У сучасному світі технології ультразвукового контролю відіграють важливу роль у різних галузях промисловості, таких як аерокосмічна, автомобільна, металургійна та будівельна. Вони забезпечують високий рівень точності та надійності виявлення дефектів у матеріалах і конструкціях без їх руйнування. Останні досягнення у галузі обробки сигналів, машинного навчання та комп'ютерного зору відкрили нові можливості для вдосконалення методів аналізу даних, отриманих за допомогою ультразвукових хвиль. Комплексні системи для аналізу даних контролю ультразвуковими хвилями стають все більш затребуваними, оскільки вони дозволяють автоматизувати процеси обробки та інтерпретації результатів, знижуючи людський фактор і підвищуючи точність діагностики. Важливою складовою таких систем є їх компонентна архітектура, яка дозволяє легко адаптувати та розширювати функціональні можливості відповідно до вимог конкретних завдань.
На сьогоднішній день існує кілька основних напрямків розвитку компонентних систем для аналізу даних ультразвукового контролю. Важливим є інтеграція передових методів обробки сигналів та зображень, яка дозволяє більш точно визначати дефекти та їх характеристики. Сучасні алгоритми машинного навчання та глибокого навчання активно використовуються для автоматизації процесів виявлення та класифікації дефектів. Також важливим напрямком є розробка інтерфейсів для взаємодії з користувачем, які забезпечують зручність роботи з системою та візуалізацію результатів аналізу. Використання сучасних веб-технологій та мобільних додатків дозволяє створювати інтерактивні та інтуїтивно зрозумілі інтерфейси, що сприяє ефективності роботи фахівців. Все більше уваги приділяється питанням сумісності та інтеграції компонентних систем з іншими інформаційними системами підприємств. Це включає використання стандартних протоколів обміну даними та розробку модульних рішень, які можуть бути легко інтегровані в існуючу інфраструктуру.
Ми провели дослідження з моделювання та аналізу поширення ультразвукових коливань у трубопроводах з використанням фізико-механічних параметрів сталі, характерних для магістральних трубопроводів [1]. Для цього було проведено розрахунки поширення ультразвукових коливань (УК) у трубопроводах діаметром 273 мм та товщиною стінки 16 мм. Математична модель описувала сигнал у часовій області як множення двох синусоїд із різними частотами, що дозволило генерувати дві окремі групи мод на частотній осі.
Результати розрахунків показали, що при поширенні ультразвукових коливань в області нижчих частот спостерігається нерівномірний розподіл енергії хвилі по товщині стінки труби. Максимуми амплітуди однієї з мод сконцентровані на краях труби на початковій ділянці, але далі енергія перерозподіляється в середину стінки. Інша мода спочатку поводиться як симетрична хвиля, але згодом також перерозподіляє свою енергію по товщині стінки. Такий перерозподіл енергії хвильового поля викликаний кривизною середовища поширення, що є важливим для неруйнівного контролю.
Для проведення розрахунків ми спершу використовували алгоритми на Matlab, що дозволило нам швидко перевірити теоретичні моделі та отримати початкові результати. Потім, для підвищення гнучкості та інтеграції з різними системами, ми написали власний код на Java із використанням компонентного підходу. Це рішення дозволяє легко приєднувати наші розробки до різних інтерфейсів пристроїв та адаптувати систему до конкретних потреб користувачів. Компонентна архітектура включає модулі для обчислення параметрів ультразвукового сигналу, отримання даних з первинного перетворювача, та відображення результатів на екрані у графічному вигляді. Такий підхід забезпечує високу масштабованість і дозволяє інтегрувати нашу систему з існуючими інформаційними системами на підприємствах, що використовують ультразвуковий контроль для діагностики та моніторингу стану трубопроводів.
Отримані результати мають велике значення, оскільки дозволяють підвищити інформативність ультразвукових досліджень трубопроводів. Нерівномірний розподіл хвильового поля по товщині стінки потребує одночасного генерування двох хвиль, що може збільшити достовірність виявлення дефектів і неоднорідностей у матеріалі. Таким чином, наші дослідження сприяють розвитку методів ультразвукового контролю, що підвищує ефективність та надійність діагностики технічного стану трубопроводів.
Список літератури:
1. Пат. 50914 А, G 01 H 5/00. Пристрій для вимірювання швидкості ультразвуку / І. З. Лютак. - № 2001021357, Заявл. 27.02.2001 Опубл. 15.11.2002, Бюл. № 11.
|
Голосування 
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter