A Versatile Experimental Setup for the Acoustic Research
DOI:
https://doi.org/10.22213/2410-9304-2020-2-28-36Keywords:
pulse generator, acoustic control, broadband amplifier, measuring equipment, ultrasoundAbstract
A large number of different studies in the field of acoustic control necessitated the development of experimental equipment capable of providing the required range of characteristics at low cost (operation in a wide frequency range, the use of transducers of various types, etc.). The paper describes the design of a universal acoustic measuring (experimental) stand designed to solve a range of problems associated with the development of original methods of acoustic non-destructive testing. The installation is built on widely available components, its simple upgrade is possible.
Examples of control methods for various objects, including extended ones, developed with its help, in different frequency ranges, and using different types of acoustic waves are given. In particular, the possibility of monitoring the extended objects in the low-frequency ultrasound region (of the order of 20 kHz), as well as the detection of defects in compact objects using the megahertz range of ultrasonic radiation, is shown.
A versatile setup for conducting acoustic studies was used to assess the effect of corrosion and SCC at the speed of the Rayleigh wave. Measurements were carried out as part of the study of the possibility of assessing the state of the metal of the main pipelines by changing the speed of Rayleigh waves. The research results showed a deviation of the Rayleigh wave velocity by no more than 100 m/s from the reference value, with a maximum error of its measurement of not more than 0.7%.References
Толипов Х. Б., Клещев Д. Г., Березин В. М. Использование волн Лэмба для измерения толщины тонких металлических пленок // Приборы и техника эксперимента. 2017. № 2. С. 137–139. DOI: 10.7868/S0032816217020148.
Шкелев Е.И., Ширкаев А.В. Акустический измеритель временной задержки // Приборы и техника эксперимента. 2018. № 4. С. 25–30. DOI: 10.1134/S0032816218040298.
Лобастов С. А., Герасимов С. И. Сферические пьезокерамические датчики для измерения параметров ударных волн // Приборы и техника эксперимента. 2017. № 1. С. 104–108. DOI: 10.7868/S0032816217010098.
Ибрагимов Н. Ю., Ибрагимова Э. Н. Дефектоскопическая установка трещиномер силикатных покрытий труб // Дефектоскопия. 2017. № 11. С. 55–57.
Аббакумов К. Е., Коновалов Р. С., Цаплев В. М. Экспериментальное исследование дискового биморфного пьезоэлектрического генератора // Известия СПбГЭТУ ЛЭТИ. 2014. № 9. С. 59–63.
Montinaro N, Epasto G., Cerniglia D., Guglielmino E. Laser ultrasonics inspection for defect evaluation on train wheel // NDT & E International. 2019. Vol. 107. Pp. 102-145. (DOI: 10.1016/j.ndteint.2019.102145).
Peng D., Jones R., Constable T., Lingamanaik S.N., Chen B.K. The tool for assessing the damage tolerance of railway wheel under service conditions // Theoretical and Applied Fracture Mechanics. 2012. Vol. 57. Pp. 1-13. (DOI: 10.1016/j.tafmec.2011.12.002).
Yamamoto S., Hoshi T., Miura T., Sem-boshi J., Ochiai M., Fujita Y., Ogawa T., Asai S. Defect Detection in Thick Weld Structure Using Welding In-Process Laser Ultrasonic Testing System // Materials transactions. 2014. Vol. 55, P. 998-1002. DOI: 10.2320/matertrans.I-M2014809.
Mihaljević M., Markučič D., Runje B., Keran Z. Measurement uncertainty evaluation of ultrasonic wall thickness measurement // Measurement. 2019. Vol. 137. Pp. 179-188. DOI: 10.1016/j.measure¬ment.2019.01.027.
Lo F,. Bonfanti M.S. A novel device for measuring the ultrasonic wave velocity and the thickness of hyperelastic materials under quasistatic deformations // Polymer Testing. Vol. 74. Pp. 235-244. DOI: 10.1016/j.polymertesting.2019.01.005.
Minin S.I., Trofimov A.I.,, Trofimov M.A. Automated ultrasonic system residual stresses in the welded joints of the circulation pipe NPP // Nuclear Energy and Technology. Vol. 2. Pp. 236-239. DOI: 10.1016/j.nucet.2016.11.002.
Bruggera C., Palin-Luca P., Osmondb P., Blanc M. A new ultrasonic fatigue testing device for biaxial bending in the gigacycle regime // International Journal of Fatigue. Vol. 100. Pp. 619-626. DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2016.12.039.
Vieira M., Reis L., Freitas M., Ribeiro A. Strain measurements on specimens subjected to biaxial ultrasonic fatigue testing // Theoretical and Applied Fracture Mechanics. Vol. 85. Pp. 2-8. DOI: 10.1016/j.tafmec.2016.08.007.
Kurashkin K., Mishakin V., Rudenko A. Ultrasonic Evaluation of Residual Stresses in Welded Joints of Hydroelectric Unit Rotor Frame // Materialstoday: proceedings. Vol. 11. Pp. 163-168. DOI: 10.1016/j.matpr.2018.12.125.
Hunter C., Sapozhnikov O.A.,.Maxwell A.D., Khokhlova V.A., Wang Y.-N., MacConaghy B., Kreider W. An Ultrasonic Caliper Device for Measuring Acoustic Nonlinearity // Physics Procedia. Vol. 87. Pp. 93-98. DOI: 10.1016/j.phpro.2016.12.015.
Прибор для измерений скорости акустических волн в металлах и сплавах / В. В. Муравьев, Д. В. Злобин, С. В. Леньков, Н. Н. Зверев // Приборы и техника эксперимента. 2016. № 3. С. 142–146. DOI: 10.7868/S0032816216020245.
Муравьев В. В., Злобин Д. В., Платунов А. В. Прибор для исследований акустоупругих характеристик тонких проволок // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2017. Т. 60. № 6. С. 572–577.
Акустический волноводный контроль элементов глубиннонасосного оборудования / О. В. Муравьева, В. А. Стрижак, Д. В. Злобин, С. А. Мурашов, А. В. Пряхин, Ю. В. Мышкин // Нефтяное хозяйство. 2016. № 9. С. 110–115.
Злобин Д. В., Волкова Л. В. Влияние динамического подмагничивания на эффективность электромагнитно-акустического преобразования при волноводном контроле прутков // Приборы и методы измерений. 2017. Т. 8. № 3. С. 236–245. DOI: 10.21122/2220-9506-2017-8-3-236-245.
Муравьева О. В., Леньков С. В., Мурашов С. А. Крутильные волны, возбуждаемые электромагнитно-акустическими преобразователями, при акустическом волноводном контроле трубопроводов // Акустический журнал. 2016. Т. 62. № 1. С. 117–124. DOI: 10.7868/S032079191506009X.
Анализ отражённых сигналов при контроле цилиндрических образцов многократным зеркально-теневым методом / О. В. Муравьева, В. В. Муравьев, М. А. Габбасова, И. В. Булдакова, М. Ю. Соков // Автометрия. 2016. Т. 52. № 4. С. 62–70. DOI: 10.15372/AUT20160408.
Муравьева О. В., Зорин В. А. Метод многократной тени при контроле цилиндрических объектов с использованием рэлеевских волн // Дефектоскопия. 2017. № 5. С. 3–9.
Муравьева О. В., Муравьев В. В. Методические особенности использования SH-волн и волн лэмба при оценке анизотропии свойств листового проката // Дефектоскопия. 2016. № 7. С. 3–11.
Исследования структурного и напряженно-деформированного состояния рельсов текущего производства методом акустоупругости / В. В. Муравьев, Л. В. Волкова, А. В. Платунов, И. В. Булдакова, Л. В. Гущина // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2018. Т. 21. № 2. С. 13–23. DOI: 10.22213/2413-1172-2018-2-13-23.
Муравьев В. В., Тапков К. А. Оценка напряженно-деформированного состояния рельсов при изготовлении // Приборы и методы измерений. 2017. Т. 8. № 3. С. 263–270. DOI: 10.21122/2220-9506-2017-8-3-263-270.
