -1998.

126. Качанов В.К., Соколов И.В., Залеткин А.В. Методы восстановления формы эхо-сигнала при УЗ толщинометрии изделий из ПКМ. // Тезисы докладов Всероссийской НТ конференции "Новые материалы и технологии НМТ-98", М. МАТИ, 1998, с.372

127. Соколов И.В. Сплит-способ ультразвукового контроля // Тезисы докладов 15 Российской конференции "Неразрушающий контроль и диагностика", 1999г., Москва. Т.1, с.303.

128. Качанов В.К., Соколов И.В. Проблемы ультразвуковой структуроскопии металлов // "Сварка на рубеже веков": Тезисы докладов НТ конференции. 2003.-М.:Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана.- 2002.С.116

129. Соколов И.В., ЗалеткинА.В., Зорин А.Ю., КачановВ.К., Питолин А.И., Попко В.П. Устройство ультразвукового контроля толщины изделий // Свидетельство на полезную модель РФ //RU 185578 U1/G01 В 17/02, Бюл.Ш8, 27.06.2001

130. Igor V.Sokolov The split-method of ultrasonic non-destructive testing. /Nondestructive Testing and Evaluation. 2003. Vol. 19. Number 1-2, pp. 1-15

131. Котельников В.А. Теория потенциальной помехоустойчивости.-М.: Радио и связь, 1998. -152 с.

132. Котельников J1.B. Разрешение и распознавание случайных сигналов,- М.: Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 2001 -51 с.

133. Харкевич A.A. Спектры и анализ.- М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1962 -236 с.

134. А.Н. Денисено, O.A. Стеценко. Теоретическая радиотехника. Справочное пособие, 4.1 Детерминированные сигналы (методы анализа).-М.: Издательство стандартов, 1993. -214 с.

135. Теоретические основы радиолокации./ Под ред. В.Е. Дулевича. М. Сов.радио, 1978. -608 с.

136. Диксон Р.К. Широкополосные системы: Пер. с англ./ Под ред. В.И.Журавлева. -М.: Связь, 1979. -304 с.

137. Теория передачи сигналов: Учебник для вузов/ А.Г. Зюко, Д.Д. Кловский, М.В. Назаров, JIM. Финк . -М.: Радио и связь, 1986. 304 с.

138. Варакин JI.E Теория систем сигналовМ., Сов. Радио, 1978. 304 с.

139. Свистов В.М. Радиолокационные сигналы и их обработка М., Сов. Радио, 1977, 448 с.

140. Денисенко А.Н. Теоретическая радиотехника. Сигналы с фазовой и частотной модуляцией. М.: Издательство стандартов. 1994. -175 с.

141. Тузов Г.И. Статистическая теория приема сложных сигналов. М, Сов. Радио. 1977. 400 с.

142. В.Б. Пестряков, В.Д. Кузенков Радиотехнические системы. М.: Радио и связь, 1985. -376 с.

143. Цифровая обработка сигналов: Справочник/. J1.M. Гольденбер, Б.Д. Матюшкин, М.Н.Поляк,- М.: Радиои связь, 1985. -312 с.