автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Разработка средств компьютерной томографии для ультразвукового контроля изделий

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка

РГ6 од

І 9 СьН іі^ривш Євген Вольфович

УДК 621.317:620.179.16

РОЗРОБКА ЗАСОБІВ КОМП’ЮТЕРНОЇ ТОМОГРАФІЇ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЮ ВИРОБІВ

05.11.16 - інформаційно - вимірювальні системи

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Львів - 2000

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Фізико-механічному інституті ім. Г.В. Карпенка ПАН України.

Науковий керівник: канд. техн. наук, ст. наук, співр.

КОШОВИЙ Володимир Вікторович, Фізико-механічний інститут ім. Г.В.Карпенка НАН України, завідувач відділу

Офіційні опоненти: докт. техн. наук, ст. наук, співр. РУСИН Богдан Павлович, Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України, завідувач відділу

канд. техн. наук ЛУКЕНЮК Адольф Антонович, Львівський центр Інституту космічних досліджень Національного космічного агенства та Національної академії наук України, завідувач відділу

Провідна установа: Державний університет “Львівська політехніка “ Міністерстве освіти України, кафедра метрології, стандартизації та сертифікації, м. Львів

Захист відбудеться ¿СЛ 2000 р. о -од. на засідай

спеціалізованої вченої ради Д 35.226.01 в Фізико-механічному інституті ім. Г.1 Карпенка НАН України за адресою: 79601, Львів, МСП, вул. Наукова, 5.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці інституту (79601, Львів, МСП, вул. Наукова, 5).

Автореферат розісланий "

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат технічних наук

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Дисертаційна робота присвячена проблемі підвищення ефективності інформаційно-вимірювальних систем (ІВС), орієнтованих на вирішення проблеми діагностування матеріалів і виробів ультразвуковими (УЗ) методами. Зростання рівня технічної діагностики, фундаментальні задачі сучасного матеріалознавства вимагають підвищення інформативності засобів УЗ контролю. Це, в свою чергу, може бути вирішено шляхом застосування сучасних інформаційних технологій. Одним із прикладів цього е розвиток технологій комп’ютерної томографії (КТ) в УЗ контролі.

Стосовно УЗ діагностики виробів далеко не всі задачі вимагають застосування такого високотехнологічного, але дороговартісного апарату, як КТ. В дисертаційній роботі з цієї точки зору виділено два напрямки: виявлення та класифікація слабоконтрастних дефектів при високих рівнях завад і визначення просторового розподілу (ПР) фізико-механічних характеристик (ФМХ) матеріалу в об’ємі виробу. Доцільність і актуальність постановки проблеми томографічного відновлення ПР дефектів та ФМХ матеріалу обумовлено тим, що процеси дефектоутворення та формування неоднорідного розподілу ФМХ в матеріалі взаємозв’язані. Так, наявні дефекти призводять до неоднорідного ПР ФМХ різної природи, а посилений розвиток неоднорідного розподілу ФМХ (в першу чергу, напружено-деформованого стану (НДС)) завершується зародженням та розвитком дефектів. Тому для оцінки переддефектного стану матеріалу та визначення областей, високоймовірних щодо виникнення дефектів, необхідно визначати ПР ФМХ матеріалу в об’ємі виробу. Однак ефективних інформаційних технологій і засобів УЗ контролю для визначення неоднорідного розподілу ФМХ матеріалу (скалярних і тензорних) в об’ємі виробу поки що не розроблено. Вирішення цієї проблеми є актуальним і, поряд із підвищенням інформативності засобів УЗ дефектоскопії, особливо при наявності слабоконтрастних дефектів в умовах високого рівня завад, визначає подальший прогрес в технічній діагностиці.

Розвиток технологій КТ в УЗ контролі підтверджує необхідність і можливість постановки на даному етапі цих, слабо досліджених, наукових і прикладних задач. Вже в перших роботах в цьому напрямі (1978-1982р.р.) B.R. Hildebrand (СІЛА) показав принципову можливість відновлення ПР швидкостей акустичних хвиль в матеріалі, як скалярних характеристик, алгебраїчними методами КТ. Однак, враховуючи недоліки і громіздкість цих методів, в подальшому відмовився від практичної реалізації запропонованих ідей і не знайшов підходів до відновлення ПР тензорних характеристик поля напружень. Можливості використання УЗ хвиль і трансмісійної КТ для відновлення поля напружень в теоретичному плані розглядали Kh.K. Aben, А.Е. Pure (Естонія), В.Ф. Чекурін (Україна), однак отримані аналітичні співвідношення не можуть бути реалізовані у вигляді алгоритмів при розробці прикладних ІВС. В теоретичному ж плані можливості технологій КТ в УЗ контролі

при зборі даних луно-методами розглядали також В.П. Бабак (Україна), A.B. Осетров (Росія), L. Mazeika (Литва) та інші.

З середини 90-х років ряд наукових груп і фірм розпочали розробки систем КТ для задач УЗ контролю. Серед них найближчим до поставленої в дисертації задачі є проект фірми ARACOR (США), який передбачає застосування ітераційних технологій ультразвукової КТ для відновлення 30-розподілу жорсткості і густини матеріалу в компонентах авіадвигунів. Відомі розробки груп В.О. Троїцького (Україна), R.J. Kazys (Литва), Н.П. Альошина (Росія), С.М. Маєвського (Україна) реалізують сучасні технології УЗ дефектоскопії на принципах відновлення акустичних зображень (ZIPSCAN, SAFT, IZOGRAF та інші), але в повній мірі не використовують можливостей технологій КТ в сенсі поставлених в дисертації задач.

Зв'язок робота з науковими програмами, планами, темами. Основні наукові результати дисертації одержано в ході виконання планових бюджетних науково-дослідних робіт Фізико-механічного інституту НАН України N 0194Ш06989“Створення теоретико-експериментальнош апарату ультразвукового дослідження (гомографічного відтворення) неоднорідного напружено-деформованого стану матеріалу” (1994-199бр.), N 0197U003372 “Розробка ультразвукових -гомографічних методів і засобів визначення об’ємного розподілу фізико-механічних характеристик матеріалів” (1997-1998р.), проекту "Потік" 06.07.03/014-93 ДКНТП України "Розробка ультразвукового обчислювального томографа для дефектоскопії виробів з високим рівнем структурного шуму" (1993-1994р.) і ряду госпдоговірних тем.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є розробка нових інформаційних технологій та інформаційно-вимірювальних систем на принципах комп’ютерної томографії для ультразвукового контролю виробів.

Для досягнення мети були поставлені і вирішені наступні основні задачі:

- розробити алгоритми комп’ютерної томографії і технічні засоби промислового призначення на їх основі дня оцінки дефектності матеріалу при зборі даних ультразвуковими тіньовими і луно-методами, які забезпечують підвищення чутливості виявлення слабоконтрастних дефектів і якості їх класифікації;

- розробити алгоритми комп’ютерної томографії для відновлення просторового розподілу скалярних і тензорних фізико-механічних характеристик матеріалу в об’ємі виробу, створити ультразвукову гомографічну систему і провести експериментальну апробацію розроблених алгоритмів.

Наукова новизна одержаних результатів.

• Запропоновано і розроблено новий метод адаптивного формування проекцій і його модифікації для відновлення томографічних зображень слабоконтрастних дефектів при ультразвуковому контролі тіньовими і луно-методами, який базується на формуванні статистичного еталона контрольованого виробу та побудові томографічних зображень відмінностей просторового розподілу дефектів від статистичного еталону і дозволяє виявляти слабоконтрастні дефекти

з

у виробах при високому рівні завад, що неможливо традиційними методами ультразвукового контролю.

• На основі методу адаптивного формування проекцій запропоновано новий підхід і розроблено алгоритми класифікації дефектів за їх типом, які грунтуються на фільтруючих властивостях процедури томографічного відновлення і побудові •гомографічних зображень класифікаційних характеристик дефектів, що підвищує інформативність ультразвукового контролю і дозволяє автоматизувати процес класифікації при побудові томографічних систем.

• Вперше експериментально отримано результати відновлення просторового розподілу характеристик матеріалу в об’ємі виробу при ультразвуковому контролі на основі удосконалених алгоритмів 20- і ЗБ-реконструкції томографічних зображень, які грунтуються на зборі даних променевими проекціями, оберненому проектуванні та фільтрації проекцій сумарних зображень без традиційного використання трудомістких багатовимірних перетворень Фур’є чи згортки, що дозволяє отримувати детальнішу інформацію про стан матеріалу і забезпечує високу продуктивність та універсальність щодо форми контрольованого виробу томографічних систем ультразвукового контролю.

• Розроблено новий алгоритм відновлення ортографічних зображень просторового розподілу неоднорідностей матеріалу в листовому виробі, який використовує перетворення проекційних даних, виміряних в об’ємі виробу, в нові проекції в площині ортографічного зображення, що дозволяє застосувати алгоритми 20-реконструкції і підвищити продуктивність ультразвукового контролю.

• Для оцінки неоднорідного напружено-деформованого стану матеріалу на основі інтегрального методу комп’ютерної томографії запропоновано і розроблено новий алгоритм відновлення просторового розподілу компонент тензора напружень, який використовує залежність сумарних зображень відносних змін часів поширення поздовжніх і поперечних ультразвукових хвиль від напрямку при коаксіальному способі збору проекційних даних і придатний для прикладної реалізації.

• Розроблено новий алгоритм відновлення томографічного зображення просторового розподілу першого інваріанта тензора напружень, який використовує отримані співвідношення між променевою проекцією першого інваріанта і виміряними проекційними даними і дозволяє звести задачу визначення характеристик неоднорідного напружено-деформованого стану матеріалу до томографічного відновлення скалярних характеристик.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблені алгоритми і засоби

ультразвукової КТ призначені як для фундаментальних наукових досліджень в галузі

матеріалознавства, так і безпосередньо для ультразвукового контролю різних об'єктів.

Результати роботи використані при розробці наступних технічних засобів контролю:

• томографічної установки "Система-4" для ультразвукового контролю виробів з композиційних матеріалів ( КБ "Південне", м. Дніпропетровськ, акт про впровадження від 30.03.2000 р.);

• установки "Контран" для ультразвукового автоматизованого контролю анкерних обойм мостових конструкцій (Сарненський завод мостових технологічних конструкцій, акт про впровадження від 25.09.1990 р.);

• установок серії “УКБ”, призначених для автоматизованого ультразвукового контролю бурильних замків при їх серійному виробництві (Дрогобицький долотний завод, акт про впровадження від 27.06.1990 р.);

• ультразвукової томографічної системи для відновлення просторового розподілу фізико-механічних характеристик матеріалу в об'ємі виробу при матеріалознавчих дослідженнях (Фізико-механічний інститут НАНУ, м. Львів, акт про впровадження від 31.03.2000 р.).

Особистий внесок автора в отриманні наукових результатів полягає в тому, що положення, які складають суть дисертації, сформульовані і вирішені ним самостійно. В публікаціях, написаних у співавторстві, дисертантові належать: в [1] - розробка структури алгоритму чисельного моделювання томографічного відновлення ПР дефектів в об’ємі виробу при зборі даних тіньовими методами; в [2] - теоретичне обгрунтування і експериментальна оцінка ефективності запропонованого методу АФП при зборі даних тіньовими методами ультразвукового контролю; в [3] - теоретичне обгрунтування методу АФП при зборі даних луно-методами; в [4] - розробка структури алгоритму відновлення ПР першого інваріанта тензора напружень і проведення експериментальних досліджень; в [5] - виведення формул для реалізації інформаційної технології відновлення ортографічних зображень ПР характеристик матеріалу в листових виробах; в [6,12] -розробка детальної структури алгоритму для томографічного відновлення об’ємного розподілу скалярних ФМХ матеріалу; в [7] - аналіз структури похибок виміряних даних автоциркуляціішим методом при застосуванні його в УЗ томографічній установці; в [8] -розробка структури томографічного стенду; в [8,14] - запропоновано основні принципи розробки алгоритмів КТ в ультразвуковому контролі і проведення експериментальних досліджень; в [9] - запропоновано акустичну частину пристрою; в [10] - запропоновано схему формування сумарного зображення в багатоканальному УЗ дефектоскопі; в [11] -введення схеми вимірювання амплітуди відбитих УЗ сигналів в циліндричних виробах; в [13] - обгрунтування застосування співвідношень матричної теорії акустопружності і виведення основних формул для реалізації інтегрального методу томографічного відновлення об’ємного розподілу компонент тензорного поля напружень.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертаційної роботи доповідались на наступних конференціях, симпозіумах та семінарах: II Республіканський семінар “Проблемы создания систем обработки, анализа и распознавания изображений’'

(Ташкент, 1989), Третя міжгалузева конференція “Неразрушающие методы контроля изделий из полимерных материалов” (Туапсе, 1989), ГУ Всесоюзний симпозіум з обчислювальної томографії. (Ташкент, 1989), Міжнародна конференція “Сварные конструкции” (Київ, 1990), 2-а Міжнародна конференція “Pipeline inspection” (Москва, 1991), Перша українська конференція “Техническая диагностика и неразрушающий контроль в Украине” (Дніпропетровськ, 1994), Міжнародна науково-технічна конференція “Инженерно-физические проблемы авиационной и космической техники" (Єгорієвськ, 1995), Міжнародна конференція “Computer Methods and Inverse Problems in Nondestructive Testing and Diagnostics” (Мінськ, 1995), 14 Російська науково-технічна конференція “Неразрушающий контроль и диагностика” (Москва, 1996), Друга українська науково-технічна конференція та виставка “Неруйнівний контроль та технічна діагностика” (Дніпропетровськ, 1997), Міжнародна конференція “NonDestructive Testing in Civil Engineering” (Ліверпуль, 1997), Міжнародна науково-технічна конференція “Современные приборы, материалы и технологии для технической диагностики и неразрушающего контроля промышленного оборудования” (Харьков, 1998), Четверга Всеукраїнська міжнародна конференція “Оброблення сигналів і зображень та розпізнавання образів” (Київ, 1998), 2-а Міжнародна конференція “Computer Methods and Inverse Problems in Nondestructive Testing and Diagnostics” (Мінськ, 1998), 7* European Conférence on Non-Destructive Testing” (Копенгаген, 1998), Joint ЕС IAEA Specialists Meeting on NDT Methods for Monitoring Dégradation (Петген, Нідерланди, 1999).

Публікації. Основні результати дисертації опубліковано в 14 роботах, серед них 8 статей і 3 авторських свідоцтва на винаходи.

Об’єм та структура дисертації. Робота складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків та додатків. Вона викладена на 219 сторінках і містить 146 сторінок основного тексту, 50 рисунків на 37 сторінках, список використаних джерел із 138 найменувань на 14 сторінках татри додатки на 22 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтовано актуальність дисертаційної роботи, сформульовано її мету та задачі, які необхідно розв’язати, наведено отримані нові наукові результати, які виносяться на захист, та їх практичне значення.

В першому розділі проаналізовано існуючий стан розробок та застосування КТ в ультразвуковому неруйнівному контролі (НК) виробів.

Переваги методів КТ виявляються при отриманні інформації про слабоконтрастні розподіли характеристик об’єктів. В ультразвуковому НК такі задачі виникають при відновленні ПР в об’ємі виробу акустичних характеристик матеріалу, при оцінці його дефектності, зміни структури і напружень.

На основі результатів аналізу літературних джерел запропонована класифікація

методів КТ в ультразвуковому НК, у відповідності до якої вибрані для подальших досліджень в дисертаційній роботі наступні задачі ультразвукової КТ:

• оцінка дефектності матеріалу при зборі даних тіньовими методами;

• оцінка дефектності матеріалу при зборі даних луно-методами;

• визначення ПР в об’ємі виробу ФМХ матеріалу (скалярних і тензорних) при зборі даних тіньовими методами.

Вибір саме цих напрямків досліджень обумовлений тим, що він може забезпечити вирішення проблеми комплексного ультразвукового контролю виробів із ізотропних конструкційних матеріалів.

В задачі оцінки дефектності матеріалу актуальним і не до кінця вирішеним є виявлення слабоконтрастних дефектів, які зустрічаються як в металевих виробах (скупчення пор, структурні зміни матеріалу та інші), так і у виробах із композиційних матеріалів (порушення орієнтації волокон, усадка зв’язуючого, зниження адгезії зв’язуючого і армуючого матеріалу та інші). В ультразвуковій дефектоскопії ця проблема найчастіше розв’язується тіньовими методами.

Однак у класичних варіантах ГВС, що реалізують тіньові методи УЗ контролю, мають ряд суттєвих недоліків. Головними з них є низька чутливість та низька інформативність, оскільки тіньові методи не дозволяють отримувати детальну інформацію про локалізацію, форму і орієнтацію дефектів. Ця інформація є важливою для оцінки впливу дефектів на робочий ресурс виробу.

Одним із перспективних шляхів вирішення поставленої задачі є використання принципів трансмісійної КТ. В КТ інформація про кожний елемент зображення відновлюється в результаті сумісної обробки великої кількості вимірювань при багаторакурсному огляді. Це дає можливість побудувати зображення ПР дефектів у виробі при порогах, нижчих від рівня завад і, відповідно, підвищити чутливість контролю. Крім того, відновлене за допомогою КТ зображення дає інформацію про розміри, орієнтацію та взаємне розташування дефектів у виробі. Робіт в цьому напрямку поки що мало і присвячені вони, в основному, відновленню акустичних зображень ПР дефектів в бетонних виробах. Крім того, розподіл їх в перерізах виробу визначався за відновленими зображеннями ПР загасання УЗ хвиль, що не забезпечує високої чутливості виявлення дефектів.

В рамках другої поставленої в роботі задачі були проаналізовані можливості оцінки дефектності матеріалу методами КТ при зборі даних луно-методами і виявлено, що в плані практичної реалізації вони досліджені слабо. Практично відсутня в літературі інформація і про можливості методів ультразвукової КТ для підвищення чутливості виявлення слабоконтрастних дефектів і їх класифікації.

Луно-методи забезпечують виявлення дефектів типу несуцільності матеріалу -тріщини, включення, непровари та інші. До цього часу в ультразвуковому НК основна увага приділялась цілому ряду не гомографічних методів, які дозволяють отримувати зображення ПР дефектів у виробі. Одним з найбільш близьких до гомографічних є метод фокусованої синтезованої апертури (SAFT). В результаті

проведеного аналізу показано, що зображення, відновлене методом SAFT, відповідає сумарному зображенню (результат оберненого проектування), яке є лише проміжним етапом при гомографічному відновленні.

Теоретичне обгрунтування використання методів КТ в ультразвуковому НК при зборі даних луно-методами проведено в роботах В.П. Бабака. Він показав, що в ізотропному середовищі при відновленні зображень можна спиратись на підходи, розроблені в трансмісійній КТ, враховуючи особливості проекційних даних в луно-методах. Однак описів і досліджень алгоритмів, придатних для реалізації в системах УЗ дефектоскопії, в літературі не виявлено.

В ультразвуковому контролі практично єдиним і ефективним шляхом отримання інформації про просторовий розподіл ФМХ матеріалу в об’ємі виробу є використання методів КТ. Ця інформація дає можливість оцінювати переддефектний стан матеріалу і підвищити достовірність прогнозування розвитку вже сформованих дефектів. Аналіз літературних джерел виявив, що розроблені ІВС, орієнтовані на вирішення цієї задачі, поки що відсутні і що дослідження в цьому напрямку в ультразвуковому контролі лише починаються.

Необхідну для діагностики виробу інформацію про ФМХ (у першу чергу, механічні) матеріалу можна отримати, використовуючи аналітичні або емпіричні залежності між ними і акустичними характеристиками (швидкостями поширення і загасанням різних типів УЗ хвиль).

Особливості відновлення ПР ФМХ матеріалу полягають у тому, що в переддефектному стані ПР ФМХ описується повільно змінними функціями координат, а можливі зміни ФМХ відповідають слабоконтрастним змінам акустичних характеристик. Останнє дозволяє при відновленні ПР акустичних характеристик використовувати підходи трансмісійної КТ.

Проведений аналіз літературних джерел дозволив сформулювати в роботі основні принципи розробки алгоритмів КТ в ультразвуковому НК, які забезпечують можливість їх прикладної реалізації і виконання таких вимог до ІВС ультразвукового контролю, як універсальність до форми виробу і продуктивність. Ці принципи сформульовані наступним чином:

• збір даних здійснюється променевими проекціями при тіньових методах збору даних (на відміну від поширених в інших фізичних методах КТ паралельних і віялоподібних схем збору даних) і контурними або площинними проекціями при луно-методах збору даних, що дозволяє використовувати методи КТ для ультразвукового НК виробів різної форми;

• відновлення на першому етапі сумарного зображення (СЗ) простою і стійкою процедурою оберненого проектування безпосередньо в процесі збору даних, яке одночасно використовується для пошуку і локалізації аномальних областей матеріалу у виробі;

• відновлення на другому етапі (при наявності виявлених, аномальних областей в матеріалі) шуканого ПР шляхом фільтрації проекцій СЗ з використанням операції оберненого проектування.

Розроблені на основі цього підходу алгоритми і засоби ультразвукової КТ розглядаються в наступних розділах.

У другому розділі розглядаються можливості використання "гомографічних методів для підвищення чутливості виявлення дефектів у матеріалі виробу і якості їх класифікації при зборі даних тіньовими методами.

Підвищити ефективність методів КТ можна шляхом врахування додаткової апріорної інформації про відновлюваний об’єкт, особливостей схеми збору даних і вимог до контролю. Запропоновано метод адаптивного формування проекцій (АФП), який враховує наступні особливості дефектоскопічної інформації.

По-перше, цінність дефектоскопічної інформації визначається такими параметрами як: геометрія розміщення дефектів, їх форма, розміри і величина зміни сигналу на дефекті, яка характеризує структурні зміни матеріалу. Тому метод АФП, замість відновлення ПР абсолютних значень загасання або швидкості поширення УЗ хвиль реалізує відновлення ПР змін цих параметрів відносно бездефектного перерізу. При цьому значно спрощується вид відновлюваної функції, що дозволяє зменшити кількість проекційних даних і об’єм розрахунків при її відновленні.

Друга особливість пов’язана з тим, що проекційні дані у багатьох випадках можна розбити на групи, що виміряні в близьких умовах і можуть відрізнятися від інших рівнем завад. Для поширених класів виробів об’єм виробу можна розглядати як набір однотипних перерізів. При вимірюванні проекційних даних у перерізах такого виробу за допомогою багатоелементного перетворювача, розміщеного по його периметру, результати вимірів, виконані в різних перерізах однією із пар його елементів, можна віднести до однієї групи. Вимірювання на реальних виробах показали, що внаслідок різного рівня завад середнє квадратичне відхилення виміряних значень у групах може відрізнятися у декілька разів. Тому в методі АФП замість одного порогу на всі проекційні дані введено порош на окремі групи вимірів, адаптовані відповідно до рівня завад. Це дозволяє підвищити чутливість виявлення дефектів.

У методі АФП врахування цих особливостей здійснюється формуванням нових проекційних даних, за якими відновлюється зображення розподілу дефектів у виробі:

Рі(к) = т,-агої-іі(к), (1)

де ^ 00 - виміряні проекційні дані між парою перетворювачів 1 у перерізі з номером к; гті), ст! - середнє значення і середньо-квадратичне відхилення величини ґ](к) у перерізах виробу.

Величина ^і(к)- є значенням інтегралу вздовж шляху поширення УЗ хвилі від функції, що описує розподіл акустичної характеристики матеріалу у перерізі. До цього інтегралу при вимірюванні додається випадкова складова, спричинена завадами. Введення проекційних даних Р](к) забезпечує встановлення для кожної пари перетворювачів свого порогу, адаптивного до рівня завад. Величина а. визначає ймовірність виходу величини (к) за встановлений поріг.

Показано, що відновлювана за цими проекційними даними функція відображає ПР неоднорідностей (дефектів) у перерізі к відносно сформованого еталону бездефектного перерізу. Така функція включає шумову складову, пов‘язану з завадами ( на неї введений поріг, пропорційний в кожній точці перерізу його дисперсії).

Чисельним моделюванням проведено порівняння методу АФП і відомого підходу, в якому відновлення проводиться в області просторових частот із застосуванням двовимірного Фур’є-перетворення. Показано, що при великому рівні завад і відносно невеликій кількості проекційних даних метод АФП дозволяє отримати якісніші зображення розподілу дефектів у перерізі виробу.

Описано результати експериментальної апробації методу АФП у розробці ЮС ультразвукового контролю - “Система-4”, яка призначена для контролю виробів кільцеподібної форми із композиційного матеріалу. Система дозволяє відновлювати зображення дефектів у перерізі виробу при відношенні сигнал/шум 1:3, що неможливо традиційними тіньовими методами.

У третьому розділі розглядаються можливості гомографічних методів для підвищення чутливості виявлення дефектів типу несуцільності матеріалу виробу і якості їх класифікації при зборі даних луно-методами.

В ультразвуковому НК використовують різні варіанти отримання відбитих від дефектів сигналів. Виділяють три основних методи: луно-мегод, дзеркальний луно-метод і дельта-метод. Для відновлення зображень при зборі проекційних даних цими методами запропоновано гомографічну процедуру, яка є розширенням методу АФП і справедлива при наступних припущеннях:

- матеріал виробу можна вважати ізотропним;

- ймовірність наявності дефектів у перерізі виробу є невеликою.

Томографічна процедура передбачає, що результати вимірювань можна

представити проекцією скалярної функції У(г), що описує ПР коефіцієнта відбиття. Вид проекцій залежить від вибраної схеми збору даних (сумісна або роздільна) і від виду луно-методу. Наприклад, у двовимірному випадку (при зборі даних луно-методом і сумісній схемі) результати вимірювань можна подати у вигляді проекцій У(х, у) наступним чином:

де £,,Г| - координати перетворювача, і - час поширення, с - швидкість УЗ хвилі, Г(Е,,т|Д)

- проекційні дані, які формуються за результатами вимірювань відбитого УЗ сигналу.

Відновлення зображень при проектуванні вздовж криволінійних контурів має свої особливості. Функція розсіювання точки у даному випадку змінюється в площині перерізу. Це не дозволяє використати відомі методи трансмісійної томографії. Метод АФП дає можливість відновлювати зображення розподілу дефектів у виробі за цими проекціями. Він забезпечує підвищення чутливості їх виявлення за рахунок введення адаптивних порогів на проекційні дані і усунення неоднорідного фону на зображенні, який є наслідком особливостей структури вимірюваних відбитих сигналів.

Чутливість методу КТ значною мірою визначається формою виробу, яка обмежуе можливі методи і схеми збору даних. Проведене в роботі чисельне моделювання чутливості виявлення дефектів для виробів різної форми показало, що метод АФП дозволяє відновлювати зображення розподілу дефектів без помітних спотворень при великій кількості проекційних даних, обумовлених завадами.

Для технічної діагностики матеріалу необхідна інформація не лише про наявність дефектів, але також про їх параметри: форму, орієнтацію, розміри. Форма дефекта в ультразвуковому НК визначається з аналізу процесів, що супроводжують розсіювання і трансформацію різних типів УЗ хвиль. В УЗ дефектоскопії розроблено ряд методів, які в тих чи інших умовах дозволяють визначати форму дефекта. В реалізації ці методи досить складні і потребують, крім значних затрат часу, ще і висококваліфікованого дефектоскопіста.

В дисертаційній роботі проаналізовані деякі можливості класифікації дефектів томографічними методами, обумовлені фільтруючими властивостями процедури відновлення. При побудові зображень закладаються певні припущення про природу відбитих сигналів, що визначає вибір виду проекцій. Якщо припущення відповідають дійсності, то при відновленні проекції фокусуються і формується зображення дефектів.

Запропоновано два напрямки використання методу АФП для вирішення задач класифікації. Один із них пов’язаний з побудовою томографічних зображень класифікаційних характеристик дефекту. Другий спрямований на фільтрацію масиву проекційних даних від тих, що обумовлені завадами. Отриманий після фільтрації масив використовується для розрахунку класифікаційних характеристик дефекту. В рамках першого напрямку розглядаються алгоритми томоірафічного відновлення коефіцієнта форми і коефіцієнта трансформації. В рамках другого - побудова діаграм коефіцієнта відбиття.

На основі методу АФП і методу класифікації дефектів за діаграмами коефіцієнта відбиття розроблена установка “Контран”, призначена для автоматизованного ультразвукового контролю анкерних обойм мостових конструкцій при їх серійному виробництві. За рахунок отримання додаткової інформації про тип дефектів і підвищення дефектоскопічної чутливості зменшено перебракування виробів.

Четвертий розділ присвячений питанням відновлення ПР ФМХ матеріалу в об’ємі виробу засобами ультразвукової КТ.

Методи відновлення ПР ФМХ матеріалу поділяють на методи відновлення ПР скалярних і тензорних характеристик. До скалярних характеристик ізотропного матеріалу відносять пружні, міцнісні, структурні і технологічні характеристики. ПР цих характеристик визначається за відповідним набором ПР акустичних характеристик. Тензорний же характер ФМХ необхідно враховувати при відновленні поля напружень в матеріалі. Для цього необхідно брати до уваги наведену анізотропію акустичних властивостей.

Особливість задачі відновлення ПР акустичних характеристик полягає у тому, що відновлювана функція має слабоконтрастний і повільно змінний у просторових координатах характер. Для розв’язку такої задачі доцільно використати інтегральні трансмісійні методи КТ, що дозволяють оперувати променевими проекціями. Однак відомі підходи потребують розрахунку дво- і тривимірних згорток або Фур’є-перетворень і є не ефективними.

Для підвищення продуктивності гомографічного відновлення ПР акустичних характеристик запропоновані алгоритми реконструкції, які грунтуються на фільтрації проекцій СЗ і використанні операції оберненого проектування.

Променеві проекційні дані можна представити у вигляді:

де f(r,m) - час поширення (амплітуда) УЗ хвилі через точку ? в напрямку, що визначається ортом Ш ; g(r) - шуканий розподіл.

У випадку 20-реконструкції алгоритм містить два основних етапи. На першому етапі за виміряними променевими проекціями (3) шляхом оберненого проектування формується СЗ:

Ця операція здійснюється в процесі збору даних і вирішує (враховуючи низькочастотний характер ПР акустичних характеристик) одночасно задачу пошуку і локалізації аномальних областей матеріалу у виробі.

При виявленні акустичних неоднорідностей матеріалу здійснюється другий етап -відновлення за СЗ шуканого розподілу. Для цього проводиться проектування СЗ у вигляді паралельних проекцій:

00

(3)

К

(4)

0

со

y/(s,<р) - J"b(x,y)5(S' xcosp - ysin<p)dxdy,

(5)

-00

і фільтрація їх шляхом подвійного диференціювання:

4п 3s

Виконуючи далі операцію оберненого проектування над фільтрованими проекціями, отримуємо шукану функцію:

71

ф., у)= ^\і/"{хсо*,<р + уііп<р,ф)&(р. (7)

о

Аналогічний алгоритм запропонований для ЗІ>реконструкції у випадку збору даних у тілесному куті. Такий спосіб забезпечує більшу завадостійкість при відновленні слабоконтрастних функцій. У роботі наведено обгрунтування запропонованих алгоритмів.

В дисертації розглянуто важливий для практичної дефектоскопії випадок -відновлення засобами КТ ГІР ФМХ матеріалу в листових виробах. Особливість збору даних у таких виробах пов'язана з тим, що розширення ракурсу огляду потребує збільшення розмірів перетворювача. Його обмеженість призводить до погіршення якості відновлення вздовж товщини листа. В той же час на практиці часто достатньою є інформація про розподіл ФМХ матеріалу у вигляді ортографічного зображення, яке є проекцією відновлюваної функції на площину (найчастіше на поверхню листового виробу).

Запропоновано алгоритм відновлення ортографічних зображень, який дозволяє звести задачу до двовимірної і підвищити продуктивність процесу відновлення. Суть його полягає у тому, що вводяться нові променеві проекції, які є проекціями вимірюваних в об’ємі даних на площину відновлюваного ортографічного зображення. Доведено, що відновлювана за цими проекціями функція є проекцією на площину об’ємного розподілу характеристик матеріалу.

Однією із найважливіших характеристик, що визначає переддефектний стан матеріалу і динаміку розвитку сформованих дефектів, є розподіл напружень в об’ємі виробу.

В дисертації описані розроблені алгоритми відновлення ПР характеристик тензорного поля напружень на основі інтегральних методів КТ і матричної теорії акустопружності, як найбільш придатної до практичної реалізації. Запропоновано двг напрямки вирішення цієї задачі. Перший пов'язаний з визначенням ПР компонею тензора напружень. Розроблено алгоритм, в основу якого покладена залежність СЗ відносної зміни часу поширення УЗ хвиль від напрямку при коаксіальному зборі даних Отримано вирази для визначення ПР компонент тензора напружень, які аналогічн відомим залежностям для відновлення скалярних характеристик.

Показано, що ПР компонент тензора напружень в частотній області можне представити як:

егі(р) = Ад1(^)Р3{Ті(г)}> (8;

де <Т| (Р)- компоненти тензора напружень, ТДг) -елемент вектора, що формується з

набору СЗ, - оператор тривимірного Фур‘є - перетворення, Ац{р) - матриця 6*6,

елементи якої є функціями розсіювання точки відповідних компонент тензора напружень, р - тривимірний вектор просторової частоти.

Матриця А у (р) визначається вибраним способом формування набору СЗ.

Отримані вирази для елементів матриці для випадку формування СЗ в площинах, перпендикулярних, до осей довільно вибраної системи координат, при зборі проекційних даних поздовжніми і поперечними УЗ хвилями.

Другий напрям пов'язаний з відновленням ПР інваріантів тензора напружень. Задачу відновлення ПР першого інваріанта можна звести до відновлення ПР скалярної характеристики. Запропоновано алгоритм, що використовує формування променевих проекцій першого інваріанту. Променева проекція інваріанту визначається через результати вимірювань часів поширення УЗ хвиль у вигляді:

■І](г,т) — — I^х\— ®ху) ~(Гху ^хг)(^хх ^//.)|" (9)

де т - орт, що визначає напрям променя, гхх, гху, гн - відносні зміни часу поширення вздовж променя відповідно поздовжньої і поперечних УЗ хвиль, «хх,аху,йгх?,атакуете пружні коефіцієнти, що вимірюються при одновісному напруженні,

Показано, що відновлення ПР інваріанту за цими проекціями є задачею відновлення ПР скалярної характеристики, що потребує значно менших розрахунків, ніж відновлення тензорних характеристик.

В роботі наведено отримані вперше результати експериментального відновлення ПР скалярних ФМХ матеріалу в об'ємі виробу. Дослідження проведені на розробленій ультразвуковій гомографічній системі, яка забезпечує збір даних за променевими проекціями дзеркально-тіньовим методом. В системі застосовано спосіб високоточного вимірювання часу поширення УЗ хвиль методом автоциркуляції. На цій системі для стальних зразків листової форми отримані ортографічні і -гомографічні зображення ПР швидкостей поширення і коефіцієнтів загасання поздовжніх і поперечних хвиль. Наведено результати відновлення на їх основі ПР пружних, міцнісних, структурних і технологічних характеристик матеріалу. Як приклад, на рисунку приведена томограма розподілу зерна у листовому виробі із зварним стиковим з’єднанням. Експериментальні результати підтверджують працездатність запропонованих алгоритмів реконструкції і засобів КТ.

Розподіл розміру зерна (мм) у листовому виробі із зварним стиковим з’єднанням у

перерізі поперек шва.

У додатках описано запропоновані схеми реалізації багатоелементні п’єзоелектричних перетворювачів з електрично керованими резонанспил характеристиками, ефективні для УЗ томографії. Описано метод аналізу характеристик.

Описана модифікація відомого імпедансного методу. Вона спирається і удосконалену модель перетворювача і дозволяє підвищити точність визначення йоі амплітудно-частотних характеристик, а також розширити можливості визначення фаз частотних параметрів.

Приведені акти впровадження.

ВИСНОВКИ

В дисертаційній роботі запропоновано і розроблено алгоритми ультразвуков комп’ютерної томографії та інформаційно-вимірювальні системи, орієнтовані і вирішення проблем діагностування виробів ультразвуковими методами і призначе для оцінки дефектності виробів та визначення просторового розподілу фізик механічних характеристик матеріалу в об’ємі виробу.

Основні результати роботи полягають у наступному.

1. Для задач виявлення і локалізації дефектів матеріалу розроблено меті адаптивного формування проекцій і ряд його модифікацій, які за рахуй врахування статистичних характеристик виміряних проекційних даних використання фільтраційних властивостей процедури томографічного відновлен забезпечують підвищення чутливості виявлення слабоконтрастних дефектів.

2. На основі методу адаптивного формування проекцій запропоновано нові підхід до класифікації дефектів, який грунтується на відновленні томографічн зображень класифікаційних характеристик, що дозволяє автоматизувати прои класифікації дефектів в системах ультразвукового контролю.

3. Для визначення просторового розподілу фізико-механічних характеристик матеріалу в об’ємі виробу ультразвуковими методами запропоновано алгоритми 20-

і ЗО-реконструкції, які грунтуються на зборі даних променевими проекціями, оберненому проектуванні та фільтрації проекцій сумарного зображення, що забезпечує високу продуктивність томографічних систем та універсальність до форми виробу.

4. Для визначення фізико-механічних характеристик матеріалу у виробах листової форми розроблено томографічну технологію відновлення ортографічних зображень, яка використовує метод 20-реконструкції при ЗО-схемах збору проекційних даних, що забезпечує підвищення продуктивності ультразвукового контролю цього класу виробів при використанні комп’ютерної томографії.

5. На основі інтегральних методів комп’ютерної томографії для відновлення просторового розподілу компонент тензора напружень в об’ємі виробу запропоновано алгоритм, що грунтується на використанні сумарних зображень, які отримуються при коаксіальному зборі даних, і алгоритм відновлення просторового розподілу першого інваріанта тензора напружень, який зводиться до відновлення просторового розподілу скалярних характеристик, що дозволяє визначати характеристики неоднорідного напружено-деформованого стану матеріалу.

6. На основі розроблених алгоритмів створено і впроваджено ряд інформаційно-вимірювальних систем для ультразвукового контролю виробів із конструкційних матеріалів.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

1. Кошевой В.В., Кривин Е.В., Курий В.П. Восстановление акустических изображений при ультразвуковом контроле изделий // Диагностика и прогнозирование разрушений сварных конструкций. - 1988. - №6. - С. 11-18.

2. Кошевой В.В., Кривин Д.Е., Кривин Е.В. Ультразвуковая томографическая система для неразрушающего контроля // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. -1999. - №2. - С. 49-56.

3. Кривін Є.В., Кривін Д.Є., Левицький О.Є. Томографічне відновлення розподілу дефектів в об’ємі виробу при ехо-імпульсному методі прозвучування // Відбір і обробка інформації. -1998. - №12(88). - С. 22-27.

Кошовий В.В., Кривін Є.В., Романишин І.М. Ультразвукова обчислювальна томографія в задачах неруйнівнош контролю і технічної діагностики // Фізико-хімічна механіка матеріалів. - 1997. - № 5. - С. 31-42.

5. Кошевой В.В., Кривин Д.Е., Кривин Е.В., Романишин И.М. Томография листовых изделий // Дефектоскопия. - 1998. - №9,- С. 20-27.

>. Кошевой В.В., Кривин Е.В., Романишин И.М. Алгоритм обработки данных для томографического восстановления неоднородного распределения физико-

механических характеристик материалов по объему изделия // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. - 1995. - №2. - С. 31-35.

7. Кошевой В.В., Кривин Е.В., Левицкий О.Е. К вопросу анализа точности измерения временных интервалов методом автоциркуляции // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. - 1999. - №2. - С. 30-39.

8. Кошовий В.В., Кривін Є.В., Курій В.П., Левицький О.Є. Томографічне відновлення просторового розподілу характеристик матеріалу в об’ємі зварного з’єднання на основі проекційних даних ультразвукового прозвучування // Фізичні методи та засоби контролю середовищ, матеріалів та виробів. - Київ - Львів - 1999. - С. 17-20.

9. А.с. 1589201 СССР, МКИ G 01 N 29/04. Устройство ультразвукового контроля изделий / Л.С. Дуфанец, В.В. Кошевой, Е.В. Кривин, Н.П. Михайленко, Н.М. Рекун, И.Г. Стецко (СССР). - №4480897/25-28; Заявлено 01.09.88; Опубл. 30.08.90, Бюл. №32. - Зс.

10. А.с. 1606926 СССР, МКИ G 01 N 29/04. Многоканальный ультразвуковой дефектоскоп / Л.С. Дуфанец, В.В. Кошевой, Е.В. Кривин, Н.П. Михайленко, Н.М. Рекун, И.Г. Стецко (СССР). - №4480898/25-28; Заявлено 01.09.88; Опубл. 15.11.90 Бюл. №42. - 4с.

11. А.с. 1613944 СССР, МКИ G 01 N 29/04. Способ определения дефектов в цилиндрических изделиях / В.В. Кошевой, Б.В. Коханый, Е.В Кривин, Н.П. Михайленко, Н.М Рекун (СССР). - №4413510/25 - 28; Заявлено 19.04.88; Опубл. 15.12.90,Бюл.№46.-Зс.

12.Koshovy V., Krivin Е., Romanyshyn I. Ultrasonic Tomographic Non-Destructive Techniques for Materials Characterization // Proc. 7th European Conference on Nondestructive Testing. - Copenhagen. -1998. - P. 2505-2512.

13.Koshovy V., Krivin D., Krivin E., Romanyshyn I. Tomographic restoring of tensor stress field // Proc. 2nd International Conference on Computer Methods and Inverse Problems ir Nondestructive Testing and Diagnostics. - Minsk. -1998. - P. 273-278.

14.Nazarchuk Z.T., Koshovy V.V., Krivin E.V., Romanyshyn I.M. Ultrasonic tomograph}, technologies for NDT and monitoring of material degradation // Proc. Joint EC IAEA Specialists Meeting on NDT Methods for Monitoring Degradation. - Petten, The Netherlands. -1999. - P. 79-89.

Кривін С.В. Розробка засобів комп’ютерної томографії для ультразвуковой: контролю виробів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук з< спеціальністю 05.11.16 - інформаційно-вимірювальні системи. - Фізико-механічнш інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України, Львів, 2000.

Дисертація присвячена науковим дослідженням, пов’язаним із створення?, інформаційно-вимірювальних систем на принципах комп’ютерної томографії орієнтованих на вирішення проблеми ультразвукового діагностування виробів

Сформульовано основні принципи розробки алгоритмів комп’ютерної томографії в ультразвуковому контролі, які забезпечують можливості їх прикладної реалізації і виконання таких вимог до автоматизованих засобів як універсальність до форми виробу і продуктивність. Розроблено алгоритми, які забезпечують підвищення чутливості виявлення і якості класифікації слабоконтрастних дефектів в ультразвуковій дефектоскопії та алгоритми відновлення просторового розподілу скалярних і тензорних фізико-механічних характеристик матеріалу в об’ємі виробу. Розроблено ряд топографічних систем ультразвукового контролю для матеріалознавчих досліджень і промислового призначення.

Ключові слова: інформаційно-вимірювальна система, комп’ютерна томографія, алгоритм, діагностика матеріалу, ультразвуковий контроль.

Кривин Е.В. Разработка средств компьютерной томографии для ультразвукового контроля изделий. - Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.11.16 - информационно-измерительные системы. - Физикомеханический институт им. Г. В. Карпенка НАН Украины, Львов, 2000.

Диссертация посвящена научным исследованиям, связанным с созданием информационно-измерительных систем (ИИС) на принципах компьютерной томографии (КТ), ориентированных на решение проблемы ультразвуковой диагностики изделий. Исследованы возможности КТ для решения задач повышения чувствительности выявления слабоконтрастных дефектов в изделиях, качества их классификации и определения пространственного распределения (ПР) физико-механических характеристик (ФМХ) материала в объёме изделия.

В работе сформулированы основные принципы разработки алгоритмов КТ в ультразвуковом контроле, которые обеспечивают возможность их прикладной реализации и выполнения таких требований к ИИС автоматизированного ультразвукового контроля как универсальность по отношению к форме изделия и производительность. Эти принципы сформулированы следующим образом: исходными данными для восстановления являются лучевые проекции при теневых методах сбора данных и проекции по контурным линиям или поверхностям при эхо-методах; выполнение на первом этапе процедур обратного проецирования и формирования суммарного изображения; выполнение на втором этапе восстановления искомой функции путем фильтрации проекций суммарного изображения.

На основании этого подхода разработаны алгоритмы и созданы средства ультразвуковой КТ, которые направлены на решение поставленных в работе задач.

Для задач выявления и классификации дефектов материала разработан метод адаптивного формирования проекций и ряд его модификаций, которые обеспечивают при сборе данных теневыми и эхо-методами повышение чувствительности выявления и достоверности классификации дефектов за счет

учета статистических характеристик распределения измеренных проекционны: данных и использования фильтрующих свойств процедуры томографическое восстановления.

Для определения ПР скалярных ФМХ материала предложены алгоритмы 20 и ЗО-реконструкции, основанные на сборе данных лучевыми проекциями, обратно!» проецировании и фильтрации проекций суммарного изображения бе традиционного использования трудоемких многомерных преобразований Фурь1 или свертки, что позволяет повысить производительность процесса восстановлена томографических изображений.

Для восстановления ортографических изображений ПР ФМХ материала : листовом изделии разработан алгоритм, который использует превращени проекционных данных, измеренных в объеме изделия, в новые проекции плоскости ортографического изображения, что позволяет применить алгоритмы 20 реконструкции и повысить производительность ультразвукового контроля.

Для оценки неоднородного напряженно-деформированного состояни материала на основе интегральных метода компьютерной томографии предложе: алгоритм восстановления ПР компонент тензора напряжений, который используе зависимость суммарных изображений относительных изменений време распространения продольных и поперечных ультразвуковых волн от направлени. при коаксиальном способе сбора проекционных данных.

Многие характеристики напряженно-деформированного состояния материал могут быть определены через инварианты тензора напряжения. Предложе алгоритм восстановления томографического изображения ПР первого инвариант; который использует полученные соотношения между лучевой проекцией первог инварианта и измеренными проекционными данными и позволяет свести задач определения характеристик неоднородного напряженно-деформированног состояния материала к томографическому восстановлению скалярны характеристик.

Результаты работы применены при разработке ряда систем автоматизированног ультразвукового контроля. Метод адаптивного формирования проекций использован разработках томографических установок предназначенных для выявления классификации дефектов при теневых и эхо-методах сбора данных. Применение мето,а позволило повысить чувствительность контроля. Например, в установке дд автоматизированного контроля изделий кольцеобразной формы из композиционног материала обеспечено выявление дефектов при отношении сигнал/шум 1:3, чт невозможно при применении традиционных теневых методов.

Описаны полученные впервые результаты экспериментального восстановлени пространственного распределения скалярных ФМХ материала в объеме издели методами ультразвуковой КТ. Исследования проведены на разработанно ультразвуковой томографической установке, в которой сбор данных осуществляете вдоль лучей зеркально-теневым методом. На установке для стальных издели

листовой формы получены ортографические и томографические изображения ПР скоростей распространения и затухания продольных и поперечных ультразвуковых волн. Приведены результаты определения на их основе ПР упругих, прочностных, технологических и структурных характеристик материала.

Ключевые слова: информационно-измерительная система, компьютерная томография, алгоритм, диагностика материала, ультразвуковой контроль.

Krivin E.V. - Development of computerized tomography facilities for products ultrasonic testing. — Manuscript.

Thesis for obtaining of the scientific degree of Candidate of Engineering Sciences on speciality 05.11.16 - informative-measuring systems. - Karpenko Physico-Mechanical Institute of National Academy of Sciences of Ukraine, Lviv, 2000.

The dissertation is devoted to scientific researches connected with creation of informative-measuring systems based on the computerized tomography principals and oriented on use of products ultrasonic diagnostics. Main principals of development of computerized tomography algorithms for ultrasonic testing have been formulated, which provide possibilities of it’s applied realization and fulfilling such requirements to automatic facilities as universality to product shape and productivity. Algorithms, which provide in ultrasonic defectoscopy increase of weak contrast defects sensibility of revealing and quality of classification, and reconstruction algorithms of the spatial distribution of the material scalar and tensor physico-mechanical characteristics in product volume have been developed. Set of ultrasonic tomographic systems for material reseaches and industrial application have been created.

Keywords: informative-measuring systems, computerized tomography, algorithm, material diagnostics, ultrasonic testing.